サーマルマネキン

2020-12-24 オフ 投稿者: SHANY™
HAPPINESS ONLY REAL WHEN SHARED! (^^)

2021年1月から3月にかけ、李研究室では東京大学@大岡研究室(http://venus.iis.u-tokyo.ac.jp)のご協力をいただき、サーマルマネキンを用いた人体温熱快適性評価に関する研究を行います。すごく高価の実測機器であるため、見学したり、触ってみることはできないが、下記に示す写真を見て、間接的に経験してください。



サーマルマネキンは人体形状をした発熱体であり、着衣熱抵抗の測定のために開発され、測定法も標準化1[1] ASTM F 1291-05 : Standard test method for measuring the thermal insulation of clothing using a heated manikin, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2005.されている。発熱の制御に関しては、皮膚温を一定に保つ方法と皮膚温の間に拘束条件式を用いて式[1]を満たすように制御(コンフォート制御)する方法がある。

t_{\mathrm{s}}=36.4-0.054Q_{\mathrm{t}} \; \cdots [1]

ここに、ts は皮膚温度 [°C]、Qt は着衣時の皮膚表面からの顕熱熱損失量 [W/m2]である。


また、温熱環境評価のためには、皮膚温、熱損失量から等価温度を算出する方法、熱損失量による比較など様々な方法がある。等価温度は式[2]で算出する。

t_{\mathrm{eq}}=t_{\mathrm{s}}-0.155\left (I_{\mathrm{cl}} + \frac{I_{\mathrm{a}}}{f_{\mathrm{cl}}}\right )Q_{\mathrm{t}} \; \cdots [2]

ここに、teq はサーマルマネキン等価温度 [°C]、Icl は基礎着衣熱抵抗 [clo]、Ia は裸体時の空気層熱抵抗 [clo]、fcl は着衣面積比 [-]である。



一方、人体温熱快適性に関する詳しい説明はASHRAE Handbook2[2] ASHRAE Handbook 2017 : Fundamentals – Chapter 09. Thermal Comfort, 2017.を参考し、学習してください。


[1] ASTM F 1291-05 : Standard test method for measuring the thermal insulation of clothing using a heated manikin, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2005.
[2] ASHRAE Handbook 2017 : Fundamentals – Chapter 09. Thermal Comfort, 2017.


Written by Sihwan Lee
[Assistant Professor, Shinshu University]

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