30.01.2015 Views

Klimatupplevelse med ventilerad stol. Samband mellan ...

Klimatupplevelse med ventilerad stol. Samband mellan ...

Klimatupplevelse med ventilerad stol. Samband mellan ...

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

1999:2<br />

<strong>Klimatupplevelse</strong> <strong>med</strong> <strong>ventilerad</strong> <strong>stol</strong><br />

<strong>Samband</strong> <strong>mellan</strong> värmeförlusten från en termisk docka och människans<br />

komfortupplevelse <strong>med</strong> och utan <strong>ventilerad</strong> <strong>stol</strong> i sommarklimat<br />

Håkan Nilsson<br />

Ingvar Holmér<br />

Olle Norén<br />

Mats Bohm<br />

arbetslivsrapport<br />

ISSN 1401-2928 http://www.niwl.se/arb/<br />

Enheten för arbets<strong>med</strong>icin<br />

Enhetschef: Per Malmberg<br />

a


Förord<br />

Föreliggande rapport är en del i ett samarbete Arbetslivsinstitutet (ALI), samt<br />

Jordbrukstekniska institutet (JTI) i Ulltuna, som startade 1988 <strong>med</strong> projekt<br />

"Åtgärder för att förbättra den termiska miljön i fordonshytter". I arbetet har också<br />

SAAB-Scania AB, VME industrier AB, Volvo flygmotor AB, och Volvo<br />

lastvagnar <strong>med</strong>verkat. Hittills har tre delprojekt avrapporterats. Den första delen<br />

behandlade sambanden <strong>mellan</strong> den termiska dockans mätvärden och den<br />

subjektiva klimatupplevelsen hos en grupp försökspersoner (JTI-AI-Rapport 123,<br />

"Värdering av fordonsklimat <strong>med</strong> termisk docka"). Därefter följde en<br />

kartläggningsstudie av befintliga lastbils- och lastmaskinshytter (JTI-AI-Rapport<br />

124, "Klimat i fordonshytter"). Den tredje undersökningen var att på uppdrag av<br />

Arbetarskyddsstyrelsen undersöka det termiska klimatet i kranhytter under<br />

vinterförhållanden (JTI-AI-Rapport 125, "Klimat i kranhytter").<br />

För ett stort antal människor är arbetsplatsen idag en hytt av något slag. Det kan<br />

gälla förare av vägmaskiner, entreprenadmaskiner, traktorer, skogsmaskiner,<br />

lastbilar men även kontroll- och manöverhytter inom verkstads- och<br />

processindustri. Klimatförhållandena i fordonshytter är ofta extrema jämfört <strong>med</strong><br />

inomhusklimatet. En av källorna till klimatproblemen är den höga kyleffekt som<br />

behövs för luftkonditionering vilken orsakar drag. Ett annat problem är förarsätet,<br />

eftersom det är så välisolerat och inte släpper igenom fukt. Detta gör att<br />

sätesklimatet nästan alltid blir för varmt eftersom det påverkas lite av hyttklimatet.<br />

Ett sätt att både förbättra sätesklimatet och minska kylbehovet från<br />

luftkonditioneringen är att ventilera förarsätet.<br />

Projektet har finansierats av Arbetsmiljöfonden och av deltagande industrier,<br />

SAAB-Scania AB, Volvo lastvagnar AB samt Be-Ge Industrier AB.<br />

I projektet har David Wyon från Statens Institut för Byggnadsforskning<br />

<strong>med</strong>verkat som konsult.<br />

Till projektet har också en referensgrupp knutits. Medverkande i denna<br />

referensgrupp var representanter från Vägverket, Skogs- och Lant<br />

arbetsgivareförbundet, Svenska Byggnadsarbetareförbundet, Svenska<br />

Lantarbetareförbundet, Svenska Skogsarbetareförbundet, Svenska<br />

Transportarbetareförbundet, Maskinentreprenörerna, VTI och Svenska<br />

Kommunalarbetareförbundet.


Innehåll<br />

Bakgrund 1<br />

Utrustning 2<br />

Den termiska dockan AIMAN 2<br />

Metod och utförande 4<br />

Försöksuppställning och klimatkammare 4<br />

Konditioner 5<br />

Skattningsskalan 7<br />

Simulerad svettning 7<br />

Konditioner <strong>med</strong> simulerad svettning 8<br />

Utförande 8<br />

Resultat och kommentarer 9<br />

Försöksbetingelser 9<br />

Kommentarer 14<br />

Komfortpister 15<br />

<strong>Samband</strong>et <strong>mellan</strong> MTV och t eq<br />

16<br />

Analys av sambanden 18<br />

Simulerad svettning 20<br />

Sammanfattande diskussion 22<br />

Fortsatta studier nödvändiga 22<br />

Referenser 23<br />

Sammanfattning 24


Bakgrund<br />

Omfattande sambandsmätningar har tidigare gjorts <strong>mellan</strong> värmeförluster<br />

uppmätta <strong>med</strong> AIMAN (se sid. 6) och komfortskattningar från en testpanel [4, 11]<br />

Det har vid dessa sambandsmätningar visat sig att försökspanelens upplevelse har<br />

god överensstämmelse <strong>med</strong> de <strong>med</strong> dockan uppmätta värmeförlusterna i samma<br />

klimatsituationer. Med detta samband som grund har därefter tre hytter från olika<br />

typer av arbetsfordon undersökts <strong>med</strong> AIMAN [3, 5, 6] . Det visade sig då att det<br />

fortfarande återstår en del problem att lösa. Bl.a. följande problem kvarstod:<br />

1. I soligt väder utsätts förarna för stark strålningsbelastning vilket ofta är<br />

mycket besvärande.<br />

2. För att kyla bort strålningsbelastningen och komma ner i en temperatur där<br />

värmebalansen ligger i rätt nivå tvingas man använda så låg temperatur och så<br />

höga lufthastigheter på den inblåsta luften att man besväras av lokal avkylning<br />

och drag, vilket kan <strong>med</strong>föra <strong>med</strong>icinska problem. Detta gäller speciellt<br />

kroppsdelar som är i skugga eller obeklädda som t.ex. ansikte, nacke, axlar och<br />

händer.<br />

3. Det är ofta svårt att få rätt temperaturfördelning i hytten.<br />

4. Med nuvarande luftfördelningssystem blir lufthastigheterna ofta för höga<br />

eftersom effektbehovet vid både värmning och kylning av hytten och där<strong>med</strong><br />

erforderlig luftmängd ofta blir extremt stort i förhållande till hyttens volym och<br />

inblåsnings arean är förhållandevis liten.<br />

5. Sittytorna blir spärrar för värmetransport och ångdiffusion speciellt i<br />

sommarklimat vilket leder till svettning och åtföljande obehag.<br />

För att transportera bort erforderlig energi krävs stora luftmängder vilket skapar<br />

många problem [1, 2, 7, 8, 9, 12, 13] . Alla sätt att minska effektbehovet och<br />

där<strong>med</strong> också luftmängderna är alltså positivt. Ett sätt är att <strong>med</strong> en <strong>ventilerad</strong> <strong>stol</strong><br />

öka möjligheterna till värmeavgivning från den del av kroppen som idag är täckt<br />

av den isolerande förar<strong>stol</strong>en.<br />

Syftet <strong>med</strong> föreliggande undersökning var att undersöka effekten av en <strong>ventilerad</strong><br />

<strong>stol</strong> på hyttklimatet. Detta gjordes genom att jämföra det av försökspersoner<br />

upplevda sätesklimatet <strong>med</strong> mätningar gjorda <strong>med</strong> en termisk docka.<br />

1


Utrustning<br />

Den termiska dockan AIMAN<br />

Den termiska dockan, AIMAN, är konstruerad vid enheten klimatfysiologi på<br />

dåvarande Arbetsmiljöinstitutet (AI) 1991. Dockan är en fullskalemodell av en<br />

mansperson i sittande ställning.<br />

Bild 1. Klimatmätdockan AIMAN <strong>med</strong> reglerdator.<br />

Hudytan på dockan är i dessa försök indelad i 16 (maximalt 33) zoner, som<br />

oberoende av varandra värms av ett underliggande skikt av elektrisk<br />

motståndstråd. Den tillförda elektriska effekten regleras så att varje yta hålls på en<br />

temperatur av 34.0 ± 0.1 °C. Mätstorheten är den erforderliga elektriska effekten<br />

för att hålla temperaturen konstant hos varje zon, vilket motsvarar ytans värme<br />

förlust genom strålning och konvektion till omgivningen, dvs den torra<br />

värmeförlusten. Effektreglering, temperaturmätning och resultatberäkningar sker<br />

via ett datorbaserat reglersystem.<br />

2<br />

2<br />

1 0<br />

1<br />

13<br />

13 3<br />

8<br />

9<br />

12<br />

14 4<br />

17<br />

8<br />

12<br />

1011<br />

15<br />

6 5<br />

18<br />

14<br />

15<br />

10<br />

16<br />

16<br />

27 28 22 21<br />

7<br />

19<br />

27<br />

20 29<br />

30 24<br />

31 30<br />

32<br />

26<br />

32<br />

Bild 2. Zon indelningen på klimatmätdockan AIMAN.<br />

2


Eftersom dockan mäter den torra värmeförlusten kommer den att vid betingelser<br />

där människor svettas inte att ge en fullständig bild av det totala värmeutbytet.<br />

Människans totalvärmeförlust kommer att underskattas. De klimat förhållanden,<br />

som normalt leder till svettning ligger utanför den sk komfortzonen. Ett mätfel i<br />

detta område spelar mindre roll eftersom betingelserna ändå inte är acceptabla.<br />

Man kan därför bortse från eller eventuellt korrigera för den lilla effekt av<br />

avdunstning som kvarstår, när dockan används för klimatbedömning inom<br />

komfortzonen.<br />

För att göra resultatet mer överskådligt och lättare att förstå omräknas dockans<br />

värmeförlust till ekvivalent temperatur (t eq<br />

). Dockan kalibreras (normeras) i ett<br />

rum <strong>med</strong> homogent klimat, dvs rummet har en kalibreringstemperatur som är lika<br />

<strong>med</strong> lufttemperaturen och <strong>med</strong>elstrålningstemperaturen, samt en mycket låg<br />

lufthastighet (


Metod och utförande<br />

Försöksuppställning och klimatkammare<br />

Två <strong>ventilerad</strong>e <strong>stol</strong>ar placerades i en klimatkammare som har ett arbetsområde<br />

från +5 till +40 °C, 10 - 90 %RH <strong>med</strong> en noggrannhet av bättre än ±0.1 °C<br />

respektive ±1 %RH. Lufthastigheten vid försöken var mindre än 0.1 m/s. Stolarna<br />

anslöts till tryckluftnätet för att individuell inställning av <strong>stol</strong>shöjden skull kunna<br />

göras. Stolsfläktarna matades <strong>med</strong> en konstant spänning på 27.6 V från två<br />

Switchbox 60-5 stabiliserade spänningsaggregat vilka kan konstanthålla<br />

spänningen bättre än ±0.01 V. En skiljevägg placerades <strong>mellan</strong> försökspersonerna<br />

och de uppmanades att:<br />

- inte ändra <strong>stol</strong>sinställningen<br />

- ha armarna på armstöden<br />

- ha ryggen mot ryggstödet<br />

- ha fötterna på markeringarna<br />

- känna efter vid första signalen<br />

- skatta vid den andra signalen<br />

- inte prata <strong>med</strong> varandra Bild 3. Genomsiktsskiss av den<br />

<strong>ventilerad</strong>e <strong>stol</strong>en<br />

Kammartemperatur och relativfuktighet mättes <strong>med</strong> en Protimeter DP 989 M <strong>med</strong><br />

en mätnoggranhet på ±0.25 °C och ±1 % samt <strong>med</strong> åtta externa termistorer<br />

placerade på höjderna 0.1, 0.6, 1.1 m och på <strong>stol</strong>sätet, 100 mm från högersidan<br />

och 150 mm från bakkanten på <strong>stol</strong>ssitsen, vid och på båda <strong>stol</strong>arna. Dessa<br />

termistorer kalibrerade och kontrollerade till en noggrannhet bättre än ±0.1 °C och<br />

samlades in på fil av en IBM-kompatibel persondator som också skötte<br />

signalgivningen vid skattningstillfällena. Försökslängden var 40 minuter <strong>med</strong><br />

manuellt utförda skattningar vid minut 10, 20, 30 och 40 <strong>med</strong> signal för att känna<br />

efter 1 minut innan varje skattning. Försökspersonerna och AIMAN bar under<br />

försöken samma beklädnad. Denna bestod av militära uniformspersedlar, byxa<br />

M87 lång (<strong>med</strong> bortsprättad ficka), M59 fältskjorta, kortkalsong, tunna strumpor<br />

och lågskor <strong>med</strong> ett totalt isolation på 1.31 clo. Kläderna förvarades i<br />

omklädningsrummet som hade en temperatur på 20±1 °C samt relativfuktighet på<br />

35±5 %RH.<br />

4


Konditioner<br />

Temperaturnivåerna i klimatkammaren hade enligt mätplanen valts till att<br />

motsvara effektförlusterna 40, 48 respektive 56 W/m 2 (se tabell 2).<br />

Försökspersonerna befann sig under försöken sittande i vila vilket motsvarar en<br />

metabolism på ca: 60 W/m 2 . Den torra värmeförlusten i värmebalans vid denna<br />

metabolism är ca: 48 W/m 2 [10]. Då det vid inställningen av dessa konditioner<br />

utifrån både dockmätningarna och person tester bedömdes som att skillnaden<br />

<strong>mellan</strong> konditionerna var mycket liten utökades värmeförlustnivåerna <strong>med</strong> en<br />

kallare, 64 W/m 2 , respektive varmare, 32 W/m 2 , kondition. Skillnaden i<br />

effektförlust <strong>mellan</strong> de olika fläktlägena uppmättes också som liten, se figur,<br />

varvid mätningar <strong>med</strong> fläktläge 2 uteslöts. Alla dessa mätningar gjordes vid 50<br />

%RH men två mätningar vid 35 respektive 70 %RH utfördes. Men eftersom den<br />

relativafuktigheten endast i mycket liten omfattning påverkar den torra<br />

värmeförlusten kunde ingen skillnad i effektförlust uppmätas (se figur 4).<br />

Tabell 2. Den modifierade konditionstabellen:<br />

Kammartemp.<br />

(°C)<br />

Relativfuktighet<br />

(%)<br />

Fläktläge<br />

Kodning<br />

<strong>stol</strong> 1<br />

Värmeförlust<br />

(W/m 2 ) <strong>stol</strong> 1<br />

Kodning<br />

<strong>stol</strong> 2<br />

Värmeförlust<br />

(W/m 2 ) <strong>stol</strong> 2<br />

19.3 50 0 1640 65 2640 64<br />

21.2 50 3 1643 64 2643 64<br />

21.1 50 0 1560 56 2560 55<br />

22.0 50 1 1561 56 2561 55<br />

22.1 50 2 1562 56 - -<br />

22.4 50 3 1563 56 2563 56<br />

22.7 50 0 1480 47 2480 47<br />

23.6 50 1 1483 49 2483 47<br />

23.8 50 2 1482 48 - -<br />

24.1 50 3 1483 48 2483 47<br />

24.3 50 0 1400 40 2400 39<br />

25.5 50 (4) 1404 39 - -<br />

25.6 35 1 140135 40 - -<br />

25.5 70 1 140170 39 - -<br />

25.7 50 2 1402 40 - -<br />

25.9 50 3 1403 39 2403 39<br />

26.2 50 0 1320 32 2320 32<br />

27.7 50 3 1323 32 2323 31<br />

Temperaturnivåer för att erhålla önskade effektförluster vid de olika konditionerna<br />

ställdes in <strong>med</strong> hjälp av AIMAN och dokumenterades för både <strong>stol</strong>arna. Därefter<br />

exponerades försökspersonerna två och två för de olika konditionerna. Ordningen<br />

på konditionerna slumpades så att försökspersonerna inte visste vilken<br />

temperaturnivå de skattade eller i vilken ordning de mättes, de var heller inte<br />

informerade om inställningen vid de olika konditionerna och visste alltså inte vad<br />

de skulle förvänta sig. De utförde försöken vid samma tid på dagen varje dag i 14<br />

arbetsdagar. Det första försöket användes som träningsförsök för att<br />

försökspersonerna skulle få vänja sig vid försöksuppläggningen


skattningsskalorna mm, det försöket kördes alltså två gånger. Som<br />

försökspersoner användes 10 män i åldern 20 till 50 år (se tabell 3) vilka inte<br />

skulle ha rökt, snusat, druckit kaffe eller ätit inom en timme före försöken.<br />

Försökspersonerna skattade lokal upplevelse för 16 olika zoner samt den totala<br />

upplevelsen (Hela kroppen). Varje försök varade i 60 minuter varav den effektiva<br />

mättiden var 40 minuter <strong>med</strong> 10 minuters på och avklädning före och efter<br />

försöket. Fyra komfortskattningar genomfördes under varje mätning vid minut 10,<br />

20, 30 och 40 (se bild 4). Skattningarna utfördes i ett protokoll där en ny sida<br />

användes för varje skattning för att undvika direkt avskrift. Försökspersonerna<br />

hade även möjlighet att kommentera skriftligen om vad som helst vid varje<br />

skattningstillfälle.<br />

Start<br />

Skattn<br />

1<br />

Skattn<br />

2<br />

Skattn<br />

3<br />

Skattn<br />

4<br />

0 9 10 19 20 29 30 39 40 min.<br />

Bild 4. Tidsdisposition under försöken.<br />

Försökspersonernas längd, vikt samt några karakteristiska mått på kläderna mättes<br />

vid första försöket. Stolshöjden mättes också för varje försöksperson så att samma<br />

höjd kunde ställas in vid varje försök. Kammartemperaturer, luftfuktighet samt<br />

sätestemperaturen registrerades varje minut och kunde fortlöpande kontrolleras på<br />

skärm av försöksledaren.<br />

Försöksperson nr Längd (m) Vikt (kg) Ålder (år) Stolshöjd (cm)<br />

1 1.75 82 41 45<br />

2 1.72 77.2 42 47.5<br />

3 1.72 62 46 43<br />

4 1.76 88.9 45 44<br />

5 1.94 96.5 23 51.5<br />

6 1.69 65.9 44 45.5<br />

7 1.86 82.7 47 47<br />

8 1.84 68.5 47 48<br />

9 1.79 74.2 33 45.5<br />

10 1.74 67.5 30 46.5<br />

Medel 1.78 76.5 40 46.4<br />

SD 0.077 11.03 8.3 2.38<br />

Min 1.69 62.0 23 43.0<br />

Max 1.94 96.5 47 51.5<br />

Tabell 3. Persondata.<br />

6


Skattningsskalan<br />

Komfortskattningen utfördes enligt en 7-gradig skala använts (se tabell 4). Denna<br />

skala benämns MTV-skalan och är närmare beskriven och använd i de tidigare<br />

sambandsmätningarna.<br />

Tabell 4. Skattningsskalan.<br />

Simulerad svettning<br />

Mycket varmt 3<br />

För varmt 2<br />

Varmt men komfortabelt 1<br />

Neutralt 0<br />

Kallt men komfortabelt -1<br />

För kallt -2<br />

Mycket kallt -3<br />

Totalt 10 klimatkonditioner har först ställts in och sedan uppmätts <strong>med</strong> AIMAN<br />

(Totalvärmeförlust 48 W/m 2 , fläktlägen 0, 1 och 3, 3 <strong>med</strong> produktions<strong>stol</strong>en resp<br />

3 <strong>med</strong> prototyp<strong>stol</strong>en samt 4 <strong>med</strong> våt trasa).<br />

Jämförelserna <strong>mellan</strong> produktions- och prototyp<strong>stol</strong>en visade till skillnad mot<br />

tidigare uppfattning att produktions<strong>stol</strong>en hade en något bättre ventilation än<br />

prototyp<strong>stol</strong>en. Skillnaderna var i storleksordningen 2 - 4 t eq<br />

för sittzonerna eller 1<br />

- 2 W/m 2 i totalvärmeförlust vilket motsvarar 0.2 - 0.3 °C i omgivningstemperatur<br />

vilket nästan ligger inom mätfelet för helkroppsvärden.<br />

Resultaten från mätningarna <strong>med</strong> respektive utan våt trasa måste behandlas <strong>med</strong><br />

viss försiktighet eftersom sittzonerna även vid fläktläge 1 bottnade. t eq<br />

temperaturer på nedåt 12 °C registrerades för sitsen. Den teoretiskt lägsta<br />

temperatur som kan uppnås vid 50% relativfuktighet och ett temperturintervall på<br />

22 - 24 °C är ca: 15 - 17 °C vilket motsvarar den våta temperaturen vid<br />

psykrometermätning. I dessa fall har dock dockans yt(hud)temperaturer och<br />

där<strong>med</strong> också kontakttemperaturerna varit 30 - 33 °C. Försöksledarna testade<br />

också att själva sitta i <strong>stol</strong>arna under samma förutsättningar. Redan efter några<br />

minuter kändes sittzonerna obehagligt kalla. Detta kan motivera de fläktlägen som<br />

innanför komfortzonen upplevdes som låga.<br />

För att eliminera överföringseffekterna samt göra temperaturasymmetrierna<br />

<strong>mellan</strong> sittzonerna och övriga zoner större föreslås en sambandsundersökning av<br />

sittzoner under olika klimatförhållanden. Eftersom <strong>ventilerad</strong>e <strong>stol</strong>ar har störst<br />

effekt utanför komfortzonen när betydande svettning påbörjats var det av intresse<br />

att försöka visa denna effekt av svettningen på värmeförlusten. Samtidigt gjordes<br />

jämförelser <strong>mellan</strong> en prototyp<strong>stol</strong>, som tidigare upplevts ge högre kyleffekt, och<br />

den färdiga produktions<strong>stol</strong>en.<br />

7


Konditioner <strong>med</strong> simulerad svettning<br />

Effektförlustnivån i klimatkammaren valdes till 48 W/m2 (se tabell). Den relativa<br />

luftfuktigheten var 50% vid samtliga konditioner.<br />

Med/utan<br />

våt trasa<br />

Fläktläge<br />

Kodning<br />

prod.<strong>stol</strong><br />

Värmeförlust (<br />

W/m 2 ) prod.<strong>stol</strong><br />

Kodning<br />

proto.<strong>stol</strong><br />

Värmeförlust (<br />

W/m 2 ) proto.<strong>stol</strong><br />

u 0 1480X 48 2480X 48<br />

u 1 1481X 48 2481X 48<br />

u 3 1483X 48 2483X 48<br />

m 0 3480 4480 <br />

m 1 3481 4481 <br />

m 3 3483 4483 <br />

Tabell 5. Försökskonditioner.<br />

Utförande<br />

Temperaturnivåer för att erhålla önskade effektförlust vid de 6 första<br />

konditionerna mättes nu upp <strong>med</strong> hjälp av AIMAN och dokumenterades för både<br />

<strong>stol</strong>arna <strong>med</strong> en högsta avvikelse på ±1 W/m 2 vilket får anses som marginellt. De<br />

kammartemperaturer som erhållits användes sedan för försöken <strong>med</strong> våt trasa för<br />

att jämförelser <strong>mellan</strong> konditionerna skulle kunna göras. Vid de våta<br />

konditionerna tilläts dockan att få en stabil värmeförlust innan den sattes på den<br />

fuktade trasan och mätningen började. Trasan vättes till ungefär samma vikt vid<br />

samtliga experiment. Vikten före och efter registrerades.<br />

8


Resultat och kommentarer<br />

Försöksbetingelser<br />

För att studera stabiliteten i kammartemperaturer och fuktighet under försöken har<br />

en utvärdering av luftfuktighet, lufttemperatur och lufthastighet vid<br />

försöks<strong>stol</strong>arna gjorts. Som underlag för utvärderingen har insamlade värden från<br />

försökets sista 10 minuter använts. Spridningen i luftfuktighet <strong>mellan</strong> försök under<br />

samma kondition var bättre än ±0.9 %RH för samtliga konditioner. Motsvarande<br />

för samtliga lufttemperaturer är bättre än ±0.05 °C se nedanstående tabell (9).<br />

Kondition 320 400 480 560 640 481 561 323 403 483 563 643 404<br />

Kammartemp (°C) 26.0 24.4 22.6 20.9 18.9 23.4 21.7 27.4 26.0 24.0 22.3 20.9 26.2<br />

SD 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04 0.05 0.03 0.03 0.03 0.02 0.03 0.04<br />

Tabell 6. Temperaturer vid de olika konditionerna.<br />

Gradienten <strong>mellan</strong> 0.1 och 1.1m var mindre än 0.3 °C vid samtliga konditioner.<br />

Treminuters<strong>med</strong>elvärdet av lufthastigheten mätt i höjderna 0.1, 0.6 och 1.1m var<br />

0.07 ± 0.017m/s vid båda försöks<strong>stol</strong>arna. Som en referens till skattningar och<br />

dockmätningar har temperaturen <strong>mellan</strong> försöksperson och säte studerats. För<br />

samtliga konditioner utan fläkt låg på 34.0 ± 0.3 °C <strong>med</strong> ett minvärde på 33.5<br />

samt ett max värde på 34.4. Medan motsvarande värden vid max fläkt (läge 3) var<br />

32.5 ± 0.8 °C <strong>med</strong> ett minvärde på 31.4 samt ett max värde på 33.6 °C. Fläkten<br />

kan alltså ge en temperatursänkning <strong>mellan</strong> 2.6 och 0.4 °C i denna mätpunkt (se<br />

figur 7).<br />

45<br />

40<br />

35<br />

30<br />

25<br />

Uppmätt temperatur (°C)<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

34.4<br />

26<br />

34.2<br />

Medeltemperaturer - kammare och sits<br />

24.4<br />

33.9<br />

22.6<br />

34.1<br />

20.9<br />

33.5<br />

18.9<br />

31.9<br />

23.4<br />

32.7<br />

320 400 480 560 640 481 561 323 403 483 563 643 404<br />

21.7<br />

33.6<br />

27.4<br />

32.9<br />

26<br />

32.5<br />

24<br />

31.4<br />

22.3<br />

31.9<br />

20.9<br />

33.7<br />

26.2<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Kammare<br />

Sits<br />

Figur 1. Kammar- och sitstemperaturen vid de olika konditionerna.<br />

Som en kontroll av zontemperatur- och t eq<br />

-kalibreringarna gjordes en jämförelse<br />

<strong>mellan</strong> konditions inställningen 48 W/m 2 , fläktläge 1 <strong>med</strong> produktions<strong>stol</strong>en och<br />

samma inställning 4 månader innan. Även efter mättrådsbyten och transporter var<br />

det bra överensstämmelse <strong>mellan</strong> mätningarna. Enda skillnaden märks på övre<br />

ryggzonen där en lägre t eq<br />

-temperatur kunde uppmätas vid de senare mätningarna<br />

p.g.a. en något flackare ryggstödsinställning och där<strong>med</strong> mindre isolation.<br />

9


Skalp<br />

Ansikte<br />

Bröst, mage<br />

Rygg Ö<br />

Arm V Ö<br />

Arm H Ö<br />

ArmV U<br />

Arm H U<br />

Hand V<br />

Hand H<br />

Lår V<br />

Lår H<br />

Vad V<br />

Vad H<br />

Fot V<br />

Fot H<br />

Rygg U<br />

Sits<br />

15 20 25 30 35<br />

t eq<br />

(°C)<br />

Figur 2. triangel - fläktläge 1 (prod) omg.temp 23.4°C, värmeförlust 49 W/m 2 ,<br />

ring - fläktläge 1 (prod första) omg.temp 23.6°C, värmeförlust 48 W/m 2<br />

Skalp<br />

Ansikte<br />

Bröst, mage<br />

Rygg Ö<br />

Arm V Ö<br />

Arm H Ö<br />

ArmV U<br />

Arm H U<br />

Hand V<br />

Hand H<br />

Lår V<br />

Lår H<br />

Vad V<br />

Vad H<br />

Fot V<br />

Fot H<br />

Rygg U<br />

Sits<br />

15 20 25 30 35<br />

t eq<br />

(°C)<br />

Figur 3. Värmeförlust 48 W/m 2 , triangel - fläktläge 0, ruta - fläktläge 1, romb -<br />

fläktläge 2, ring - fläktläge 3,<br />

10


Skalp<br />

Ansikte<br />

Bröst, mage<br />

Rygg Ö<br />

Arm V Ö<br />

Arm H Ö<br />

ArmV U<br />

Arm H U<br />

Hand V<br />

Hand H<br />

Lår V<br />

Lår H<br />

Vad V<br />

Vad H<br />

Fot V<br />

Fot H<br />

Rygg U<br />

Sits<br />

15 20 25 30 35<br />

t eq<br />

(°C)<br />

Figur 4. Värmeförlust 40 W/m 2 , fläktläge 1, triangel - 35%RH, ruta - 50%RH,<br />

romb - 70%RH<br />

Dessa 13 konditioner mättes nu upp också för <strong>stol</strong> två vilket gav en högsta<br />

avvikelse på ±1 W/m 2 vilket får anses som marginellt. Mätningarna gjordes nu<br />

<strong>med</strong> dockan utan ett tillskott av blyvikter som gjorde totalvikten till 68.3 kg,<br />

eftersom det vid de tidiga mätningarna upptäckts att dessa placerade i magen gav<br />

dockan en onaturlig viktsfördelning som påverkade fläkten så att flödet minskade.<br />

Att använda spännband för att ge dockan en naturlig nedtryckning i <strong>stol</strong>en<br />

provades också men visade sig inte ge någon större förändring i fläktflödet och<br />

där<strong>med</strong> värmeförlusten. Ned spänningen gjordes så att spännband placerades runt<br />

låren och bröstet på dockan och banden drogs åt precis tills de sträcktes. Sedan<br />

användes <strong>stol</strong>ens tryckluftcylinder för att öka nedtryckningen från 0 till 1.5 och<br />

slutligen maximalt 3 cm, vilket motsvarar en vikt som ingen av försökspersonerna<br />

hade eftersom de alla kunde lyftas av <strong>stol</strong>ens tryckluftcylinder.<br />

11


Skalp<br />

Ansikte<br />

Bröst, mage<br />

Rygg Ö<br />

Arm V Ö<br />

Arm H Ö<br />

ArmV U<br />

Arm H U<br />

Hand V<br />

Hand H<br />

Lår V<br />

Lår H<br />

Vad V<br />

Vad H<br />

Fot V<br />

Fot H<br />

Rygg U<br />

Sits<br />

15 20 25 30 35<br />

t eq<br />

(°C)<br />

Figur 5. Värmeförlust 40 W/m 2 , fläktläge 4, triangel - 0cm, ruta - -1.5cm, romb -<br />

-3cm<br />

För att ytterligare undersöka denna observerade flödessänkning placerades en<br />

lufthastighetsmätare i fläktens utblås och <strong>stol</strong>en belastades <strong>med</strong> en person <strong>med</strong><br />

vikten 67 kg, benen borträknade (ca 20 kg). Mätningar gjordes <strong>med</strong> <strong>stol</strong>en<br />

obelastad, personvikt samt personvikt <strong>med</strong> en extra vikt på 20 kg. Resultat visas i<br />

nedanstående tabell (3), där flödet är framräknat <strong>med</strong> en utblåsarea på 40x40 mm.<br />

En ökning i personvikt på 20 kg ger alltså endast mindre flödessänkningar i<br />

förhållande till skillnaden <strong>mellan</strong> fläktstegen.<br />

Personvikt (kg) 0 67 87<br />

Fläkt<br />

Lufthastighet i<br />

utblås (m/s)<br />

1 4.8 4.2 4.0<br />

2 7.0 6.3 6.1<br />

3 8.5 7.5 7.2<br />

Flöde utblås (m 3 /h)<br />

1 27.6 24.2 23.0<br />

2 40.3 36.3 35.1<br />

3 49.0 43.2 41.5<br />

Tabell 7. Fläktflöde som funktion av kroppsvikt.<br />

Eftersom fläktens maxläge upplevdes som lägre än på tidigare <strong>stol</strong>prototyper<br />

ändrades en av försökskonditionerna till att innefatta också ett fjärde steg. Det<br />

ökade fläktflödet åstadkoms genom att spänningen till fläkten ökades från 27.6 till<br />

32.6 V, vilket innebar att strömmen ökade motsvarande ökningen <strong>mellan</strong> tidigare<br />

fläktsteg.<br />

12


Bilder på de båda konditionsextremerna.<br />

Skalp<br />

Ansikte<br />

Bröst, mage<br />

Rygg Ö<br />

Arm V Ö<br />

Arm H Ö<br />

ArmV U<br />

Arm H U<br />

Hand V<br />

Hand H<br />

Lår V<br />

Lår H<br />

Vad V<br />

Vad H<br />

Fot V<br />

Fot H<br />

Rygg U<br />

Sits<br />

15 20 25 30 35<br />

t eq<br />

(°C)<br />

Figur 6. Värmeförlust 32 W/m 2 , triangel - fläkt läge 0, ruta - fläkt läge 3<br />

Skalp<br />

Ansikte<br />

Bröst, mage<br />

Rygg Ö<br />

Arm V Ö<br />

Arm H Ö<br />

ArmV U<br />

Arm H U<br />

Hand V<br />

Hand H<br />

Lår V<br />

Lår H<br />

Vad V<br />

Vad H<br />

Fot V<br />

Fot H<br />

Rygg U<br />

Sits<br />

15 20 25 30 35<br />

t eq<br />

(°C)<br />

Figur 7. Värmeförlust 64 W/m 2 , triangel - fläkt läge 0, ruta - fläkt läge 3<br />

13


Kommentarer<br />

Försökspersonerna hade som tidigare nämts möjlighet att vid varje<br />

skattningstillfälle gör kommentarer om vad som helst. Nedanstående tabell visar<br />

dessa kommentarer grupperade och ordnade i förekomstfrekvens ordning samt<br />

olika konditioner.<br />

400 480 560 481 561 640 563 403 403 483 320 404 323 643<br />

Kommentar A B C D E F G H HF J K L M N S<br />

Sömnig, trött 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 13<br />

Stel i benen 1 1 2 2 1 2 1 1 1 12<br />

Lite fuktigt i luften 2 1 1 1 4 2 11<br />

Svalt i luften 1 1 4 1 3 10<br />

Vibrationer 2 2 2 2 8<br />

Varmt i luften 4 3 7<br />

Lite varmt i luften 1 3 3 7<br />

Behagligt, bra 1 2 2 2 7<br />

Fuktigt i luften 4 2 6<br />

Inga vibrationer, ljud 1 1 2 4<br />

Störande ljud 1 2 1 4<br />

Torrt i luften 1 2 3<br />

Ont i nacke , rygg 1 1 2<br />

Lätt svettning 1 1<br />

Tabell 8. Försökspersonernas kommentarer.<br />

Noterbart är att personerna tyckte att det var både svalt och varmt i luften samt att<br />

någon till och <strong>med</strong> svettades lite i den varmaste konditionen. Sömnighet och<br />

stelhet är nog inte så vanligt förekommande om <strong>stol</strong>en placeras i ett arbetsfordon.<br />

Inte heller vibrationerna och ljuden från fläkten som en hel del klagade på<br />

kommer antagligen att varken höras eller kännas genom bakgrundsbruset samt<br />

vibrationer i hytten. Ett sätt att visa <strong>stol</strong>ens effekt förutom i<br />

konditionsinställningarnas komfortpister, är att studera AIMANs värmeförluster<br />

vid några olika konditioner. De två ytterlighetskonditionerna har valts för att visa<br />

ett spann <strong>mellan</strong> kyla och värme.<br />

14


Zon Vf fläkt 0 Vf fläkt 3 Diff Vf fläkt 0 Vf fläkt 3 Diff<br />

(W/m 2 ) (W/m 2 )<br />

(W/m 2 ) (W/m 2 )<br />

Hela kroppen 33 31 -1 65 63 -2<br />

Huvud 48 41 -7 94 81 -14<br />

Rygg, övre 13 19 6 31 37 6<br />

Bröst, mage 33 28 -5 63 54 -9<br />

Överarmarna 36 31 -5 67 59 -9<br />

Underarmarna 38 32 -6 76 65 -11<br />

Händerna 63 53 -10 124 106 -18<br />

Höger lår, insida 36 37 1 72 74 -2<br />

Vänster lår, insida 33 33 0 67 66 -1<br />

Höger lår, utsida 40 36 -4 80 73 -8<br />

Vänster lår, utsida 45 39 -6 90 81 -9<br />

Höger lår, undersida 5 23 17 13 57 44<br />

Vänster lår, undersida 9 28 20 16 59 43<br />

Rygg, nedre 10 20 10 19 44 25<br />

Sittytan 2 22 20 8 58 50<br />

Underbenen 37 32 -6 77 67 -11<br />

Fötterna 32 27 -5 67 56 -10<br />

Lufttemp (°C) 26.2 27.7 1.5 19.3 21.2 1.9<br />

Tabell 9. De individuella zonernas effektförluster vid vid högsta och lägsta<br />

totalvärmeförlust respektive fläktläge. (Vf = Värmeförlust)<br />

Ovan kan ses att <strong>stol</strong>en ökar den möjliga omgivningstemperaturer <strong>med</strong> 1.5 till 1.9<br />

°C genom att omfördela effektförlusterna från zoner i kontakt <strong>med</strong><br />

omgivningsluften till zoner <strong>med</strong> <strong>stol</strong>skontakt. Värmeförlustminskningen på zoner<br />

<strong>med</strong> luftkontakt är i storleksordningen 5 W/m 2 <strong>med</strong> an <strong>stol</strong>skontaktzonerna ökar<br />

sin värmeförlust <strong>med</strong> 10 - 20 W/m 2 vid en totalvärmeförlust på 32 W/m 2 . Medan<br />

motsvarande siffror vid en totalvärmeförlust på 64 W/m 2 blir 10 W/m 2 respektive<br />

30 - 50 W/m 2 . Skillnaden beror på att den kylande luftströmmen av har en lägre<br />

temperatur i det senare fallet. Detta betyder att effekten av ökningen i torr<br />

värmeförlust kommer att minska vid ökad omgivningstemperatur <strong>med</strong>an faktorer<br />

som svettning och där<strong>med</strong> den evaporativa värmeförlusten kommer att öka.<br />

Komfortpister<br />

Resultaten har sammanställts i komfortpist (se t.ex. Figur 1-5) beskriven av [11],<br />

och då justera pistgränserna för ytor i kontakt <strong>med</strong> <strong>stol</strong>en. Gränserna för kall<br />

respektive varm komfort valda så att 80% av en grupp människor ska vara nöjda<br />

<strong>med</strong> klimatet (MTV=±0.8). Idealprofilen, MTV=0, motsvarar 95% nöjda, vilket är<br />

den teoretiskt högsta andelen nöjda som kan erhållas. Dockans mätvärden ska<br />

alltså ligga <strong>mellan</strong> komfortgränserna i pisten för att klimatet ska vara godtagbart.<br />

Eftersom inget klart samband framkommit jämförs pistgränser för resultaten<br />

korrigerade för <strong>stol</strong>sisolationen respektive endast fläktkonditioner.<br />

15


<strong>Samband</strong>et <strong>mellan</strong> MTV och t eq<br />

Inom och i nära anslutning till komfortzonen kan man förvänta sig ett linjärt<br />

samband <strong>mellan</strong> temperaturkänslan (MTV) och de fysiska klimatförhållandena<br />

uttryckta i t eq<br />

. Därför gjordes en linjärregression enligt minstakvadratmetoden <strong>med</strong><br />

MTV som funktion av t eq<br />

(MTV=a+b•t eq<br />

) (se figur 8-10). Regessionen utfördes för<br />

samtliga skattade zoner samt för helkropp. Som kvalitetsmått på regressionerna<br />

används regressionskonstanternas (a, b) standard avvikelser (SDa, SDb) samt<br />

residualkvadratsumman (Q 0<br />

) och korrelationskoefficienten (r 2 ) redovisas i<br />

följande tabeller.<br />

Med och utan fläkt a b SDa SDb Q 0 r 2<br />

Hela kroppen -6.60 0.28 0.67 0.03 0.49 0.90<br />

Huvud -3.55 0.17 0.51 0.02 0.47 0.84<br />

Rygg, övre -10.78 0.37 2.91 0.10 1.49 0.57<br />

Bröst, mage -5.05 0.22 0.70 0.03 0.81 0.83<br />

Överarmarna -4.80 0.21 0.66 0.03 0.48 0.84<br />

Underarmarna -4.26 0.19 0.49 0.02 0.39 0.88<br />

Händerna -3.97 0.17 0.53 0.02 0.43 0.85<br />

Höger lår, insida -4.63 0.21 0.48 0.02 0.41 0.90<br />

Vänster lår, insida -4.37 0.20 0.43 0.02 0.34 0.91<br />

Höger lår, utsida -5.17 0.22 0.48 0.02 0.36 0.91<br />

Vänster lår, utsida -5.93 0.24 0.66 0.03 0.51 0.88<br />

Höger lår, undersida -1.71 0.08 1.18 0.04 1.60 0.25<br />

Vänster lår, undersida -1.28 0.06 1.16 0.04 1.89 0.18<br />

Rygg, nedre -1.99 0.09 1.12 0.04 1.85 0.32<br />

Sittytan -0.71 0.05 0.81 0.03 1.90 0.20<br />

Underbenen -5.41 0.22 0.59 0.02 0.50 0.89<br />

Fötterna -3.95 0.19 0.53 0.02 0.46 0.87<br />

Tabell 10. Resultat från regressionsanalys.<br />

16


Tre exempel på regressionslinjer.<br />

MTV<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

-1<br />

-2<br />

-3<br />

Hela kroppen<br />

15 20 25 30 35<br />

t (°C)<br />

eq<br />

Figur 8. Heldragen linje - <strong>med</strong> och utan fläkt, r 2 =0.90. Långstreckad linje - <strong>med</strong><br />

fläkt, r 2 =0.91. Kortstreckad linje - utan fläkt, r 2 =0.91<br />

MTV<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

-1<br />

-2<br />

-3<br />

Bröst, mage<br />

15 20 25 30 35<br />

t (°C)<br />

eq<br />

Figur 9. Heldragen linje - <strong>med</strong> och utan fläkt, r 2 =0.83. Långstreckad linje - <strong>med</strong><br />

fläkt, r 2 =0.85. Kortstreckad linje - utan fläkt, r 2 =0.87<br />

17


MTV<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

-1<br />

-2<br />

-3<br />

Rygg, nedre<br />

15 20 25 30 35<br />

t (°C)<br />

eq<br />

Figur 10. Heldragen linje - <strong>med</strong> och utan fläkt, r 2 =0.32. Långstreckad linje -<br />

<strong>med</strong> fläkt, r 2 =0.78. Kortstreckad linje - utan fläkt, r 2 =0.93<br />

Analys av sambanden<br />

En analys av sambanden har gjorts för att studera hur de påverkas av olika<br />

temperaturnivåer och fläktlägen. För zoner som inte är i kontakt <strong>med</strong> <strong>stol</strong>en är<br />

sambandet och där<strong>med</strong> regressionerna starkt <strong>mellan</strong> försökspanelens skattningar<br />

och t eq<br />

uppmätt <strong>med</strong> AIMAN. För kontaktzonerna däremot delas punkterna upp i<br />

två grupper <strong>med</strong> var för sig starka samband, en för de båda provade fläktlägena (1<br />

och 3) samt en för konditioner utan fläkt. Detta leder till problem eftersom inga<br />

entydiga samband kan fastställas och där<strong>med</strong> inte heller gränser för komfortpisten.<br />

Av tidigare redovisade sätestemperaturmätningar att döma ligger denna<br />

temperatur relativt högt, 34.0 ± 0.3 °C, dockan har också uppmätt höga t eq<br />

, 31 till<br />

33 °C. Försökspanelen har däremot inte skattat höga MTV som kan förmodas utan<br />

sänkt sin skattningsbedömning från ca 2 till 0 när omgivningstemperaturen sjunkit<br />

från 26.0 till 18.9 °C. Detta kan möjligen förklaras genom någon form av<br />

överföringseffekt från omgivningsupplevelsen till dessa välisolerade ytor. För att<br />

kontrollera detta gjordes en korrektion av dockans t eq<br />

-kalibrering till att förutom<br />

beklädnaden innefatta <strong>stol</strong>ens isolation för konditioner utan fläkt. Man kan säga<br />

att regressionslinjen då kommer att förskjutas till ett läge motsvarande det för<br />

dockan hängande fritt i luften för dessa konditioner utan fläkt. Resultatet<br />

redovisas i följande tabell (11) och figur (11).<br />

18


Zon t eq alfa luft t eq alfa <strong>stol</strong> diff kvot<br />

Hela kroppen 5.05 4.58 0.48 1.1<br />

Huvud 5.88 6.39 0.51 0.9<br />

Rygg, övre 5.55 2.59 2.96 2.1<br />

Bröst, mage 4.10 4.36 0.26 0.9<br />

Överarmarna 4.45 4.89 0.44 0.9<br />

Underarmarna 4.91 5.19 0.28 0.9<br />

Händerna 8.87 8.43 0.44 1.1<br />

Höger lår, insida 4.62 4.62 0.01 1.0<br />

Vänster lår, insida 4.43 4.28 0.16 1.0<br />

Höger lår, utsida 5.60 5.66 0.06 1.0<br />

Vänster lår, utsida 6.44 6.87 0.43 0.9<br />

Höger lår, undersida 5.68 1.14 4.54 5.0<br />

Vänster lår, undersida 5.75 1.33 4.42 4.3<br />

Rygg, nedre 3.46 1.62 1.83 2.1<br />

Sittytan 4.74 0.85 3.89 5.6<br />

Underbenen 5.36 5.27 0.09 1.0<br />

Fötterna 4.52 4.90 0.38 0.9<br />

Tabell 11. Värmeövergångstal som behöver korrigeras p.g.a. av den ökade<br />

isolansen som <strong>stol</strong>en ger.<br />

Kontaktzonernas regressioner korrigerade för <strong>stol</strong>ens isolation vid konditioner<br />

utan fläkt.<br />

MTV<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

-1<br />

-2<br />

-3<br />

Rygg, nedre (Korr)<br />

15 20 25 30 35<br />

t (°C)<br />

eq<br />

Figur 11. Heldragen linje - <strong>med</strong> och utan fläkt, r 2 =0.81. Långstreckad linje -<br />

<strong>med</strong> fläkt, r 2 =0.78. Kortstreckad linje - utan fläkt, r 2 =0.93<br />

Konditioner <strong>med</strong> och utan fläkt sammanfaller här väl <strong>med</strong> varandra. Fortfarande<br />

har försökspersonerna inte ens vid den svalaste konditionen, värmeförlust 64<br />

W/m 2 samt fläkt läge 3, skattat lägre än 0.<br />

19


Simulerad svettning<br />

Att mäta <strong>med</strong> evaporativvärmeförlust innebär vissa problem eftersom AIMAN är<br />

dimensionerad för noggrann konstanthållning av uteffekten vid temperaturer inom<br />

komfortzonen. Maxeffekterna för varje zon, särskilt sittzonerna, är där<strong>med</strong> relativt<br />

låga. Detta <strong>med</strong>för att zonerna i kontakt <strong>med</strong> den våta trasan bottnar, dvs ger<br />

100% av sin uteffekt. Så har varit fallet vid samtliga våta konditioner utom den<br />

utan fläkt där vattnet i trasan värmts upp till 34 °C. I tabellen nedan visas<br />

kammartemperaturer, trasans viktsförändring samt värmeförlustnivåer i<br />

fortvarighet för respektive kondition.<br />

Kammartemp<br />

(°C)<br />

prod/proto<br />

Fläkt<br />

-läge<br />

Kod<br />

prod.<br />

Trasansvikt<br />

(g) före/efter<br />

Värmeförlust (<br />

W/m 2 )<br />

prod.<strong>stol</strong><br />

Kod<br />

proto.<br />

Trasans<br />

vikt (g)<br />

före/efter<br />

Värmeförlust (<br />

W/m 2 )<br />

proto.<strong>stol</strong><br />

22.8/22.2 0 1480X - 48 2480X - 49<br />

23.4/23.4 1 1481X - 49 2481X - 47<br />

24.1/24.0 3 1483X - 48 2483X - 47<br />

-/22.2 0 3480 - - 4480 337/- 52<br />

23.4/23.4 1 3481 338/198 62 4481 339/241 59<br />

-/24.0 3 3483 - - 4483 -/207 56<br />

Tabell 12. Resultat av försökskonditioner.<br />

En kontinuerlig mätning gjordes i prototyp<strong>stol</strong>en för att studera hur dockan<br />

reagerar på en förändring från ingen fläkt till fläktläge 3. När dockan stabiliserat<br />

sig slogs fläkten på zonen bottnade nästan direkt och effekten räckte inte till för<br />

att höja temperaturen till 34 °C. Därför beslöts att endast göra jämförande<br />

mätningar på båda <strong>stol</strong>arna i fläktläge 1.<br />

Docktemperatur/Effektförlust vid avslagen/full fläkt<br />

Sitstemperatur (°C)<br />

35<br />

140<br />

34<br />

120<br />

33<br />

100<br />

32<br />

80<br />

60<br />

31<br />

40<br />

30<br />

20<br />

29<br />

0<br />

0 20 40 60 80 100<br />

Minuter<br />

Värmeförlust sits (W/m 2 )<br />

Figur 13. Temperatur (streckad) och värmeförlust vid en våt mätning och ändring<br />

från fläktläge 0 till 3.<br />

20


Nedanstående t eq<br />

-pister visar först en våt mätning <strong>med</strong> prototyp<strong>stol</strong>en utan fläkt<br />

<strong>med</strong> motsvarande torra mätning. Sedan följer två jämförelser <strong>mellan</strong> våt och torr<br />

mätning <strong>med</strong> först produktions<strong>stol</strong>en i fläktläge 1 sedan prototyp<strong>stol</strong>en i samma<br />

fläktläge. I båda fallen sjunker t eq<br />

under den kalla komfortgränsen. Nu måste dessa<br />

t eq<br />

värden behandlas <strong>med</strong> viss försiktighet eftersom dessa zoner även vid fläktläge<br />

1 bottnade. t eq<br />

kalibreringen utfördes dessutom inte <strong>med</strong> evaporativ värmeförlust<br />

<strong>med</strong>räknad. Den teoretiskt lägsta temperatur som kan uppnås vid 50%<br />

relativfuktighet och ett temperturintervall på 22 - 24 °C är ca: 15 - 17 °C vilket<br />

motsvarar den våta temperaturen vid psykrometermätning. I dessa fall har dock<br />

dockans yt(hud)temperaturer och där<strong>med</strong> också kontakttemperaturerna varit 30-33<br />

°C. Försöksledarna testade också att själva sitta i <strong>stol</strong>arna under samma<br />

förutsättningar. Redan efter några minuter kändes sittzonerna obehagligt kalla.<br />

Detta försvarar de fläktlägen som innanför komfortzonen upplevdes som låga.<br />

Men det kan finnas konditioner där omgivningstemperaturen är så hög att delar av<br />

kroppen gränsande till omgivningen svettas, och där<strong>med</strong> ligger utanför<br />

komfortzonen på den varma sidan, samtidigt som sittzonerna <strong>med</strong> fläkten på kan<br />

ligga utanför på den kalla sidan.<br />

Skalp<br />

Ansikte<br />

Bröst, mage<br />

Rygg Ö<br />

Arm V Ö<br />

Arm H Ö<br />

ArmV U<br />

Arm H U<br />

Hand V<br />

Hand H<br />

Lår V<br />

Lår H<br />

Vad V<br />

Vad H<br />

Fot V<br />

Fot H<br />

Rygg U<br />

Sits<br />

15 20 25 30 35<br />

t eq<br />

(°C)<br />

Figur 14. triangel - fläktläge 0 (proto) omg.temp 22.2°C, värmeförlust 49 W/m 2 .<br />

ring - fläktläge 0 (proto, våt) omg.temp 22.1°C, värmeförlust 52 W/m 2<br />

21


Skalp<br />

Ansikte<br />

Bröst, mage<br />

Rygg Ö<br />

Arm V Ö<br />

Arm H Ö<br />

ArmV U<br />

Arm H U<br />

Hand V<br />

Hand H<br />

Lår V<br />

Lår H<br />

Vad V<br />

Vad H<br />

Fot V<br />

Fot H<br />

Rygg U<br />

Sits<br />

10 15 20 25 30 35<br />

t eq<br />

(°C)<br />

Figur 15. (OBS! Skala från 10 t eq<br />

) triangel - fläktläge 1 (prod) omg.temp 23.4°C,<br />

värmeförlust 49 W/m 2 . ring - fläktläge 1 (prod, våt) omg.temp 23.0°C,<br />

värmeförlust 62 W/m 2 .<br />

Sammanfattande diskussion<br />

Någon form av överföringseffekt kan vara orsaken till skillnaderna <strong>mellan</strong><br />

zoner i kontakt <strong>med</strong> <strong>stol</strong>en respektive i kontakt <strong>med</strong> omgivande luft. Eftersom<br />

<strong>stol</strong>ens kylförmåga påverkas av omgivande lufttemperatur samt att den större<br />

delen av kroppsytan är vänd mot omgivningen och vanan vid förhöjda<br />

sittzonstemperaturer gör att värmeförlustförändringarna från sittzonerna sannolikt<br />

undertrycks. Dockan bör även fortsättningsvis kalibreras utan <strong>stol</strong> eftersom det är<br />

den oisolerade temperaturupplevelsen som eftersträvas. Eftersom flera<br />

försökspersoner klagade på svårigheter vid bedömningen <strong>med</strong> den relativt grova<br />

MTV-skalan kanske halvsteg måste införas. Det är inte troligt att<br />

försökspersonerna hade börjat svettats vid den varmaste konditionen (32 W/m 2 )<br />

även om försökstiden varit längre eftersom den uppmätta kontakttemperaturen<br />

nästan uppnått fortvarighet. En förlängd exponering skulle annars vara önskvärd<br />

vid försök att efterlikna de långa arbetspass som kan förekomma i verklig trafik<br />

Fortsatta studier nödvändiga<br />

För att eliminera de upptäckta överföringseffekterna samt göra<br />

temperaturasymmetrierna <strong>mellan</strong> sittzonerna och övriga zoner större föreslås en<br />

sambandsundersökning av sittzoner under olika klimatförhållanden. Mätningarna<br />

kan utföras i två olika "temperatur<strong>stol</strong>ar", <strong>med</strong> möjligheter till sittyttemperaturer<br />

ordentligt skilda från omgivnings temperaturen. Någon form av simulerad<br />

körövning bör också användas för ett närmande till realistiska förhållanden.<br />

22


Referenser<br />

1. ASF. Klimat i förarhytter. Konferens i Uppsala 1979-08-30. 1979.<br />

2. Bohm, M., Browén. A, O. Norén, H. Nilsson and I. Holmér. Thermal<br />

environment in cabs. ASAE-meeting. 1991.<br />

3. Bohm, M., A. Browén, I. Holmér, H. Nilsson and O. Norén. Klimat i<br />

fordonshytter. JTI. JTI-rapport 124.<br />

4. Bohm, M., A. Browén, I. Holmér, H. Nilsson and O. Norén. Värdering av<br />

fordonsklimat <strong>med</strong> termisk docka. JTI. JTI-rapport 123.<br />

5. Bohm, M., B. Browén, O. Norén, I. Holmér and H. Nilsson. Evaluation of the<br />

thermal environment in tractor cabs. Agricultural Engineering Conference.<br />

1990.<br />

6. Bohm, M., I. Holmér, H. Nilsson and O. Norén. Klimat i kranhytter. JTI. JTIrapport<br />

125.<br />

7. Bohm, M., O. Norén, I. Holmér and H. Nilsson. Improvement of cab climate<br />

with a ventilated seat. International Conference on Agricultural Engineering.<br />

1992.<br />

8. Burton, D. R. Seat coolers for partial relief of human thermal stress. Report<br />

No IR.75/30. 1975.<br />

9. Eriksson, H.-A. Värme och ventilation i traktorhytter. Jordbrukstekniska<br />

institutet. special<strong>med</strong>delande s 25.: 1975.<br />

10. Fanger, P. O. "Thermal comfort." 1970 Danish Technical Press. Copenhagen.<br />

11. Holmér, I., H. Nilsson, M. Bohm, A. Browén and O. Noren. Evaluation of<br />

thermal environment in automotive vehicles. 2nd Int. Conf. on VEHICLE<br />

COMFORT Ergonomic, Vibrational, Noice and Thermal Aspects. 295-302,<br />

1992.<br />

12. Parsons, K. C. An investigation into the thermalcomfort of motor car drivers.<br />

Proceedings of the Ergonomics Social Annual Conference. : 71-75, 1983.<br />

13. Wyon, D. P. Klimatproblem och föreslagna åtgärder av förarhytt i befintlig<br />

tunnelbanevagn. 1990.<br />

23


Sammanfattning<br />

Arbetslivsinstitutet (ALI) har i samarbete <strong>med</strong> Jordbrukstekniska institutet (JTI)<br />

gjort en undersökning av sambandet <strong>mellan</strong> värmeförlusten från den termiska<br />

dockan AIMAN och människans upplevda klimatkomfort <strong>med</strong> speciellt intresse<br />

för kroppsdelar i <strong>stol</strong>skontakt. Mätningarna har utförts <strong>med</strong> en sk <strong>ventilerad</strong> <strong>stol</strong><br />

placerad i en av ALI:s klimatkammare där klimatet kunde ställas in <strong>med</strong> stor<br />

noggrannhet.<br />

Klimat dockan AIMAN är en fullskalemodell av en människa på vilken<br />

kroppsytan delats in i 16 zoner. Var och en av dessa zoner regleras till en konstant<br />

temperatur (34.0 ± 0.1 °C) och den erforderliga effekten för att upprätthålla<br />

yttemperaturen registreras. Denna tillförda effekt är lika <strong>med</strong> avgiven effekt, dvs<br />

den torra värmeförlusten. Genom att på detta sätt endast mäta effektförlust kan<br />

flera faktorer som lufttemperaturer, lufthastigheter, strålning samt klädsel tas <strong>med</strong><br />

i bedömningen av klimatet.<br />

Totalt 14 klimatkonditioner har först mätts upp och ställts in <strong>med</strong> AIMAN och<br />

därefter skattats av tio stycken försökspersoner (totalvärmeförluster från 32 till 64<br />

W/m 2 , fläktlägen <strong>mellan</strong> 0 och 3 (4)). Skattningarna har gjorts för de 16 zonerna<br />

samt för hela kroppens upplevelse. Skattningsskalan har varit den 7-gradiga<br />

MTV-skalan (Mean Thermal Vote) där -3 är mycket kallt och +3 mycket varmt<br />

<strong>med</strong> en optimal klimatupplevelse vid ±0.<br />

Resultaten presenteras i sk komfortpister för var och en av de 16 zonerna samt<br />

för hela kroppen. För zoner som inte är i kontakt <strong>med</strong> <strong>stol</strong>en är sambandet och<br />

där<strong>med</strong> regressionerna starkt <strong>mellan</strong> försökspanelens skattningar och t eq<br />

uppmätt<br />

<strong>med</strong> AIMAN. För kontaktzonerna däremot delas punkterna upp i två grupper <strong>med</strong><br />

var för sig starka samband, en för de båda provade fläktlägena (1 och 3) samt en<br />

för konditioner utan fläkt. Vid de två ytterlighetskonditionerna (32 och 64 W/m 2 )<br />

kan ses att <strong>stol</strong>en ökar den möjliga omgivningstemperaturen <strong>med</strong> <strong>mellan</strong> 1.5 - 1.9<br />

°C genom att omfördela effektförlusterna från zoner i kontakt <strong>med</strong><br />

omgivningsluften till zoner <strong>med</strong> <strong>stol</strong>skontakt. Värmeförlustminskningen på zoner<br />

<strong>med</strong> luftkontakt är i storleksordningen 5 W/m 2 <strong>med</strong>an <strong>stol</strong>skontaktzonerna ökar<br />

sin värmeförlust <strong>med</strong> 10 - 20 W/m 2 vid en totalvärmeförlust på 32 W/m 2 . Medan<br />

motsvarande siffror vid en totalvärmeförlust på 64 W/m 2 blir 10 W/m 2 respektive<br />

30 - 50 W/m 2 .<br />

24


Arbetslivsinstitutet<br />

Centrum för arbetslivsforskning<br />

Arbetslivsinstitutet är nationellt centrum för forskning<br />

och utveckling inom arbetsmiljö, arbetsliv och arbetsmarknad.<br />

Kunskapsuppbyggnad och kunskapsanvändning<br />

genom utbildning, information och dokumentation samt<br />

internationellt samarbete är andra viktiga uppgifter för<br />

institutet.<br />

Kompetens för forskning, utveckling och utbildning finns<br />

inom områden som<br />

• arbetsmarknad och arbetsrätt,<br />

• arbetsorganisation,<br />

• belastningsskador,<br />

• arbetsmiljöteknik,<br />

• hälsoeffekter av det nya arbetslivets psykosociala<br />

problem,<br />

• arbets<strong>med</strong>icin, allergi, påverkan på nervsystemet,<br />

• kemiska riskfaktorer och toxikologi.<br />

Totalt arbetar omkring 400 personer vid institutet.<br />

Forskning och utbildning sker i samarbete <strong>med</strong> bl a<br />

universitet och högskolor.<br />

Arbetslivsrapporterna är utgivna av Arbetslivsinstitutet.<br />

Ytterligare exemplar kan beställas från:<br />

Förlagstjänst<br />

Arbetslivsinstitutet<br />

171 84 Solna<br />

Tel: 08-730 98 00, Fax: 08-730 98 88, E-mail: forlag@niwl.se<br />

Arbetarskyddsstyrelsens tryckeri 1999<br />

ISSN 1401-2928<br />

http://www.niwl.se/arb/

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!