ISO/TS 14505-1:2007
(Main)Ergonomics of the thermal environment — Evaluation of thermal environments in vehicles — Part 1: Principles and methods for assessment of thermal stress
Ergonomics of the thermal environment — Evaluation of thermal environments in vehicles — Part 1: Principles and methods for assessment of thermal stress
ISO 14505-1:2007 gives guidelines for the assessment of thermal stress inside vehicles used for land, sea and air operation. It offers information about the assessment of hot, cold as well as moderate thermal environments by referring to different methods, as specified in International Standards, and specifying the constraints and necessary adjustments needed for the special case of vehicle climate assessment.
Ergonomie des ambiances thermiques — Évaluation des ambiances thermiques dans les véhicules — Partie 1: Principes et méthodes d'évaluation de la contrainte thermique
L'ISO 14505-1:2007 fournit des directives relatives à l'évaluation de la contrainte thermique dans les véhicules utilisés pour le transport terrestre, maritime et aérien. Elle fournit des informations relatives à l'évaluation des ambiances thermiques chaudes, froides et modérées, en se référant aux différentes méthodes spécifiées dans les Normes internationales et en spécifiant les contraintes et ajustements requis pour le cas particulier de l'évaluation du climat dans les véhicules.
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 14505-1
First edition
2007-02-15
Ergonomics of the thermal
environment — Evaluation of thermal
environments in vehicles —
Part 1:
Principles and methods for assessment
of thermal stress
Ergonomie des ambiances thermiques — Évaluation des ambiances
thermiques dans les véhicules —
Partie 1: Principes et méthodes d'évaluation de la contrainte thermique
Reference number
ISO/TS 14505-1:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO/TS 14505-1:2007(E)
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ISO/TS 14505-1:2007(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has
been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of normative document:
⎯ an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
⎯ an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TS 14505-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 159, Ergonomics, Subcommittee SC 5,
Ergonomics of the physical environment.
ISO/TS 14505 consists of the following parts, under the general title Ergonomics of the thermal
environment — Evaluation of thermal environments in vehicles:
⎯ Part 1: Principles and methods for assessment of thermal stress [Technical Specification]
⎯ Part 2: Determination of equivalent temperature
⎯ Part 3: Evaluation of thermal comfort using human subjects
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ISO/TS 14505-1:2007(E)
Introduction
The interaction of convective, radiative and conductive heat exchange in a vehicle compartment is very
complex. External thermal loads in combination with the internal heating and ventilation system of the vehicle
create a local climate that can vary considerably in space and time. Asymmetric thermal conditions arise and
these are often the main cause of complaints of thermal discomfort. In vehicles without or having a poor
heating, ventilating and air-conditioning system (HVAC-system), thermal stress is determined largely by the
impact of the ambient climatic conditions on the vehicle compartment. Subjective evaluation is integrative, as
the individual combines into one reaction the combined effect of several thermal stimuli. However, it is not
sufficiently detailed or accurate for repeated use. Technical measurements provide detailed and accurate
information, but require integration in order to predict the thermal effects on humans. Since several climatic
factors play a role for the final heat exchange of a person, an integrated measure of these factors,
representing their relative importance, is required.
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 14505-1:2007(E)
Ergonomics of the thermal environment — Evaluation
of thermal environments in vehicles —
Part 1:
Principles and methods for assessment of thermal stress
1 Scope
This part of ISO 14505 gives guidelines for the assessment of thermal stress inside vehicles used for land,
sea and air operation. It offers information about the assessment of hot, cold as well as moderate thermal
environments by referring to different methods, as specified in International Standards, and specifying the
constraints and necessary adjustments needed for the special case of vehicle climate assessment.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 13731, Ergonomics of the thermal environment — Vocabulary and symbols
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 13731 and the following apply.
3.1
cold stress
climatic conditions under which body heat loss is just equal to, or too large for, heat balance at the expense of
significant and sometimes uncompensated physiological strain
3.2
equivalent temperature
temperature of a homogenous space, with its mean radiant temperature equal to air temperature and zero air
velocity, in which a person exchanges the same heat loss by convection and radiation as in the actual
conditions under assessment
3.3
heat stress
climatic conditions under which the body heat loss is just equal to, or too small for, heat balance at the
expense of significant and sometimes uncompensated physiological strain (heat storage)
3.4
local equivalent temperature
temperature of a homogenous “room”, with mean radiant temperature equal to air temperature and zero air
velocity, in which a defined zone of the human body surface exchanges the same heat loss by convection and
radiation as in the actual conditions under assessment
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ISO/TS 14505-1:2007(E)
3.5
thermal asymmetry
condition in which opposite parts of the human body are exposed to different climatic conditions
3.6
thermoneutral zone
temperature interval within which the body maintains heat balance exclusively by vasomotor reactions
3.7
vehicle
confined, normally fully enclosed, space of a mobile or stationary unit intended for transportation of or
operation by humans
3.8
HVAC-system
heating, ventilating and air-conditioning system of the vehicle and/or cabin
4 Assessment principles
The thermal environment in a vehicle changes as a function of the external climatic conditions and the quality
and capacity of the HVAC-system of the cabin. Most vehicles are able to supply heating or cooling of the
cabin under adverse external climatic conditions, thus reducing the extreme levels of climatic stress. However,
in simple vehicles and during break-down of the HVAC-system, the operator may be subjected to high levels
of thermal stress.
The assessment of the thermal conditions in vehicles is based on three types of effect on the operator,
illustrated in Figure 1:
a) heat stress (hot climate);
b) thermal discomfort (moderate climate);
c) cold stress (cold climate).
For all three types, an analysis of the actual conditions is made using methods described in existing
International standards or similar documents (see Figure 1). The evaluation focuses on the stress on the
exposed individual (stress test).
The methods do not provide information on the performance of the vehicle HVAC-system (heating, ventilating
and air-conditioning system), as the external conditions are not standardized, but are subject to evaluation in
combination with the system. Performance tests require standardized environmental conditions and focus on
the evaluation of the performance of the HVAC-system under standardized conditions (see example in
Annex B). Recommendations for this kind of test are given in ISO 14505-2.
Subjective assessment of the thermal conditions can be made, both as a result of thermal stress or as part of
performance tests (see Figure 1, bottom box). For persons with special needs, assessment can be made by
using ISO/TR 14415.
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ISO/TS 14505-1:2007(E)
Figure 1 — Schematic illustration of principles for climate evaluation using International Standards
5 Methods for measurement of in-vehicle climate
5.1 General
This clause provides information on suggested methods for use in various types of thermal stress in vehicles
under driving conditions. Additional information for the actual assessment is given in Annex A and examples in
Annex B.
5.2 Thermal comfort
5.2.1 General
The achievement of thermally comfortable conditions in a vehicle cabin is the aim of the HVAC-system. Most
systems are able to create more or less comfortable climates after an initial stabilization period. Whole body
heat balance can be relatively easily maintained under thermoneutral conditions, whereas severe local
discomfort can still occur due to the local climatic conditions.
The assessment principle is based on the measurement and analysis of the conditions for heat balance in the
thermoneutral range and the associated thermal sensation.
Two methods are available, in ISO 7730 and ISO 14505-2.
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ISO/TS 14505-1:2007(E)
5.2.2 Whole body eval
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 14505-1
Première édition
2007-02-15
Ergonomie des ambiances thermiques —
Évaluation des ambiances thermiques
dans les véhicules —
Partie 1:
Principes et méthodes d'évaluation
de la contrainte thermique
Ergonomics of the thermal environment — Evaluation of thermal
environments in vehicles —
Part 1: Principles and methods for assessment of thermal stress
Numéro de référence
ISO/TS 14505-1:2007(F)
©
ISO 2007
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ISO/TS 14505-1:2007(F)
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l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
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Publié en Suisse
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ISO/TS 14505-1:2007(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d'autres types de documents normatifs:
⎯ une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans
un groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des
membres votants du comité dont relève le groupe de travail;
⎯ une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l'objet d'un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu'une ISO/PAS ou
ISO/TS a été confirmée, elle fait l'objet d'un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa
transformation en Norme internationale soit de son annulation.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO/TS 14505-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 159, Ergonomie, sous-comité SC 5,
Ergonomie de l'environnement physique.
L'ISO/TS 14505 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Ergonomie des ambiances
thermiques — Évaluation des ambiances thermiques dans les véhicules:
⎯ Partie 1: Principes et méthodes d'évaluation de la contrainte thermique [Spécification technique]
⎯ Partie 2: Détermination de la température équivalente
⎯ Partie 3: Évaluation du confort thermique en ayant recours à des sujets humains
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ISO/TS 14505-1:2007(F)
Introduction
L'interaction entre les échanges thermiques par convection, par rayonnement et par conduction à l'intérieur
d'un habitacle de véhicule est complexe. Les charges thermiques extérieures associées au système de
chauffage et de ventilation intérieure du véhicule créent un climat local qui peut varier de façon significative
dans l'espace et dans le temps. Des conditions thermiques asymétriques se produisent et celles-ci sont
souvent la principale cause de plaintes d'inconfort thermique. Dans les véhicules ne disposant pas d'un
système de chauffage, de ventilation et de climatisation (système CVCA) ou dans lesquels ce système
fonctionne de façon médiocre, la contrainte thermique est déterminée en général par l'impact des conditions
climatiques ambiantes sur l'habitacle du véhicule. Une évaluation subjective est par nature intégratrice, mais
pas suffisamment détaillée et précise pour une utilisation répétée. Les mesurages techniques fournissent des
informations détaillées et précises, mais nécessitent une intégration pour prédire les effets thermiques sur
l'homme. Étant donné que plusieurs facteurs climatiques influencent le bilan thermique définitif d'une
personne, une mesure intégrée de ces facteurs, respectant leur degré d'importance relative, s'avère
nécessaire.
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 14505-1:2007(F)
Ergonomie des ambiances thermiques — Évaluation
des ambiances thermiques dans les véhicules —
Partie 1:
Principes et méthodes d'évaluation de la contrainte thermique
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 14505 fournit des directives relatives à l'évaluation de la contrainte thermique dans
les véhicules utilisés pour le transport terrestre, maritime et aérien. Elle fournit des informations relatives à
l'évaluation des ambiances thermiques chaudes, froides et modérées, en se référant aux différentes
méthodes spécifiées dans les Normes internationales et en spécifiant les contraintes et ajustements requis
pour le cas particulier de l'évaluation du climat dans les véhicules.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 13731, Ergonomie des ambiances thermiques — Vocabulaire et symboles
3 Définitions et symboles
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 13731 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
contrainte thermique induite par le froid
conditions climatiques dans lesquelles le corps subit une déperdition de chaleur juste égale ou supérieure à
celle permettant le maintien de son équilibre thermique, engendrant une contrainte physiologique significative
parfois non compensée
3.2
température équivalente
température d'un espace homogène, dont la température moyenne de rayonnement est égale à la
température de l'air, avec une vitesse de l'air nulle, dans laquelle une personne échange la même quantité de
chaleur par convection et rayonnement que dans les conditions réelles soumises à évaluation
3.3
contrainte thermique à la chaleur
conditions climatiques dans lesquelles le corps subit une déperdition de chaleur juste égale ou inférieure à
celle permettant le maintien de son équilibre thermique, engendrant une contrainte physiologique significative
parfois non compensée (accumulation de chaleur)
© ISO 2007 – Tous droits réservés 1
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ISO/TS 14505-1:2007(F)
3.4
température équivalente locale
température d'une «pièce» homogène, dont la température moyenne de rayonnement est égale à la
température de l'air, avec une vitesse de l'air nulle, dans laquelle une zone définie de la surface du corps
humain échange la même quantité de chaleur par convection et rayonnement que dans les conditions réelles
soumises à évaluation
3.5
asymétrie thermique
état obtenu lorsque des parties opposées du corps humain sont exposées à des conditions climatiques
différentes
3.6
zone thermoneutre
intervalle de température à l'intérieur duquel le corps maintient son équilibre thermique exclusivement par des
réactions vasomotrices
3.7
véhicule
espace confiné, en général entièrement clos, d'un engin mobile ou stationnaire destiné respectivement au
transport ou aux activités de personnes
3.8
système CVCA
système de chauffage, ventilation et climatisation d’air du véhicule et/ou de la cabine
4 Principes d'évaluation
L'ambiance thermique à l'intérieur d'un véhicule varie en fonction des conditions climatiques extérieures ainsi
que de la qualité et de la puissance du système de chauffage/climatisation de l'habitacle. La plupart des
véhicules permettent de chauffer ou refroidir l'habitacle dans des conditions climatiques extérieures
défavorables, réduisant ainsi les niveaux extrêmes de contrainte climatique. Cependant, dans des véhicules
non équipés ou en cas de panne du système de chauffage/climatisation, l'opérateur peut être soumis à
d'importants niveaux de contrainte thermique.
L'évaluation des conditions thermiques dans les véhicules est basée sur trois types d'effet sur l'opérateur
comme illustré à la Figure 1.
a) Contrainte thermique à la chaleur (climat chaud).
b) Inconfort thermique (climat modéré).
c) Contrainte thermique induite par le froid (climat froid).
Pour ces trois types, les conditions d'ambiance réelles sont analysées en utilisant les méthodes décrites dans
les Normes internationales existantes ou dans des documents analogues (voir Figure 1). L'évaluation porte
sur la contrainte que subit l'individu exposé (essai de contrainte).
Les méthodes ne fournissent pas d'informations sur la performance du système de chauffage/climatisation du
véhicule (chauffage, ventilation et climatisation), car les conditions extérieures ne sont pas normalisées mais
sujettes à évaluation en association avec le système. Les essais de performance nécessitent des conditions
d'ambiance normalisées et portent sur l'évaluation de la performance du système de chauffage/climatisation
dans ces conditions (voir l'exemple de l'Annexe B). Des recommandations pour ce type d'essai sont données
dans l'ISO 14505-2.
Une évaluation subjective des conditions thermiques peut être réalisée, soit pour mesurer la contrainte
thermique, soit dans le cadre d'essais de performance (voir Figure 1, case du bas). Pour des personnes
présentant des besoins particuliers, l'évaluation peut être réalisée à l'aide de l'ISO/TR 14415.
© ISO 2007 – Tous droits réservés 2
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ISO/TS 14505-1:2007(F)
Figure 1 — Représentation schématique des principes d'utilisation
des différentes Normes internationales pour l'évaluation climatique
5 Méthodes utilisées pour le mesurage du climat à l'intérieur d'un véhicule
5.1 Généralités
Le présent Article fournit des informations sur quelques méthodes utilisables dans divers cas de contrainte
thermique à l'intérieur de véhicules dans des conditions réelles de conduite. Les Annexes A et B contiennent
respectivement des informations complémentaires sur l'évaluation proprement dite et des exemples.
5.2 Confort thermique
5.2.1 Généralités
Le système de chauffage/climatisation a pour but d'assurer des conditions thermiques confortables à
l'intérieur d'un habitacle de véhicule. La majorité des systèmes réussissent à créer des climats plus ou moins
confortables après une période initiale de stabilisation. L'équilibre thermique du corps dans son ensemble
peut être maintenu relativement facilement dans des conditions thermoneutres, alors qu'un inconfort local
sévère peut persister du fait des conditions climatiques locales.
Le principe d'évaluation est fondé sur le mesurage et l'analyse des conditions d'équilibre thermique dans la
plage thermoneutre et de la sensation thermique associée.
Deux méthodes sont disponibles dans l'ISO 7730 et l'ISO 14505-2.
© ISO 2007 – Tous droits réservés 3
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ISO/TS 14505-1:2007(F)
5.2.2 Évaluation pour l'ensemble du corps à l'aide des indices PMV et PPD
L'ISO 7730 donne des recommandations pour une évaluation globale relative à l'ensemble du corps. À partir
des mesures de la température de l'air, de la température moyenne de rayonnement, de l'humidité et de la
vitesse de l'air et d'estimations du métabolisme énergétique et de l'isolement thermique vestimentaire, il est
possible de calculer les indices PMV (vote moyen prévisible) et PPD (pourcentage prévisible d'insatisfaits). La
valeur de PMV indique le niveau de neutralité thermique censé être perçu par des conducteurs dans les
conditions soumises à examen.
L'utilisation des critères thermiques locaux mentionnés dans l'ISO 7730 sont déconseillés pour les véhicules.
5.2.3
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.