Manekin termiczny to model człowieka odwzorowujący wymianę ciepła pomiędzy ciałem a środowiskiem otaczającym na drodze konwekcji, przewodzenia i promieniowania. Manekiny termiczne wykorzystywane są już od przeszło 60 lat. W wyposażeniu podstawowym, poszczególne aplikacje stosowane w programach sterujących, stwarzają możliwość oceny warunków cieplnych środowisk zamkniętych (pomieszczenia, samochody) oraz modelowania izolacyjności termicznej odzieży i śpiworów. 

(...)

Możliwości wykorzystania
     Manekiny jako kompleksowe urządzenia są w stanie, w możliwie zbliżony do człowieka sposób, odwzorować wymianę ciepła z otoczeniem na drodze konwekcji, przewodzenia i promieniowania we wszystkich kierunkach z całej powierzchni lub z jej części.
     Wyróżnia się następujące główne zalety manekinów termicznych [1]:
● możliwość odwzorowania procesów wymiany ciepła pomiędzy człowiekiem a otoczeniem zarówno dla poszczególnych segmentów jak i dla całej powierzchni manekina,
● możliwość prowadzenia pomiarów w układzie trójwymiarowym,
● odwzorowanie wymiany ciepła w rzeczywistych warunkach przebywania człowieka,
● obiektywny sposób oceny izolacyjności cieplnej odzieży,
● szybkie, dokładne i powtarzalne prowadzenie pomiarów,
● możliwość prowadzenia badań porównawczych i rozwojowych dla danych produktów.

     Metoda pomiaru za pomocą manekinów termicznych jest prosta, dokładna i nietrudna w standaryzacji. Na podstawie badań międzyinstytutowych w ramach projektu SUB-ZERO, opracowana została norma PN-EN ISO 15831:2006 Odzież. Właściwości fizjologiczne. Pomiar izolacyjności cieplnej z zastosowaniem manekina termicznego.
     Najprostsze manekiny termiczne wykorzystywane są do:
● określenia strumienia ciepła przepływającego przez odzież, co pozwala zmierzyć izolacyjność termiczną odzieży oraz śpiworów,
● do oceny wpływu środowiska termicznego na ciało ludzkie – poprzez odczyt lokalnych wartości temperatury na powierzchni manekina możliwe jest prowadzenie analizy wpływu mikroklimatu w strefie pracy, wywołanego przez działanie systemów wentylacji i klimatyzacji (również rozwiązań wentylacji indywidualnej), np. w przypadku występowania asymetrii temperatury, niejednorodnych warunków środowiska, a także w niewielkich zamkniętych przestrzeniach, jak np. w samochodach. Dzięki temu manekiny są wykorzystywane w licznych programach badawczych, których celem jest opracowywania wskazówek konstrukcyjnych i narzędzi przewidywania zachowania się środowiska w budynku, opracowywanie ulepszonych strategii operowania i sterowania systemem wentylacji i klimatyzacji oraz w analizie zapotrzebowania na energię budynku i podczas planowania redukcji kosztów wydawanych na ten cel.

     Wprowadzenie możliwości symulowania oddechu w manekinach termicznych znacznie zwiększa zakres ich oddziaływania (rys. 1). W manekinach instaluje się sztuczne płuca, które „wdychają i wydychają” powietrze o odpowiednim stężeniu zanieczyszczeń, temperaturze i wilgotności. Intensywność oddychania zawiera się zazwyczaj w przedziale 5-30 l/min, a częstość oddechów może zmieniać się w zakresie od 5 do 30 odechów/min. Powietrze wdychane przez nos manekina transportowane jest do miernika analizującego jego jakość. Oddychanie odbywa się poprzez okrągłe otwory w nosie i ustach manekina. (...)

Konstrukcja polskiego manekina termicznego
(...)

Podsumowanie
     Prowadzenie badań z wykorzystaniem manekinów termicznych jest wygodnym a przy tym dokładnym rozwiązaniem, nie należy zapominać jednak, iż w przypadku szczegółowej analizy nadal niezbędne są badania wielkości poszczególnych parametrów fizjologicznych w czasie pracy lub przebywania w danym pomieszczeniu.

LITERATURA
[1] HOLMER I.: Thermal manikin history and applications, European Journal of Applied Physiology, 92/2004.
[2] MELIKOV A, KACZMARCZYK J.: Measurement and prediction of indoor air quality using a breathing thermal manekin, Indoor Air. 17(1)/2007.
[3] Materiały informacyjne Instytutu EMPA: www.empa.ch

wydanie 1-2/2008 

CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:

TRADYCYJNĄ                         E-WYDANIE