Zeitschrift für Ergonomie
Offener Zugang

Abstrakt

Konvektiver Wärmeübergangskoeffizient des menschlichen Körpers bei erzwungener Konvektion von der Decke

Yoshihito Kurazumi, Lauris Rezgals and Arsen Krikor Melikov

Der durchschnittliche konvektive Wärmeübergangskoeffizient für einen sitzenden menschlichen Körper, der einer Abwärtsströmung von oben ausgesetzt ist, wurde bestimmt. Es wurde eine thermische Puppe mit der komplexen Körperform und -größe einer durchschnittlichen skandinavischen Frau verwendet. Die Oberflächentemperaturverteilung des Körpers der Puppe entsprach der Hauttemperaturverteilung eines durchschnittlichen Menschen. Die Messungen wurden in einem Raum mit kontrollierter thermischer Umgebung durchgeführt. Die Lufttemperatur wurde auf 26ºC zum Kühlen und auf 20ºC zum Heizen eingestellt. Die Asymmetrie der Strahlungstemperatur in horizontaler und vertikaler Richtung war nahe Null, d. h. die mittlere Strahlungstemperatur war gleich der Lufttemperatur. Die Luftgeschwindigkeit der isothermen Abwärtsströmung von der Decke in einer Höhe von 1,5 m über dem Fußboden (über dem Scheitel des Kopfes) wurde in einem Bereich zwischen ruhender Luft und 0,73 m/s eingestellt. Basierend auf den Analysen der Ergebnisse wurden Beziehungen zur Bestimmung des konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten des gesamten Körpers (hc [W/(m2•K)]) vorgeschlagen: hc=4,088+6,592V1,715 für einen sitzenden nackten Körper bei 20ºC und hc=2,874+7,427V1,345 für einen sitzenden nackten Körper bei 26ºC. Es wurden Unterschiede im konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten des gesamten Körpers im niedrigen Luftgeschwindigkeitsbereich, V<0,3 m/s, aufgrund der natürlichen Konvektion festgestellt. Die Ergebnisse können bei der Gestaltung der Luftverteilung in Räumen nützlich sein, z. B. bei der Lüftung mit geringem Impuls, der diffusen Lüftung usw.