Comfortex Wp2 Rp2 Thermal Manikin State of the Art

comfortex-wp2-rp2-thermal-manikin-state-of-the-art

Pagina 1

technologie

Thermal manikins

State of the art

Rapport nr. 2 Doc: comfortex-wp2-rp2-thermal-manikin-state-of-the-art Auteur(s): Tetra projectnummer: 090140 Valérie Ver Eecke Hans Bossaer Opmaak: 01/02/2010 Joris Cools Laatst bijgewerkt: 12/07/2010


Pagina 2

Abstract

In dit rapport wordt nagegaan wat een thermal manikin precies is en waarvoor die wordt gebruikt. Er

wordt nagegaan welke verschillende thermal manikins er bestaan. Er wordt ook teruggeblikt op het

ontstaan en de geschiedenis van de thermal manikin. Hier wordt vooral gekeken naar de grote

evolutie die de thermal manikin heeft ondergaan op gebied van verschillende functies en

verschillende toepassingsgebieden.

Verder wordt er dieper ingegaan op de verschillende toepassingsgebieden en industrieën waarin

thermal manikins worden aangewend. De verschillende thermal manikins die vandaag de dag veel

worden aangewend worden onder de loep genomen. Als laatste worden enkele van de nieuwste

ontwikkelingen en varianten op gebied van thermal manikins besproken.


Pagina 3

Inhoudsopgave

Abstract ............................................................................................................................ 2

Figurenlijst ........................................................................................................................ 5

Introductie........................................................................................................................ 7

De thermal manikin: wat en hoe? ..................................................................................... 8

1. Wat is een thermal manikin? [3],[5], [6], [7] ........................................................................... 8

2. De omgeving van de thermal manikin : de proefruimte........................................................ 10

Waarom een thermal manikin? [5], [6], [7]...................................................................... 12

Toepassingsgebieden van thermal manikins [3], [5], [6], [7] ............................................ 14

3. Militaire toepassingen ........................................................................................................... 14

4. Toepassingen kledingindustrie .............................................................................................. 14

4.1. Kledingfactoren nuttig voor het bestuderen met een thermal manikin [7]: ............... 15

5. Toepassingen bouwindustrie ................................................................................................. 15

6. Toepassingen auto – en voertuigindustrie ............................................................................ 15

7. Medische toepassingen [29] .................................................................................................. 15

Standaardisatie van thermal manikins: ontwikkeling van normen [3], [5], [7] .................. 16

Thermal manikins: compatibel en betrouwbaar? [4], [7] ................................................. 17

Geschiedenis .................................................................................................................. 18

8. Inleiding [3], [5], [6], [7] ......................................................................................................... 18

9. Hoe het allemaal begon [3], [5], [6], [7]................................................................................. 19

10. De allereerste thermische testpop [9] ................................................................................... 20

11. Onderzoek met thermische testpoppen tijdens en na WO II.[9] .......................................... 21

12. Onderzoek met thermische testpoppen jaren ’50 *9+ ........................................................... 22

13. Onderzoek met thermische testpoppen jaren ’60 *1+, *9+ .................................................... 23

14. Onderzoek met thermische testpoppen jaren ’70 *1+, [9] ..................................................... 24

15. Onderzoek met thermische testpoppen jaren ’80 *1+, *9+ ..................................................... 25

De thermal manikin vandaag: de nieuwe generatie ......................................................... 27

16. Inleiding [3], [5] ...................................................................................................................... 27

17. De nieuwe generatie thermal manikins ................................................................................. 27

17.1. Thermal manikin ‘Newton’: de manikin waarmee wij zullen testen [10] .................... 27

17.2. Thermal manikin ‘Walter’ [19], [26] ........................................................................... 31

17.3. Thermal manikin ‘Sam 2’ [20], [21] ............................................................................. 33

17.4. Thermal manikin ‘Charlie 4’ [1].................................................................................... 36

17.5. Thermal manikin ‘ Coppelius’ [28] ............................................................................... 38

17.6. Thermal manikin ‘ADAM’ of ‘Advanced automotive thermal manikin’ [11] ............... 40

Tabel met thermal manikins [2], [7], [8] .......................................................................... 44


Pagina 4

Nieuwe ontwikkelingen: thermal manikins voor specifieke doeleinden ........................... 45

18. De Baby thermal manikin [30] ............................................................................................... 45

19. De opblaasbare manikin [29] ................................................................................................. 46

20. Testen van hitte – en vlammenwerende beschermkledij [12], [13], [18] ............................. 47

21. Thermisch model voor het testen van hoofddeksels en helmen [16], [22] ........................... 49

22. Thermisch model voor het testen van schoeisel [1], [15], [23], [24] ..................................... 50

23. Thermisch model voor het testen van handschoenen [14], [25] .......................................... 52

24. Virtuele manikins [3] .............................................................................................................. 53

Bronvermelding .............................................................................................................. 56

Appendix 1: Tabel thermal manikins (chronologische overzicht) ...................................... 59


Pagina 5

Figurenlijst

Figuur 1 - Voorbeeld van een thermal manikin ....................................................................................... 8

Figuur 2 - Aanduiding van de verschillende zones op een thermal manikin ........................................... 9

Figuur 3 - Wandelende thermal manikin ................................................................................................ 9

Figuur 4 - Transpirerende manikin ........................................................................................................ 10

Figuur 5 – Ademsimulator ..................................................................................................................... 10

Figuur 6 - Thermal manikin in de proefruimte ...................................................................................... 11

Figuur 7 - Euratheoscope Mark II (Dufton 1936)................................................................................... 19

Figuur 8 - Voorbeeld tabel Clo-waarde ................................................................................................. 19

Figuur 9 - De eerste thermal manikin 'SAM' ......................................................................................... 20

Figuur 10 - Thermal manikin 'General Electic' 1945 .............................................................................. 21

Figuur 11 - Thermal manikins jaren '50 ................................................................................................. 22

Figuur 12 - Eerste thermal manikin 'Almanikin' met katoenen huid .................................................... 23

Figuur 13 - Thermal manikin 'Charlie 1' ................................................................................................. 24


Figuur 15 - Bewegende thermal manikin 'Uncle Wiggly' ...................................................................... 26


Figuur 17 - 'Newton met 34 zones ........................................................................................................ 27

Figuur 18 – (rechts) Thermal manikin 'Newton' en (links) ‘Newton’ met zwetende huid .................... 28

Figuur 19 - Visualisatie van de manikintest ........................................................................................... 29

Figuur 20 - Visualisatie van de meetresultaten ..................................................................................... 29

Figuur 21 - Thermal manikin 'Walter' .................................................................................................... 31

Figuur 22 - Sweating thermal manikin 'SAM 2' ..................................................................................... 34

Figuur 23 – De 30 verschillende zones op 'SAM 2' ................................................................................ 34





Figuur 28 - Thermal manikin 'Coppelius' ............................................................................................... 39

Figuur 29 - Thermal manikin 'ADAM' .................................................................................................... 41



Figuur 32 - Verschillende baby thermal manikins ................................................................................. 46

Figuur 33 - Opblaasbare thermal manikin ............................................................................................. 46

Figuur 34 - Voorbeeld van 'RALPH' tijdens een vlammentest ............................................................... 47

Figuur 35 - Visualisatie van de testresultaten / De rode zones duiden mogelijke 3e graads

brandwonden aan ................................................................................................................................. 48

Figuur 36 - Thermische hand voor het testen van brandwerende handschoenen ............................... 48

Figuur 37 - Flametest manikin UCS ....................................................................................................... 49

Figuur 38 - Testhoofd MTNW + testhoofd UCS ................................................................... 50

Figuur 39 - Meetzones op testhoofd MTNW ........................................................................................ 50

Figuur 40 - Thermische voet MTNW ..................................................................................................... 51

Figuur 41 - Thermische voet UC + voet op de Gait Simulator ............................................................... 51

Figuur 42 - Thermische voet Hohenstein Instituut................................................................................ 52


Pagina 6

Figuur 43 - Thermische hand met zwetende huid MTNW .................................................................... 52

Figuur 44 - Thermische hand UCS ......................................................................................................... 53

Figuur 45 - Thermische hand Hohenstein Instituut ............................................................................... 53

Figuur 46 - Voorbeeld van virtuele manikin .......................................................................................... 54

Figuur 47 - Virule manikin in zijn proefruimte ...................................................................................... 54

Figuur 48 - Aangeklede viruele manikin in zijn proefruimte ................................................................. 54


Pagina 7

Introductie

Wat verstaan we onder ‘comfort’? Wanneer ervaren we een bepaalde omgeving als aangenaam,

onaangenaam, warm, fris, koud, te weinig verlucht, te tochtig, …? Wat bepaalt dat de kledij die we in

deze omgeving dragen ons voldoende bescherming biedt tegen de verschillende weers – en

omgevingsomstandigheden waarin we leven, werken, sporten, …?

Welke factoren maken dat onze kledij comfortabel genoeg is om optimaal in te kunnen

functioneren? Wat de ene persoon als warm of aangenaam ervaart, kan voor de andere persoon dan

weer als fris of onaangenaam worden ervaren. Nog een andere persoon kan nog eens een andere

opinie hebben.

Zich louter baseren op de mening en vooral het gevoel van mensen is een zeer subjectief en

wetenschappelijk onbetrouwbaar gegeven. Het is een grijze zone waarin geen rechte lijn kan worden

getrokken, want wanneer en hoe bepalen we nu of een bepaald kledingstuk ons voldoende

bescherming biedt tegen de koude of voldoende ventilatie en afkoeling voorziet bij overmachtig

transpireren?

Zoals vastgesteld kunnen we ons dus niet baseren op subjectieve gegevens om een

wetenschappelijke en betrouwbaar waarde van comfort (bescherming, isolatie en/of ventilatie) aan

een bepaald kledingstuk toe te kennen. Een bepaald gevoel is immers niet meetbaar. Om dit te

kunnen realiseren zullen we op de één of andere manier een betrouwbaar en accuraat meettoestel

moeten aanwenden. Een meettoestel dat voor zulke toepassingen aangewend wordt bestaat, nl. de

thermal manikin.

Via labo-onderzoek en labotesten met een thermal manikin in een bepaalde en vastgelegde

omgeving zullen we aan kledij een bepaalde graad van comfort (isolatie, ventilatie, ...) kunnen

toeschrijven.


Pagina 8

De thermal manikin: wat en hoe?

1. Wat is een thermal manikin? [3],[5], [6], [7]

De meeste thermische testpoppen worden gebruikt voor klimaatonderzoeksdoeleinden, maar ook in

de industrie heeft de thermal manikin zijn toepassing gevonden. Ze worden voornamelijk gebruikt bij

productontwikkeling en productevaluatie.

De afgelopen jaren worden testpoppen meer en meer gebruikt in tal van praktische

toepassingen. Ze worden vaak gebruikt bij onderzoek en productontwikkeling door de bouwsector en

de auto-industrie, meer bepaald voor de evaluatie van menselijk functioneren bij verwarmings - en

ventilatiesystemen. Thermische testpoppen werden vroeger enkel voor militaire toepassingen

gebruikt, nl. het verbeteren van het comfort van de militaire uitrusting. Vandaag gebruikt de

kledingindustrie de testpoppen voor het ontwikkelen van kledingsystemen met verbeterde

thermische eigenschappen. Dit soort werk resulteert in de voortdurende verbetering van de

omgeving en van producten die van belang zijn belang het voor het comfort, de gezondheid en de

veiligheid in het dagelijks leven en in het beroepsleven.

Een thermal manikin is een geavanceerd instrument voor het meten en evalueren van de warmte-

uitwisseling tussen het menselijk lichaam en het milieu. Het is een testpop die gemaakt is naar

menselijke model. De grootte en vorm van een thermal manikin zijn representatief voor het

menselijk lichaam. Het uitzicht van een thermal manikin is vergelijkbaar met dat van een etalagepop.

Figuur 1 - Voorbeeld van een thermal manikin

Thermische testpoppen zijn commercieel verkrijgbaar in diverse vormen en met diverse functies. De

meest voorkomende en de meest gebruikte vorm van een thermal manikin is de mannelijke testpop,

maar er zijn ook vrouwelijke, kinder - en babytestpoppen op de markt. De testpop is in staat om

menselijke functies zoals lichaamswarmte, transpireren, bewegen en ademen te simuleren. Niet alle

testpoppen die op de markt verkrijgbaar zijn, beschikken over alle functies. Er zijn testpoppen die

over alle functies beschikken en bepaalde kunnen enkel lichaamswarmte simuleren en zijn immobiel.

Andere zijn in staat om een combinatie aan functies te simuleren bv. lichaamswarmte + transpireren

+ bewegen.

De eigenschap van een thermal manikin is dat deze de lichaamsfuncties realistisch kan simuleren op

de verschillende plaatsen van het poppenlichaam.


Pagina 9

Figuur 2 - Aanduiding van de verschillende zones op een thermal manikin

De lichaamswarmte wordt gesimuleerd door het lichaamsoppervlak van de manikin te verwarmen

via een intern verwarmingssysteem dat zeer nauwkeurig kan worden geregeld. De meeste manikins

beschikken over verschillend regelbare zones, die onafhankelijke van elkaar controleerbaar zijn. Deze

eigenschap maakt het simuleren van menselijke lichaamswarmte alleen maar realistischer, daar niet

iedere plaats op het menselijk lichaam dezelfde temperatuur heeft. Plaatsen waar de doorbloeding

groter is, zoals knieholtes en oksels hebben doorgaans een hogere temperatuur.

Om te kunnen bewegen beschikt de manikin over scharnieren die de belangrijkste gewrichten van

het lichaam voorstellen zoals heup -, knie -, enkel -, elleboog - en schoudergewrichten. Dit maakt het

mogelijk om de manikin te laten zitten, te laten stappen of lopen.

Figuur 3 - Wandelende thermal manikin

De simulatie van transpireren wordt mogelijk gemaakt door een intern pompsysteem dat water

doorheen het poppenlichaam doet circuleren en opwarmen, waarna het via openingen op

verschillende zones aan het lichaamsoppervlak wordt verdampt. Deze zones zijn ook weer

afzonderlijk van elkaar regelbaar zodat men het transpireren realistisch kan simuleren. Om dit nog

realistischer te maken wordt gebruik gemaakt van een hoes in textiel die over de manikin wordt

getrokken. Deze hoes stelt de menselijk huid voor. Naarmate de verdamping van water (transpiratie)

vordert, wordt de hoes nat zodat deze de met transpiratie bevochtigde huid nabootst.


Pagina 10

Figuur 4 - Transpirerende manikin

Sommige manikins hebben ook het vermogen om het ademen via neus of mond te simuleren. Dit

gebeurt terug d.m.v. het verdampen van water. Het systeem wordt vooral gebruikt bij het evalueren

van menselijke prestaties in omgevingen die onderhevig zijn aan verwarmings – en

ventilatiesystemen.

Figuur 5 – Ademsimulator

2. De omgeving van de thermal manikin : de proefruimte

De testen met een thermal manikin gebeuren niet zomaar in om het even welke omgeving of ruimte.

Indien dit zou gebeuren, zouden de resultaten weinig betrouwbaar zijn. Om betrouwbare resultaten

te bekomen is het essentieel, dat de manikin wordt aangewend in een controleerbare ruimte. Deze

controleerbare ruimte wordt de proefruimte genoemd.

De proefruimte is een soort van afgesloten kamer waarin de thermal manikin staat opgesteld. Het

zijn de condities uit deze proefruimte die een zeer grote invloed zullen hebben op de eigenlijke

testresultaten van de manikin.

Met de condities uit de proefruimte worden de omgevingsparameters zoals de temperatuur,

luchtvochtigheid en windsnelheid bedoeld. De verschillende parameters in de proefruimte kunnen

onafhankelijk van elkaar geregeld en gecontroleerd worden. Zo kunnen bepaalde

omgevingscondities gesimuleerd worden zoals binnencondities in een kantoorruimte,

buitencondities bij koud winterweer, een warme en vochtige zomerdag, … . Het zijn de

omgevingsparameters in combinatie met het kledingstuk of - ensemble die de correct

interpreteerbare resultaten op de manikin zullen opleveren. Bv. Een windjack voor arbeiders die in


Pagina 11

weer en wind buitenarbeid verrichten , kan bij deze koude en winderige condities in de proefruimte op

de manikin worden getest.

Figuur 6 - Thermal manikin in de proefruimte

De proefruimte wordt uitvoerig besproken in rapport 3 : Bepalende parameters bij meting


Pagina 12

Waarom een thermal manikin? [5], [6], [7]

Thermal manikins zijn complexe, delicate en dure meetinstrumenten en beschikken over veel

geavanceerde en handige functies. Ze vertegenwoordigen een realistische en objectieve

meetmethode voor de beoordeling van thermische eigenschappen van kledij.

Een thermal manikin meet de thermische convectie, de stralende en geleidende warmteverliezen in

alle richtingen over het gehele lichaamsoppervlak of op een bepaalde, lokale zone. In combinatie met

kledij (een aangeklede manikin) kan zo de thermische eigenschappen van het kledingstuk worden

bepaald, waaronder het isolerend vermogen. Afhankelijk van het aantal segmenten en het

lichaamsoppervlak van de pop, kunnen de warmteverliezen op verschillende plaatsen op het lichaam

en zodoende op de belangrijke plaatsen in het kledingstuk worden gesimuleerd (bv. rug, oksels,

borst, …). Sommige poppen die in gebruik zijn, hebben meer dan 30 segmenten die individueel

geregeld kunnen worden.

Het eigenlijke meten van thermische isolatie van kledij met een thermal manikin gebeurt via een

snelle, nauwkeurige en betrouwbare methode. Een voordeel is ook dat de meetmethode

reproduceerbaar is, d.w.z. dat als men eenzelfde kledingstuk meerdere malen op de manikin test, de

resultaten nagenoeg altijd gelijk zullen zijn.

Thermal manikins zijn dus optimale instrumenten voor het meten van de thermische eigenschappen

van kledij. Ze leveren daarnaast ook waarden die nuttige input zijn voor het uitvoeren van

vergelijkende metingen en voor het verbeteren van kledingcomfort ( optimaliseren van de

thermische modellering van kledij via het ontwerp + constructie). De verkregen waarden kunnen ook

belangrijke input verschaffen voor het ontwikkelen van voorspellingsmodellen omtrent

kledingcomfort.

Ondanks hun relatief dure aankoopprijs zijn thermal manikins kosteneffectieve meetinstrumenten

die zeer belangrijke informatie verschaffen voor productcontrole en productontwikkeling. Via de

meetresultaten verkregen met de thermal manikin, kan het thermisch comfort van kledij worden

geoptimaliseerd, wat voor een kledingproducent resulteert in winst op verschillende vlakken:

product – en materialenkennis, tijdswinst op gebied van productontwikkeling, betere expertise en als

laatste een degelijk en kwalitatief eindproduct voor de consument.

Onderstaande lijst bevat verschillende argumenten om thermal manikins aan te wenden. Thermal manikins kunnen relevante simulaties maken van de uitwisseling van menselijk

lichaamwarmte met het milieu en omgeving maken:

meten en simuleren van uitwisseling lichaamswarmte:

○ lokaal (per zone)

○ volledige lichaam

het meten van 3-dimensionele warmte-uitwisseling

bepalen van het verlies aan droge warmte op een realistische manier

objectieve methode voor het meten van de thermische eigenschappen van kleding

een snelle, nauwkeurige en herhaalbare meetmethode

kosteneffectief instrument voor vergelijkende metingen

kosteneffectief instrument voor productontwikkeling


Pagina 13

meten van de thermische isolatiewaarde van kledij

meten van weerstand tegen verdamping van kledij

bieden data voor het opstellen van voorspellingsmodellen

meten van warmteverlies :

○ lokaal (per zone)

○ volledige lichaam


Pagina 14

Toepassingsgebieden van thermal manikins [3], [5], [6], [7]

De meeste thermische testpoppen worden gebruikt voor onderzoeksdoeleinden, maar de thermal

manikin heeft ook zijn weg gevonden naar de industrie en wordt gebruikt in tal van praktische

toepassingen.. De thermal manikin wordt er op wetenschappelijke basis aangewend bij

productontwikkeling en productevaluatie.

Sinds de CLO-waarde (= de thermische isolatiewaarde van kledingensembles) in de vroege jaren 1940

werd ontwikkeld, was er nood aan een systeem of methode om deze vast te stellen en te evalueren.

De eerste thermische testpoppen werden omstreeks de jaren ’40 gebouwd in de Verenigde Staten .

Zoals eerder aangegeven (zie punt 1) werden thermal manikins uitsluitend gebruikt voor de evaluatie

en ontwikkeling van de militaire uitrusting (kledij, slaapzakken, helmen, …).

De waarde en het nut van deze testpoppen werden vroeg erkend, zodat ze vandaag ook voor andere

doeleinden kunnen worden aangewend. Ze bleken ook nuttig voor de beoordeling van het

microklimaat en de invloed van HVAC-systemen (airconditioning, verwarmings – en

ventilatiesystemen) op het menselijk lichaam. Ook voor de evaluatie en ontwikkeling van kledij en

textiel (andere dan militaire uitrusting) zoals sport – en beschermkledij bleek de thermal manikin een

dankbaar en nuttig instrument om kledingsystemen met verbeterde thermische eigenschappen te

ontwikkelen.

De thermal manikin wordt ook voor medische toepassingen gebruikt, maar dit is slechts een kleiner

percentage.

3. Militaire toepassingen

Bepalen thermische eigenschappen van de beschermkledij

Bepalen isolatie /waterdichtheid van schoenen

○ speciaal voetmodel

Bepalen isolatie /waterdichtheid van hoofddeksels/helmen

○ speciaal hoofdmodel

Bepalen isolatie /waterdichtheid van handschoenen

○ speciaal handmodel

Testen van de persoonlijke beschermingsmiddelen

4. Toepassingen kledingindustrie

Bepalen thermische eigenschappen van kledij

Bepalen isolatie /waterdichtheid van schoenen

speciaal voetmodel

Bepalen isolatie /waterdichtheid van hoofddeksels/helmen

○ speciaal hoofdmodel

Bepalen isolatie /waterdichtheid van handschoenen

○ speciaal handmodel

Testen van veiligheids – en beschermkledij

Testen van persoonlijke beschermingsmiddelen

Testen van veiligheidsuitrusting voor brandweer


Pagina 15

○ speciale manikins die bestand zijn tegen vlammen

Evaluatie van het kledingontwerp →productontwikkeling

4.1. Kledingfactoren nuttig voor het bestuderen met een thermal manikin [7]:

Verschil in percentage aan bedekt lichaamsoppervlak door textiel en aan blootgestelde

huid

Verdeling van de verschillende lagen textiel en de luchtlagen over het lichaamsoppervlak

Invloed van de pasvorm : loose fit of slim fit

Toename aan oppervlakte voor warmteverlies als gevolg van de textiel rond het lichaam

Effect van het productdesign (ontwerp en constructie)

Belang van de details aan het kledingstuk (d.w.z. sluitingen, verluchtingsopeningen, kap)

Variatie in de temperatuur (en warmte flux) op verschillende delen van het lichaam

Effect van de lichaamspositie (d.w.z. staand, zittend of liggend)

Effect van lichaamsbeweging (d.w.z. wandelen, lopen, fietsen)

5. Toepassingen bouwindustrie

Evaluatie van HVAC-systemen (verwarmings – en ventilatiesystemen in gebouwen) en hun

invloed op het menselijk lichaam

Evaluatie en ontwikkeling van constructie van gebouwen

Evaluatie van de kwaliteit van de binnenlucht en hun invloed op het menselijk lichaam

Simulatie van de menselijke bezetting in gebouwen

6. Toepassingen auto – en voertuigindustrie

Evaluatie van HVAC-systemen in voertuigen (verwarmings – en ventilatiesystemen) en hun

invloed op het menselijk lichaam:

○ in auto’s, bussen, …

○ in vliegtuigen

Evaluatie en ontwikkeling van constructie van voertuigen

Evaluatie van de kwaliteit van de binnenlucht in voertuigen

7. Medische toepassingen [30]

Testen apparatuur voor Neonatologie zoals couveuses

○ speciaal ontwikkelde baby manikin


Pagina 16

Standaardisatie van thermal manikins: ontwikkeling van normen [3], [5], [7]

Het gebruik van thermische poppen in onderzoek is afgelopen 40 jaar aanzienlijk gestegen in.

Met nieuwe toepassingsgebieden zoals HVAC-systemen, de kleding en voertuigen is de aanwending

van thermische poppen stelselmatig gegroeid. Ze vinden hun toepassingen dus niet alleen meer in

onderzoek, maar ook in industriële testlaboratoria. Dit bracht met zich mee dat de laatste decennia

veel verschillende thermal manikins werden ontwikkeld voor al deze verschillende toepassingen.

Door deze diversiteit aan thermal manikins en hun individuele verschillen onderling op het gebied

van relevantie, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid, ontstond de noodzaak aan de ontwikkeling van

internationale normen. Ook het gebruik bij onderzoek en bij de verschillende industriële

toepassingen riepen op tot gestandaardiseerde testmethoden voor het aanwenden van de poppen

bij het meten en evalueren van thermische omstandigheden.

Vandaag worden testen met thermal manikins uitgevoerd op basis van Europese of internationaal

gedefinieerd normen. In de normen wordt zowel het gebruik van de pop , als het uitvoeren van de

metingen, als hoe het beoordelen en verwerken van de resultaten beschreven.

Hieronder staat een lijst met de verschillende normen en de verschillende toepassingen met

thermal manikins.

Standaardnormen:

○ ISO 7920 (estimation of the thermal characteristics of clothing)

○ ASTM F1291 (standard method for measuring the thermal insulation of clothing

using a heated thermal manikin)

○ EN-ISO 15831, 2003 (thermal manikin for measuring the resultant basic thermal

insulation) → deze norm wordt tijdens het project Comfortex gevolgd

Speciale normen voor het gebruikt van thermal manikins:

○ ENV 342 (protective clothing against cold)

○ EN 511 (protective gloves against cold - thermal hand model)

○ ISO DIS 14505 (evaluation of the thermal climate in vehicles, part 1 and 2)

Normen die resultaten verkregen met een thermal manikin vereisen:

○ ISO 7730 (determination of the predicted mean vote and the predicted percentage

dissatisfied indices and specification of the conditions for thermal comfort)

○ ISO DIS 7933 (hot environments—analytical determination and interpretation of

thermal stress using calculation of predicted heat strain)

○ ISO DIS 11079 (determination and interpretation of cold stress when using required

clothing insulation (IREQ) and local cooling effects)


Pagina 17

Thermal manikins: compatibel en betrouwbaar? [4], [7]

Er zijn veel verschillende thermal manikins op de markt en deze variëren in grootte, vorm,

lichaamsvormen, het aantal segmenten en de besturing en regeling.

De reproduceerbaarheid om de thermische eigenschappen te hermeten binnen één enkel

laboratorium voor hetzelfde staal (bv. kledingset) en volgens dezelfde norm werd onderzocht door

Dr. Anttonen in 1999 . Er werd een zeer geringe afwijking vastgesteld van 2% tot 4 % tussen de

verschillende testen (dezelfde test) op hetzelfde kledingstuk. Dit betekent dat dezelfde testen (idem

parameters + idem meet – en evaluatiemethode) met de thermal manikin binnen hetzelfde

testlaboratorium op dezelfde kledingstukken reproduceerbaar zijn. Er worden nagenoeg altijd

dezelfde resultaten verkregen, rekening houdend met de kleine afwijking.

In 2003 onderzochten Dr. Anttonen en Dr. McCullough de mogelijke reproduceerbaarheid van testen

op thermal manikins tussen verschillende laboratoria. Deze laboratoria beschikken echter over

verschillende thermal manikins. Er werd terug uitgegaan van het hertesten van dezelfde

kledingstukken onder exact dezelfde testcondities (parameters zoals omgevingstemperatuur,

luchtvochtigheid, windsnelheid, lichaamstemperatuur, ...). Er werd een geringe afwijking vastgesteld

van 5% tot 8 % tussen de verschillende testlabo’s. Dit betekent dat het in principe mogelijk is om

dezelfde testen (idem parameters + idem kledingstuk + idem meet – en evaluatiemethode)) op een

andere thermal manikin binnen een ander testlabo uit te voeren en toch nagenoeg dezelfde

resultaten te bekomen, mits rekening te houden met de kleine afwijking.

De verkregen kleine afwijkingen zijn te wijten aan de individuele verschillen tussen de manikin en de

verschillende labo’s onderling. Beïnvloedende verschillen tussen de manikins onderling kunnen o.a.

zijn : het aantal verschillende verwarmde lichaamssegmenten, de manier van bewegen, de grootte

en maat van de pop waardoor hetzelfde kledingstuk strakker of losser kan zitten, de totale

lichaamsoppervlakte, de ijking van de manikin, ... . De verschillen tussen de labo’s die de resultaten in

geringe mate beïnvloeden zijn vooral de omgevingsparameters zoals temperatuur, luchtvochtigheid

en windsnelheid. Dit heeft vooral te maken met de ijking binnen de testruimte die zeer minimale

verschillen kan opleveren tussen omgevingstemperatuur, luchtvochtigheid en windsnelheid.

We kunnen dus stellen dat testen en metingen uitgevoerd op thermal manikins betrouwbaar en

reproduceerbaar zijn. Ook kunnen we stellen dat verschillende thermal manikins met elkaar

compatibel zijn, ondanks enkele individuele verschillen.


Pagina 18

Geschiedenis

8. Inleiding [3], [5], [6], [7]

Thermische testpoppen worden reeds meer dan 60 jaar gebruikt voor onderzoek en

ontwikkelingsdoeleinden.

Ze worden wereldwijd gebruikt voor de analyse van de thermische processen van het menselijk

lichaam en zijn omgeving. Verfijnde, thermische testpoppen worden vandaag de dag gebruikt in een

breed scala van bijzondere toepassingen bij de overheid, het leger, industriële en academische

instellingen voor onderzoek. Deze toepassingen omvatten bv. de bepaling van de thermische

eigenschappen van beschermende kleding, schoeisel en handschoenen, de evaluatie van ventilatie

en verwarming in complexe omgevingen, zoals in een gebouw, de wagen of een cabine en z’n invloed

op de lokale lichaamswarmte.

De eerste thermal manikin was een 1-segment koperen pop die begin jaren ’40 gemaakt werd voor

het Amerikaanse leger. De nood aan meer gedetailleerde gegevens, bracht de ontwikkeling van

testpoppen met meerdere onafhankelijk controleerbare segmenten over het lichaamsoppervlak, met

zich mee. Bijna alle testpoppen vandaag de dag beschikken over 15 segmenten die onafhankelijk

controleerbaar zijn. Om de productiekost en het gewicht van de testpop te verlagen werden andere

materialen aangewend. Veel van de moderne testpoppen worden vervaardigd uit aluminium en

kunststof. Een andere belangrijke stap was de introductie van digitale controletechnieken. Deze

staan toe om flexibelere en meer nauwkeurige metingen uit te voeren.

Het werd vroeg erkend dat kledingtesten uitgevoerd op een statische, staande thermische testpop,

beperkte resultaten opleverden voor de eindgebruiker. De testresultaten waren weinig realistisch in

vergelijking tot het gebruik van de kledij in werkelijke omstandigheden. Om dit probleem te

overbruggen werden testpoppen ontwikkeld met ‘gewrichten ‘ die het toelieten om de pop te laten

zitten en stappen . Met nog meer robuuste constructies kunnen de poppen lopen of fietsende

bewegingen maken. Deze menselijke vermogens van de testpoppen maken de verkregen resultaten

zodoende realistischer en betrouwbaar. De meest recente ontwikkelingen zoals manikins die het

menselijk zweten of ademen kunnen nabootsen, maken de simulaties van de menselijke interactie

met zijn thermische milieu zo mogelijk nog meer realistisch.

Het gebruik en de ontwikkeling van het aantal thermal manikins is sterk toegenomen. Men kan

stellen dat er ongeveer een 100 –tal in gebruik zijn over de hele wereld. Naast de ontwikkeling van

volledige thermal manikins (volledige persoon) worden voor specifieke toepassingen ook andere

thermische testmodellen vervaardigd zoals een thermische voet (schoeisel), een thermische hand

(handschoenen) en een thermisch hoofd ( helmen en andere hoofddeksels).


Pagina 19

9. Hoe het allemaal begon [3], [5], [6], [7]

De eerste metingen van thermische isolatie van textielmateriaal dateren uit de jaren ’30. Toen werd

voor het eerst gebruik gemaakt van een meettoestel om de thermische resistentie van

textielmateriaal te meten. Dit meettoestel was de Eupatheoscope Mark II, een 3-dimensionele

verwarmde cilinder die werd gebruikt om de thermische weerstand van enkele of meerdere lagen

textiel te meten. In vergelijking met de manikins die we vandaag kennen, was de Eupatheoscope een

iets wat primitief meettoestel met beperkte en weinig betrouwbare resultaten.

Figuur 7 - Euratheoscope Mark II (Dufton 1936)

Dit betekende dat er voor de ontwikkelaars van Amerikaanse militaire kleding en uitrusting geen

betrouwbare methode beschikbaar was om de thermische warmteoverdracht van beschermende

kleding en uitrusting nauwkeurig te beoordelen. Als antwoord op deze nood werd begin jaren ’40

een eerste thermal manikin ontwikkeld.

Met de ontwikkeling van de clo-eenheid in 1941 door Gagge, Burton en Bazett werd het meten van

thermische isolatie van kledij en textielmateriaal zeer reëel. Dit betekende een belangrijke stap

vooruit in de wetenschap. De clo-eenheid werd de standaardmaatstaf voor de thermische

isolatiegraad van kleding. Het concept van de CLO-waarde werd bewust ontwikkeld om de relatie

tussen de mens, zijn kleding en het milieu vast te stellen. Bv. 1 Clo = 0.155 m2K/W, nul (0) Clo komt

overeen met een naakte persoon, één (1) Clo komt overeen met een persoon die een maatpak

draagt. De CLO-waarde wordt uitvoerig besproken in rapport 3 : Bepalende parameters bij meting

Clothing Insulation

Clo m2K/W

Trousers Light trousers 0.20 0.031

Normal trousers 0.25 0.039

Sweaters

Long thin sleeves with turtleneck

0.26 0.040

Thick sweater 0.35 0.054

Long thick sleeves with turtleneck

0.37 0.057

Jacket Vest 0.13 0.020

Parka 0.70 0.109

Figuur 8 - Voorbeeld tabel Clo-waarde


Pagina 20

10. De allereerste thermische testpop [9]

Het begon allemaal met slaapzakken. De eerste thermal manikin ‘ SAM’ werd in 1942 ontwikkeld

door Dr. Harwood Belding voor het Amerikaanse leger. Dr. Harwood Belding werkte als onderzoeker

voor het Amerikaanse leger aan het Harvard Fatigue Laboratory. In het Harvard Fatigue Laboratory

werden o.a. beschermende kleding en uitrusting voor het Amerikaanse leger getest .

De eerste thermische testpop werd gebruikt om het isolerend vermogen van slaapzakken te testen

voor militairen die in extreme buitentemperaturen moesten overnachten.

Belding liet zich voor de ontwikkeling van de eerste thermische testpop inspireren door een

etalagepop (buste). De eerste manikin bestond uit een torso zonder hoofd en armen die werd

vervaardigd uit grote, koperen kachelpijp en diverse koperen platen. De testpop had een eenvoudig

intern verwarmingselement en een ventilator om de warmte te verspreiden. Deze thermische

testpop was de eerste 1-segment thermal manikin.

Door de noodzaak aan nog meer gedetailleerde informatie werd een nieuwe thermische testpop

ontwikkeld. In 1942 werkte Dr. Belding samen met de ingenieurs van het General Electric Co, in

Bridgeport Connecticut om een nieuwe thermische testpop te bouwen, vergelijkbaar met hun

testpop die ze sinds 1939 in gebruik hadden. De nieuwe thermische testpop werd door GE gebruikt

bij het onderzoek en de ontwikkeling van een elektrisch verwarmde deken voor de

consumentenmarkt.

Het was de eerste testpop met een menselijke vorm. De pop werd gevormd uit een mal, gegoten uit

een in klei gevormde menselijke figuur, gemaakt door de beeldhouwer Leopold Schmidt uit

Connecticut. De testpop werd vervaardigd uit een koperen omhulsel met gegalvaniseerde elektrische

circuits die gelijkmatig het oppervlak verhitten. De pop had ook de functie om de

oppervlaktetemperatuur van de handen en voeten onafhankelijk te controleren van de verandering

van de oppervlaktetemperatuur van de rest van het poppenlichaam. De testpop kreeg de naam SAM

1.

Figuur 9 - De eerste thermal manikin 'SAM'


Pagina 21

Er werden een aantal van deze testpoppen vervaardigd en ze werden ook gebruikt voor onderzoek

en evaluatie van het binnenklimaat in opdracht van HVAC, een grote fabrikant van verwarmings - ,

koelings – en ventilatiesystemen. Deze thermische pop, in 1971 gerenoveerd en volledig herbouwd

voor een betere temperatuurregeling, wordt nog steeds gebruikt om beschermende kleding te

evalueren op het US Army Research Institute.

Toen de Tweede Wereldoorlog ten einde liep, zijn vele leden van het Harvard Fatigue Laboratory ,

met inbegrip van Dr. Belding en zijn thermische pop, toegetreden tot het nieuwe Climatic Research

Laboratory van het Amerikaanse leger,in Lawrence, Massachusetts.

Er werd verder onderzoek geleverd aan het optimaliseren van het beschermend milieu voor het

militair personeel. In september 1945 werd General Electric gevraagd om de volgende generatie

thermische poppen te ontwikkelen voor de Climatic Research Laboratory. General Electric

combineerde zijn eerdere expertise samen met een de gedetailleerde resultaten van een

antropometrische1 studie van bijna 3000 Army Air Force cadetten. Op basis van dit onderzoek werd

een nieuwe gegalvaniseerde koperen testpop gebouwd met de gemiddelde fysieke afmetingen van

een jonge Amerikaanse militair. De nieuwe testpop had in totaal zes afzonderlijk controleerbare

elektrische circuits.

Figuur 10 - Thermal manikin 'General Electic' 1945

11. Onderzoek met thermische testpoppen tijdens en na WO II.[9]

1940 tot 1947: In het Harvard Fatigue Labo onder leiding van Dr. Belding werd vooral onderzoek met

thermische testpoppen verricht op kledij voor het Amerikaanse leger.

Tijdens de oorlog werden de meldingen van bepaalde gebreken in beschermende kleding

onderzocht. De meldingen van gebreken werden geuit vanuit verschillende strijdtonelen en militaire

1 Antropometrie is toegepaste antropologie. Het woord betekent letterlijk "het meten van mensen" en houdt zich bezig

met het vaststellen van afmetingen en verhoudingen van het menselijk lichaam. Antropometrie speelt een belangrijke rol in industrieel ontwerpen, ergonomie en architectuur, waar de statistische data over de verdeling van de lichaamsmaten

gebruikt worden om een product, werkpost of ruimte te optimaliseren.


Pagina 22

groepen. Op basis van dit onderzoek werden mogelijke verbeteringen voorgesteld om de kleding

voor militairen te optimaliseren.

Door middel van dit onderzoeksproces met behulp van thermische poppen, ontwikkelde Dr. Belding,

samen met andere collega-wetenschappers die onderzoek verrichtten voor de kleding van de

Canadese en Britse troepen , de fundamentele basis voor het hedendaagse wetenschappelijke

onderzoek van beschermende kleding.

1941 tot 1950: Het Aero Medical Research Laboratory op Wright Air Field in Dayton, Ohio voerde

een vergelijkbaar onderzoek uit voor de Amerikaanse luchtmacht. In 1945 maakten ze gebruik van

een thermische testpop van General Electric. De thermische testpop werd gebruikt om de

pilotenkledij volledig te herontwerpen en zodoende te optimaliseren door gebruik te maken van

nieuw ontwikkelde materialen.

1942 tot 1954: In het Climatic Research Laboratory in Lawrence, Massachusetts werd ook onderzoek

verricht op militaire kleding. Na de Tweede Wereldoorlog werd dit laboratorium geabsorbeerd

door het Harvard Fatigue Labo . Het labo groeide uit tot de leidinggevende militaire faciliteit voor

het uitvoeren van baanbrekend onderzoek op het verbeteren van de bescherming voor Amerikaanse

militairen (kledij, uitrusting, omgeving, …).

12. Onderzoek met thermische testpoppen jaren ’50 [9]

Tijdens de vroege jaren ‘50 werden thermische testpoppen met succes gebruikt om de thermische

eigenschappen van kledij te onderzoeken. De thermische eigenschappen zoals warmteoverdracht,

isolatie, doorlaatbaarheid, … van beschermende militaire kledij uit tal van militaire diensten werden

onderzocht. Gedurende het onderzoek werd de militaire kledij, militair schoeisel, handschoenen,

slaapzakken, … verder verbeterd op gebied van duurzaamheid, comfort en het bieden van

bescherming tegen het omgevingsmilieu.

Figuur 11 - Thermal manikins jaren '50

Uit het onderzoek met thermische testpoppen werd ook vastgesteld dat er tussen het huidoppervlak

van het menselijk lichaam en het kledingstuk, een complex en dynamisch microklimaat wordt

gecreëerd.


Pagina 23

Door het onderzoek met thermische testpoppen is gebleken dat wanneer kledij gedrapeerd wordt op

een menselijke figuur, het gelokaliseerde variaties in thermische geleidbaarheid kan hebben. Ook de

variaties in convectie - en stralingseigenschappen die het kledingstuk kan vertonen, werd

vastgesteld.

13. Onderzoek met thermische testpoppen jaren ’60 [1], [9]

In 1961 werd het meeste onderzoek met thermische testpoppen voor militaire doeleinden

gecentraliseerd op de nieuwe US Army Research Institute of Environmental Medicine (ook bekend als

"USARIEM ') op Natick, Massachusetts. Een nieuw onderzoeksgebied was gericht op het vaststellen

van de weerstand tegen het transport van waterdamp (Ret) in beschermende kleding en de impact

hiervan op de prestaties van de soldaat.

Er werd uitgegaan dat ‘menselijk zweten’ de belangrijkste parameter was die de Ret

(waterdampdoorlaatbaarheid) beïnvloedt. Bijgevolg werd gebruik gemaakt van een zwetende,

verwarmde cilinder ontwikkeld door Dr. Woodcock, om de waterdampdoorlaatbaarheid te testen.

Dr. Goldman en Dr. Breckenridge ontwikkelden het systeem verder. Ze vertaalden het systeem naar

een thermische testpop ‘ Almanikin’, uitgerust met een strakke katoenen huid die kon worden

verzadigd met water om zo ‘een met zweet bevochtigde huid’ te simuleren. Deze "zwetende"

testpop kon nu de maximale verdamping en de daarmee gepaarde warmteoverdracht meten van een

beschermend kledingensemble op een individuele drager. Dit was een statische thermische testpop

met 11 verschillende controleerbare lichaamszones.

Figuur 12 - Eerste thermal manikin 'Almanikin' met katoenen huid

Deze nieuwe ontwikkeling heeft het mogelijk gemaakt het "ademend vermogen " van chemische en

biologische beschermende kleding te verhogen.

Ook in Duitsland werd er onderzoek gedaan naar het thermisch comfort van kledij en textiel

(slaapzakken). Het Hohenstein Instituut ontwikkelde de allereerste thermal manikin genaamd

‘Charlie 1’. Deze thermal manikin werd gebruikt om het thermisch comfort van ‘ready-to-wear’ kledij


Pagina 24

te testen. ‘Charlie 1’ was de eerste thermische testpop ter wereld die een menselijke

wandelbeweging kon simuleren. Hierdoor kon voor het eerst de invloed van menselijke beweging op

het kledingcomfort worden nagegaan. ‘Charlie 1’ had geen transpiratiefunctie en kon alleen maar

lichaamswarmte simuleren. Deze lichaamswarmte werd verkregen door het rondpompen van warm

water doorheen de manikin, die zo het koperen omhulsel ( de huid) van de manikin opwarmde. [1]

Figuur 13 - Thermal manikin 'Charlie 1'


Door het vergelijken van de resultaten van thermische testpoppen en de resultaten van

gecontroleerde studies op menselijke vrijwilligers, kwam men tot de vaststelling dat de verplaatsing

van lucht in en rond een meerlaags kledingensemble een dramatisch effect kan hebben op de

afkoeling door verdamping van het potentieel beschermende ensemble.

Door de invloed van die luchtverplaatsing werd door Dr. Givoni en Dr. Goldman de pompende

coëfficiënt ('p') ontwikkeld. De coëfficiënt ‘p, beschrijft het effect van de door de drager gecreëerde

luchtverplaatsing (o.a. veroorzaakt door beweging van de drager) en zijn invloed op de thermische en

waterdampresistentie van het kledingstuk.

Dr. Givoni en Dr.Goldman verwerkten vervolgens de thermische – en waterdampresistentie van

kleding gemeten op een thermische testpop samen met de verkregen pompcoëfficiënt tot een reeks

vergelijkingen. De vergelijkingen hadden tot doel om een voorspellingsmodel te ontwikkelen die de

lichaamstemperatuur van de drager van militaire kleding in een waaier van koele tot zeer warme

omgevingen kan voorspellen. Deze vergelijkingen werden later nog verder verwerkt tot een

voorspellingsmodel die de hartslag van de drager van beschermende kleding tijdens het werken in

stressvolle omgevingen kon voorspellen.

Midden jaren ‘70, bleven de thermal manikin gegevens een kritisch inputcoëfficiënt wanneer de

vergelijkingen verder werden ontwikkeld tot nog meer verfijnde voorspellingsmodellen. Dr. Pandolf

en zijn onderzoeksmedewerkers brachten de nodige wijzigingen aan in de voorspellingsmodellen om

de gevolgen van het dehydratatieniveau te beoordelen. Dr. Givoni en Dr. Goldman optimaliseerden

de voorspellingsmodellen verder om ook nog de gevolgen van acclimatisering na te gaan voor

dragers van beschermende kleding.


Pagina 25

In Europa werd het onderzoek naar thermisch comfort van kledij ook verder gezet. In Duitsland werd

omstreeks ’76 aan het Hohenstein Instituut de bestaande ‘Charlie 1’ geoptimaliseerd tot ‘Charlie 2’.

De constructie en functies van ‘Charlie 2’ bleven gelijk aan ‘Charlie 1’, maar het was mogelijk om

meer en nauwkeurigere metingen uit te voeren.[1]



Begin 1980, voerde het Amerikaanse leger een complete herziening door van de belangrijkste

kledingsystemen voor de lucht- en grondtroepen. De kledingsystemen werden herontworpen door

verscheidene nieuwe technologieën en materialen aan te wenden.

Met toenemende trend heeft het leger talrijke nieuwe, commerciële textielontwikkelingen (zoals

Gore-Tex, Thinsulate, Primaloft) geëvalueerd en vervolgens aangewend voor de ontwikkeling van

nieuwe beschermkleding, schoeisel, handschoenen en slaapsystemen.

In 1984, begon het Amerikaanse leger met het gebruik van een nieuwe thermische testpop met 19

zones die afzonderlijk kunnen worden aangewend. De nieuwe testpop ‘Uncle Wiggle’ genaamd was

voorzien van ‘gewrichten’ wat het mogelijk maakte om voor het eerst menselijke bewegingen zoals

lopen en draaien te simuleren. De testpop werd gehuisvest in een controleerbare klimaatkamer

waarin omgevingsparameters zoals temperatuur, luchtvochtigheid en luchtsnelheid nauwkeurig

konden worden bepaald.


Pagina 26

Figuur 15 - Bewegende thermal manikin 'Uncle Wiggly'

De ontwikkeling van thermische testpoppen binnen het Amerikaanse leger heeft een evolutie

ondergaan. Deze evolutie is een direct gevolg van de nood aan betere persoonlijke beschermkledij

en - uitrusting in een steeds ruimer en wisselend milieu waarbinnen de troepen opereren. De

resultaten verkregen door het aanwenden van een thermal manikin heeft een grote rol gespeeld in

het verbeteren van het comfort van militaire kleding en uitrusting. Met een verbeterd

kledingcomfort zijn ook de daarmee gepaarde lichamelijke prestaties verbeterd en toegenomen.

Naast het verbeteren van het comfort waren de testresultaten, verkregen via een thermal manikin

een zeer belangrijke input bij het ontwikkelen van voorspellingsmodellen voor menselijke

prestaties.

Europa zette het onderzoek naar het thermisch comfort van kledij verder. Het Hohenstein Instituut

uit Duitsland ontwikkelde rond 1980 ‘ Charlie 3’. Deze thermal manikin was opnieuw een

optimalisatie van de bestaande ‘Charlie 2’. Een aanzienlijke verbetering was dat de verkregen

lichaamswarmte van de pop niet langer werd verkregen door het rondpompen van warm water,

maar werd verkregen door elektrische verwarmingselementen. Hierdoor was het mogelijk om een

thermische testpop te ontwikkelen met verschillende controleerbare segmenten of lichaamszones.

‘Charlie 3’ beschikte over 16 verschillende segmenten. [1]



Pagina 27

De thermal manikin vandaag: de nieuwe generatie

16. Inleiding [3], [5]

Het succes van het gebruik van thermische testpoppen binnen de militaire wereld vertaalde zich naar

toepassingen voor de consumenten markt, meer bepaald de markt van sport – en outdoorkledij,

outdooruitrusting , veiligheids – en werkkledij. Naast deze markten zijn ook de bouw – en

automobielindustrie twee belangrijke gebruikers van thermal manikins .

Het gebruik van thermal manikins in de militaire wereld bracht baanbrekende verbeteringen teweeg

voor militaire kledij en uitrusting op gebied van comfort. Het verbeterde draagcomfort bracht ook

betere prestaties met zich mee. Door deze aanzienlijke verbeteringen zagen de verschillende

consumentenmarkten een belangrijke reden om thermal manikins aan te wenden om hun producten

te optimaliseren.

Sinds de jaren ’80 hebben thermische testpoppen aanzienlijke verbeteringen ondergaan, mede door

de invoering van digitale controletechnieken. Deze laten flexibelere en meer nauwkeurige metingen

toe. Ook het optimaliseren van de ‘zwetende en/of bewegende manikin’ bracht realistische en meer

betrouwbare resultaten met zich.

In volgende paragrafen worden enkele van de vandaag meest gebruikte thermal manikins besproken.

17. De nieuwe generatie thermal manikins

17.1. Thermal manikin ‘Newton’: de manikin waarmee wij zullen testen [10]

De thermal manikin die wij in ons onderzoeksproject zullen aanwenden is de Newton. Deze is één

van de meest gebruikte thermal manikins voor onderzoeksdoeleinden binnen de confectie –en

textielindustrie. De manikin is gebouwd volgens de ASTM en ISO normen zodat hij geschikt is voor

gestandaardiseerd onderzoek op basis van de vastgelegde normen (ENV342, ISO/DIS 15831,

prEN13537, ASTM F1291) voor thermal manikins.

De thermal manikin werd ontwikkeld door “Measurement Technology Northwest Company” uit

Seattle in de VS. De Newton is een multi-segment thermische pop, d.w.z. dat de manikin over

meerdere afzonderlijk van elkaar te controleren lichaamszones beschikt. Deze zones kunnen

geregeld worden op gebied van bv. huidtemperatuur, transpiratie, warmteflux, … . De Newton is

verkrijgbaar in verschillende versies, nl. met 20 zones, 26 zones of met 34 zones. Naarmate het

toenemend aantal zones kunnen ook meer metingen uitgevoerd worden.

Figuur 17 - 'Newton met 34 zones


Pagina 28

De manikin is vervaardig uit een koolstof epoxy omhulsel met binnenin aluminium sensoren die

dienen als verwarmingselement. De manikin is ook van het type dat kan bewegen. Hiervoor beschikt

de pop over scharnieren aan heupen , ellebogen en knieën. De manikin kan verschillende menselijke

bewegingen simuleren (wandelen en lopen) en kan ook verschillende lichaamsposities innemen

(zitten en staan).

De manikin heeft ook de functie om menselijk transpireren te simuleren. Hiervoor beschikt de

manikin over een intern buizensysteem waarlangs warm water kan worden getransporteerd. Het

water wordt eerst in een reservoir verwarmd waarna het in de manikin wordt getransporteerd. Het

eigenlijke ‘zweten’ gebeurt via kleine gaatjes per segment in het lichaamsoppervlak, waarlangs het

water wordt verdampt. Om de menselijke huid voor te stellen wordt de manikin een textiellaag

(microporeus PTFE Gore-Tex), een soort van bodysuit aangetrokken. Naarmate de pop zweet wordt

de textiel laag verzadigd met vocht, wat een ‘klamme’ menselijke huid representeert.

Figuur 18 – (rechts) Thermal manikin 'Newton' en (links) ‘Newton’ met zwetende huid

17.1.1. Besturing van ‘Newton’

‘Newton’ wordt geregeld en gestuurd via PC. Voor de Newton werd een speciaal software

programma ‘ThermDAC Contole Software’ voor de besturing ontwikkeld. ThermDAC werd ook door

Measurement Technology Northwest speciaal voor thermal manikins en hotplate systemen

(gelijkaardig aan het Skin Model) ontwikkeld. Het is een gebruiksvriendelijke, in Windows bruikbare

applicatie. Het programma voorziet in de volledige controle van de manikin, de dataopslag van alle

gegevens, verschillende analysemogelijkheden en detectie van gebreken. Ook de

systeemconfiguratie en de juiste ijking van de pop kan uitgevoerd worden binnen ThermDAC.


Pagina 29

ThermDAC Controle Software omvat de volgende bijzondere kenmerken:

Visuele kleurindicatie via een picturale display selecteerbaar voor alle popvariabelen

(temperatuur, warmteflux, weerstand,...). Op het PC-scherm is een gekleurd mannetje

zichtbaar met een bijhorende kleurencode. De huidtemperatuur wordt aangeduid gaande

van warme zones (rood) naar koude zones (blauw). Zie afbeelding hieronder.

Figuur 19 - Visualisatie van de manikintest

Automatische detectie van de steady state. De steady state is het moment dat men de

metingen mag starten. Vooraleer men kan beginnen met metingen dient de manikin te

configureren en op te warmen. Eens dit op een bepaald niveau is spreekt men van de ‘steady

state’.

Programmeerbare simulatiecyclus naar eigen keuze.

Onmiddellijke weergave van de testtijd en resultaten in staafdiagram en/of lijngrafiek voor

elke variabele van de pop (temperatuur, warmteflux, ...). Zie afbeelding hieronder.

Figuur 20 - Visualisatie van de meetresultaten

Real-time berekening van de teststatistieken over een afgebakend tijdsinterval.

Afzonderlijk instelbare controlevariabelen: temperatuurregeling, constante warmteflux,

vergelijking en comfort.

17.1.2. Gebruik en bereik van ‘Newton’

Omgeving

Bruikbaar in omgevingen met :

Een temperatuur van -20°C to +50°C

Een luchtvochtigheidsgraad van 0 to 100%

Een variabele windsnelheid

Bereik:


Pagina 30

Temperatuurmeting tot ± 0.1°C nauwkeurig

Meten van de vochtigheidsgraad vanaf ± 3% relatieve vochtigheid.

800 W/m² maximale output

Beantwoordt aan de normen ENV342, ISO/DIS 15831,prEN13537, ASTM F1291

17.1.3. Voor - en nadelen van ‘Newton’

Hieronder worden enkele voor- en nadelen van de Newton afgewogen tegenover andere thermische

poppen.

Voordelen

Elke lichaamszone of segment is onafhankelijk van elkaar controleerbaar. Zo is de temperatuur en warmteflux afzonderlijk regelbaar. Ook de simulatie van transpiratie is afzonderlijk controleerbaar zodat de zweetproductie niet overal gelijk is, net zoals bij mensen.

Kan waarheidsgetrouwer verschillende menselijke bewegingen simuleren en verschillende lichaamshoudingen aannemen.

Kan de warmteflux van het lichaam meten.

Duurzaam toestel dat niet zo makkelijk stukgaat.

Geen lekkage van water.

Nadelen

In tegenstelling tot de manikin Walter die de thermische isolatie en waterdampweerstand in één keer samen kan meten, moet dit bij de Newton elk apart gebeuren.

De pop zweet niet egaal aan de oppervlakte zoals een menselijke huid uit de poriën maar enkel uit wel bepaalde punten (gaatjes), al kan dit vlug verholpen worden door het gebruik van een extra textielhuid (meestal gemaakt uit microporeus PTFE Gore-Tex textiel).

De textielhuid is duur in aankoop.

De textielhuid dient te drogen tussen twee verschillende testen, wat lang kan duren. Hierdoor kan het eventjes duren vooraleer men naar nieuwe test kan overgaan.

De manikin kan niet omgebouwd worden tot een vrouwelijke versie.

17.1.4. Extra mogelijkheden

Verder bestaan er nog extra opties om aan te kopen zodat de werkelijkheid nog dichter kan

benaderd worden:

Optioneel afneembare textielhuid met geautomatiseerde vloeistofstroming.

Gemotoriseerde loopbewegings - en ondersteuningsmodule.

Ademhalingsmachine met neus- en mondstuk en bijhorende filter.

De manikin is verkrijgbaar in verschillende lichaamsposturen nl. de Westerse man of de

Aziatische man.

Binnen het onderzoek ‘Comfortex’ is de thermal manikin voorzien van:

De afneembare textielhuid met geautomatiseerde vloeistofstroming

Gemotoriseerde loopbewegings - en ondersteuningsmodule


Pagina 31

De manikin met het postuur van de Westerse man. Dit komt overeen met de kledingmaat

Medium.

17.2. Thermal manikin ‘Walter’ [19], [26]

Er zijn reeds verschillende soorten ‘zwetende’ thermal manikins ontwikkeld, zoals de ‘SAM’, de

Newton, ... , die verschillende transpiratiemogelijkheden hebben afhankelijk van hun intern

transpiratiesysteem. Geïnspireerd op het thermoregulatiesysteem van het menselijke lichaam, is ‘

Walter’ de eerste thermische ‘zwetende’ pop die gemaakt is uit voornamelijk water en een hoge,

sterk ademende stof. De thermal manikin ‘Walter’ werd ontwikkeld door de Hong Kong Polytechnic

University in 2001.

Figuur 21 - Thermal manikin 'Walter'

‘Walter’ is een één segment thermal manikin, d.w.z. dat er in tegenstelling tot de Newton, slechts

over één zone metingen kunnen worden uitgevoerd. Deze enkele zone beslaat het volledige

lichaamsoppervlak.

De manikin is van het bewegende type. ‘Walters’ armen en benen kunnen d.m.v. een motor

menselijke bewegingen simuleren (wandelen) . De manikin kan ook verschillende lichaamsposities

innemen (zitten en staan). De wandelsnelheid varieert van 0 m/s tot 2,7 km/uur. De wandelsnelheid

kan worden gewijzigd door het aanpassen van de elektrische gelijkstroomrichting van de motor.

‘Walter’ simuleert transpiratie met behulp van een stoffen ‘huid’ die waterdicht maar

waterdampdoorlatende is. De huid van Walter is samengesteld uit microporeus PTFE Gore-Tex

weefsel. De huid die de volledige manikin omhult, houdt het water in het poppenlichaam, maar laat

de waterdamp = ‘zweet’ passeren door de huid. ‘Walter’ kan een lichaamstemperatuur simuleren die

vergelijkbaar is met deze van een echte persoon. Dit wordt tot stand gebracht door het verpompen

van warm water op de lichaamstemperatuur vanuit het centrum van het poppenlichaam naar de

extremiteiten. Het water wordt automatisch rond gepompt. De gemiddelde huidtemperatuur van


Pagina 32

"Walter" kan worden aangepast door het regelen van het pomppercentage (water) binnenin de

manikin. Deze regeling wordt uitgevoerd door het wijzigen van de frequentie van de elektrische

voeding van de pompen.

17.2.1. Besturing van ‘Walter’

Het controle - en meetsysteem van de thermal manikin wordt geregeld via de software ‘Walis’ en

een PID-systeem. Jammer genoeg is er van het software systeem ‘Walis’ dat gebruikt wordt om de

manikin te sturen en de metingen uit te voeren geen specifieke info te vinden.

Ter info

De PID-regelaar is zowat de meest voorkomende regelaar in de procesregeling. De letters PID staan hier voor

Proportioneel, Integrerend en Differentiërend. Ze wordt op grote schaal gebruikt als feedback-regelaar in

industriële besturingssystemen. Een PID-regelaar berekent een ‘foutwaarde’ als verschil tussen een gemeten

procesvariabele en een gewenste setpoint. De PID - regelaar onderneemt pogingen om de fouten zo klein

mogelijk te maken door automatische aanpassing van de PID-ingangen.

17.2.2. Gebruik en bereik van ‘Walter’

Omgeving


Een temperatuur van 10°C to +40°C

Een luchtvochtigheidgraad van 30% to 80%

Windsnelheid van 0,3 m/s tot 0,5 m/s

Bereik:

Zeer nauwkeurige metingen.

Wandel – en loopsnelheid tot 2,7 km /uur.

Voldoet aan de normen ISO 7730, ISO 7933 en ISO 11079.

17.2.3. Voor en nadelen van ‘Walter’

Voordelen:

De thermische isolatie en de waterdampweerstand kan in één keer samen worden

gemeten.

Kan de menselijke bloedsomloop simuleren d.m.v. het interne buizensysteem.

Kan het ‘echte’ menselijk zweten simuleren d.m.v. het wijzigen van huiden met een

verschillend waterdampdoorlatend percentage.

Relatief goedkoper dan de ‘Newton’.

Nadelen:

Er kunnen slechts metingen worden uitgevoerd op één enkel segment.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Regelaar

http://nl.wikipedia.org/w/index.php?title=Procesregeling&action=edit&redlink=1


Pagina 33

Water kan na verloop van tijd beginnen lekken uit de naden van de stoffenhuid. Dit is een

moeilijke en dure aangelegenheid om terug te herstellen.

Het interne buizensysteem en het waterreservoir kan geblokkeerd raken en zo

het transpiratiepercentage beïnvloeden.


De textielhuid dient te drogen tussen twee verschillende testen, wat lang kan duren.

Hierdoor kan het eventjes duren vooraleer men naar een nieuwe test kan overgaan.


17.2.4. Recente verbeteringen van ‘Walter’

AC –pompen ( wisselstoom) werden vervangen door DC-pompen (gelijkstroom) , waardoor

de pompingskracht kan worden geregeld.

Verbeterd systeem voor het watertransport.

Verbeterd meetsysteem.

De PID-regelaar werd gefinetuned. De manikin kan nu een steady-state bekomen binnen de

twee uur, waardoor de metingen sneller kunnen worden uitgevoerd.

17.3. Thermal manikin ‘Sam 2’ [20], [21]

‘SAM 2’ werd in 2001 ontwikkeld in het kader van het Eureka-project door Dr. Richards & Dr. Mattle

van het EMPA – instituut uit Zwitserland.

Het is een anatomisch gevormde thermal manikin met een lichaam volgens de afmetingen van een

gemiddelde volwassen man. De manikin is van het bewegende en zwetende type. ‘SAM 2’ kan dus

menselijk transpireren en warmteverlies simuleren. De manikin kan ook realistische menselijke

bewegingen (wandelen tot 3 km/uur, klimmen, draaien) uitvoeren en beschikt hiervoor over

scharnieren aan de schouders, ellebogen, knieën en heupen die dienst doen als gewrichten.

‘SAM 2’ is net zoals ‘Newton’ een multi-segment thermal manikin en beschikt over 30 afzonderlijk

van elkaar te controleren zones of segmenten met elk hun verwarmingselementen en meetsensoren.

Verspreid over het volledige lichaamsoppervlak zijn 125 transpiratiepunten (kleine gaatjes). Die via

het hoofd vanuit een met gedistilleerd water gevulde externe tank worden gevoed. Met behulp van

interne kleine kleppen, kan zowel het afscheiden van waterdamp en vocht bij het menselijk zweten

worden gesimuleerd en geregeld (veel of weinig), hetzij over het gehele poppenlichaam of over

verschillende gekozen lichaamszones. Alhoewel de menselijke huid over miljoenen zweetklieren

beschikt, de 125 ‘zweetklieren’ (gaatjes) bij ‘SAM 2’ zijn zodanig gepositioneerd dat ze een

transpiratiedistributie hebben zeer gelijkaardig met de mens.

‘SAM 2’ beschikt niet over een ‘zwetende’ textielhuid zoals ‘Newton’ en ‘Walter’. De ‘zweetklieren’

(gaatjes) worden afgedekt met speciale pads uit textiel die het transpiratievocht opnemen en

verspreiden over de oppervlakte van de pads.


Pagina 34

Figuur 22 - Sweating thermal manikin 'SAM 2'

Figuur 23 – De 30 verschillende zones op 'SAM 2'

17.3.1. Besturing van ‘SAM 2’

‘SAM 2’ wordt geregeld en gestuurd via PC met een speciaal software programma. Jammer genoeg

is er over het type software geen specifieke info te vinden.

Wel is gekend dat de software volgende eigenschappen heeft:



zichtbaar met een bijhorende kleurencode. Alle actieve sensoren worden aangeduid in een

rode kleur en de inactieve sensoren worden in het groen aangeduid. Zie afbeelding

hieronder.


Pagina 35


Onmiddellijke weergave van de resultaten in staafdiagram en/of lijngrafiek voor elke

variabele van de pop (temperatuur, Rct ...). Zie afbeelding hieronder.


17.3.2. Gebruik en bereik van ‘SAM 2’

Omgeving


Een temperatuur van -30°C to +40°C

Een luchtvochtigheidgraad van 30% to 95%

Windsnelheid van 0,3 m/s tot 0,5 m/s

Bereik:


Transpiratiebereik 20 ml/uur tot 4 liter/uur. (4 liter/uur Komt overeen met een persoon

onder hoge werkdruk)


Pagina 36

Wandel – en loopsnelheid tot 3 km /uur.

Beantwoordt aan de normen inzake thermal manikins.

17.3.3. Voor en nadelen van ‘SAM 2’

Voordelen:

Kan klim – en draaibewegingen simuleren.

Beschikt over 125 verschillende ‘zweetklieren’ wat ongeveer gelijk is als bij ‘Newton’.

De thermische isolatie en de waterdampweerstand kan in één keer samen worden

gemeten.



Gebruikt geen ‘zwetende’ textielhuid maar afzonderlijke pads om het vocht op te nemen.

Deze zijn veel sneller droog en wisselbaar, in tegenstelling tot een volledige textielhuid. De

tijd tussen twee verschillende tests wordt hierdoor aanzienlijk verkort.

Nadelen:


Kan de menselijke bloedsomloop niet simuleren zoals ‘Walter’.

17.4. Thermal manikin ‘Charlie 4’ [1]

‘Charlie 4’ is een thermal manikin die in 1986 werd ontwikkeld door het Hohenstein Instituut uit

Duitsland. ‘Charlie 4’ is de verbeterde opvolger van een reeks thermal manikins , nl. ‘Charlie 1’

(1968), ‘Charlie 2’ (jaren ‘70) en ‘Charlie 3’ (1980).

‘Charlie 4’ is een multi-segment thermal manikin van het bewegende type. De pop is vervaardigd uit

een koperen omhulsel. De manikin beschikt over 16 verschillende zones of segmenten. Ieder

segment is onafhankelijk van elkaar controleerbaar en beschikt over een eigen verwarmingselement

en meetsensor. De manikin heeft de afmetingen van een gemiddelde Europese man.

De thermal manikin is in staat om verschillende menselijke bewegingen (stappen en lopen) te

simuleren en verschillende lichaamsposities ( zitten, staan, ... ) aan te nemen. ‘Charlie 4’ beschikt

hiervoor over scharnieren in de schouders, ellebogen, heupen en knieën die dienst doen als

gewrichten.

‘Charlie 4’ beschikt niet over een transpiratiesysteem en is dus enkel in staat om warmtemetingen

uit te voeren.


Pagina 37


17.4.1. Besturing van ‘Charlie 4’

‘Charlie 4’ wordt geregeld en gestuurd via PC met een speciaal software programma. Jammer

genoeg is er over het type software geen specifieke info te vinden.

Wel is gekend dat de software volgende eigenschappen heeft:


(temperatuur, warmteflux,...). Op het PC-scherm is een gekleurd mannetje zichtbaar met een

bijhorende kleurencode. Alle actieve sensoren worden aangeduid in een rode kleur en de

inactieve sensoren worden in het groen aangeduid. Zie afbeelding hieronder.



Pagina 38

17.4.2. Gebruik en bereik van ‘Charlie 4’

Omgeving


Een temperatuur van - 25°C to + 50°C

Een variabele luchtvochtigheidgraad


Bereik:


17.4.3. Voor en nadelen van ‘Charlie 4’

Voordelen:

Kan verschillende menselijke bewegingen simuleren en verschillende lichaamshoudingen

innemen.

De verschillende segmenten zijn afzonderlijk van elkaar controleerbaar.

Verbruikt geen water, dus ook geen kans op lekkage.

Nadelen:


Kan niet zweten.

Beschikt slechts over 16 segmenten in tegenstelling tot ‘Newton’ (20 tot 34) en ‘ SAM 2’ (30).

17.5. Thermal manikin ‘ Coppelius’ [28]

‘Coppelius’ werd in 1988 ontwikkeld door het VTT- Instituut uit Finland in het kader van een

Scandinavisch project dat onderzoek deed naar thermisch comfort in de verschillende milieus en de

invloed van kleding op de thermisch evenwicht.

De manikin is net zoals ‘Newton’ en ‘SAM 2’ van het bewegende en ‘zwetende’ type. ‘Coppelius’ is

vervaardigd uit een omhulsel van schuimrubber en beschikt over 18 onafhankelijk van elkaar

controleerbare zones of segmenten. Ieder segment beschikt over zijn eigen verwarmingselement en

meetsensor. De manikin werd gebouwd naar de lichaamsmaten van de gemiddelde Europese man en

de maat van de pop komt overeen met kledingmaat 52.

Om het menselijk transpireren te simuleren beschikt de manikin over 187 ‘zweetklieren’ (gaatjes)

aan het lichaamsoppervlak waarlangs water wordt verdampt. Om de menselijke huid voor te stellen

wordt de manikin een textiellaag (waterpermiabele stof), een soort van bodysuit aangetrokken.

Naarmate de pop zweet wordt de textiellaag verzadigd met vocht, wat een ‘klamme’ menselijke huid

representeert.


Pagina 39

De manikin beschikt net zoals de reeds andere besproken manikins over scharnieren in de ellebogen,

knieën, schouders en heupen, die dienst doen als gewrichten. Hierdoor is ‘Coppelius’ in staat om

verschillende menselijke bewegingen (wandelen en lopen) te simuleren en verschillende

lichaamshoudingen (zitten en staan) aan te nemen.

Figuur 28 - Thermal manikin 'Coppelius'

17.5.1. Besturing van ‘Coppelius’

‘Coppelius’ wordt eveneens geregeld en gestuurd via PC met een speciaal software programma.

Jammer genoeg is er over het type software geen specifieke info te vinden.

17.5.2. Gebruik en bereik van ‘Coppelius’

Omgeving


Een temperatuur van - 50°C to + 50°C

Een luchtvochtigheidsgraad van 15 tot 95%


Bereik:



Pagina 40

17.5.3. Voor en nadelen van ‘Coppelius

Voordelen:

Kan verschillende menselijke bewegingen simuleren en verschillende lichaamshoudingen

innemen.

De manikin kan menselijk transpireren simuleren d.m.v. een textielhuid.

Beschikt over 187 verschillende ‘zweetklieren’ wat meer is als bij ‘Newton’ en ‘SAM 2’.

De verschillende segmenten zijn afzonderlijk van elkaar controleerbaar.

Geen lekkage van water

Nadelen:

De manikin beschikt slechts over 18 segmenten in tegenstelling tot ‘Newton’ (20 tot 34) en ‘

SAM 2’ (30).


De textielhuid dient te drogen tussen twee verschillende testen, wat lang kan duren.

Hierdoor kan het eventjes duren vooraleer men naar een nieuwe test kan overgaan.


17.6. Thermal manikin ‘ADAM’ of ‘Advanced automotive thermal manikin’ [11]

‘ADAM’ is hoofdzakelijk bestemd voor de evaluatie van het binnenklimaat in voertuigen.

‘ADAM’ werd ontwikkeld door “Measurement Technology Northwest Company” uit Seattle in de VS.

Het is een multi-segment thermische pop, die over 126 afzonderlijk van elkaar te controleren

lichaamszones beschikt. Deze zones kunnen geregeld worden op gebied van bv. huidtemperatuur,

transpiratie, warmteflux, … .

De manikin is vervaardig uit een poreuze (geperforeerde) koperen ‘shell’ met daarover heen een

koolstof vezel omhulsel . Binnenin beschikt iedere zone over een eigen verwarmingselement en

eigen meetsensoren. De manikin heeft ook de functie om menselijk transpireren te simuleren.

Hiervoor beschikt de manikin over een poreuze (geperforeerde) koperen ‘shell’. De geperforeerde

gaatjes stellen de verschillende zweetklieren voor aan het huidoppervlak. Het transpireren wordt tot

stand gebracht d.m.v. een intern waterreservoir dat via een buizensysteem warm water doorheen de

pop transporteert. Het eigenlijke ‘zweten’ gebeurt via kleine gaatjes per segment in het

lichaamsoppervlak, waarlangs het water wordt verdampt.

De manikin is ook van het type dat verschillende lichaamshoudingen (staan en zitten) kan innemen.

Hiervoor beschikt de pop over scharnieren aan heupen , ellebogen en knieën.

‘ADAM’ beschikt ook nog over een ademhalingsmechanisme waarmee de menselijke ademhaling

kan worden gesimuleerd.


Pagina 41

De manikin wordt niet in een klimaatkamer aangewend zoals de eerder besproken manikins. ‘ADAM’

wordt gebruikt om het binnenklimaat van auto’s, cabines van vrachtwagens, ... te evalueren. De

manikin moet dus losgekoppeld van een stroombron, zonder hinderlijke kabels, kunnen worden

aangewend. Hiervoor beschikt ‘ADAM’ over een interne, oplaadbare batterij waardoor het mogelijk

is om de manikin los aan te wenden.

Figuur 29 - Thermal manikin 'ADAM'

17.6.1. Besturing van ‘ADAM’

‘ADAM’ wordt net als ‘Newton’ gestuurd en geregeld via de ThermDAC software. Het is een

gebruiksvriendelijke, in Windows bruikbare applicatie. Het programma voorziet in de volledige

controle van de manikin, de dataopslag van alle gegevens, verschillende analysemogelijkheden en

detectie van gebreken. Ook de systeemconfiguratie en de juiste ijking van de pop kan uitgevoerd

worden binnen ThermDAC.

ThermDAC Controle Software omvat de volgende bijzondere kenmerken:

Visuele kleurindicatie via een picturale display, selecteerbaar voor alle popvariabelen


zichtbaar met een bijhorende kleurencode. De huidtemperatuur wordt aangeduid gaande

van warme zones (rood) naar koude zones (blauw). Zie afbeelding hieronder.



Pagina 42

Automatische detectie van de steady state. De steady state is het moment dat men de

metingen mag starten. Vooraleer men kan beginnen met metingen dient de manikin te

configureren en op te warmen. Eens dit op een bepaald niveau is spreekt men van de ‘steady

state’.

Programmeerbare simulatiecyclus naar eigen keuze.

Onmiddellijke weergave van de testtijd en resultaten in staafdiagram en/of lijngrafiek voor

elke variabele van de pop (temperatuur, warmteflux, ...). Zie afbeelding hieronder.


17.6.2. Gebruik en bereik van ‘ADAM’

Omgeving


Een temperatuur van 0°C tot - 70°C.

Een luchtvochtigheidsgraad van 0 to 100% .

Bereik:


De batterij heeft een maximale output van 500

Aangesloten aan een stroombron heeft de manikin een maximale output van 800W/ W/m².


17.6.3. Voor - en nadelen van ‘ADAM’

Hieronder worden enkele voor- en nadelen van de Newton afgewogen tegenover andere thermische

poppen.

Voordelen

Elke lichaamszone of segment is onafhankelijk van elkaar controleerbaar. Zo is de

temperatuur en warmteflux afzonderlijk regelbaar. Ook de simulatie van transpiratie is

afzonderlijk controleerbaar zodat de zweetproductie niet overal gelijk is, net zoals bij

mensen.

Kan waarheidsgetrouwer verschillende menselijke lichaamshoudingen aannemen.


Pagina 43


Kan losgekoppeld van een stroombron worden aangewend d.m.v. de interne batterij.


Nadelen

In tegenstelling tot de manikin Walter die de thermische isolatie en waterdampweerstand in

één keer samen kan meten, moet dit bij de Newton elk apart gebeuren.

Enkel bruikbaar voor evaluatie van het binnenklimaat.



Pagina 44

Tabel met thermal manikins [2], [7], [8]

In appendix 1 wordt het grootste gedeelte van de bestaande thermal manikins besproken. De

thermal manikins die erin vermeld staan gaan terug tot de beginjaren (1942) en gaan verder tot op

heden. In de tabel worden o.a. het bouwjaar, land van ontwikkeling, fysionomie (man of vrouw), hun

functies (statisch en/of bewegend en/of zwetend), het besturingssysteem, het materiaal waaruit ze

vervaardigd zijn, ... besproken.


Pagina 45

Nieuwe ontwikkelingen: thermal manikins voor specifieke doeleinden

18. De Baby thermal manikin [30]

Voor het evalueren en testen van materiaal (couveuses, matrasjes,dekentjes, …) gebruikt in de

neonatologie werden baby thermal manikins ontwikkeld. Via deze testpoppen kan het thermische

comfort en de thermische omgeving van de baby worden geëvalueerd.

Het behoud van een optimale thermische omgeving wordt beschouwd als een prioriteit in

neonatologie. Terwijl gezonde pasgeborenen in staat zijn om hun lichaamstemperatuur te regelen,

kunnen premature baby’s hierbij moeilijkheden ondervinden. Hun vermogen om hun

lichaamstemperatuur te regelen is eerder beperkt, waardoor ze grote warmteverliezen aan de

omgeving niet kunnen voorkomen.

Het risico op onderkoeling is daarom een groot gevaar voor pasgeborenen met een laag

geboortegewicht. Premature baby’s hebben in verhouding tot hun gewicht aan

warmteproducerende weefsels , een groot lichaamsoppervlak, waardoor ze snel veel warmte

verliezen. Om deze reden is het aanhouden van een optimale omgevingstemperatuur en het warm

houden van essentieel belang voor een gezonde ontwikkeling en het overleven van de premature

baby.

Via de baby thermal manikin kunnen diverse situaties worden gesimuleerd en kan de invloed van

thermische omgevingsparameters ( temperatuur, luchtvochtigheid, toedekken met bepaalde

dekentjes, kleertjes, gebruik van bepaalde matrasjes, …) worden geëvalueerd. Via deze testen kan

men het optimale milieu bepalen voor premature baby’s in diverse levensstadia.


Pagina 46

Figuur 32 - Verschillende baby thermal manikins

Ter illustratie:

Er werd een studie uitgevoerd om het verlies aan lichaamswarmte te beoordelen tussen een kleine en grotere

premature baby met behulp van twee thermische testpoppen van premature pasgeborenen van 900 g en 1.800

g (met een respectievelijke lichaamoppervlakte van 0,086 m2 en 0.150 m2).

Het droge warmteverlies van de zes segmenten van het lichaam van de kleine pop (S) werd gemeten en

vergeleken met die van de grote pop (L). De twee poppen werden blootgesteld aan vijf verschillende

omgevingstemperaturen variërend tussen 29°C en 35°C in een enkelwandige, luchtverwarmde afgesloten

couveuse. Het warmteverlies daalde aanzienlijk met 20,4% tussen de twee testpoppen, de kleine pop 110,1

W/m2 (44,3 %) versus de grote pop 87,6 W/m2 (25,8%).

De resultaten verkregen uit de vergelijking tussen de twee testpoppen bevestiging van het feit dat het verlies

aan lichaamswarmte toeneemt met een grotere verhouding van het lichaamsoppervlak tot de lichaamsmassa.

Een baby thermal manikin is daarom een accurate methode voor de beoordeling van de thermische

omstandigheden in de neonatale zorg.

19. De opblaasbare manikin [29]

De andere trend gaat de richting uit naar eenvoudige, maar toch nauwkeurige en betrouwbare

poppen die goedkoop zijn en kunnen worden gebruikt door bv. arbeidshygiënisten of

kleinere industriële kledingbedrijven. Een voorbeelden hiervan is de opblaasbare thermal manikin

(Dukes-Dobos & Reischl, Tampa University , South Florida, USA 2003).

Figuur 33 - Opblaasbare thermal manikin


Pagina 47

Deze pop is echter beperkt tot 1-segment, nl. het gehele poppenlichaam. Enkel de thermische

isolatiewaarde en de weerstand tegen verdamping kan hiermee worden bepaald.

20. Testen van hitte – en vlammenwerende beschermkledij [12], [13], [18]

Voor het testen van hitte - en vlammenwerende kledij ( uitrusting brandweerlieden en

beschermkledij voor arbeiders in brandgevaarlijke industrieën) werd een speciale thermal manikin

ontwikkeld door het BTTG Fire Technology Services (FTS) uit het Verenigd Koninkrijk. Sinds 1992

maakt BTTG gebruik van een mannelijke thermische testpop ‘RALPH’ (Research Aim Longer

Protection against Heat) met ± 130 hittesensoren om hitte - en vlammenwerende kleding te

evalueren.

Men is ondertussen toe aan de 3de generatie ‘RALPH’ die steeds werd geoptimaliseerd. Daarnaast is

er ook een gespecialiseerde, dynamische en draagbare versie van RALPH ontwikkeld voor de UK

Health & Safety Executive (HSE).

In 2006 werd de eerste generatie van de vrouwelijke thermische testpop ‘SOPHIE’ (System Objective

Protection against Heat In Emergencies) ontwikkeld door het BTTG. De vrouwelijke versie werd

ontwikkeld daar er steeds meer vrouwelijke brandweerlieden actief zijn en ook steeds meer

vrouwen in brandgevaarlijke industrieën (bv. metaalindustrie) te werk gesteld zijn. Het vrouwelijk

lichaam heeft andere behoeften aan bescherming tegen hitte en vlammen, die via testen op de

thermal manikin ‘Ralph’ niet konden worden bepaald.

Elke pop wordt niet alleen aangekleed in de beschermende kleding, maar ook met alle PPE

(persoonlijke beschermingsmiddelen) die door brandweerlieden of industriële werknemers worden

gedragen, met uitzondering van het schoeisel.

De volledig aangeklede testpoppen worden in een testcabine gedurende een welbepaalde tijd

onderworpen aan gasvlammen. Het resultaat van de test is de voorspelling van mogelijke

‘brandwonden’. De testresultaten worden via de sensoren aan de PC doorgegeven en verwerkt. Het

uiteindelijke verslag is een uitprint die de locatie en de ernst van de brandwonden weergeeft. Via

een kleurencode worden de 1ste, 2de en 3de graads brandwonden aangeduid.

Figuur 34 - Voorbeeld van 'RALPH' tijdens een vlammentest


Pagina 48

Figuur 35 - Visualisatie van de testresultaten / De rode zones duiden mogelijke 3e graads brandwonden aan

De brandtesten op deze thermal manikins zijn verplichte vereisten van de normen EN 469 en EN ISO

11612 (herziening van EN 531) voor het certificeren van hitte – en brandwerende kledij. Deze testen

worden ook vermeld in de norm NEN 7971-10 voor het certificeren van beschermende kleding voor

politie.

Sinds kort heeft het Amerikaanse Measurement Technology Northwest uit Seattle ook een thermal

manikin ontwikkeld voor het testen van hitte – en brandwerende kledij. Zij hebben ook een

thermische hand beschikbaar voor het testen van brandwerende handschoenen.

Figuur 36 - Thermische hand voor het testen van brandwerende handschoenen

Ook het Sloveense bedrijf UCS d.o.o. heeft een thermal manikin voor het testen van hitte – en

brandwerende kledij ontwikkeld. Van deze manikin is enkel een mannelijke versie. De werking van de

manikin is gelijkaardig aan de manikin ‘RALPH’., nl. de pop wordt in een testcabine onderworpen aan

gasvlammen. Via de sensoren op de pop wordt met software eveneens een uitprintbaar verslag

gemaakt met de voorspelling van mogelijke brandwonden, aangeduid in een kleurencode naargelang

de ernst.


Pagina 49

Figuur 37 - Flametest manikin UCS

21. Thermisch model voor het testen van hoofddeksels en helmen [16], [22]

Een geavanceerd thermisch testhoofd met gemiddeld 6 verschillende meetzones werd ontwikkeld

om nauwkeurige metingen uit te voeren voor alle types van beschermende helmen, brillen en

hoofddeksels. Het thermische hoofd werd ontwikkeld met als doel om het warmteverlies via het

hoofd te beperken en zo isolatiewaarden van hoofddeksels te verbeteren. Via de nauwkeurige

metingen van warmteverlies op het testhoofd kan de invloed van design, constructie, isolatie en

ventilatie met grote nauwkeurigheid worden bepaald onder verschillende omgevingsfactoren gaande

van -20°c tot + 50°C.

De meetzones of segmenten op het testhoofd zijn zo ontworpen dat ze de belangrijkste regio's van

het hoofd kenmerken (voorhoofd, de hoofdhuid en de nek), die worden beïnvloed door kleding en die

verantwoordelijk zijn voor het warmteverlies.

De modellen kunnen zowel droog als met een zwetende huid worden gebruikt. Het zwetende model

bevat een verwijderbare, poreuze, stoffen huid die via een pompsysteem in het hoofd kan worden

bevochtigd.

Via een PC met een op Windows gebaseerde analyse software, worden de testen gestuurd en

geregeld. Op deze manier wordt de thermische controle van de testen behouden en kunnen

afwijkingen worden opgespoord. Alle resultaten worden in een grafisch rapport weergegeven.

Er zijn 2 bedrijven, nl. Measurement Technology Northwest ( MTNW) uit Amerika USA en UCS d.o.o.

uit Slovenië die reeds een thermisch testhoofd hebben ontwikkeld.


Pagina 50

Figuur 38 - Testhoofd MTNW + testhoofd UCS

Figuur 39 - Meetzones op testhoofd MTNW

22. Thermisch model voor het testen van schoeisel [1], [15], [23], [24]

Een thermische testvoet met gemiddeld 9 verschillende meetzones werd ontwikkeld om

nauwkeurige metingen uit te voeren voor alle types van schoeisel, gaande van gewone schoenen,

laarzen tot zelfs skilaarzen en in-line skates. De testvoet is zo ontwikkeld dat ze in een schoen of

laars kan worden gemonteerd.

De thermische voet werd ontwikkeld om de thermische weerstand en weerstand tegen verdamping

in schoeisel te testen. Op die manier kan men het warmteverlies via de schoen beperken en zo de

isolatiewaarden van schoeisel verbeteren.

Via de nauwkeurige metingen van warmteverlies op de testvoet kan de invloed van design,

constructie, isolatie en ventilatie met grote nauwkeurigheid worden bepaald onder verschillende

omgevingsfactoren gaande van -20°c tot + 50°C. Het systeem is daarom bijzonder geschikt bij

kwaliteitscontrole en/of bij de productontwikkeling.

De testvoet kan zowel droog als met een de zwetende huid gebruikt worden. Het zwetende model

bevat een verwijderbare, poreuze, stoffen huid die via een pompsysteem in de voet kan worden

bevochtigd.





Pagina 51

Er zijn 3 bedrijven, nl. Measurement Technology Northwest ( MTNW) uit Amerika USA , UCS d.o.o.

uit Slovenië en het Hohenstein Instituut uit Duitsland die reeds een thermisch testvoet hebben

ontwikkeld. Bij MTNW is enkel een mannelijke voet met 6 à 9 meetzones in maat 42 verkrijgbaar.

Figuur 40 - Thermische voet MTNW

Het Sloveense UDS hebben verschillende modellen ontwikkeld, nl. een mannelijke testvoet met 13

meetzones in maat 42, een vrouwelijke testvoet met 11 meetzones en een kindertestvoet maat 27

met 8 meetzones. Een extra optie van de UDS testvoet is dat deze kan gebruikt worden in combinatie

met een Gait Simulator. Een testvoet bevestigd aan de Gait Simulator kan de beweging van het

menselijk stappen en lopen simuleren, wat leidt tot nog meer realistische testresultaten.

Figuur 41 - Thermische voet UC + voet op de Gait Simulator

Het Hohenstein Instituut uit Duitsland heeft een mannelijke thermische voet (maat 43) met 13

verschillende segmenten en meetzones ontwikkeld. De voet beschikt ook over 32 ‘zweetklieren’. De

voet kan net zoals deze van UCS en MTNW de loop – en stapbeweging simuleren.


Pagina 52

Figuur 42 - Thermische voet Hohenstein Instituut

23. Thermisch model voor het testen van handschoenen [14], [25]

De thermische testhand met 8 tot 15 meetzones werd ontwikkeld om de thermische weerstand en

weerstand tegen verdamping in alle types handbescherming en handschoenen te testen om zo het

warmteverlies via de handschoen te beperken en de isolatiewaarden van de handschoen te

optimaliseren. De testhand is zo ontwikkeld dat er een handschoen kan worden op bevestigd. Het

testmodel is ontwikkeld naar model van de mannelijke rechterhand, handschoenmaat large.

Figuur 43 - Thermische hand met zwetende huid MTNW

Via de nauwkeurige metingen van warmteverlies op de testhand kan de invloed van design,

constructie, isolatie en ventilatie met grote nauwkeurigheid worden bepaald onder verschillende

omgevingsfactoren gaande van -20°c tot + 40°C à 50°C. Het systeem is daarom bijzonder geschikt bij

kwaliteitscontrole en/of bij de productontwikkeling.

Het testmodel kan zowel droog als met een de zwetende huid gebruikt worden. De zwetende

testhand bevat een verwijderbare, poreuze, stoffen huid die via een pompsysteem in de hand kan

worden bevochtigd.





Pagina 53

Figuur 44 - Thermische hand UCS

Er zijn 3 bedrijven, nl. Measurement Technology Northwest ( MTNW) uit Amerika USA , UCS d.o.o.

uit Slovenië en het Hohenstein Instituut uit Duitsland die reeds een thermische testhand hebben

ontwikkeld. Bij MTNW is een testhand met 8 of 14 meetzones verkrijgbaar. De testhand ontwikkeld

door UDS bevat 14 meetzones. Deze van het Hohenstein Instituut beschikt over één segment, nl. de

volledige hand.

Figuur 45 - Thermische hand Hohenstein Instituut

24. Virtuele manikins [3]

Sinds enkele jaren worden er ook virtuele manikins ontwikkeld. Dit is een uitsluitend via PC

gecreëerde manikin, een soort van ‘ Avatar’ die via de aangepaste software wordt gestuurd. Deze

manikin kan worden aangewend in een virtuele ruimte die dezelfde eigenschappen wordt gegeven

als de reële omgeving. De manikin kan ook virtuele worden aangekleed. De virtuele kledij krijgt alle

eigenschappen van de echte kledij en de manikin krijgt als eigenschappen van een reële persoon

zoals inspanning, lichaamstemperatuur, zweetpercentage, ... . Het voordeel van deze virtuele

manikins is dat ze zeer snel kunnen worden aangewend en dat de er aangekoppelde kosten veel

lager liggen dan bij de werkelijke thermal manikins.

De ontwikkeling van virtuele manikins staat echter nog maar in zijn kinderschoenen en het gebruik

ervan is nog niet wijd verspreid.

Hieronder volgen enkele voorbeelden van virtuele manikins:

Dr. Tanabe en zijn collega's ontwikkelden een CFD-systeem (computational fluid dynamics system)

met één van de eerste virtuele manikins. Deze kan ook worden kan aangewend in voertuigen (Dr.

Tanabe en Dr. Ozeki, Wasda University, Tokyo, Japan 2002).


Pagina 54

Figuur 46 - Voorbeeld van virtuele manikin

Figuur 47 - Virule manikin in zijn proefruimte

Met de ontwikkeling van snellere en meer krachtigere PC’s kunnen numerieke modellen worden

ontwikkeld voor meer geavanceerde virtuele thermal manikins die de interactie met hun kledij en

hun milieu kunnen simuleren (of het nu een kamer, een voertuig of een winkel is). In 2005 werd een

computermodel ontwikkeld voor studies van de warmte - en vochttransfer in de kledingsystemen

(Dr. Yi Li, Institute of Textiles and Clothing, Polytechnic University , Hong Kong 2005).

Figuur 48 - Aangeklede viruele manikin in zijn proefruimte


Pagina 55

Een vergelijkbaar model dat in gebruik is, werd ontworpen door Dr. Buxton. Het maakt gebruik van

data die zijn afgeleid van scanneropnames van menselijke bewegingspatronen van het gehele

lichaam (Andy Buxton, Protection and Performance Department, Centre for Human Sciences, Hants,

Verenigd Koninkrijk 2001).

Figuur 50 – Virtuele manikin ontwikkeld door Dr. Andy Buxton


Pagina 56

Bronvermelding

[1] Research & Innovation, Clothing physiological research in the service of wear comfort.

Hohenstein Institute, Schloss Hohenstein, 74357 Boennigheim, GERMANY, 2009.

[2] Håkan O. Nilsson, Comfort Climate Evaluation with Thermal Manikin Methods and Computer

Simulation Models, Department of Civil and Architectural Engineering, Royal Institute of

Technology, Sweden and Department of Technology and Built Environment, University of

Gävle, Sweden. ISBN 91–7045–703–4, ISBN 91–7283–693–8, ISSN 0346–7821,

http://www.arbetslivsinstitutet.se, National Institut for Working Life & authors 2004

[3] Håkan O. Nilsson, Thermal comfort evaluation with virtual manikin methods. Department of

Technology and Built Environment, Laboratory of Ventilation and Air Quality, University of

Gävle, 801 76 Gävle, Sweden. Received 11 January 2006; accepted 21 April 2006

[4] Thermal Manikin Measurements – Exact or Not? Hannu Anttonen and Juhani Niskanen, Oulu

Regional Institute of Occupational Health, Oulu, Finland. Harriet Meinander,Tampere

University of Technology, Tampere, Finland. Volkmar Bartels,Bekleidungsphysiologisches

Institut Hohenstein, Germany. Kalev Kuklane, Department of Design Sciences, Lund

University, Lund, Sweden. Randi E. Reinertsen, SINTEF Health Research, Norway.Sabine

Varieras, Institut Français du Textile et de Habillement, France. Krzysztof Soltyñski, Central

Institute for Labour Protection – National Research Institute, Warsaw, Poland. International

Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE) 2004, Vol. 10, No. 3, 291–300

[5] Håkan O Nilsson and Ingvar Holmér (eds), Proceedings of the Third International Meeting on

Thermal Manikin Testing 3IMM at the National Institute for Working Life. October 12–13,

1999. ISBN 91–7045–554–6, ISSN 0346–7821, http://www.niwl.se/ah/, National Institut for

Working Life & authors 2000

[6] Jintu Fan, Thermal Manikins and Modelling at sixth international thermal manikin and

modeling meeting, organised by

The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong. First Published in 2006 by The Hong Kong

Polytechnic University, Hong Kong, ISBN: 962-367-534-8.

[7] Ingvar Holmér, Thermal manikin history and applications. Accepted: 14 January 2004 /

Published online: 8 June 2004 _ Springer-Verlag 2004

[8] David P Wyon, PhD, Use of thermal manikins in environmental ergonomics. Scand J Work

Environ Health 1989;15(suppl 1):84-94

[9] www.mtnw-usa.com/thermalsystems/mainSubpages/manikin_history.php

[10] www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/full-body/thermal-manikin-newton.php

http://www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/full-body/thermal-manikin-newton.php


Pagina 57

[11] www.mtnw-usa.com/thermalsystems/custom_systems.php

[12] www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/flame-test/flame-test-manikin-systems.php

[13] www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/flame-test/ftHand.php

[14] www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/thermal-manikin/handTest.php

[15] www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/thermal-manikin/footTest.php

[16] www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/thermal-manikin/headTest.php

[17] www.bttg.co.uk

[18] www.ucstech.eu/flamemanikinsystem.html

[19] A Comparative Introduction on Sweating ThermalManikin “Newton” and “Walter”. Faming

Wang, 1Sports Leisure Textile Research Center, Inha University, 253 Yonghyundong,

NamGu,Incheon 402751, Korea

[20] A Sweating Agile Thermal Manikin (SAM) Developed to Test Complete Clothing Systems

Under Normal and Extreme Conditions. Dr. Mark G. M. Richards, Niklaus G. Mattle , EMPA.

Paper presented at the RTO HFM Symposium on “Blowing Hot and Cold: Protecting Against

Climatic Extremes”,held in Dresden, Germany, 8-10 October 2001, and published in RTO-MP-

076.

[21] www.empa.ch/plugin/template/empa/*/26079/---/l=2

[22] www.ucstech.eu/thermalevapormanikins.html

[23] www.ucstech.eu/tmfootmanikin.html

[24] www.ucstech.eu/tmgaitsimulator.html

[25] www.ucstech.eu/tmhandmanikin.html

[26] www.hkrita.com/newsletter/issue2/rnd.htm

[27] www.adai.pt/7i3m/Documentos_online/presentations/Wang_korea.pdf

[28] www.tut.fi/index.cfm?MainSel=14754&Sel=14788&Show=20848&Siteid=155

[29] www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?WO=2002014831

http://www.mtnw-usa.com/thermalsystems/custom_systems.php

http://www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/flame-test/flame-test-manikin-systems.php

http://www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/thermal-manikin/handTest.php

http://www.mtnw-usa.com/thermalsystems/products/thermal-manikin/footTest.php

http://www.bttg.co.uk/

http://www.mtnw-usa.com/

http://www.mtnw-usa.com/

http://www.empa.ch/plugin/template/empa/*/26079/---/l=2

http://www.ucstech.eu/tmfootmanikin.html

http://www.ucstech.eu/tmgaitsimulator.html

http://www.hkrita.com/newsletter/issue2/rnd.htm

http://www.tut.fi/index.cfm?MainSel=14754&Sel=14788&Show=20848&Siteid=155


Pagina 58

[30] Dry heat loss in incubator: comparison of two premature newborn sized manikins,

Elmountacer Billah Elabbassi, Khalid Belghazi, Stephane Delanaud and Jean-Pierre Libert.

Springer-Verlag 2004, accepted: 9 January 2004 / published online: 20 May 2004


Pagina 59

Appendix 1: Tabel thermal manikins (chronologische overzicht)

Type Geslacht Jaar Materiaal segmenten Functies metingen Controle Postuur Land van

ontwikkeling Toepassingsgebied

SAM 1 man 1942 kunststof 16 droge warmte,

zweten TI, DD, AV analoog staan, USA kledij, slaapzakken

ALMANKIN - 1964 aluminium 11 - - analoog staan USA kledij

militaire kledij

CHARLIE 1 man 1968 koper - droge warmte TI analoog staan,

bewegen Duitsland

slaapzakken ,kledij, beschermingskledij

CEPAT400 - 1972 aluminium 1 - - analoog staan, zitten

Frankrijk kledij

HENRIK2 man 1973 kunststof 16 - - analoog staan, zitten,

bewegen Denemarken

kledij bouwindustrie

CHARLIE 2 man 1976 koper - droge warmte TI analoog staan Duitsland slaapzakken ,kledij, beschermingskledij

SIBMAN 1980 kunststof 16 - - digitaal zitten, staan

Zweden kledij

bouwindustrie

CHARLIE 3 man 1980 koper 16 droge warmte TI analoog staan Duitsland slaapzakken ,kledij, beschermingskledij

RALPH man 1980 brandvertragende

epoxyhars / glasvezel

1 - WB digitaal staan Engeland brand +

vlammentest (EN

ISO 13506)

VOLTMAN man 1982 kunststof 19 droge warmte TI digitaal zitten Zweden kledij

bouwindustrie auto-industrie

ASSMAN of

AIMANN man 1983 kunststof 36 - - digitaal zitten Zweden

kledij bouwindustrie auto-industrie

TORE man 1984 kunststof 19 droge warmte,

zweten DD, TI, AV digitaal bewegen Zweden

kledij bouwindustrie

TIM man 1985 kunststof 15 droge warmte TI, DD digitaal staan Canada onderwater testen


Pagina 60



A LITTLE - 1986 - 19 - - digitaal

staan USA kledij

CHARLIE 4 man 1986 koper 16 droge warmte TI digitaal staan, zitten,

bewegen Duitsland

slaapzakken ,kledij, beschermingskledij

CLOUSSEAU man 1987 kunststof 7 - - analoog staan Zweden -

COPPELIUS man 1988 kunststof 18 droge warmte,

zweten DD, TI, AV digitaal

Staan, zitten,

bewegen Finland Bescherm/kledij

COPPELIA vrouw 1989 kunststof 18 droge warmte,

zweten DD, TI, AV digitaal bewegen Denemarken Bescherm/kledij

HEATMAN 1

man 1991 kunststof 36 - WB multi bewegen Zweden bouwindustrie

HEATMAN 2

man 1995 kunststof 36 - WB digitaal bewegen Frankrijk bouwindustrie

NILLE vrouw 1996 kunststof 18 ademen TI multi bewegen Denemarken

WALTER man 2001 textiel 1 zweten DD, TI, AV digitaal water invoer

bewegen Hongkong kledij

SAM 2 man 2001 kunststof 1 zwetend

lichaamswarmte TI, DD, AV - bewegen Zwitserland kledij

TOM man 2003 Koper op

kunststof skelet 26 droge warmte TI digitaal bewegen USA

auto-industrie, Kledij,

bouwindustrie

ADAM man 2003 composiet 126 zweten, ademen,

SO, DD, TI, AV

model bewegen USA auto-industrie,

kledij, bouwindustrie

NEWTON man 2003 composiet 20 tot 34 zweten, ademen, warmte

TI, DD, AV digitaal bewegen,

zitten, staan

USA kledij


Pagina 61



MANNY - - - 18 droge warmte TI digitaal zitten, staan

USA Kledij

PERNILLE vrouw - - 16 ademen TI digitaal zitten, staan, liggen

Denemarken kledij

MARIA vrouw -

glasvezel schaal uit gewapend polyester

20 droge warmte TI digitaal zitten, staan,

bewegen - kledij

VICTORIA vrouw - - - droge warmte LK, TI, WO - zitten, staan

Denemarken Brand +

vlammentest

SIMON man - Aluminium

gevulde epoxy schaal

13 droge warmte TI digitaal staan, liggen

- slaapzakken beddengoed

NEMO man - aluminium 21 droge warmte TI digitaal staan, zitten

- onderwater testen

SOPHIE vrouw 2005 brandvertragende

epoxyhars / glasvezel

1 - WB digitaal staan Engeland brand +

vlammentest (EN

ISO 13506)

JAMES man - kunststof 1 - WD, AV digitaal staan Zwitserland regentesten (EN

14360)

Thermische Isolatie = TI Warmte overdracht = WO Damp Doorlaatbaarheid = DD Water Dichtheid = WD Ademend Vermogen = AV Warmte Bestendigheid = WB Lucht Kwaliteit = LK Stralingswarmte overdracht = SO

Comfortex Wp2 Rp2 Thermal Manikin State of the Art

Documents

Transcript of Comfortex Wp2 Rp2 Thermal Manikin State of the Art