高温下户外工作人员的人体热反应研究
发布时间：2021-10-26 03:26
随着全球气候变暖,夏季炎热高温天气逐年增加,同时城市的高密度人口、建筑群和川流不息的交通网加剧了城市热环境的恶劣程度,使得人类健康遭受到严重威胁。高温中暑病例中约50%是户外工作者,因此研究高温下户外工作人员的人体热反应,避免其受到高温环境所致的中暑等热伤害是非常重要的。交通警察由于其工作性质的特殊性,在一定时间段内不可避免的需要暴露于户外高温环境下,而且不能随意改变着装及周围微环境,因此容易受到高温环境的热伤害。本文以寒冷地区天津交通警察为例,对夏季户外高温下人体热反应展开研究,主要研究内容和成果如下:第一,针对目前在高温户外人员热反应分析中缺乏交警工作服热学性能参数这一问题,本文通过出汗暖体假人“Walter”和人工气候室对天津交警工作服的热阻、湿阻进行了测量分析。结果表明,交警工作服套装的实验测量热阻值为0.628clo,比ASHRAE和ISO标准中推荐的热阻值分别大10.2%、25.6%,交警工作服套装的透湿指数为0.242,比ASHRAE标准中推荐透湿指数值0.36小32.8%,说明目前天津交警服的热学性能参数不符合国际通用标准要求。服装面料的热学性能测量实验表明服装面料热阻...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文研究路线
第二章人体热反应理论及评价法方法9第二章人体热反应理论及评价方法2.1人体体温调节理论人体通过摄取的食物在体内发生化学反应实现新陈代谢，化学反应中大部分化学能最终转变为热量，因此人体体内不断地产生热量，再通过皮肤、服装扩散到周围环境中。人体的新陈代谢活动几乎完全决定了人体产热量，同时人体也在通过不断消耗热量来维持体温相对恒定。当热量散失不够充分，会导致体内余热过多进而造成体温上升，反之，热量散失过多则会造成体温过冷。人体散热过程由体内传热和体表散热共同组成，两者相互影响，紧密衔接。当人体产热增加或外界热环境在一定范围内变动时，人体将自动触发体温调节系统中相应的的生理热调节手段来调节血液流量和散热速率，从而抵消这种干扰，维持体温相对恒定，保证人体的各项功能正常[55]。在某一热环境范围内维持体温相对恒定，需要体温调节系统具备完善的控制系统和受控系统，控制系统负责统一协调各种体温调节的效应机制，即能根据体温和外界环境变化准确、迅速的调节自身产热和散热，受控系统接收到控制系统传出的信号后立即完成相应的动作，然后输出变量（核心温度、皮肤温度）。人体体温调节系统是一个结构组成非常复杂的负反馈控制系统，可看作是闭环控制系统[12]，主要由温度感受器、体温调节中枢和效应器等构成，其工作过程简图如图2-1所示：图2-1人体体温调节系统工作原理图
第二章人体热反应理论及评价法方法112.2人体与环境的热交换人体新陈代谢产生的能量，一部分用于人体对外做功，一部分支配人体生理活动，其他部分要与周围环境进行热交换，热交换的进行程度影响了人体对环境的热反应[56]。人体与周围环境的热交换是分析人体在高温环境下热反应的基础，其模式和途径如图2-2所示：图2-2人体与环境热交换[13]人体不断的产生热量来满足自身活动的需要以及补偿散失到环境中的热量，为了保证人体各个器官和机能运转正常，人体体温必须维持基本恒定，即人体产热等于散热，应该满足基本热平衡方程式[56]：)(SECEERCWMresresdiffrsw（2-1）式中M——人体能量代谢率，取决于人体的活动量大小，W/m2；W——人体对外所做机械功，W/m2；C——人体外表面通过对流形式向周围环境散发的热量，W/m2；R——人体外表面通过辐射形式向周围环境散发的热量，W/m2；Ersw——皮肤表面汗液蒸发散热量，W/m2；Ediff——皮肤湿扩散散热量，W/m2，皮肤总蒸发散热量Esk=Ersw+Ediff；Cres——呼吸显热散热量，W/m2；Eres——呼吸潜热散热量，W/m2；S——人体内部蓄热率，W/m2；上式中各项均以人体单位表面积的产热和散热表示。裸态人体皮肤表面积可采用D.DuBois提出的公式计算[57]：
【参考文献】：
期刊论文
[1]职业性重症中暑9例分析[J]. 陆强,曹春燕,马起腾. 职业卫生与应急救援. 2019(02)
[2]2012—2016年宁波市中暑流行特征及热浪对其影响分析[J]. 孙仕强,鹿文涵,郭建民,钱燕珍,卢晶晶. 气象与环境学报. 2019(01)
[3]湿热地区室外非稳态环境中人体热反应实验研究[J]. 蒋毅,赵立华,陈光,持田灯. 建筑节能. 2018(12)
[4]2017年天津市成人中暑患者调查分析[J]. 王力军,寿松涛,柴艳芬,陈兵,丁钋,冯卫华,何振芬,李志刚,刘新桥,庞建仿,邵宝生,孙丽萍,王贵荣,王时光,魏海苓,吴霄迪,张虎,张畔,赵洪东. 中华危重症医学杂志(电子版). 2018(05)
[5]2006—2017年南通市职业性中暑发病病例分析[J]. 毛叶挺,单利玲. 中国工业医学杂志. 2018(04)
[6]高温作业与预防职业性中暑[J]. 中国职业医学. 2017(04)
[7]我国高温作业热负荷、热应激反应防护措施及其问题讨论[J]. 段黎明,孙学礼,刘芳军. 铁路节能环保与安全卫生. 2016(06)
[8]综合皮肤指标及其与热感觉关系的探讨[J]. 刘国丹,亓峰,胡松涛,王海英,王美楠,童力. 暖通空调. 2014(11)
[9]我国主要城市高温热浪时空分布特征[J]. 谈建国,郑有飞. 气象科技. 2013(02)
[10]新型出汗假人“Walter”与“一步法”测量原理[J]. 陈益松,范金土,张渭源. 东华大学学报(自然科学版). 2005(03)
博士论文
[1]高温煤矿作业人员热反应规律及热应激计算评价模型研究[D]. 童兴.中国矿业大学(北京) 2018
[2]基于人体-服装-环境的高温人体热反应模拟与实验研究[D]. 杨杰.清华大学 2016
[3]夏季相对湿度和风速对人体热感觉的影响研究[D]. 谈美兰.重庆大学 2012
硕士论文
[1]湿球黑球温度对高温环境的适用性及安全热暴露时长的研究[D]. 杨心诚.重庆大学 2014
[2]高温高湿环境下的人体耐受力实验与评价[D]. 孙丽婧.天津大学 2005
本文编号：3458730
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文研究路线
第二章人体热反应理论及评价法方法9第二章人体热反应理论及评价方法2.1人体体温调节理论人体通过摄取的食物在体内发生化学反应实现新陈代谢，化学反应中大部分化学能最终转变为热量，因此人体体内不断地产生热量，再通过皮肤、服装扩散到周围环境中。人体的新陈代谢活动几乎完全决定了人体产热量，同时人体也在通过不断消耗热量来维持体温相对恒定。当热量散失不够充分，会导致体内余热过多进而造成体温上升，反之，热量散失过多则会造成体温过冷。人体散热过程由体内传热和体表散热共同组成，两者相互影响，紧密衔接。当人体产热增加或外界热环境在一定范围内变动时，人体将自动触发体温调节系统中相应的的生理热调节手段来调节血液流量和散热速率，从而抵消这种干扰，维持体温相对恒定，保证人体的各项功能正常[55]。在某一热环境范围内维持体温相对恒定，需要体温调节系统具备完善的控制系统和受控系统，控制系统负责统一协调各种体温调节的效应机制，即能根据体温和外界环境变化准确、迅速的调节自身产热和散热，受控系统接收到控制系统传出的信号后立即完成相应的动作，然后输出变量（核心温度、皮肤温度）。人体体温调节系统是一个结构组成非常复杂的负反馈控制系统，可看作是闭环控制系统[12]，主要由温度感受器、体温调节中枢和效应器等构成，其工作过程简图如图2-1所示：图2-1人体体温调节系统工作原理图
第二章人体热反应理论及评价法方法112.2人体与环境的热交换人体新陈代谢产生的能量，一部分用于人体对外做功，一部分支配人体生理活动，其他部分要与周围环境进行热交换，热交换的进行程度影响了人体对环境的热反应[56]。人体与周围环境的热交换是分析人体在高温环境下热反应的基础，其模式和途径如图2-2所示：图2-2人体与环境热交换[13]人体不断的产生热量来满足自身活动的需要以及补偿散失到环境中的热量，为了保证人体各个器官和机能运转正常，人体体温必须维持基本恒定，即人体产热等于散热，应该满足基本热平衡方程式[56]：)(SECEERCWMresresdiffrsw（2-1）式中M——人体能量代谢率，取决于人体的活动量大小，W/m2；W——人体对外所做机械功，W/m2；C——人体外表面通过对流形式向周围环境散发的热量，W/m2；R——人体外表面通过辐射形式向周围环境散发的热量，W/m2；Ersw——皮肤表面汗液蒸发散热量，W/m2；Ediff——皮肤湿扩散散热量，W/m2，皮肤总蒸发散热量Esk=Ersw+Ediff；Cres——呼吸显热散热量，W/m2；Eres——呼吸潜热散热量，W/m2；S——人体内部蓄热率，W/m2；上式中各项均以人体单位表面积的产热和散热表示。裸态人体皮肤表面积可采用D.DuBois提出的公式计算[57]：
【参考文献】：
期刊论文
[1]职业性重症中暑9例分析[J]. 陆强,曹春燕,马起腾. 职业卫生与应急救援. 2019(02)
[2]2012—2016年宁波市中暑流行特征及热浪对其影响分析[J]. 孙仕强,鹿文涵,郭建民,钱燕珍,卢晶晶. 气象与环境学报. 2019(01)
[3]湿热地区室外非稳态环境中人体热反应实验研究[J]. 蒋毅,赵立华,陈光,持田灯. 建筑节能. 2018(12)
[4]2017年天津市成人中暑患者调查分析[J]. 王力军,寿松涛,柴艳芬,陈兵,丁钋,冯卫华,何振芬,李志刚,刘新桥,庞建仿,邵宝生,孙丽萍,王贵荣,王时光,魏海苓,吴霄迪,张虎,张畔,赵洪东. 中华危重症医学杂志(电子版). 2018(05)
[5]2006—2017年南通市职业性中暑发病病例分析[J]. 毛叶挺,单利玲. 中国工业医学杂志. 2018(04)
[6]高温作业与预防职业性中暑[J]. 中国职业医学. 2017(04)
[7]我国高温作业热负荷、热应激反应防护措施及其问题讨论[J]. 段黎明,孙学礼,刘芳军. 铁路节能环保与安全卫生. 2016(06)
[8]综合皮肤指标及其与热感觉关系的探讨[J]. 刘国丹,亓峰,胡松涛,王海英,王美楠,童力. 暖通空调. 2014(11)
[9]我国主要城市高温热浪时空分布特征[J]. 谈建国,郑有飞. 气象科技. 2013(02)
[10]新型出汗假人“Walter”与“一步法”测量原理[J]. 陈益松,范金土,张渭源. 东华大学学报(自然科学版). 2005(03)
博士论文
[1]高温煤矿作业人员热反应规律及热应激计算评价模型研究[D]. 童兴.中国矿业大学(北京) 2018
[2]基于人体-服装-环境的高温人体热反应模拟与实验研究[D]. 杨杰.清华大学 2016
[3]夏季相对湿度和风速对人体热感觉的影响研究[D]. 谈美兰.重庆大学 2012
硕士论文
[1]湿球黑球温度对高温环境的适用性及安全热暴露时长的研究[D]. 杨心诚.重庆大学 2014
[2]高温高湿环境下的人体耐受力实验与评价[D]. 孙丽婧.天津大学 2005
本文编号：3458730
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3458730.html
