人体热状况和极端温度条件下飞行员的防护装备

本文介绍了人体热状况,包括舒适温度、人体汗液分泌、人体浸泡水温的可忍耐温度界限,飞行员可能遇到的外部环境等以及在极端温度条件下飞行员的防护装备,包括电热服、通风服、水调节服和防寒抗浸服等。     

人体热状况和极端温度条件下飞行员的防护装备

本文介绍了人体热状况,包括舒适温度、人体汗液分泌、人体浸泡水温的可忍耐温度界限,以及飞行员可能遇到的外部环境等,以及在极端温度条件下飞行员的防护装备,包括电热服、通风服、水调节服和防寒抗浸服等。     

矿井热宽温度环境人体热健康分区热调节模型*

为评价矿井热环境中工人职业健康安全状况，提出矿井热宽温度环境人体热健康状态的基本特征与生理要求，分析热宽温度环境人体分区热调节规律与热健康状态的对应关系。基于生物控制论的观点，提出热宽温度范围内不同热应力作用下人体分区热调节机制，建立人体分区热调节模型。结果表明:模型能实现对环境热应力作用下人体物理热平衡状态与生理状态的参数化描述，揭示多因素作用下人体热健康状态的热应力边界与变化规律。分区热调节模型提供了人体热健康状态定量模拟平台，通过参数调整可使模型适应研究需求，模型为井下热环境工人职业健康安全状况分析与评价提供了可参考的思路与方法。     

夏季穿着医用防护服人员热应激模拟

为降低夏季医护人员长时间穿着医用防护服带来的健康风险,选取标准中国男性人体作为研究对象,利用预测热应变(PHS)模型、热应变决策辅助(HSDA)系统和Fiala体温调节模型3种经典人体热应变模型,模拟人体穿着医用防护服时在夏季不同环境工况下的核心温度和出汗率,进而确定不同环境工况下的推荐补水量和安全工作时间。结果表明：环境参数对生理应激影响显著,不同环境下核心温度最大差值为11.17℃,出汗率最大差值为6 592 g/h;环境温度每增大1℃,相对湿度每升高1%,安全时间平均缩短5.9和0.89 min;环境温度36和40℃时,安全时间仅为88～124和75～100 min; 3种模型在低温低湿时预测结果相对接近,在高温高湿时预测结果存在明显差距,核心温度预测差值最大为7.55℃,平均出汗率预测差值最大为5 654.35 g/h。     

16个高温高湿环境工况等级划分

为深入探究高温高湿环境对人体产生的影响,利用环境舱模拟高温高湿环境并开展人体热应激试验,以获得试验数据。试验温度分别为34、36、38和40℃,相对湿度(RH)分别为60%、70%、80%和90%,综合口腔温度tc、心率(HR)、皮肤温度tsk3个生理参数和热感觉投票(TSV)、疲劳程度得分(FS) 2个主观参数,提出综合生理指标F,根据各被试的F得分,应用聚类分析法对试验环境工况分类,用判别分析法建立判别函数确立分段界值。结果表明:由4个试验温度和4个相对湿度两两组合而成的16个高温高湿环境被分成了3类,此3类环境的F得分范围分别为28.14～39.76,39.17～45.21,44.13～52.39,将此3类环境划分为一般恶劣环境、中度恶劣环境和重度恶劣环境3个等级。     

高温环境热习服训练中PSI与PeSI的研究

为研究热习服训练中生理应激指数(PSI)和感知应激指数(PeSI)的变化以及二者间的关系,利用人工环境舱开展高温环境下的热习服训练试验。首先,以16名身体健康的男性大学生为被试,将他们随机分配到由不同温度和劳动强度组成的工况下,测试并计算他们的PSI和PeSI;然后,通过配对样本t检验的方法分析热习服在训练前后PSI与PeSI的差异性,运用方差分析法分析温度和劳动强度对PSI与PeSI的影响,采用相关性分析和回归分析研究PSI与PeSI间的关系。结果表明:热习服训练可以降低被试的PSI和PeSI;训练时的劳动强度是影响PSI与PeSI的关键因素;依据PeSI可以预测PSI,但在不同工况下预测的准确度不同,当环境温度为36~38℃,相对湿度为50%时,重度劳动强度工况下依据PeSI预测PSI的准确度大于中度劳动强度工况。     

人体热应变预测方法标准在热安全评价中的应用

工业生产中存在着大量的高温工作环境,如高温生产车间或夏季露天作业环境等。高温工作环境可能导致人体体温升高、出汗脱水,对人体安全造成危害。建立人体热生理响应模型,通过计算得出人体生理指标变化,从而判断人体安全状态,是有效的人体安全评价方法。ISO 7933是人体热应变计算方法的国际标准。在考虑了环境和人体的多种情况下,给出人体相关生理参数的计算方法。基于此方法,与人体热安全阈值相结合,建立人体热安全评价方法,并给出了典型热环境下的算例。该方法也可用于评价热防护服的有效性。     

通风对飞机货舱烟雾探测影响研究

为探讨通风对飞机货舱火灾探测造成的影响,采用火灾动态仿真(FDS)模拟不同通风工况下飞机货舱内烟雾扩散情况。建立DC-10货舱三维数值模型,仿真计算并验证通风时顶棚温度、气体浓度、光透率(LT);通过计算5种通风工况下顶棚烟雾流场及光透率,研究通风工况及探测器阈值对不同位置探测时间的影响。结果表明:相比于无通风工况,货舱通风显著影响舱内烟雾扩散;通风口下游较上游位置容易探测到烟雾;通风延迟烟雾探测时间,且通风量越大响应时间越长,通风量大于11. 33 m~3/min时探测不到烟雾;探测器阈值影响探测时间,适当提高探测器阈值及减小通风量能缩短探测时间。     

夏季人体皮肤湿润度水平对热应激响应的研究

为了研究夏季室内高温、高湿环境下皮肤湿润度水平与人体热应激响应的关系,特邀40名在校大学生配合试验,于2010年和2011年的7—8月在重庆大学三峡库区生态环境实验中心进行了相关研究。通过测试不同工况下的皮肤湿润度,研究了人体局部和整体的出汗感,并结合室内环境热感觉和热舒适心理测试,分析了人体的热应激水平。结果表明:额头、胸口、背部为人体出汗较敏感部位,三者共占出汗感增幅的80%以上,对整体出汗感影响最大;在中性偏热环境下,相对湿度对皮肤湿润度的影响大于温度,且皮肤湿润度与整体出汗感呈线性关系;中性热舒适温度比中性热感觉温度高0.5℃,皮肤湿润度对热感觉的影响大于对热舒适的影响。     

高温户外环境电网作业人员热应激预测评价*

为了预测分析户外高温环境下电网作业人员热安全风险,采用预测热应激（Predicted Heat Strain,PHS）模型,考虑人体基础代谢率个体差异性和人体移动与风速对服装热阻和湿阻的影响,应用改进后的预测热应激模型对多种户外高温作业环境工况和不同劳动强度下电网作业人员的核心体温、出汗量等生理参数和最大允许暴露时长进行计算分析。结果表明:在户外高温环境中,随着环境温度、相对湿度和新陈代谢率的升高,电网作业人员的核心体温也随之升高,湿热环境中风速的增加会加剧电网作业人员的热应激;当电网作业人员从事代谢率为240 W/m2高劳动强度工作时,可接受的最大工作时长相比代谢率为190 W/m2中度劳动强度工作时长减小50%以上。研究结果可为电网公司夏季户外工作组织策略制定和作业人员热安全防护提供参考支持。     

高温环境下不同体力劳动强度对心血管负荷指数影响研究

基于心率变化的心血管负荷指数作为评估人体疲劳程度的指标之一,得到国内外专家学者的广泛研究。为进一步研究高温环境下不同体力劳动强度对心血管负荷指数的影响,探讨高温作业下不同劳动强度人体疲劳程度的变化,分析出不同温度下人体可接受的体力劳动强度。通过采用实验仓模拟不同的高温环境,以心血管负荷指数(%CVL)作为人体疲劳程度的分级指标,最终得到了高温环境下从事不同体力劳动强度的心血管负荷指数回归方程,以及不同高温环境下人体可承受能力下可进行的体力劳动强度,为高温环境劳动者制定合理和健康的作业安排提供科学依据。     

地下换乘大厅火灾烟气温度分布研究

为合理设置城市综合交通枢纽地下换乘大厅排烟口高度,基于Froude准则,搭建比例为1∶10的地下换乘大厅机械排烟-补风试验平台。利用平台和数值模拟方法,试验研究地下换乘大厅火灾烟气在3种不同热释放速率(HRR)及4种不同排烟量条件下的温度分布,并探究排烟口高度的5个数值所对应的排烟效率。结果表明:HRR是影响地下换乘大厅烟气温度的主要因素,HRR越高,顶棚烟气温度越高;排烟口高度对大空间排烟效率影响较小;烟气竖向温度分布在6 m高度处出现明显分层现象,就净空高度为10 m的换乘大厅而言,排烟口宜设置于顶棚以下2~3 m处,此工况下排烟效率较高。     

COVID-19病区医护人员的人工环境及生理指标变化规律

为了保护COVID-19病区医护人员身心健康并分类制定合理的工作标准，对医用防护套装下的人工热湿环境及影响生理指标变化规律进行了研究。首先，通过试验测定了防护服内外的热湿环境，然后测试了心率、体温、呼吸频率、血氧饱和度、收缩压、舒张压和血糖等生理指标的变化情况，探明了人体在二级医用防护套装下工作时长和劳动强度对人体生理状态的影响规律。结果表明，夏季穿戴医用防护服的人体长期处于温度高于33℃、相对湿度大于80%的高温高湿环境中，生理指标如体温、心率、呼吸频率和血糖与常规环境下有极大区别，且受劳动强度影响显著，生理指标容易达到极限值。因此，在制定医用防护服下的工作标准时，需同时考虑劳动强度和引发潜在疾病等风险，这些结论可为在COVID-19等传染隔离病区工作的医护人员的职业安全和安全预警提供依据。     

基于PMV指标的掘进巷道通风效果的数值模拟

以某高温掘进巷道为研究对象,研究不同通风方式下巷道内气流的速度场、温度场及人体热舒适性指标(PMV)场的特征.根据计算流体力学(CFD)理论,建立带浮升力效应的湍流模型;分析掘进巷道模型的边界条件;并对压入和抽出两种通风方式下巷道内气流的速度场、温度场和PMV场进行模拟计算.计算结果表明,压入式通风克服了抽出式通风气流紊乱的缺点,其速度场分布符合受限贴附射流规律;在巷道同一截面不同高度处的温度梯度不超过3 ℃;PMV平均值为0.49,范围为-0.7～0.7,均属人体感觉舒适范围,能更好地满足人体热舒适性要求.本研究可为高温掘进巷道通风方式的选择提供参考.     

屏蔽服冷却系统对人体表面温度影响的研究*

为科学有效地论证多种方式组合的冷却屏蔽服在不同环境条件下对人体表面温度控制的效果，需要对冷却系统及人体敏感部位发热量进行客观评估。通过对5名健康男性的高温测试，探究人体在不同环境温度下体表温度的变化，得出胸部、背部及额头为热量最高部位，并构建以“人体-降温屏蔽服-外界环境”为主体的冷却系统数值模型，对不同环境中的屏蔽服冷却效果展开研究，分析穿戴冷却屏蔽服时人体躯干部分的温度分布及影响。结果表明:在屏蔽服中靠近胸部、背部部位引入相变材料和风扇，均可帮助人体降低体温，提高舒适度。     

火源与排烟口布置对隧道火灾排烟影响的数值模拟

运用FDS软件对某半横向通风隧道火灾进行数值模拟,研究了火灾中火源与排烟口布置中烟气蔓延与排烟效果的影响。通过模拟6种不同火源与排烟口布置组合工况下隧道内烟气质量浓度、回流长度的变化规律,得出半横向通风排烟系统排烟效果规律。结果表明:火源位于隧道中间与右车道时,隧道内烟气质量浓度分布基本相同,表明火源位置横向分布对半横向通风系统排烟效果几乎没有影响,而排烟口分布对火灾烟气的蔓延影响较大,排烟口位于烟道板两侧时隧道内烟气质量浓度和回流长度都明显小于当其位于烟道板中部与右侧1/3处时,表明排烟口位于烟道板两侧时隧道排烟系统排烟效果较好,而排烟口位于烟道板中部与右侧1/3处时,两者排烟效果相同,这与文献的小尺寸试验研究结果相吻合。     

高温环境中的人体防护

夏季地表温度过高 ,不同程度影响车间的温度。因此在高温环境中工作的人员 ,要进行自我防护。高温环境中的人体防护方法主要有通风降温和穿防护服装两种。通风可以排出热空气而调节温度 ,适用于温度不太高的工作地点 ;当工作场所空间过大 ,不能采用全面通风时 ,可采用局部通风方法 ,使操作人员处于凉爽的送风流中。但应注意风速不宜过大。存在高温辐射源的场所 ,仅靠通风是不能奏效的 ,应穿防护服以阻止辐射热的烘烤。防护服有石棉服、通风防护服和通风冷却服等几种。我国大多冶炼厂的炉前工多使用石棉服防止高温辐射。此外 ,合理布置热源 ,…     

高温干热强辐射环境人的耐受极限探索北大核心CSCD

为突破WBGT指标在热环境使用的局限性,准确评估人体热应力,利用人工环境舱使75名大学生在相对湿度40%,温度37℃、40℃、43℃,辐射强度0、1 kW/m^(2)、2 kW/m^(2)环境下进行重度强度劳动,实时监测生理和心理指标,采用方差分析、建立多元回归线性模型及拟合曲线的方法,探究生理指标变化规律和相关性,借助问卷调查在主观感觉层面进行补充。结果表明,皮肤温度受辐射因素变化最显著,且与口腔温度对耐受时长贡献率为1∶1.2,心率随时间变化的三次拟合曲线拟合度最高,R~2为0.949,最终基于不同TEQ和生理参数确定高温干热强辐射环境下新的人体耐受极限。在该环境下应加强防辐射措施;借助拟合曲线可预测心率,新耐受极限可为评估高温政策在该环境的适用性提供参考。     

话中暑

中暑是一种高温环境下发生的急性疾病,是人体散热机制发生障碍所造成的。在正常情况下,无论冬天或夏天,人的体温总是保持在36.5-37℃之间。这是由于人体本身有着调节体温的中枢,使人体产生的热量和放出的热量保持平衡。人吃的食物在体内产生的热和肌肉活动产生的热叫做“体热”。体热可以通过三种方式放散出来。一种是当空气温度比人体皮肤温度低的时候,皮肤把热传给身体附近的空气,由空气把热带走,这叫做“对流”。一种是身体将热直接放射到周围的物体上,这叫做“辐射”。另一种是出汗,当大气温度超过33℃时,对流和辐射散热几乎停止,人体主要靠出汗散     

细旦涤纶絮片的开发与性能研究

在“人体-服装-环境”这个系统中,服装起着调节人体热平衡的作用。寒冷气候下,服装的主要作用是减少人体体热的散失。冬季服装往往存在着过于厚重的问题。穿着厚重的服装,人体受压迫程度高,也妨碍身体的运动。因此,冬服保暖材料的开发与研究应致力于提供足够的保暖量,同时又减轻服装的重量。在冬服的整个体系中,絮料以其蓬松、含有大量空气的结构特性,在外层防风面料的保护下可以维持其内部空气的静止程度,在以热传导为主的传热途径中能够起到良好的隔热保暖效果。长久以来,人们使用天然的棉絮、羊毛絮、羽绒等居多。天然絮料由于其吸湿性较…