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。     

极端温度下帐篷内部热环境适应性实验及模拟研究*

为揭示民用救灾帐篷热环境适应性变化规律,通过大尺度环境气候舱构建高温与低温环境,采用Ansys Fluent商用软件代码进行仿真验证,并对帐篷蓬围结构和内部热环境分布变化规律进行实验与数值模拟。研究结果表明:使用大尺度环境舱直接进行模拟帐篷内外热环境变化可行,其内部热环境变化规律与实验基本一致;帐篷特殊的篷围结构导致高温环境下帐篷内部温度高于外界,帐内人员头部和脚部温差可达5 ℃,低温环境下帐篷同一高度横向区域温度对称分布,在中心区域温度较低,边缘和中心温差近8 ℃。     

某铸造厂房夏季室内热环境测试分析及评价

高温是工业厂房常见的职业危害因素,为了掌握工业厂房夏季室内热环境特征,对某铸造厂房不同工作地点的空气温度、相对湿度、风速及湿球黑球温度（WBGT）进行了现场测试,对比分析了室外环境参数与工作地点环境参数的变化规律,结合高温职业卫生限值规定对室内高温环境进行了评价,并建立了室内空气温度与WBGT的关系式。结果表明：室内空气温度高于室外空气温度,而室内相对湿度小于室外相对湿度;不同工作地点的WBGT平均值在27.13～33.74℃,部分工作地点全天WBGT都超出了高温作业职业接触限值的规定;室内空气温度升高1℃,WBGT将升高0.68℃。研究结果可为工业厂房室内高温环境设计及评价提供参考。     

环境条件对超声雾化法捕集与固定气溶胶的影响

通过调节环境试验间内温度、相对湿度,以研究不同环境条件下超声雾化法捕集与固定模拟气溶胶的效果。研究结果表明,环境条件影响捕集气溶胶的效果,环境温度越低捕集率越大,有利于气溶胶的捕集。在25℃条件下,环境初始相对湿度为65%时捕集率最大;环境温度对雾化固定气溶胶的效果无明显影响,环境初始相对湿度高,有利于气溶胶的固定。     

户外高温环境建筑工人热应激预测分析评价

为了对户外高温环境下建筑工人热应激水平进行预测分析,本文采用预测热应激模型,综合考虑环境因素与人员生理、服装和作业强度等参数的影响,并以重庆市沙坪坝区建筑工人为例,研究了高温环境下风速和空气湿度对建筑工人核心温度的影响。结合分析结果知,可在空气湿度大于50%的环境下,适当降低作业人员工作强度,或风速小于3 m/s时,适当提高风速来改善高温环境下建筑工人热应激状态。研究内容对户外建筑施工单位在高温天气合理安排工作具有参考意义。     

喷雾送风系统对热环境及人体热反应影响研究

为探讨不同喷雾送风模式对室内高温环境的改善效果，研究喷雾送风系统对室内环境参数、人体平均皮肤温度及主观热感受的影响。通过搭建高温强辐射环境试验平台，设置喷雾与送风相结合、仅喷雾及仅送风等4种不同的喷雾送风模式，分析喷雾送风系统对室内热环境的降温效果。并以12名在校大学生为受试者，探讨喷雾送风系统对人体皮肤温度、热感觉、热舒适、空气干湿感的影响规律。结果表明：喷雾与送风相结合时降温效果最好，室内空气温度降低3.9℃,人体平均皮肤温度降低2.2℃,受试者热感觉从接近3(热)降至-1(微凉),热舒适由-2(不舒服)提升至2(舒服)。研究结果可为喷雾送风系统设计提供参考。     

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。     

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。     

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。     

高温环境下18650型锂离子电池热失控过程的数值分析

采用ANSYS对高温条件下铜棒代替锂离子电池的空白试验进行数值模拟,获得拟合的陶瓷化纤棉毯的比热容;然后对18650型锂离子电池的热响应进行模拟,通过模拟结果与试验数据的比较分析,获得锂离子电池内部的反应放热量;最后应用得出的陶瓷化纤棉毯比热容和化学反应热对高温环境下18650型锂离子电池的热失控进行模拟,研究18650型锂离子电池热失控的变化规律.结果表明:20W加热条件下,锂离子电池的放热反应热为30 kJ;锂离子电池在加热1 287 s后发生热失控,热失控持续113 s后锂离子电池温度达最高,之后开始缓慢减小;锂离子电池热失控温度为500 K,热失控前温度几乎是线性增加,之后热失控导致温度迅速增加(呈指数倍增长);锂离子电池保温材料陶瓷化纤棉毯的温度变化是非线性的.     

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。     

用于消防服的无机相变材料改进试验研究

为改善消防服的热舒适性,制备一种无机相变材料,基于人工环境舱的高温高湿环境开展模拟试验,得出消防服内空间温度分布特征,计算出高温高湿高强度试验组中人上肢躯干的产热量;并以试验数据为依据,开展无机相变材料的改进试验研究。结果表明:环境温度变化比湿度变化对人体皮肤温度变化的影响更大,消防服内空间各部位温度由高到低的排序为左肩胛骨、左肩部、左腰、右肩胛骨、右肩部、右腰、右腹、左腹、正面中部、后背中部;在温度和湿度最高的环境条件下,人员进行重强度劳动时,上肢躯干部位皮肤蒸发散热量为7.20 kJ;十水硫酸钠与碳酸钾两者配比为3∶1时材料的降温效果最好。     

基于电化学-热-力耦合模型的锂离子电池热失控研究

为提升锂离子电池的安全性能,减少由热失控导致的安全事故,分析电池温升的原因并有效降低其温度,依据电化学反应中浓度、电势与热模型中温度的相互影响关系,建立电化学-热-力耦合模型。通过模拟单电池和电池组温度分布的实时情况,分析单电池温度不均匀分布和电池组温度正态分布情况的原因,探讨换热面积和流通量对散热量的影响,研究电池组中单体电池的位置分布及不同传热介质的散热情况。研究结果显示：低温和相对高温环境下,欧姆热、极化热及电化学反应热产热占比不同,但产热最高温度未达到电极材料与电解液分解反应的临界温度420 K;高温环境下,电池温度持续升高接近临界温度,出现热失控趋势,对流换热系数对电池影响较大。电池组间隙为10 mm和20 mm时,整体温度比间隙为0时分别降低了1.1%和1.8%;与无间隙电池组相比,以铜板和铝板为传热介质的电池组温度分别降低了2.0%和1.6%。     

高温高湿造纸工业厂房热湿环境实测与分析

为了得到高温高湿造纸工业厂房内温湿度分布规律,对不同地区、不同季节的5个造纸厂房热湿环境进行了现场实测与调查.通过对测试数据的分析,得出厂房温度沿高度方向分层分布的规律,而且夏季温升明显大于冬季温升.推导得出造纸厂房6 m高度以内冬夏季温度在垂直方向上随高度变化的拟合关系式. 发现相对湿度与含湿量随高度分层分布的特性,但两者并不完全一致,且两者分布规律与厂房纸机设备散湿量及其散湿方式密切相关. 总结出对人体有害的工作区域.所得到的温湿度分布规律为优化造纸车间通风系统设计、改善工人工作环境和设备运行环境提供了参考依据.     

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。     

低压环境对锂电池热失控释放温度影响

为研究锂电池在民航飞行低压特殊环境的安全性及发生热失控灾害后的高温危险性,通过可模拟飞行变动条件的动压变温实验舱开展系列实验,研究锂电池在不同低压环境下的（101,60,30 kPa）多节18650型锂离子电池热失控温度特性,采集电池池体温度及热失控喷射释放温度等参数。研究结果表明:随环境压力降低,圆柱锂电池间的热失控传播并不能被阻断,但锂电池热失控灾害所释放产生的高温区域减少,且高温持续时间变短,释放所产生温度的高温危险性随环境压力的降低而有所降低。     

巷壁与空气热湿交换规律数值模拟研究

为探讨矿井通风过程中巷壁与风流的热湿交换规律,更好地保证井下员工生命安全,运用Fluent求解器对热湿交换过程进行数值模拟。以正交试验设计为方法,选定影响巷壁与空气的热湿交换规律的10个因素进行正交试验。采用极差分析法和相关性分析法分析试验所得结果,探讨各因素对终点温度和终点相对湿度的影响。结果表明:对终点温度影响较大的3个因素依次为巷道壁温、巷道长度、进风温度,且都表现出正相关性。巷道壁面湿度对终点湿度影响最明显,成正相关,剩余各因素影响较小。最后对正交试验所得数据进行多元线性回归,得出拟合方程,将此用于风温和空气湿度预测。     

深井高温热环境的数值评价

根据井下工作面热环境的特点,采用了数值模拟的方法,对高温巷道中的热环境进行数值模拟计算,并应用预计热舒适指标(PMV)对不同设计参数的井下环境的热舒适程度进行科学的评价,给出了高温巷道中的速度场、温度场、热舒适PMV值。以某矿山高温巷道为实例进行了热环境评价,得出了热环境评价结果。结果表明在温度为40℃的高温巷道中,采用入口处风速为0.8m/s即可满足通风降温的要求,所得结果更具有直观性、准确性,为最优通风降温方案的确定提供了技术依据。     

高温独头巷道人工制冷降温效果的优化研究*

为优化移动式人工制冷设备在高温独头掘进巷道工作面的制冷效果,通过设置风障形成密闭制冷空间,利用数值计算的方法,分别分析风障距工作面距离、回风管压力、回风管垂直高度对掘进工作面制冷效果的影响。研究结果表明:设置风障能够有效缩小制冷空间,阻隔热量,提高制冷效果;风障与工作面之间的距离对制冷效果有显著影响,风障的最佳布置距离为5 m;回风口压力过大或过小都不利于制冷效果,最佳压力为-70 Pa;回风管垂直高度不同,制冷效果也大有不同,其最佳高度为1 m。利用数值模拟所得工况参数进行现场试验,结果表明风障在高温独头掘进巷道降温中具有良好的实际应用效果。研究结果对高温矿井人工制冷工况优化,提高制冷效果具有指导意义。     

建筑企业安全氛围对员工安全行为的影响及实证

员工安全行为是企业安全生产的基础,而良好的安全氛围对实现企业安全生产有积极作用。为进一步探讨建筑企业安全氛围对员工安全行为的影响机理,选取安全氛围中的管理层承诺、工作环境和安全意识3个维度,分析其对员工安全行为的作用路径,并应用结构方程模型进行实证检验。结果表明,工作环境和安全意识对员工安全行为有直接的显著正向影响;而管理层承诺对营造安全氛围起主导作用,并通过工作环境和安全意识作用于员工安全行为。研究表明,建筑企业重点关注管理层承诺有助于营造良好的安全氛围,从而有利于员工安全行为的改善,提升安全生产能力。