高温环境下降温服对消防员热反应的影响

为了降低消防员热应激水平,提升消防救援作业效率,研究高温环境条件下降温服对消防员热生理调节的影响。在高温环境中(35℃)中,设置基础服装(短袖和短裤)、防护服(基础服装和防护服)、降温服(基础服装、防护服及降温服)等3个工况,分别测量受试者在运动及休息阶段典型的热生理参数。结果表明:相对于基础服装而言,防护服导致受试者皮肤温度、核心温度、心率、出汗速率大幅增加,且降低了汗液蒸发率;降温服能够有效抑制穿着防护服情况下的皮肤温度、核心温度、心率和出汗速率的升高,但会进一步降低汗液蒸发率;此外,降温服的冷却效果随着时间增加而降低,工作时间超过40 min后降温服的降温作用几乎消失,甚至会加重人体热生理负担。     

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。     

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。     

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。     

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。     

热防护服的微气候冷却系统综述

微气候冷却系统(Microclimate Cooling System,MCS)是高温湿热环境中,穿着密闭式防护服工作人员必备的服装系统,其主要功能是吸收人体的热负荷,维持体心温度的恒定,减少热损伤,以提高人体在高热环境中的工作效率,延长工作时间.     

高温高湿环境下人体水平衡预测模型的研究及应用

为研究高温高湿环境下职业工人的身体水分状况并减少工人由于脱水造成的工业事故,基于人体水平衡的调节机制,将人体抽象为2个水舱(核心层和表皮层),建立了人体内外水动态传输模型。运用本模型可从人体水的动态平衡角度去研究高温高湿环境下人体舒适性规律,进而预测工人的安全工作时长。对人体蓄水率和核心温度进行了模拟,结果表明：轻体力劳动时人体核心温度变化不大,用人体蓄水率预测安全工作时间比用核心温度更为准确;中等和重劳动强度下,用提出的水-热耦合模型计算得到的核心温度预测安全工作时间更准确。研究表明,该模型能较好地模拟人体水平衡调节机制,预测人体的水平衡状态。模型可为高温高湿环境下工人的健康安全评估提供可参考的思路与方法。     

热环境中透气式防护服的舒适性评价指标研究

本文依据热环境下人体穿着透气式防护服的散热形式以及舒适性要求,提出了热环境下透气式防护服舒适性评价指标,为热环境下透气式防护服舒适性评价提供了依据。     

基于人体皮肤热模型的热防护服评价方法研究

在热防护服热防护性能测试装置基础上,用自行研制的新型耐高温模拟皮肤传感器代替铜片热流计测量通过应急热防护服装面料的热流量,将热流量作为热波皮肤模型边界条件,得到人体皮肤表层下80μm处的温度值,从而得到一定条件下人体真实皮肤达到二级烧伤所需时间,用其评价热防护服用织物的热防护性能,并将热波皮肤模型(TWMBT)的测试值与Pennes模型以及铜片热流计的测试结果进行分析比较。采用热波皮肤模型分析织物层下的"皮肤"防热时间更接近实际皮肤达到二级烧伤时间值,可较为精确的量化织物热防护性能,为应急救援热防护服装的热设计提供理论依据。     

国外热防护服装性能测试技术标准研究

热防护服是热环境下人体安全防护的主要装备,其标准的科学性和系统性对热环境下的人体安全防护具有重要的支持作用.国外对热防护服相关的技术标准予以充分重视,以性能测试技术方法为主体,建立了较为科学、完善的标准,并体现出新的发展趋势.通过对国外热防护服技术标准的调研,总结性能测试标准的共性内容,包括主要性能测试方法、实验设备、实验步骤、烧伤评估、人体模型和测试报告等.整套防护服装的性能测试技术及标准是研究的重点,出汗暖体假人将在防护服装性能测试领域被更为广泛的应用.最后,提出我国研制热防护服性能测试技术标准的建议.     

不同环境温度和活动强度下人体出汗率测定

提出了一种测定人体出汗量的方法—衣物增重法,并利用该法分别测定20、25、28℃环境温度下,8名受试者在跑步机上分别以2、4、6mi/h(54、107、161 m/min)的速度跑步15min后的出汗量。运用配对样本t检验,并对出汗率测定结果进行分析后发现,环境温度和活动强度对人体单位面积出汗率均有显著影响,环境温度分别为20、25、28℃以及活动强度分别为2、4、6mi/h时,人体单位面积出汗率的范围为1.605～681.100 g/(h.m2)。     

环境温度对化学防护服气密性能影响研究

为研究不同温度条件对化学防护服（CPC）气密性的影响,以3种不同材质（聚乙烯、丙烯、氯化丁基橡胶）的化学防护服为研究对象,利用气密性测试仪和环境实验舱,在10~66 ℃温度条件下处理2 h后,分析环境温度对3种化学防护服样品气密性能影响。研究结果表明:不同环境工况处理后化学防护服气密性能在10~25 ℃段上升,在25~50 ℃段下降;聚乙烯材质化学防护服失效温度为66 ℃,其他2种材质的服装失效温度为50 ℃。研究可为防护装备环境适应性测试评价提供技术支撑。     

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。     

热湿环境下矿工注意力对应急决策影响的脑电研究

为探讨不同热湿环境下矿工注意力对应急决策的影响，模拟了4种不同工况环境，召集了11名被试，运用认知神经科学方法共进行了44次脑电图记录。结果表明，体感温度在26～36℃被试可以保持较高的注意力水平，能够针对突发事件迅速且正确地做出决策。随着温湿度的升高，α波的平均功率不断增加，β波在工况三达到峰值后减小，脑地形图中β波在工况三占比最大；注意力水平(P(SMR+Middle β)/P(θ))随温湿度的增加而降低，工况三时注意力水平最高，工况四时与其相比降低了69.6%。相关性分析显示，温湿度与任务完成时间存在高度正相关关系。对热湿环境下矿工的应急决策研究能够为深井采矿工人的安全和保护提供参考，降低决策失误造成的损失，为煤矿企业的安全管理工作提供科学依据。     

矿用通风服对人体热生理反应的影响试验研究

为明确矿用通风服对人体热生理的影响效果,探究不同环境温度、人体劳动强度、矿用通风服管路结构及通风量与人体热生理反应的关系,基于人工环境试验舱以及试验测量仪器,开展真人受训试验,收集记录试验数据,分析在36种不同工况下3种不同管路结构矿用通风服的人体热生理变化情况,结合双变量相关分析功能,寻求3种管路结构下不同环境温度、服装通风量、劳动强度3因素与人体热生理之间的相关性。结果表明：3种通风服衣内微空间的风量分布均匀性为横向型>混合型>竖向型。针对整体效果而言,在同一工况下,管路结构影响显著程度由高到低依次为横向型、混合型和竖向型;环境温度主要影响平均皮肤温度与心率,通风量主要影响收缩压与舒张压,劳动强度主要影响出汗量。     

一种化学物质的热危险性研究

以某一化学物质(ANPyO)为例,探讨了化学物质热危险性分析方法和步骤:建议首先从化学结构上对物质进行初步分析,然后根据化学结构进行理论计算预测,最后在前面研究的基础上,选择和确定采用合适的,比如:DSC/TG、ARC等小药量实验方法,研究化学物质的热危险性.对于ANPyO,通过分子结构可知其为多硝基多氨基芳烃,是具有潜在的燃烧、爆炸危险的活性化学物质.理论计算预测其属于高危险性物质.对其进行DSC/TG、ARC实验,得到绝热分解反应的热力学和动力学参数,自加速分解温度( TSADT)为199℃,热分解开始温度为310.0℃,最大反应速度出现在系统温度771.5℃时,自热分解开始到最大反应速度的时间为23.5min.文中研究可为该化学物质生产、使用和储运安全提供参考.     

服装热湿舒适性评价模型研究

通过人体实际穿着实验,测量人体生理参数、衣内微气候参数和人体出汗量等指标,计算出10多种推导指标,运用现代数理统计方法和非线性理论,筛选了热湿条件下评价服装热湿舒适性的评价指标,建立了评价模型,使夏服热湿舒适性评价建立在科学的基础上。     

火灾环境下钢结构力学响应行为研究回溯与前瞻

火灾环境下高温对结构钢材的力学性能具有显著的不利影响.通常钢材在200～400℃的温度下力学性能开始下降,在800℃以上几乎丧失所有的强度.火灾环境下的钢结构力学响应行为是钢结构抗火设计的前提.为了展示火灾环境下钢结构的力学响应研究的清晰脉络,首先综述了火灾环境工况加载、钢结构升温规律的研究文献,然后从钢的耐火性能分析开始,评述了钢结构形式对耐火性能的影响和热作用下的结构变形研究.研究表明:若采用ISO 834标准升温曲线作为热加载方式,钢结构的升温规律和力学响应行为与真实火灾场景下相比差异显著,在标准火下钢的抗火时间更长;钢结构在火灾环境下的热应变随温度升高而增大,最终导致屈曲和过度挠度;当温度超过400℃时,高温蠕变会加速结构的失效;试验和数值模拟方法能很好地预测钢结构在真实火灾环境下的温升规律;较为真实地表征钢结构的不均匀力学响应行为,首先需要加载真实的火灾工况,同时要充分考虑钢结构形式,并耦合运用工程热物理、力学相关工具和方法;钢附着可燃材料燃烧的热反馈及相应的力学响应行为是钢结构抗火研究的新问题,针对该问题需要建立科学的热-力耦合工程定量测试方法.     

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。     

阻燃防护服

阻燃防护服是个体防护用品中应用最为广泛的品种之一,它的防护原理主要是采取隔热、反射、吸收、碳化隔离等屏蔽作用,保护劳动者免受明火或热源的伤害。人体的皮肤对热是非常敏感的,人体的皮肤在接触44℃以上高温时出现烧伤,最先发生创痛形成I度烧伤,继而起泡,出现Ⅱ度烧伤。在55℃时,Ⅰ度烧伤维持20s,以后Ⅱ度及Ⅲ度烧伤出现。在72℃时,则完全烧焦。因此,在工业炉窑、化工、石油、机械、建筑、煤炭和消防行业,都应采用阻燃防护服,减缓火焰蔓延,降低热转移速度,并使其碳化形成隔离层,以保护劳动者的安全与健康。阻燃防护服及其分类一、阻燃…