局部强热源辐射作用下人体生理指标及主观热感受研究

摘要

在冶金、玻璃制作等行业，局部强热源辐射环境普遍存在，辐射热不仅会降低人的热舒适，也容易造成人的情绪不稳定、烦燥、注意力不集中等，对人的主观热感受产生影响，同时使人体的核心温度、血压、脉搏等相关生理参数发生变化，影响人体的健康与安全。
　　针对上述问题，笔者搭建了局部强热源辐射环境实验室，并结合数值模拟技术对不同热源温度下室内热环境特性及热受体进行了研究。同时，结合实际测量统计的室内热环境参数，得到了不同热源温度和劳动强度下，与热源距离不同时8名男性和8名女性受试者的相关生理指标、主观热感受变化规律，最后分析讨论了室内热环境、生理指标和主观热感受三者之间的关系。
　　结果显示在具有对称的局部强热源辐射特性的稳态热环境中，当热源表面温度在50~250℃变化时，室内测点的空气温度、平均辐射温度、湿黑球温度WBGT（Wet Bulb Globe Temperature）大幅增加，而室内相对湿度则减小。在相同工况下，女性受试者的口腔温度总体上比男性受试者的高0.1~0.2℃；男性受试者的收缩压比相对应的女性受试者的收缩压高7mmHg左右，男性受试者的舒张压比相对应的女性受试者的舒张压高4mmHg；女性受试者的平均皮肤温度比男性受试者的平均皮肤温度高0.2~0.4℃；女性受试者的脉搏比男性受试者的高2.45~4.95bpm。比较男性与女性受试者的主观热感受发现，当男性受试者的主观热感受与女性受试者的相同时，其所对应的热源表面温度要比女性的高。即女性受试者比男性受试者更能承受强热辐射环境。
　　论文从受试者心理角度得到的轻、中度劳动强度下高温未适应者可耐受的湿黑球温度WBGT（Wet Bulb Globe Temperature）值（分别为28℃、25.5℃），基本等于ISO7243及GB/T17244-1998从受试者生理角度得到的湿黑球温度WBGT（Wet Bulb Globe Temperature）参考值（分别为29℃、26℃），并且发现此时所对应受试者的平均皮肤温度分别为35.2℃、34℃。不同劳动强度下受试者平均皮肤温度、主观热感觉、热舒适、热偏好及耐受度随着WBGT（Wet Bulb Globe Temperature）的增大均呈现显著的线性变化规律。
　　针对大型的工业热厂房，由于局部热源导致室内热环境往往分布不均，距热源距离不同其热环境则不同，对人体的影响也不相同。本文分别测量了同一工况下，距热源1m、2m处的热环境参数与受试者的生理及主观热感受数据，并对比分析了二者之间的差异。得出轻、中度劳动时，距离热源1m处受试者主观热感受(热感觉、热舒适、热偏好、耐受度)平均值比距离热源2m处受试者的分别大0.15~0.4个刻度左右。且距离热源1m处受试者的口腔温度、平均皮肤温度及脉搏也不同程度的比距离热源2m处受试者的高。
　　引入病态建筑综合症（Sick Building Syndrome）评价指标，用以评价作业人员的健康舒适状况，得到了不同工况下病态建筑综合症的变化规律，发现女性受试者比男性受试者更易产生SBS(Sick Building Syndrome)症状。
　　本文分析了各个指标的变化规律，并对室内热环境、生理指标和主观热感受三者之间的关系做了深入分析。其结论可为在具有局部强热源辐射环境中作业的相关人员提供参考。

目录

声明

1绪论

1.1课题的研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3课题研究方法及内容

2局部强热源辐射实验平台搭建与热环境测试分析

2.1室内热环境测试方案

2.2室内热环境测试结果与分析

2.3围护结构内表面温度测试结果与分析

2.4局部强热源辐射环境数值模拟研究

2.5小结

3人体生理指标、主观热感受及病态建筑综合症调查与分析

3.1人体生理指标测量统计结果与分析

3.2人体主观热感受的调查统计结果与分析

3.3人体病态建筑综合症状(SBS)调查统计结果与分析

3.4根据现场实际情况新增调查问卷

3.5小结

4室内热环境、人体主观热感受及生理指标之间的关系分析

4.1室内热环境与人体生理指标之间关系

4.2生理指标与主观热感受之间的关系变化

4.3室内热环境与人体主观热感受之间关系

4.4小结

5结论与展望

5.1主要结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录1

附录2

附录3

附录4