第三章 微气候环境

第三章微气候环境

3.2人体的热交换与平衡

3.3微气候对人的影响

3.1微气候要素及其相互关系

3.4改善微气候环境的措施3.1微气候要素及其相互关系微气候——指生产、生活过程中现场所处的局部环境中的气候状况，包括四个重要指标：

——空气气温——空气湿度——气流速度——热辐射条件

微气候环境直接影响人的情绪、疲劳程度、健康、舒适感觉和工作效率。（1）空气温度（气温）

空气的冷热程度叫气温。气温通常由干球温度计（寒暑表）测定，称为干球温度。气温的标度分摄氏温标（℃）和华氏温标（”F）。我国法定采用摄氏温标，而美国则采用华氏温标。3.1微气候要素及其相互关系（2）空气湿度空气的干湿程度，分为：

绝对湿度——每立方米（m3）空气内所含的水汽克数。

相对湿度——某气温、压力条件下空气的水汽压强与相同温度、压力条件下饱和水汽压强百比。

测量——相对湿度可用通风干湿表或干湿球温度计测量。干湿球温度计中，湿球温度计指示的温度叫湿球温度，湿球温度略低于干球温度。

3.1微气候要素及其相互关系（3）气流速度（风速）

气流速度——空气的流动速度（m/s）；主要是由于冷热空气对流所致。并对人体散热速度产生直接影响，是评价微气候条件的主要因素之一。

测量——热球微风仪（测量范围：0.05-1m/s）

（4）热辐射

热辐射——物体在绝对温度大于0K的辐射能量；它是一种红外，不能加热气体，但能被周围物体吸收而转变成热能，使物体升温（二次辐射）。人体也向外界辐射热量：

正辐射——周围物体向人体辐射热能使人体受热；负辐射——人体向周围物体辐射热能。

热辐射强度——热辐射单位时间、单位面积上所辐射出的热量（J/c㎡·min）。测量——黑球温度计3.1微气候要素及其相互关系3.1微气候要素及其相互关系（5）微气候各要素之间的相互关系

在人类作业或起居环境中，气温、温度、热辐射和气流速度对人体的影响是可以相互替代的。某一参数的变化对人体的影响，可以由另一参数的相互变化所补偿。

是直径为15.7mm的铜制球形表面上图上黑颜色，球内插一支水银温度计制成的，其平均辐射系数为0.95，测量范围为20-120℃，精度为±1℃。微气候指标——把微气候参数以及对冷热感觉有显著影响的微气候参数的各种组合的综合指标。其中重要的组合有：

空气温度—周围表面温度；空气温度—周围表面温度—气流速度；空气温度—周围表面温度—气流速度—相对湿度；空气温度—气流速度—现对湿度；空气温度—相对湿度。

3.1微气候要素及其相互关系3.2人体的热交换与平衡人类自身具有适应气候条件的生理调节机制，调节的机制主要是收缩或扩张机体深处和体表的血管、出汗和发抖。人体通过新陈代谢过程将化学能转化为热能和机械能。新陈代谢来的能量大约有70％转变成热量散发掉了，只有大约25％变成机械能。(1)热交换方式

身体与环境间热交换方式有四种：——传导：通过直接接触固体，液体来传递热量——对流：通过气体或液体来交换热量——辐射：通过物体间电磁辐射而转移热能——蒸发：物体形态转变过程中需要从人体吸收热量例如从汗水转变为水蒸气

3.2人体的热交换与平衡（2）热交换方程式

Qs=Qm－W±Qc±Qr－Qe±Qk其中：Qs——人体的热积蓄或热债变化率；

Qm——人体的新陈代谢产热率；

W——人体为维持生理活动及肌肉活动所做的功；

Qc——人体外表面与周围环境的对流换热率；

Qr——人体外表面向周围环境的传导热率；

Qe——人体汗液蒸发和呼出水蒸气的蒸发热传递率；

Qk——人体外表面向周围环境的辐射热传递率。3.2人体的热交换与平衡（3）人体对微气候环境的主观感受①舒适温度及其影响因素舒适温度——人坐着休息，穿着薄衣服，无强迫热对流。未经热习服的人感到的舒适温度。（21℃

±3℃）

影响因素——季节——劳动条件——衣服——地域——性别、年龄3.2人体的热交换与平衡②舒适湿度：（40%～60%）③舒适的风速：0.3m/s（4）微气候环境的综合评价①不舒适指数——表征人体对温度湿度环境的感觉（DI）

DI=(td＋tw)×0.72＋40.6②有效温度——根据人体在微气候环境下，具有同等主诉温度感觉的最低气流速度和气温的等效温标。（经验性温度指标）③三球温度指数——湿球温度黑球温度（综合干球温度、相对湿度、平均辐射温度和风速）④卡他度——由被加热到36.5的卡他温度计的液球，在单位时间、单位面积散发的热量。3.3微气候对人的影响（1）高温作业环境对人的影响①高温作业——将热源散热量大于84kJ/(㎡·h

)的环境

——高温、强热辐射作业——高温、高湿作业——夏季露天作业②高温作业环境下人体的生理特征

——Q10效应——心血管反应：血管扩张，升高皮肤温度，心率增加——出汗：汗液蒸发散热，但是汗滴不散热——热病：热疹（痱子）、热痉挛、热衰竭、中暑等③高温作业环境对人体的生理影响

——对消化系统具有抑制作用；——对中枢神经系统具有抑制作用；——人的水分和盐分大量丧失；——高温及噪声联合作用损伤人的听力。④高温的适应性——经常工作于热环境中的人表现出对高温明显的适应性——出汗效率的提高——简短的日常暴露对维持适应性是必须的——暴露中不补充水分可能会延缓适应性的产生——人们对热适应的能力有很大的差异3.3微气候对人的影响⑤高温对绩效的影响

——对体力工作的影响：在有效温度升至大约28℃ET时，并不影响人的生产效率，温度再升高则降低效率；——对运动神经绩效的影响：与工作类型有关，同时受警觉的变化、意志和体温的影响；——对安全行为的影响：工人的不安全行为与环境温度的关系为“U”字型，在17－23℃WBGT之间，工人不安全行为比例最小。

3.3微气候对人的影响3.3微气候对人的影响案例目前，国内工业生产中的爆作、火灾、剧毒化学物泄漏等穴难性事故频发；恐怖分子利用爆炸、生化毒剂袭击等各种手段危害公众安全的威胁增加。消防队员等应急救险人员是人民生命财产的守护神，保障应急救援人员的人身安危成为救援的前提，设计开发耐高温防护服、消防服等防护服装，提高应急救援防护服的防护水平就成为关键。随着社会的不断发展，耐高温热防护服的舒适性越来越得到了人们的重视。人体生理学、医学、信息科学等相关领域的新技术会促进耐高温热几防护服的智能化。在研究新型耐高温防护服的时候，充分发挥新检测技术和数据处理相结合的潜力，将催生舒适性更强、防护性更全面的耐高温热防护服。3.3微气候对人的影响（2）低温环境条件对人的影响

低温对健康危害的严重性比高温小。虽然低温也会使人死亡，当体内温度降至28℃以下时，会危及生命，但很少发生。

①低温环境下人的生理反应

温可引起体温过低，通常表现为体温低于35℃。最初阶段表现为不辨方向，冷淡，幻觉或兴奋。当体温进一步降低时，人可能昏迷，甚至死亡。在极端的低温下，身体的新陈代谢速率变慢，身体需要更少的氧气。

低温对生理的影响主要有两种：血管收缩寒颤3.3微气候对人的影响②低温对绩效的影响

——体力劳动：身体核心温度每降低1℃，最大作业量将下降4－6%；——触觉灵敏度：灵敏度下降；——手工任务绩效：不损害绩效的下限为以平均手部皮肤温度计为13－18℃；——跟踪任务的绩效：周围温度为4－13℃时跟踪任务受到寒冷的显著影响；——反应时间：影响不大，但确实存在不利影响；——脑力活动：低温对脑力劳动的影响的证据不明确。3.3微气候对人的影响USB供电的防寒手套

IT人士和经常与电脑打交道的人看到这个肯定会一下子叫出来，好主意啊！要知道在冬天敲键盘是多么痛苦的事，有了这个USB加热手套，再配上两种温度调节，让你在冬天里也能够轻松应付繁重工作。3.4改善微气候环境的措施（1）高温作业环境的改善①生产工艺和技术措施