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极端热环境下人体热耐受力研究

吕石磊  
【摘要】: 随着社会文明程度的进步,劳动者的生产作业环境越来越受到重视,极端热环境对操作人员健康的直接危害及对作业安全的潜在威胁急需解决。热暴露下人体生理指标变化趋势、热暴露极限时长及对应的生理指标极限值是评价人体热暴露状态及人体热应力大小的主要因素。简单、易计算且能准确反映人体热耐受能力的热应力评价方法是人们一直在探寻的研究方向。本文通过大规模样本试验研究,对极端热环境下人体耐受能力及热应力评价方法进行探索性研究。 建立高温高湿环境舱,舱内干球温度30~42℃,相对湿度40%~80%。选择192名大学在校学生作为试验样本,在热暴露过程中分别从事不同强度的体力劳动。通过实际测试来主、客观评价人体在极端热环境下工作的热耐受力;得出人体在热暴露过程中生理指标的变化趋势;确定人体极限热耐受时长及达到热忍耐极限时的生理指标极限值;分析热环境参数对人体耐受力的影响程度。 建立了不同劳动强度,不同热工状态下的人体耐热极限时长与WBGT值的关系曲线与数学模型。可用来预测人体在热暴露中的耐热极限时间。总结出人体在热忍耐极限时的口腔温度范围,分析出男性人体热忍耐极限时的口腔温度与心率关系。分析出口腔温度和皮肤温度的温差对人体热暴露能力的影响。确定了在热耐受极限时的人体出汗率大小,及性别差异导致的耐受能力差异。 提出不同于ASHRAE热舒适评价的新的主观评价系统,得出新系统的打分情况如何反映人体热耐受力。分析人体与极端热环境的热湿交换原理,确定影响人体热调节的因素。对比各不同热环境评价指标,分析不同指标的适应条件及优缺点。引入D.S. Moran的热应力指标(Physiological Strain Index, PSI),并用口腔温度值代替核心温度进行修订,形成新的热评价指标,并应用该指标评价热暴露极限与正常工作状态下人员的热暴露状态。同时提出在不同WBGT值时的热暴露时长的推荐警告值和推荐极限值,为我国制定出合理的安全生产标准提供一定的数据支持,有着重要的意义。


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