三、微氣候環(huán)境

　　(一)構(gòu)成微氣候的要素及相互聯(lián)系

　　1.空氣溫度

　　空氣溫度是評(píng)價(jià)熱環(huán)境的主要指標(biāo)，它分為舒適溫度和允許溫度。

　　舒適溫度是指人的主觀感覺(jué)舒適的溫度或指人體生理上的適宜溫度。常用的是以人主觀感覺(jué)到舒適的溫度作為舒適溫度。生理學(xué)上對(duì)舒適溫度規(guī)定為，人坐著休息、穿薄衣、無(wú)強(qiáng)迫熱對(duì)流，在通常地球引力和海平面的氣壓條件下，未經(jīng)熱習(xí)服(也稱(chēng)為熱適應(yīng)，指人長(zhǎng)期在高溫下生活和T作，相應(yīng)習(xí)慣熱環(huán)境)的人所感到的舒適溫度。按照這一規(guī)定，舒適溫度應(yīng)在(21±3)℃范圍內(nèi)。

　　允許溫度通常是指基本上不影響人的工作效率、身心健康和安全的溫度范圍。其溫度范圍一般是舒適溫度±(3—5)℃。對(duì)人的工作效率有影響的低溫，通常是在10℃以下。

　　低溫對(duì)人體最普遍的傷害是凍傷。除此之外，人體還會(huì)出現(xiàn)一系列的低溫癥狀。首先出現(xiàn)的是心跳加快、顫抖等現(xiàn)象，接著出現(xiàn)頭痛等不適反應(yīng)。當(dāng)人體的深部溫度降到27℃以下時(shí)，人即瀕臨死亡。在低溫下工作所消耗的體力，通常比在常溫環(huán)境下要高。工作效率在人體不能保持體溫時(shí)才起變化。低溫對(duì)人的工作效率的影響最敏感的是手指的精細(xì)操作。

　　2空氣濕度

　　空氣的干濕程度即空氣濕度。濕度有絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度兩種。作業(yè)環(huán)境的溫度通常采用相對(duì)濕度來(lái)表示。相對(duì)濕度在80%以上稱(chēng)為高氣濕，低于30%稱(chēng)為低氣濕。空氣相對(duì)濕度對(duì)人體的熱平衡和溫?zé)岣杏兄卮笞饔�，特別是在高溫或低溫的條件下，高氣濕對(duì)人體的作用就更明顯。高溫高濕時(shí)，人體散熱更加困難;低溫高濕下人會(huì)感到更加陰冷。一般情況下，相對(duì)濕度在30%一70%時(shí)感到舒適。

　　3氣流速度

　　氣流主要是在溫度差形成的熱壓力作用下產(chǎn)生的。氣流速度通常以米每秒表示。據(jù)測(cè)定，在室外的舒適溫度范圍內(nèi)，一般氣流速度為0.15 m/s時(shí)，人即可感到空氣新鮮。在室內(nèi)。即使溫度適宜，由于空氣流動(dòng)速度小，也會(huì)有沉悶感。

　　4熱輻射

　　熱輻射包括太陽(yáng)輻射和人體與其周?chē)h(huán)境之間的輻射。任何兩種不同溫度的物體之間都有熱輻射存在，它不受空氣影響，直至兩物體的溫度相平衡為止。當(dāng)物體溫度高于人體皮膚溫度時(shí)，熱量從物體向人體輻射而使人體受熱，稱(chēng)為正輻射;相反。熱量從人體向物體輻射時(shí)，稱(chēng)為負(fù)輻射。人體對(duì)負(fù)輻射不很敏感，往往一時(shí)感覺(jué)不到，會(huì)因負(fù)輻射散失大量熱量而受涼。但負(fù)輻射有利于人體散熱，在防暑降溫上有一定意義。

　　溫度、濕度、風(fēng)速和熱輻射對(duì)人體的影響有時(shí)可以相互替代，某一條件的變化對(duì)人體的影響，可由另一條件的變化所補(bǔ)償。例如，人體受熱輻射所獲得的熱量可以被低氣溫抵消，當(dāng)氣溫增高時(shí)，若氣流速度加大，會(huì)使人體散熱增加，從而使人并不感到酷熱難耐。

　　低溫、高濕使人體散熱增加，導(dǎo)致凍傷;高溫、高濕使人體喪失蒸發(fā)散熱機(jī)能，導(dǎo)致熱疲勞乃至中暑。微氣候?qū)θ说挠绊懯怯善錁?gòu)成因素共同作用而產(chǎn)生的，所以，實(shí)踐中必須綜合評(píng)價(jià)微氣候的這些種類(lèi)的條件。

　　(二)人體對(duì)微氣候環(huán)境的感受與評(píng)價(jià)

　　1人體的熱交換與平衡

　　盡管人所處的環(huán)境是千變?nèi)f化的，可是人的體溫卻波動(dòng)很小，為了維持生命，人體要經(jīng)常圍繞36.5℃的體溫目標(biāo)值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。人體通過(guò)新陳代謝不斷地從攝取的食物中制造能量，這些能量除用于生理活動(dòng)和肌肉做功外，其余均轉(zhuǎn)換為熱能。人要保持體溫，體內(nèi)的產(chǎn)熱量應(yīng)與對(duì)環(huán)境的散熱量及吸熱量相平衡。如果不能實(shí)現(xiàn)這種平衡，則要隨著散熱量小于或大于產(chǎn)熱量的變化，體溫出現(xiàn)上升或下降，使人感到不舒適甚至生病。人體的熱平衡方程式為：

　　S=M一W一H (1——20)

　　式中S——人體單位時(shí)間儲(chǔ)熱量;

　　M——人體單位時(shí)間能量代謝量;

　　W——人體單位時(shí)間所做的功;

　　H——人體單位時(shí)間向體外散發(fā)的熱量。，

　　當(dāng)M>W+H時(shí)，人感到熱;當(dāng)M　　(1)人體單位時(shí)間輻射熱交換案，取決于熱輻射強(qiáng)度、面積、服裝熱阻值、反射率、平均環(huán)境溫度和皮膚溫度等。

　　(2)人體單位時(shí)間對(duì)流熱交換量，取決于氣流速度、皮膚表面積、對(duì)流傳熱系數(shù)、服裝熱阻值、氣溫及皮膚溫度等。

　　(3)人體單位時(shí)間蒸發(fā)熱交換量，取決于皮膚表面積、服裝熱阻值、蒸發(fā)散熱系數(shù)及相對(duì)濕度等。蒸發(fā)散熱主要是指從皮膚表面出汗和由肺部排出水分的蒸發(fā)作用帶走熱量。

　　在熱環(huán)境中，增加氣流速度，降低濕度，可加快汗水蒸發(fā)，達(dá)到散熱目的。

　　(4)人體單位時(shí)間傳導(dǎo)熱交換量取決于皮膚與物體溫差和接觸面積的大小及傳導(dǎo)系數(shù)。不知不覺(jué)的散熱可能對(duì)人體產(chǎn)生有害影響。因此需要用適當(dāng)?shù)牟牧蠘?gòu)成人與物接觸點(diǎn)(桌面、椅面、控制器、地板等)。

　　2人體對(duì)微氣候環(huán)境的主觀感覺(jué)

　　衡量微氣候環(huán)境的舒適程度是相當(dāng)困難的，不同的人有不同的估價(jià)。一般認(rèn)為，“舒適”有兩種含義，一種是指主觀感到的舒適;另一種是指人體生理上的適宜度。比較常用的是以人的主觀感覺(jué)作為標(biāo)準(zhǔn)的舒適度。人的工作效率與所處環(huán)境舒適度感受通常為正相關(guān)。

　　(1)舒適的溫度。人主觀感到舒適的溫度與許多因素有關(guān)，從客觀環(huán)境來(lái)看，濕度越大，風(fēng)速越小，則舒適溫度偏低;反之則偏高。從主觀條件看，體質(zhì)、年齡、性別、服裝、勞動(dòng)強(qiáng)度、熱習(xí)服等均對(duì)舒適溫度有重要影響。

　　(2)舒適的濕度。舒適的濕度一般為40%一60%。濕度在70%以上為高氣濕，在

　　30%以F為低氣濕。在不同的空氣濕度下，人的感覺(jué)不同，溫度越高。高濕度的空氣對(duì)人的感覺(jué)和工作效率的消極影響越大。據(jù)舒伯特和希爾經(jīng)過(guò)大量的研究證明，室內(nèi)空氣濕度φ(%)與室內(nèi)氣溫t (℃)的關(guān)系為：

　　φ=188—7.2t(12.2　　例如室溫t =20℃時(shí)，濕度最好是φ=188—7.2×20=44，即44%。

　　(3)舒適的風(fēng)速。在工作人數(shù)不多的房間里，空氣的最佳速度為0.3 m/s;而在擁擠的房間里為0.4 m/s。室內(nèi)溫度和濕度很高時(shí)，空氣流速最好是l一2m/s。

　　3.微氣候環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

　　研究微氣候環(huán)境對(duì)人體的影響，不能僅考慮其中某個(gè)因素，因?yàn)槿诉M(jìn)入作業(yè)場(chǎng)所時(shí)，要受溫度、濕度、風(fēng)速和熱輻射等多種因素的綜合影響。因此，要綜合評(píng)價(jià)徽氣候環(huán)境。

　　目前，評(píng)價(jià)微氣候環(huán)境有四種方法或指標(biāo)。

　　(1)有效溫度(感覺(jué)溫度)。它是美國(guó)采暖通風(fēng)工程師協(xié)會(huì)研究提出的，是根據(jù)人的主訴溫度感受所制定的經(jīng)驗(yàn)性溫度指標(biāo)。已知干球溫度、濕球溫度和氣流速度，就可求出有效溫度。圖4—6為穿正常衣服進(jìn)行輕勞動(dòng)時(shí)的有效溫度圖。如求干球溫度為30℃、濕球溫度為25℃、風(fēng)速為0.5 m/s的環(huán)境從事輕勞動(dòng)的有效溫度，可在圖l一10上分別找出干球溫度30~C和濕球溫度25℃，通過(guò)連接兩點(diǎn)間虛線(xiàn)與風(fēng)速為0 5 m/s曲線(xiàn)交點(diǎn)，即可求出有效溫度26.6℃。圖中央部分表示使人感到舒適的溫度帶，冬季偏下，夏季偏上。如其有效溫度在舒適帶內(nèi)，則為良好狀態(tài)，反之則為不良，應(yīng)對(duì)該處諸因素進(jìn)行綜合改進(jìn)。有效溫度高時(shí)人的判斷力減退，當(dāng)有效溫度超過(guò)32℃時(shí)，作業(yè)者讀取誤差增加，到35℃左右時(shí)，誤差會(huì)增加4倍以上。

　　主訴溫度感受所制定的經(jīng)驗(yàn)性溫度指標(biāo)。已知干球溫度、濕球溫度和氣流速度，就可求出有效溫度。圖4—6為穿正常衣服進(jìn)行輕勞動(dòng)時(shí)的有效溫度圖。如求干球溫度為30℃、濕球溫度為25℃、風(fēng)速為0.5 m/s的環(huán)境從事輕勞動(dòng)的有效溫度，可在圖l一10上分別找出干球溫度30℃和濕球溫度25℃，通過(guò)連接兩點(diǎn)間虛線(xiàn)與風(fēng)速為0. 5 m/s曲線(xiàn)交點(diǎn)，即可求出有效溫度26.6℃。圖中央部分表示使人感到舒適的溫度帶，冬季偏下，夏季偏上。如其有效溫度在舒適帶內(nèi)，則為良好狀態(tài)，反之則為不良，應(yīng)對(duì)該處諸因素進(jìn)行綜合改進(jìn)。有效溫度高時(shí)人的判斷力減退，當(dāng)有效溫度超過(guò)32℃時(shí)，作業(yè)者讀取誤差增加，到35℃左右時(shí)，誤差會(huì)增加4倍以上。

　　(2)不適指數(shù)。不適指數(shù)是由紐約氣象局1959年發(fā)表的一項(xiàng)評(píng)價(jià)氣候舒適程度的指標(biāo)，它綜合了氣溫和濕度兩個(gè)因索。不適指數(shù)可由式1—22求出：

　　DI=( td+tw)×0.72+40.6(1—22)

　　式中DI——不適指數(shù);

　　td——干球溫度，℃;

　　tw——濕球溫度，℃。

　　(3)三球溫度指數(shù)(WBGT)。它是指用干球、溫球和黑球三種溫度綜合評(píng)價(jià)允許接觸高溫的閾值指標(biāo)。當(dāng)氣流速度小于l.5 m/s的非人工通風(fēng)條件時(shí)，采用式1—23計(jì)算：

　　WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DBT(1一23)

　　當(dāng)氣流速度大于1.5 m/s的人工通風(fēng)條件時(shí)，采用式1—24計(jì)算：

　　WBGT=0.63WB+0.2GT+0. l7 DBT(1—24)

　　式中WB——濕球溫度，℃;

　　GT——黑球溫度，℃;

　　DBTL——干球溫度，℃。

　　(4)卡他度�？ㄋ麥囟扔�(jì)是一種測(cè)定氣溫、濕度和風(fēng)速三者綜合作用的儀器�？ㄋ纫话阌脕�(lái)評(píng)價(jià)勞動(dòng)條件舒適程度�？ㄋ菻可通過(guò)測(cè)定卡他溫度計(jì)的液柱由38℃降到35℃時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間(T)而求得。

　　H=F/T (1—25)

　　式中H——卡他度;

　　F——卡他計(jì)常數(shù);

　　T——由38℃降至35℃所經(jīng)過(guò)的時(shí)間(s)。

　　卡他度分為千卡他度和濕卡他度兩種。千卡他度包括對(duì)流和輻射的散熱效應(yīng)。濕卡他度則包括對(duì)流、輻射和蒸發(fā)三者綜合的散熱效果。一般H值越大，散熱條件越好。

　　(三)微氣候環(huán)境對(duì)人體的影響

　　1.高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)人體的影響

　　一般將熱源散熱量大于84kJ/(m2•h)的環(huán)境叫高溫作業(yè)環(huán)境。高溫作業(yè)環(huán)境有三種類(lèi)型：高溫、強(qiáng)熱輻射作業(yè)，特點(diǎn)為氣溫高，熱輻射強(qiáng)度大，相對(duì)濕度較低;高溫、高濕作業(yè)，特點(diǎn)為氣溫高、濕度大，如果通風(fēng)不良就會(huì)形成濕熱環(huán)境;夏季露天作業(yè)。如農(nóng)民田間勞動(dòng)、建筑施工等露天作業(yè)。高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)人的影響包括以下幾個(gè)方面。

　　(1)高溫環(huán)境使人心率和呼吸加快。人在高溫環(huán)境下為了實(shí)現(xiàn)體溫調(diào)節(jié)，必須增加血輸出量，使心臟負(fù)擔(dān)加重，脈搏加速，因此心率可以做為衡量熱負(fù)荷的簡(jiǎn)便指標(biāo)。另?yè)?jù)研究，長(zhǎng)期接觸高溫的工人，其血壓比一般高溫作業(yè)及非高溫作業(yè)的工人高。

　　(2)濕熱環(huán)境對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有抑制作用。濕熱環(huán)境下大腦皮層興奮性降低，條件反射潛伏期延長(zhǎng)，注意力不易集中。嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)頭暈、頭痛、惡心、疲勞乃至虛脫等癥狀。

　　(3)高溫環(huán)境下，人的水分和鹽分大量喪失。在高溫下進(jìn)行重體力勞動(dòng)時(shí)，平均每小時(shí)出汗量為0.75—2.0L，一個(gè)工作日可達(dá)5一10 L 。高溫工作影響效率，人在27—32℃下工作，其肌部用力的工作效率下降，并且促使用力工作的疲勞加速。當(dāng)溫度高達(dá)32℃以上時(shí)，需要較大注意力的工作及精密工作的效率也開(kāi)始受影響。另外，事故發(fā)生率與溫度有關(guān)。據(jù)研究，意外事故率最低的溫度為20℃左右;溫度高于28℃或降到10℃以下時(shí)，意外事故增加30%。

　　2.低溫環(huán)境對(duì)人體的影響

　　人體在低溫下，皮膚血管收縮，體表溫度降低，使輻射和對(duì)流散熱達(dá)到最小程度。在嚴(yán)重的冷暴露中，皮膚血管處于極度的收縮狀態(tài)，流至體表的血流量顯著下降或完全停滯，當(dāng)局部溫度降至組織冰點(diǎn)(-5℃)以下時(shí)，組織就發(fā)生凍結(jié)，造成局部?jī)鰝?/P>

　　此外，最常見(jiàn)的是肢體麻木，特別是會(huì)影響手的精細(xì)運(yùn)動(dòng)靈巧度和雙手的協(xié)調(diào)動(dòng)作。手的操作效率和手溫及手部皮膚溫度密切相關(guān)。手的觸覺(jué)敏感性臨界皮溫是10℃左右.

　　操作靈巧度的臨界皮膚溫度在12～16℃之間，長(zhǎng)時(shí)間暴露于10℃以下，手的操作效率會(huì)顯著降低。

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