高热湿作业环境下人体热耐受与热调节研究

研究人体在高热湿作业环境下的热耐受和热调节对保证人体健康，改善作业环境，提高劳动效率具有重要的科学和实用意义。本项目旨在探索高热湿作业环境对人体生理影响，设计出基于生理参数和主观评价的人体热耐受评价方法，研究各种局部微热环境改善对提高人体热耐受能力的贡献率，进而为实际高温作业现场的热环境控制和人员安全作业提供科学依据。本项目通过建立人体热调节模型，研究热环境和人体的热湿交换机理及生理响应；在高温高湿环境舱中开展大规模人体样本热耐受实验，研究典型高热湿工况和劳动强度下人体关键生理参数的变化趋势和耐热限值；设计基于生理参数的人体热耐受方程和基于反映生理和心理影响的主观评价方法，分别评价各种热工况和劳动强度下人体耐热程度，确定对应于劳动强度和生理指标的高热湿环境作业安全和危险区；研究改善气流组织方式和调节局部微气候对提高人体耐热能力的贡献率，提出一套可有效改善实际作业现场人体热舒适的调控措施。

随着我国经济和科技的飞速发展，社会对劳动者合法权益的关注度也越来越高，我国相继出台了许多相关的安全规范，目前我国在高热湿环境方面的研究通常以国外标准为基础，但由于气候、地理、种族、生活习惯等因素存在显著差异，并不是所有指标都适合中国人群，因此通过研究在高热湿作业环境下人体的各项生理参数，建立适合于中国人群的生理指标数据库、研究劳动者主观感觉与生理参数的关系是非常必要的。.本研究开展了不同热湿环境和劳动强度下人体热耐受力及关键生理指标的实验研究。实验在天津大学环境模拟舱内进行，环境温湿度分为25℃/50%rh（舒适环境）、30℃/90%rh、35℃/90%rh和40℃/90%rh四组，受试者选取健康的在校大学生，利用跑步机模拟实际生产工作，其负荷强度分别为轻度（静坐）、中度（3.5km/h慢走）、重度（5.5km/h急走）。在实验过程中使用PowerLab生理记录系统测试受试者的口腔温度、平均皮肤温度、鼻腔温度、心率、血氧饱和度、能量代谢率、蓄热率、皮肤电导率和失水率，同时填写主观调查问卷，获取受试者的主观感受。.通过实验结果，分析各项生理参数在不同环境工况、不同劳动强度下的变化趋势，确定人体达到热忍耐极限时的生理参数阀值：当受试者口腔温度在36.5℃至37.5℃波动时属正常现象，当超过38.5℃时，为极限状态；当受试者平均皮肤温度在33℃至35℃波动时属正常现象，当超过38℃时，人体出现明显不适应症状；人体达到热忍耐极限时间时的鼻腔温度和皮肤温度，均为38.8℃；当心率低于120bpm时，受试者感觉良好，而当超过160bpm时，人体接近极限状态；根据人体生理学理论以及实验数据分析，得到高温高湿环境对血氧饱和度和皮肤电导率并无显著影响的结论，并且这两项生理指标的变化范围没有超出人体生理安全范围。.通过因子分析方法，将与人体生理健康关系较大的口腔温度、皮肤温度、鼻腔温度、心率和能量代谢率五项生理指标进行权重分析，得到了环境相对湿度为90%条件下的人体生理参数综合评价指标。.通过分析主观感受与生理参数之间的关系，得到当人体主观感觉疲劳时，口渴是最突出的主观症状；同时，对耐受能力和各项生理参数进行相关性分析，得到结论口腔温度是与受试者主观耐受能力相关性最大的生理参数。