微氣候環(huán)境課件

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1、,,,,,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,*,第三章 微氣候環(huán)境,,本章基本要求,了解微氣候環(huán)境的構(gòu)成要素,，,各要素測(cè)定方法，微氣候環(huán)境對(duì)人的影響的綜合性。,,,通過人體熱平衡方程式掌握人體與外界熱交換方式，各種熱交換的影響因素，為維持人體熱平衡提供改進(jìn)方向。,,,了解人對(duì)微氣候環(huán)境的主觀感受，掌握微氣候環(huán)境的評(píng)價(jià)方法。,,,掌握特殊環(huán)境（高溫和低溫）對(duì)人的影響，及微氣候環(huán)境改進(jìn)措施。,,本章主要內(nèi)容,微氣候要素及其相互關(guān)系,,人體的熱交換與平衡,,微氣候環(huán)境對(duì)人的影響,,改善微氣候環(huán)境的措施,,第一節(jié),,微氣候要素及其

2、相互關(guān)系,微氣候是指生產(chǎn)、生活過程中現(xiàn)場(chǎng)所處的局部環(huán)境中的氣候狀況，包括下列,4,個(gè)最重要的參數(shù)：,,,①空氣溫,度,,②空氣濕度,,③氣流速度（風(fēng)速）,,④熱輻射,,,微氣候環(huán)境直接影響人的情緒、疲勞程度、健康、舒適感覺和工作效率。,,一、空氣溫度（氣溫）,氣溫：空氣的冷熱程度。,,人們生產(chǎn)或生活所處局部環(huán)境的氣溫除受大氣溫度影響外，還受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、產(chǎn)品、加工零件和原材料等冷熱源和人體散熱的影響。,,,氣溫通常由干球溫度計(jì)（寒暑表）測(cè)定，稱為干球溫度。氣溫的標(biāo)度分?jǐn)z氏溫標(biāo)（,℃,）和華氏溫標(biāo)（,℉,）。兩種溫標(biāo)的換算關(guān)系為：,,,,（,3-1,）,,,,（,3-2,）,,二、空氣濕度,濕度：空

3、氣的干濕程度，分為絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度。,,(1)絕對(duì)濕度,:,每立方米（,m,3,）空氣,內(nèi)所含的水汽克數(shù)。,,,(2)相對(duì)濕度,:,某氣溫、壓力條件下空氣的水汽壓強(qiáng)與相同溫度、壓力條件下飽和水汽壓強(qiáng)的百分比。,,,生產(chǎn)與生活環(huán)境場(chǎng)所的濕度常用相對(duì)濕度表示。相對(duì)濕度在,70%,以上稱為高氣濕，低于,30%,稱為低氣濕。,,,相對(duì)濕度可用通風(fēng)干濕表或干濕球溫度計(jì)測(cè)量。干濕球溫度計(jì)中，濕球溫度計(jì)指示的溫度叫濕球溫度，干球溫度計(jì)指示的溫度叫干球溫度，根據(jù)濕球溫度和干球溫度找出相對(duì)濕度。,,二、空氣濕度,,,便攜式溫濕度計(jì),1,便攜式溫濕度計(jì),2,圖,3-1,便攜式溫濕度計(jì),,,單片機(jī)的廣泛應(yīng)用和半導(dǎo)

4、體存儲(chǔ)器件技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了智能濕度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。幾種基于半導(dǎo)體溫度、濕度傳感器，微型計(jì)算機(jī)完成計(jì)算，半導(dǎo)體記憶器件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的便攜式實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)已得到廣泛使用。如便攜式溫濕度計(jì)（見圖,3-1,）、智能濕度測(cè)量?jī)x和單片微機(jī)測(cè)濕系統(tǒng)。它們都無(wú)須人工干預(yù)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可以處理較多的數(shù)據(jù)；有的還可配多種探頭以適應(yīng)不同測(cè)量要求，實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)記錄、圖形記錄等；同時(shí)，配備報(bào)警功能以視覺、聽覺、電子郵件形式發(fā)出報(bào)警信號(hào)。,,三、氣流速度（風(fēng)速）,氣流速度：空氣的流動(dòng)速度,（,m/s,）,。,,,,人類作業(yè)或生活起居場(chǎng)所中的氣流速度除風(fēng)力影響外，主要是由于冷熱空氣對(duì)流所致。冷熱溫差越大，產(chǎn)生的氣流也越大。,,,氣

5、流速度的大小對(duì)人體散熱速度產(chǎn)生直接影響，因此它是評(píng)價(jià)微氣候條件的主要因素之一。,,,,,三、氣流速度（風(fēng)速）,測(cè)定室內(nèi)氣流速度一般用熱球微風(fēng)儀，這是一種測(cè)量低風(fēng)速（測(cè)量范圍：,0.05,～,1m/s,）的儀器。如圖,3-2,、圖,3-3,、,圖,3-4,所示,。,圖,3-4,便攜式風(fēng)速儀,圖,3-2,電子（熱球）微風(fēng)儀,圖,3-3,手持式風(fēng)向風(fēng)速儀,,四、熱輻射,熱輻射：物體在絕對(duì)溫度大于,0K,時(shí)的輻射能量。熱輻射是一種紅外線，它不能加熱氣體，但能被周圍物體所吸收而轉(zhuǎn)變成熱能，從而使物體升溫，成為二次輻射源。,,,人體也向外界輻射熱量。當(dāng)周圍物體表面溫度超過人體表面溫度時(shí)，周圍物體向人體輻射

6、熱能使人體受熱，稱為正輻射；反之，稱為負(fù)輻射。,,,熱輻射強(qiáng)度：熱輻射體單位時(shí)間、單位面積上所輻射出的熱量,（,J/cm,2,·min,）,。,,四、熱輻射,,測(cè)量熱輻射可用黑球溫度計(jì)。,,黑球溫度計(jì)是一種球形溫度計(jì)， 如圖,3-5,所示。它是在直徑為,15.7mm,的銅制球形表面涂上黑顏色（為無(wú)光澤黑球），球內(nèi)插一支水銀溫度計(jì)制成。其平均輻射系數(shù)為,0.95,，銅球越薄越好。測(cè)量范圍為,20,～,120℃,，精度為,±,1℃,。打開熱輻射源，黑球溫度上升，關(guān)閉熱輻射源，黑球溫度下降，其差值為實(shí)際輻射溫度。,,,圖,3-5,黑球溫度計(jì),,五、微氣候各要素之間的相互關(guān)系,在人類作業(yè)或起居環(huán)境中，

7、氣溫、濕度、熱輻射和氣流速度對(duì)人體的影響是可以相互替代的。,例如：在相同熱輻射條件下，下面三種不同環(huán)境中，人體具有相同的熱環(huán)境感覺：,,①氣溫,17.7,℃,，相對(duì)濕度,100%,，風(fēng)速,0,m/s,；,,②氣溫,22.4,℃,，相對(duì)濕度,70%,，風(fēng)速,0.5,m/s,；,,③氣溫,25.0,℃,，相對(duì)濕度,20%,，風(fēng)速,2.5,m/s,；,,,我們把微氣候參數(shù)以及對(duì)冷熱感覺有顯著影響的微氣候參數(shù)的各種組合的綜合指標(biāo)，稱之為微氣候指標(biāo)，其中重要的組合有：空氣溫度和周圍表面溫度；空氣溫度、周圍表面溫度和氣流速度；空氣溫度、周圍表面溫度、氣流速度和相對(duì)濕度；空氣溫度、氣流速度和相對(duì)濕度；空氣溫

8、度和相對(duì)濕度。,,,第二節(jié),,人體的熱交換與平衡,人體必須同周圍環(huán)境之間處于相對(duì)穩(wěn)定的熱平衡，人才能進(jìn)行正常的生理行為活動(dòng)，周圍環(huán)境的溫濕度對(duì)人體的皮膚溫度和核心溫度都有較大的影響。,,,人體可以看成是一個(gè)能夠基本保持恒溫（,36.5℃,）的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器。人體單位時(shí)間向外散發(fā)的熱量，取決于人體外表面與周圍環(huán)境的四種熱交換方式，即對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射和蒸發(fā)。,,人體熱交換,方式及其,影響因素,①對(duì)流，,一般指人體將熱量傳遞給（溫度較低的）空氣，空氣流動(dòng)將熱量帶走。,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。,當(dāng)氣溫達(dá)到,34.5,℃,以上，對(duì)流基本失效。,,,②傳導(dǎo)，

9、,當(dāng)人體接觸低于體溫的物體時(shí)，熱量向外傳導(dǎo)。,取決于皮膚與環(huán)境（包括所接觸的物體、空氣等）的溫差以及所接觸物體的面積大小及其導(dǎo)熱系數(shù)。,,,③輻射，,人體表面向外輻射出波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線。,取決于,人體環(huán)境間的溫度差,、,人體表,面積、服裝熱阻值等。,,,④蒸發(fā)，,皮膚表面出汗和由肺部排出水分散熱。,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。,,幾種散熱方式的比例,測(cè)試條件：春秋季節(jié)、輕體力活動(dòng)，日總排熱量,3000kcal,,一、人體的基本熱平衡方程式,人體的熱平衡方程為：,,Qs,＝,Qm,－,W,±,Qc,±,Qr,±,Qk,－,Qe,,（,3-3,）,,,式中 ，,Qs,：

10、人體的熱積蓄或熱債變化率（,J/m,2,?h,） ；,,,,Qm,：,人體的新陳代謝產(chǎn)熱率（,J/m,2,?h,） ；,,W,：人體為維持生理活動(dòng)及肌肉活動(dòng)所做的功；,,Qc,：對(duì)流換熱率；,,Qr,：,傳導(dǎo)換熱率；,,,Qk,：,輻射熱傳遞率；,,Qe,：,蒸發(fā)熱傳遞率；,,“＋”表示人體得熱，“－”表示人體散熱。,,,,,Qs,=0,人體處于動(dòng)態(tài)熱平衡狀態(tài),,,Qs,>0,產(chǎn)熱多于散熱，人體體溫升高,,,Qs,<0,散熱多于產(chǎn)熱，人體體溫下降,,一、人體的基本熱平衡方程式,,人體體溫一天的變化,,人體體溫調(diào)節(jié)過程,,人體體溫調(diào)節(jié)過程,,人體體溫調(diào)節(jié)過程,,二、人體對(duì)微氣候環(huán)境的主觀感受,人

11、體對(duì)微氣候環(huán)境的主觀感覺，即心理上是否感到滿意、舒適，是進(jìn)行微氣候環(huán)境評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一。,,,一般認(rèn)為，“舒適”有兩種含義，一種是指人主觀感到的舒適；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作為標(biāo)準(zhǔn)的舒適度，它往往會(huì)影響到工作效率。,,,二、人體對(duì)微氣候環(huán)境的主觀感受,1.,舒適溫度及其影響因素,,在實(shí)踐中，所謂舒適溫度是指某一溫度范圍而言。生理學(xué)上常用的規(guī)定是：人坐著休息，穿著薄衣服，無(wú)強(qiáng)迫熱對(duì)流，未經(jīng)熱習(xí)服的人所感到的舒適溫度。按照這一標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定的溫度一般是,21℃,±,3℃,。,,,影響舒適溫度的因素很多，主要有：,,①季節(jié)。舒適溫度在夏季偏高，冬季偏低。,,②勞動(dòng)條件。

12、表,3-1,為在室內(nèi)濕度為,50,％，某些勞動(dòng)的舒適溫度指標(biāo)。,,③,衣服。穿厚衣服對(duì)環(huán)境舒適溫度的要求較低。,,,二、人體對(duì)微氣候環(huán)境的主觀感受,④地域。人由于在不同地區(qū)的冷熱環(huán)境中長(zhǎng)期生活和工作，對(duì)環(huán)境溫度習(xí)服不同。習(xí)服條件不同的人，對(duì)舒適溫度的要求也不同。,,⑤性別、年齡等。女子的舒適溫度比男子高,0.55℃,；,40,歲以上的人比青年人約高,0.55℃,。,作業(yè)姿勢(shì),作業(yè)性質(zhì),工作舉例,舒適溫度,/,℃,坐姿,,坐姿,,站姿,,站姿,,站姿,腦力勞動(dòng),,輕體力勞動(dòng),,輕體力勞動(dòng),,重體力勞動(dòng),,很重體力勞動(dòng),辦公室、調(diào)度臺(tái),,操縱，小零件分類,,車工、銑工,,沉重零件安裝,,伐木,18

13、,～,24,,18,～,23,,17,～,22,,15,～,21,,14,～,20,表,3-1,不同勞動(dòng)條件下的舒適溫度指標(biāo),,二、人體對(duì)微氣候環(huán)境的主觀感受,2.,舒適濕度,,舒適的濕度一般為,40,％～,60,％。不同的空氣濕度下，人的感覺不同，特別是在高溫、高濕的空氣下對(duì)人的感覺和工作效率的消極影響極大。,,,,據(jù)實(shí)驗(yàn)，在相當(dāng)干燥的空氣中，健康人能在,50℃,的高溫中呆上兩個(gè)小時(shí)，在,70℃,的高溫中能呆上,15,分鐘，在,100℃,的高溫中呆上,1,分鐘，而不受任何損害。但如果在,45℃,的濕空氣中呆上,1,小時(shí)，就會(huì)發(fā)生中暑昏迷。當(dāng)氣溫和濕度達(dá)到某一界限時(shí)，人體的熱量散不出去，體溫就

14、要升高，以致超過人的忍耐極限，便會(huì)造成死亡事故。,,,,,,二、人體對(duì)微氣候環(huán)境的主觀感受,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,～,2m/s,。,,,我國(guó)采暖通風(fēng)和空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的工作場(chǎng)所風(fēng)速如表,3-2,所示。,,,,三、微氣候環(huán)境的綜合評(píng)價(jià),,研究微氣候?qū)θ梭w的影響，不能僅考慮某個(gè)因素，因?yàn)闃?gòu)成微氣候環(huán)境的各要素之間是相互作用，相互影響的。人進(jìn)入作業(yè)或生活場(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，應(yīng)綜合評(píng)價(jià)微氣候環(huán)境。,,,三種評(píng)價(jià)微氣候

15、環(huán)境的方法：,,,1.,不舒適指數(shù)；,,2.,有效溫度（感覺溫度）；,,3.,三球溫度指數(shù)（,WBGT,）。,,不舒適指數(shù),以人體對(duì)溫度和濕度的感覺為例，舒伯特和希爾經(jīng)過大量研究證明，最合適的濕度,(H,，,%),與氣溫（,t,，℃）的關(guān)系為：,,H = 188,－,7.2t,（,12.2℃,＜,t,＜,26℃,）,,例如，室溫,t,＝,20℃,時(shí)，濕度,H=188,－,7.2,×,20,＝,44,，即,44,％。,,,針對(duì)這個(gè)情況，有人提出了一個(gè)不舒適指數(shù),DI,來(lái)綜合表征人體對(duì)溫度濕度環(huán)境的感覺。,,DI,＝（,t,d,,＋,t,w,）,×,0.72,＋,40.6,,式中，,t,d,為干球

16、溫度（,℃,）；,t,w,為濕球溫度（,℃,）。,,,不舒適指數(shù)不足之處是沒有考慮風(fēng)速。,,,據(jù)實(shí)驗(yàn)研究表明，生活在不同國(guó)家、不同地區(qū)的人們感到舒適的氣候條件也有所區(qū)別，當(dāng)不舒適指數(shù)在,70,附近時(shí)，人感覺比較舒適。表,3-3,所示為美國(guó)人和日本人對(duì)不同的不舒適指數(shù)的不適主訴率。,,不舒適指數(shù),不適指數(shù),不適主訴率,%,,,美國(guó)人,日本人,70,,75,,79,,86,10,,50,,100,,難以忍受,35,,36,,70,,100,表,3-3,不同國(guó)家對(duì)不適指數(shù)的不適主訴率,,有效溫度,有效溫度是指根據(jù)人體在微氣候環(huán)境下，具有同等主訴溫?zé)岣杏X的最低氣流速度和氣溫的等效溫標(biāo)。它是根據(jù)人的主訴

17、溫度感受所制訂的經(jīng)驗(yàn)性溫度指標(biāo)。,,,,前人（,C,．,P,．,Yaglou,）以干球溫度、濕球溫度、氣流速度為參數(shù)，進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，繪制成有效溫度圖。只要測(cè)出干球溫度、濕球溫度和氣流速度，就可以求出有效溫度。,,,圖,3-6,有效溫度圖,26.6 ℃,,有效溫度,有效溫度對(duì)人感覺及工作效率的影響，如圖,3-7,所示：有效溫度高時(shí)，人的判斷力減退，當(dāng)有效溫度超過,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。,,,表,3-4,介紹了有效溫度對(duì)人體熱感覺的影響。,圖,3-7,操作誤差與有效溫度,,有效溫度值,/℃,熱感覺,生理學(xué)作用,機(jī)體反應(yīng),41,～,40,很熱,

18、強(qiáng)烈的熱應(yīng)力影響出汗和血液循環(huán),受到極大的熱打擊,*,，危險(xiǎn),,妨礙心臟血管的血液循環(huán),35,熱,,,30,暖和,以出汗方式進(jìn)行正常的溫度調(diào)節(jié),,25,舒適,靠肌肉的血液循環(huán)來(lái)調(diào)節(jié),正常,20,涼快,利用衣服加強(qiáng)顯熱散熱調(diào)節(jié)作用,正常,15,冷,鼻子和手的血管收縮,粘膜、皮膚干燥,10,很冷,,肌肉疼痛，妨礙表皮的血液循環(huán),表,3-4,,有效溫度對(duì)人體熱感覺的影響,*,熱打擊（出現(xiàn)威脅生命的突發(fā)事件，身體本身不能充分涼下來(lái)）,,有效溫度,人體對(duì)微氣候環(huán)境的主觀感覺，除與上述環(huán)境條件有關(guān)外還與人體的作業(yè)種類、作業(yè)負(fù)荷及著裝等因素有關(guān)。,,,作業(yè)種類,腦力作業(yè),輕作業(yè),體力作業(yè),舒適溫度,/℃,,

19、不舒適溫度,/℃,15.5,～,18.3,,26.7,12.7,～,18.9,,23.9,10,～,16.9,,21.1,～,23.9,表,3-5,不同作業(yè)的有效溫度,,,三球溫度指數(shù)（,WBGT,）,三球溫度指數(shù)也稱為濕球黑球溫度，是綜合考慮了干球溫度、相對(duì)濕度、平均輻射溫度和風(fēng)速等,4,個(gè)環(huán)境因素的綜合溫標(biāo)，也是綜合評(píng)價(jià)人體接觸作業(yè)環(huán)境熱負(fù)荷的一個(gè)基本參量。,,,WBGT,指數(shù)計(jì)算要考慮不同的氣候條件。室內(nèi)外無(wú)太陽(yáng)輻射時(shí)，采用自然濕球溫度,(WB),和黑球溫度,(GT),計(jì)算，室外有太陽(yáng)輻射時(shí)要把干球溫度,(DT),考慮進(jìn)去。其計(jì)算公式如下：,,室內(nèi)外無(wú)太陽(yáng)輻射時(shí),(,室內(nèi)、陰天或夜間,)

20、,,WBGT=0.7WB+0.3GT,,室外有太陽(yáng)輻射時(shí),,,WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DT,,三球溫度指數(shù)（,WBGT,）,表,3-6,為美國(guó)工業(yè)衛(wèi)生委員會(huì)推薦的各種不同的勞動(dòng)休息制度的三球溫度指數(shù)閾值，該種方法比較直觀，應(yīng)用起來(lái)比較方便。,,作業(yè)種類,輕勞動(dòng),中等勞動(dòng),重勞動(dòng),持續(xù)勞動(dòng),,75%,勞動(dòng)，,25%,休息,,50%,勞動(dòng)，,50%,休息,,25%,勞動(dòng)，,75%,休息,30,,30.6,,31.4,,32.2,26.7,,28.0,,29.4,,31.1,25.0,,25.9,,27.9,,30.0,表,3-6,允許接觸高溫的閾值,/ ℃,,,三球溫度指數(shù)（,WB

21、GT,）,目前，我國(guó)也制定了運(yùn)用,WBGT,指數(shù)對(duì)作業(yè)人員熱負(fù)荷進(jìn)行評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)（,GB,／,T17244,—,1998,）。該標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局于,1998,年,3,月,10,日批準(zhǔn)、,1998,年,10,月,1,日正式實(shí)施。,,,該標(biāo)準(zhǔn)以工人,8,小時(shí)工作日平均能量代謝率為基礎(chǔ)進(jìn)行勞動(dòng)強(qiáng)度的等級(jí)劃分，然后給出了不同勞動(dòng)強(qiáng)度下，人體各種感覺狀態(tài)（好，中、差、很差）的,WBGT,指數(shù)值。具體請(qǐng)參閱標(biāo)準(zhǔn)。,,,平均能量代謝率等級(jí),,,WBGT,指數(shù),/,℃,,好,,中,,差,,很差,,0,,≤,33,,≤,34,,≤,35,,>35,,1,,≤,30,,≤,31,,≤,32,,>32,,2,

22、,≤,28,,≤,29,,≤,30,,>30,,3,,≤,26,,≤,27,,≤,28,,>28,,4,,≤,25,,≤,26,,≤,27,,>27,,,,,,注：表中,“,好,”,級(jí)的,WBGT,指數(shù)值是以最高肛溫不超過,38,℃為限。,表3-7,WBGT,指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),,預(yù)測(cè)平均投票數(shù),PMV(Predicted,Mean Vote),PMV,值是丹麥的范格爾,(,P.O.Fanger,),教授提出的表征人體熱反應(yīng)（冷熱感）的評(píng)價(jià)指標(biāo)，代表了同一環(huán)境中大多數(shù)人的冷熱感覺的平均。,,,該模型提出的指標(biāo)表示大多數(shù)人對(duì)熱環(huán)境的平均投票值，其有七級(jí)感覺，即冷（,-3,）、涼（,-2,）、稍涼（,-

23、1,）、中性（,0,）、稍暖（,1,）、暖（,2,）、熱（,3,）。,,預(yù)測(cè)平均投票數(shù),PMV(Predicted,Mean Vote),,預(yù)測(cè)平均投票數(shù),PMV(Predicted,Mean Vote),,預(yù)測(cè)不滿意百分?jǐn)?shù),PDD(Predicted,Percentage of Dissatisfied,）,PMV,指標(biāo)代表了同一環(huán)境下絕大多數(shù)人的熱感覺，,,但人與人之間存在生理差別，,PMV,指標(biāo)并不一定能夠代表所有人的感覺。因此,Fanger,,又提出了預(yù)測(cè)不滿意百分比,PPD,指標(biāo)來(lái)表示人群對(duì)熱環(huán)境不滿意的百分?jǐn)?shù)，并用概率分析方法，給出了,PMV,與,PPD,之間的定量關(guān)系。,,,PP

24、D = 100-95×exp [-( 0.03353PMV,2,+0.2179)PMV,2,],,,第三節(jié),微氣候環(huán)境對(duì)人的影響,,,1.,高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)人的影響；,,2.,低溫環(huán)境條件對(duì)人的影響；,,3.,衣著的溫度效應(yīng)。,,一、高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)人的影響,,（一）高溫作業(yè)環(huán)境的定義及其分類,,,一般將熱源散熱量大于,84kJ/,（,m,2,·,h,）的環(huán)境叫高溫作業(yè)環(huán)境。,,,高溫作業(yè)環(huán)境有三種基本類型：,,①高溫、強(qiáng)熱輻射作業(yè)，其特點(diǎn)為氣溫高，熱輻射強(qiáng),,度大，相對(duì)濕度較低；,,②高溫、高濕作業(yè)，其特點(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；,,③夏季露天作業(yè)，如農(nóng)民勞動(dòng)、建筑等

25、露天作業(yè)。,,,一、高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)人的影響,高溫作業(yè)環(huán)境條件下，人體耐受度與人體,“,核心,”,溫度有關(guān)。,“,核心,”,溫度低于,38℃,，一般不會(huì)引起熱疲勞。,,,通常用直腸溫度表示人體的,“,核心,”,溫度。,,直腸溫度,=,人腦溫度,=,肝臟溫度,=,右心房溫度,+0.6℃=,口腔溫度,+0.4℃=,腋溫,+1,℃,,。,,,“,核心,”,溫度,t,R,與作業(yè)負(fù)荷,M,的關(guān)系式為：,,,t,R,= 37.0 + 0.0019M,,式中，,t,R,為核心溫度（,℃,）；,M,為作業(yè)負(fù)荷（,W,）。,,一、高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)人的影響,（,二）高溫作業(yè)環(huán)境條件下人體的生理特征,,熱應(yīng)激效應(yīng),,在

26、高溫作業(yè)環(huán)境條件下，人體通過呼吸、出汗及體表血管的擴(kuò)張向外散熱，當(dāng)人體產(chǎn)熱量大于散熱量時(shí)，產(chǎn)生熱積累，呼吸和心跳加快，皮膚表面血管的血流量激烈增加，有時(shí)可達(dá)正常值,7,倍之多，以實(shí)現(xiàn)體溫調(diào)節(jié)，這種現(xiàn)象稱為熱應(yīng)激效應(yīng)。,,,熱衰竭,,熱衰竭是由熱疲勞引起的全身倦怠，食欲不振，體重減少，頭痛、失眠、無(wú)力等癥狀。,持續(xù)的高溫環(huán)境會(huì)使心臟負(fù)擔(dān)加重，脈搏加速，導(dǎo)致熱循環(huán)機(jī)能失調(diào)，長(zhǎng)期接觸高溫的人，其血壓比一般人高。,,熱應(yīng)激現(xiàn)象和發(fā)展過程,,一、高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)人的影響,（三） 高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)人的生理影響,,,①對(duì)消化系統(tǒng)具有抑制作用。,急性胃、腸炎,,②對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有抑制作用。,中暑,,③導(dǎo)致水分和

27、鹽分大量喪失。,心血管疾病,,④高溫及噪聲聯(lián)合作用損傷人的聽力。,,一、高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)人的影響,（四）高溫作業(yè)環(huán)境對(duì)工作效率、事故的影響,,,,科學(xué)家曾對(duì),11,個(gè)行業(yè)近,1300,名在職人員進(jìn)行長(zhǎng)達(dá),5,年的觀察發(fā)現(xiàn)，在高溫高濕氣候下，速記錯(cuò)誤率會(huì)增加,10,倍，人的脾氣會(huì)變得急躁，暴力行為飆升。此外，當(dāng)空氣相對(duì)濕度大于,80,％時(shí)，工傷事故的發(fā)生率會(huì)增加,33,％。,,,,熱環(huán)境與體力勞動(dòng)效率的關(guān)系,,熱環(huán)境與工作差錯(cuò)、作業(yè)事故的關(guān)系,,高溫作業(yè)場(chǎng)所氣象條件的衛(wèi)生學(xué)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn),接觸高溫,,,作業(yè)時(shí)間,/min,WBGT,指數(shù),/,℃,,,,,,,,,,,25~,,26,27~,,28,29~

28、,,30,31~,,32,33~,,34,35~,,36,37~,,38,39~,,40,41~,,42,43~,～,120,Ⅰ,Ⅰ,Ⅰ,Ⅰ,Ⅱ,Ⅱ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅲ,Ⅲ,121,～,240,Ⅰ,Ⅰ,Ⅱ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅳ,,,241,～,360,Ⅱ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅳ,,,,,360,～,Ⅲ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅳ,,,,,,,表,3-9,中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高溫作業(yè)分級(jí),,二、低溫環(huán)境條件對(duì)人的影響,（一）低溫環(huán)境下人的生理反應(yīng),,,,所謂低溫，是指環(huán)境氣溫低于,10℃,為界限，嚴(yán)格地說，對(duì)人體的實(shí)感溫度，還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)時(shí)環(huán)境的空氣濕度、風(fēng)速等綜合因素。,,,在低溫作業(yè)環(huán)境下人體會(huì)經(jīng)歷,低溫適應(yīng)初期和不能適

29、應(yīng)低溫環(huán)境,的兩個(gè)階段：在低溫適應(yīng)初期，人體代謝率增高，心率加快，心臟搏出量增加；當(dāng)人體核心溫度降低之后，心率也隨之減慢，心臟搏出量減少。這實(shí)際上是人體已經(jīng)不能適應(yīng)低溫環(huán)境的信號(hào)。,,,二、低溫環(huán)境條件對(duì)人的影響,人體在低于皮溫的環(huán)境下，皮膚血管收縮，體表溫度降低，使其輻射和對(duì)流散熱達(dá)到最小程度。外界溫度進(jìn)一步下降，肌肉會(huì)因寒冷而劇烈收縮抖動(dòng)，產(chǎn)生,冷應(yīng)激效應(yīng),。人體在嚴(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,凍傷,。進(jìn)一步導(dǎo)致神經(jīng)興奮性與傳導(dǎo)能力減弱，出現(xiàn)痛覺遲鈍和嗜睡狀態(tài)，很多人就是

30、在這種不知不覺的睡眠中被凍死的。,,,人體長(zhǎng)期處于低溫條件，還會(huì)導(dǎo)致循環(huán)血量、白細(xì)胞、血小板減少，血糖降低，血管痙攣，營(yíng)養(yǎng)障礙等癥狀。,,,,二、低溫環(huán)境條件對(duì)人的影響,（二） 低溫環(huán)境對(duì)人體的影響,,低溫環(huán)境對(duì)人體的影響，不僅取決于溫度，還取決于濕度、氣流速度，在低溫高濕條件下，會(huì)引起人體肌肉痛、發(fā)炎，神經(jīng)痛、神經(jīng)炎，腰痛、風(fēng)濕痛,(,風(fēng)濕四?。猴L(fēng)寒濕性關(guān)節(jié)痛、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性脊柱炎,),等各種疾患。,,,在低溫低濕季節(jié)，多種傳染病的發(fā)病率增加，哮喘、支氣管炎、肺炎等疾病也呈高發(fā)趨勢(shì)。此外，低濕度還易造成咽干口燥、口鼻干痛等癥狀，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)流鼻血、嘴唇干裂等?？諝飧稍?/p>

31、還會(huì)使表皮細(xì)胞脫水，皮脂腺分泌減少，角質(zhì)化加快，造成皮膚粗糙、起皺和開裂。,,二、低溫環(huán)境條件對(duì)人的影響,低溫的影響主要不在腦力和神經(jīng)機(jī)能，而在于手指的精細(xì)動(dòng)作。低溫環(huán)境條件下，影響人體四肢的靈活性，特別是影響手的精細(xì)運(yùn)動(dòng)靈巧度和雙手的協(xié)調(diào)動(dòng)作。手的觸覺敏感性的臨界皮溫是,10℃,左右，操作靈巧度的臨界皮膚溫度是,12,～,16℃,之間，長(zhǎng)時(shí)間暴露于,10℃,以下，手的操作效率會(huì)明顯降低。,,,表,3-10,是對(duì)防空兵某型高炮作業(yè)者在不同環(huán)境溫度及持續(xù)時(shí)間下裝填炮彈工作中進(jìn)行精細(xì)作業(yè)的平均操作次數(shù)。,,,二、低溫環(huán)境條件對(duì)人的影響,低溫持續(xù)時(shí)間,/min,實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度,,,,15,℃,~ 16

32、,℃,12,℃,~ 13,℃,7,℃,~ 8,℃,0,15.12,12.31,11.78,10,14.77,11.16,9.97,20,14.81,9.89,8.53,30,14.67,9.47,7.25,40,14.93,9.52,7.18,50,14.89,9.41,7.85,表,3-10,不同低溫環(huán)境不同持續(xù)時(shí)間段每分鐘平均操作次數(shù),,二、低溫環(huán)境條件對(duì)人的影響,,表,3-11,不同操作次數(shù)及實(shí)驗(yàn)時(shí)間下操作錯(cuò)誤率（,%,）,每分鐘,,操作,,次數(shù),實(shí)驗(yàn)時(shí)間,/min,,,,,,,,,,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,20,12.40,14.25,16.37,18.21,20.

33、54,20.62,19.64,19.78,20.01,20.62,30,20.13,23.42,26.21,27.32,27.37,27.42,27.47,27.50,27.43,26.58,,由以上兩表可以看出，作業(yè)時(shí)間越長(zhǎng)、試驗(yàn)環(huán)境溫度越低，作業(yè)者的每分鐘平均操作次數(shù)就越少；每分鐘操作次數(shù)一定，實(shí)驗(yàn)時(shí)間越長(zhǎng)，人的準(zhǔn)確性越差；相同實(shí)驗(yàn)時(shí)間情況下，操作次數(shù)越多，錯(cuò)誤率越高。,,,,,低溫作業(yè)分級(jí),,三、衣著的溫度效應(yīng),衣內(nèi)微氣候,,指衣服與皮膚之間微小空間的溫度、濕度和風(fēng)速的總稱。影響衣內(nèi)微氣候的因素有很多，比如衣服的款式、厚度和面料的特性等。,,,,微氣候冷卻系統(tǒng),,在高溫高濕環(huán)境下的工作人

34、員穿著的密閉式防護(hù)服中必備的服裝系統(tǒng)，其主要功能是吸收人體的熱負(fù)荷，維持體心溫度的恒定，減少熱損傷，以提高人在高熱環(huán)境中的工作效率，延長(zhǎng)工作時(shí)間。,,三、衣著的溫度效應(yīng),保溫力：服裝具有的保溫值或總熱阻。,,服裝穿上人體后，靠近人體的內(nèi)表面和在環(huán)境中的外表面存在溫度差，該差值反映了服裝的保溫性能。服裝的保溫力受服裝的材,料,、結(jié)構(gòu)、服裝款式、環(huán)境溫度、風(fēng)速等影響。,,,保溫功效：服裝在特定條件下的保溫力，或條件改變后保溫力提高或抵御降低的能力,(,或效力,),。,,保溫功效可通過服裝材料自身保溫力、環(huán)境條件的影響力，如防風(fēng)效力、耐低溫效力及空氣層熱阻效力等來(lái)表征。,,,三、衣著的溫度效應(yīng),服裝

35、熱阻 ：描述服裝的保溫作用的量，單位為克羅（,clo,）。,,,1clo,定義為：一個(gè)靜坐者在,21℃,空氣溫度、空氣流速不超過,0.05m/s,，相對(duì)濕度不超過,50%,的環(huán)境中感到舒適所需要的服裝熱阻。,,,著衣指數(shù)：表示為了使人的體表溫度保持恒定或使人體保持舒適狀態(tài)所需衣服的厚度，其單位也為,clo,。著衣指數(shù)共分為,10,級(jí)。,,,服裝熱阻,,著衣指數(shù),表,3-12,著衣指數(shù)的級(jí)別劃分表,,等,,級(jí),指數(shù)范圍,/,clo,對(duì)策建議,-2,,≤-0.3,夏裝：著淺色輕薄透氣的短裝，須使用空調(diào)降溫,-1,-0.3,～,0.0,夏裝：著淺色輕薄透氣的短裝，可使用風(fēng)扇或空調(diào)調(diào)節(jié),0,0.0,～

36、,0.5,夏裝：著短裝如短袖上衣、短褲、短裙、短袖薄,T,恤，可使用風(fēng)扇調(diào)節(jié),1,0.5,～,1.0,夏裝：如襯衣、,T,恤、裙裝；或春秋裝如西服或夾克，內(nèi)著薄襯衣,2,1.0,～,1.5,春秋裝：如西服、夾克內(nèi)著襯衣,3,1.5,～,2.3,春秋裝：如西服、夾克、夾衣、外套，內(nèi)著針織長(zhǎng)袖衫或襯衣加毛衣,4,2.3,～,3.0,早春,/,晚秋裝：如毛衣、外套、西服、夾克、夾衣，內(nèi)著棉毛衫或羊毛衫,5,3.0,～,3.5,初冬裝：如厚外套、大衣、皮夾克，內(nèi)著毛衣加棉毛衫,6,3.5,～,4.5,冬裝：如棉衣、厚大衣、皮夾克、內(nèi)著毛衣加棉毛衫,7,>4.5,冬裝：如厚棉衣、呢大衣、皮夾克、皮褸，內(nèi)

37、著毛衣加棉毛衫,,服裝與舒適熱環(huán)境之間的關(guān)系,舒適熱環(huán)境的感覺與評(píng)價(jià)與衣著厚薄密切相關(guān)，通過大量的測(cè)試與研究，得到服裝與舒適熱環(huán)境感覺關(guān)系：衣著每增加熱阻值,0.1clo,，相當(dāng)于環(huán)境空氣溫度增加,0.6,℃,,，如右圖：,,,一、人居的微氣候環(huán)境的改善,,表,3-13,顯示了氣候?qū)τ诮ㄖ挠绊懀瑥臍夂蛳到y(tǒng)分類可以看出，微氣候?qū)ㄖ挠绊懛秶亲顬榧械?。可以通過改進(jìn)建筑結(jié)構(gòu),、設(shè)備、材料、智能控制系統(tǒng),及其周邊環(huán)境來(lái)改善人居的微氣候環(huán)境。,,第四節(jié),,改善微氣候環(huán)境的措施,氣候系統(tǒng),氣候特征對(duì)建筑影響范圍的尺度,/ km,,時(shí)間范圍,,水平范圍,豎向范圍,,全球性氣候,2000,3,～,10

38、,1,～,6,個(gè)月,地區(qū)性氣候,500,～,1000,1,～,10,1,～,6,個(gè)月,局地,(,地形,),氣候,1,～,10,0.01,～,1,1,～,24 h,微氣候,0.1,～,1,0.1,24 h,表,3-13,氣候?qū)τ诮ㄖ挠绊?,一、人居的微氣候環(huán)境的改善,近年來(lái),,,隨著全球能源的日益緊張，空調(diào)系統(tǒng)這一能耗大戶面臨著巨大的考驗(yàn)，節(jié)能降耗已經(jīng)成為空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的關(guān)鍵。,,根據(jù)估計(jì)，在西方國(guó)家中，建筑能耗占據(jù)的社會(huì)總能耗約為,40%-60%,，而在我國(guó),,,建筑能耗占社會(huì)總能耗的比例也從原有的,25%,向,35%,增加，公共建筑的空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)全年能耗盡占整個(gè)建筑能耗的,50%

39、-60%,，有些地區(qū)甚至達(dá)到,70%,以上，而照明等能耗約為,20%-30%,。,,清華大學(xué)曾經(jīng)對(duì)北京市的,150,棟中高檔寫字樓、商務(wù)樓進(jìn)行調(diào)查研究,“,據(jù)統(tǒng)計(jì)，寫字樓全年耗電量約為,130-195kwh/m,2,，其中空調(diào)占,37%,，照明占,28%,，辦公設(shè)備占,22%,，電梯占,3%,，其他占,10%,。,,二、高溫作業(yè)環(huán)境的改善,（一）生產(chǎn)工藝和技術(shù)措施,,①合理設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝過程； ②屏蔽熱源；,,③降低,濕,度； ④增加氣流速度。,,,（二）保健措施,,①合理供給飲料和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)；② 合理使用勞保用品；,,③進(jìn)行職工適應(yīng)性檢查。,,,（三）生產(chǎn)組織措施

40、,,①,合理安排作業(yè)負(fù)荷,； ②合理安排休息場(chǎng)所；,,③職業(yè)適應(yīng)。,,,案例,目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)中的爆作、火災(zāi)、劇毒化學(xué)物泄漏等災(zāi)難性事故頻發(fā)；恐怖分子利用爆炸、生化毒劑襲擊等各種手段危害公眾安全的威脅增加。消防隊(duì)員等應(yīng)急救險(xiǎn)人員是人民生命財(cái)產(chǎn)的守護(hù)神，保障應(yīng)急救援人員的人身安危成為救援的前提，設(shè)計(jì)開發(fā)耐高溫防護(hù)服、消防服等防護(hù)服裝，提高應(yīng)急救援防護(hù)服的防護(hù)水平就成為關(guān)鍵。,,隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，耐高溫?zé)岱雷o(hù)服的舒適性越來(lái)越得到了人們的重視。人體生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、信息科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)會(huì)促進(jìn)耐高溫?zé)釒追雷o(hù)服的智能化。在研究新型耐高溫防護(hù)服的時(shí)候，充分發(fā)揮新檢測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)處理相結(jié)合的潛力

41、，將催生舒適性更強(qiáng)、防護(hù)性更全面的耐高溫?zé)岱雷o(hù)服。,,空調(diào)服,,,三、低溫作業(yè)環(huán)境的改善,,,（,一,）做好采暖和保暖工作。,,,（,二,）提高作業(yè)負(fù)荷；,,,（,三,）個(gè)體保護(hù)；,,,（,四,）采用熱輻射取暖。,,USB,供電的防寒手套,,,,IT,人士和經(jīng)常與電腦打交道的人看到這個(gè)肯定會(huì)一下子叫出來(lái)，好主意?。∫涝诙烨面I盤是多么痛苦的事，有了這個(gè),USB,加熱手套，再配上兩種溫度調(diào)節(jié)，讓你在冬天里也能夠輕松應(yīng)付繁重工作 。,案例,,謝謝！,,急性胃、腸炎,急性胃炎是一種常見病，主要表現(xiàn)為上腹疼痛、不適，食欲下降，惡心嘔吐，有時(shí)伴腹瀉，嚴(yán)重的急性胃炎還會(huì)引起嘔血、便血等癥狀。,,,人在

42、高溫下，體內(nèi)血液重新分配，引起消化道相對(duì)貧血，由于出汗排出大量氯化物以及大量飲水，致使胃液酸度下降，會(huì)引起食欲不振、消化不良和胃腸疾病的增大。,,,高溫導(dǎo)致食物易變質(zhì)，食入變質(zhì)的食物也是導(dǎo)致急性胃、腸炎的重要原因之一。,,,返回,,,中暑,在高溫環(huán)境中勞動(dòng)和工作，易發(fā)生,中暑,。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明，中暑是中樞神經(jīng)調(diào)節(jié)失常的結(jié)果。當(dāng)外界溫度過高,(,大多數(shù)超過,38℃),，人體通過輻射和對(duì)流散熱發(fā)生障礙，身體只能靠出汗散熱，如果此時(shí)汗的蒸發(fā)亦受影響，散熱有困難，熱便在體內(nèi)積蓄。當(dāng)積蓄的熱量超過人體所能耐受的限度時(shí)，就會(huì)發(fā)生中暑。中暑可分為先兆中暑、輕癥中暑、重癥中暑，而重癥中暑又稱,“,熱射病,”

43、,。,,,所謂,“,熱射病,”,是指，因高溫引起的人體體溫調(diào)節(jié)功能失調(diào)，體內(nèi)熱量過度積蓄，從而引發(fā)神經(jīng)器官受損的疾病。通常發(fā)生在夏季高溫同時(shí)伴有高濕的天氣。這是因?yàn)槌掷m(xù)悶熱會(huì)使人的皮膚散熱功能下降，體內(nèi)熱量不能發(fā)散，集聚在臟器及肌肉組織，進(jìn)而傷害到中樞神經(jīng)?；颊叱霈F(xiàn)高熱、無(wú)汗、口干、昏迷、血壓升高，甚至呼吸衰竭等現(xiàn)象，是中暑中最嚴(yán)重的一種類型,。,,,,,返回,,,心血管疾病,人體長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)受熱，可使下丘腦體溫調(diào)節(jié)功能發(fā)生障礙。由于出汗，大量水分丟失，以至水鹽代謝失衡，血容量減少，機(jī)體熱負(fù)荷過大，加重了心血管負(fù)荷，引起心肌疲勞，數(shù)年后可出現(xiàn)高血壓、心肌受損及其他方面的慢性疾患。,,,常見的心血管疾病主要有：高血壓、冠心病、高血脂、心律失常、心肌疾病、動(dòng)脈硬化、腦血管疾病等。,,,返回,,,冷應(yīng)激現(xiàn)象和發(fā)展過程,,容易發(fā)生凍傷的作業(yè),容易發(fā)生凍傷的作業(yè)，有以下幾種類型：工藝上要求低溫環(huán)境的作業(yè)（冷藏作業(yè)）、冬季在寒冷地區(qū)或極區(qū)從事露天或野外作業(yè)，如建筑、裝卸、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、地質(zhì)勘探、野外考察研究等。,,,我國(guó)東北、華北及西北部分地區(qū)屬于寒區(qū)。其氣候特點(diǎn)是氣溫低、寒期長(zhǎng)、溫差大、寒潮多；雪期長(zhǎng)，積雪深；結(jié)凍期長(zhǎng)，凍土層厚。在這些地區(qū)遇到嚴(yán)寒強(qiáng)風(fēng)潮濕條件，從事露天作業(yè)，尤其是衣服潮濕、饑餓時(shí)易發(fā)生凍傷。,,,,返回,,,