1、第三章第三章 微气候环境微气候环境2021/8/51本章基本要求本章基本要求n了解微气候环境的构成要素，各要素测定方法，微气了解微气候环境的构成要素，各要素测定方法，微气候环境对人的影响的综合性。候环境对人的影响的综合性。n通过人体热平衡方程式掌握人体与外界热交换方式，通过人体热平衡方程式掌握人体与外界热交换方式，各种热交换的影响因素，为维持人体热平衡提供改进各种热交换的影响因素，为维持人体热平衡提供改进方向。方向。n了解人对微气候环境的主观感受，掌握微气候环境的了解人对微气候环境的主观感受，掌握微气候环境的评价方法。评价方法。n掌握特殊环境（高温和低温）对人的影响，及微气候掌握特殊环境（高温
2、和低温）对人的影响，及微气候环境改进措施。环境改进措施。2021/8/52本章主要内容本章主要内容n微气候要素及其相互关系微气候要素及其相互关系n人体的热交换与平衡人体的热交换与平衡n微气候环境对人的影响微气候环境对人的影响n改善微气候环境的措施改善微气候环境的措施2021/8/53第一节第一节 微气候要素及其相互关系微气候要素及其相互关系n微气候是指生产、生活过程中现场所处的局部环境微气候是指生产、生活过程中现场所处的局部环境中的气候状况，包括下列中的气候状况，包括下列4 4个最重要的参数：个最重要的参数：空气温度空气温度 空气湿度空气湿度 气流速度（风速）气流速度（风速）热辐射热辐射n微气
3、候环境直接影响人的情绪、疲劳程度、健康、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。舒适感觉和工作效率。2021/8/54一、空气温度（气温）一、空气温度（气温）n气温：空气的冷热程度。气温：空气的冷热程度。人们生产或生活所处局部环境的气温除受大气温人们生产或生活所处局部环境的气温除受大气温度影响外，还受现场设备、产品、加工零件和原材度影响外，还受现场设备、产品、加工零件和原材料等冷热源和人体散热的影响。料等冷热源和人体散热的影响。n气温通常由干球温度计（寒暑表）测定，称为干球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（温度。气温的标度分摄氏温标
4、（）和华氏温标）和华氏温标（）。两种温标的换算关系为：）。两种温标的换算关系为：（3-1）（3-2）2021/8/55二、空气湿度二、空气湿度n湿度：空气的干湿程度，分为绝对湿度和相对湿度。湿度：空气的干湿程度，分为绝对湿度和相对湿度。(1)(1)绝对湿度绝对湿度:每立方米（每立方米（m m3 3）空气）空气内所含的水汽克数。内所含的水汽克数。(2)(2)相对湿度相对湿度:某气温、压力条件下空气的水汽压强与某气温、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的百分比。相同温度、压力条件下饱和水汽压强的百分比。n生产与生活环境场所的湿度常用相对湿度表示。相对生产与生活环境场所的湿度
5、常用相对湿度表示。相对湿度在湿度在70%70%以上称为高气湿，低于以上称为高气湿，低于30%30%称为低气湿。称为低气湿。n相对湿度可用通风干湿表或干湿球温度计测量。干湿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，干球温度计中，湿球温度计指示的温度叫湿球温度，干球温度计指示的温度叫干球温度，根据湿球温度和干球温度计指示的温度叫干球温度，根据湿球温度和干球温度找出相对湿度。球温度找出相对湿度。2021/8/56二、空气湿度二、空气湿度便携式温湿便携式温湿度计度计1便携式温湿便携式温湿度计度计2图图3-1便携式温湿度计便携式温湿度计 单片机的广泛应用和
6、半导体存储器件单片机的广泛应用和半导体存储器件技术的发展促进了智能湿度测量技术的发展。技术的发展促进了智能湿度测量技术的发展。几种基于半导体温度、湿度传感器，微型计几种基于半导体温度、湿度传感器，微型计算机完成计算，半导体记忆器件存储数据的算机完成计算，半导体记忆器件存储数据的便携式实时测量系统已得到广泛使用。如便便携式实时测量系统已得到广泛使用。如便携式温湿度计（见图携式温湿度计（见图3-13-1）、智能湿度测量）、智能湿度测量仪和单片微机测湿系统。它们都无须人工干仪和单片微机测湿系统。它们都无须人工干预，实时性强，可以处理较多的数据；有的预，实时性强，可以处理较多的数据；有的还可配多种探头
7、以适应不同测量要求，实现还可配多种探头以适应不同测量要求，实现在线数据记录、图形记录等；同时，配备报在线数据记录、图形记录等；同时，配备报警功能以视觉、听觉、电子邮件形式发出报警功能以视觉、听觉、电子邮件形式发出报警信号。警信号。2021/8/57三、气流速度（风速）三、气流速度（风速）n气流速度：空气的流动速度气流速度：空气的流动速度（m/s）。n人类作业或生活起居场所中的气流速度除风力影响外，人类作业或生活起居场所中的气流速度除风力影响外，主要是由于冷热空气对流所致。冷热温差越大，产生主要是由于冷热空气对流所致。冷热温差越大，产生的气流也越大。的气流也越大。n气流速度的大小对人体散热速度产
8、生直接影响，因此气流速度的大小对人体散热速度产生直接影响，因此它是评价微气候条件的主要因素之一。它是评价微气候条件的主要因素之一。2021/8/58三、气流速度（风速）三、气流速度（风速）n测定室内气流速度一般用热球微风仪，这是一种测量测定室内气流速度一般用热球微风仪，这是一种测量低风速（测量范围：低风速（测量范围：0.050.051m/s1m/s）的仪器。如图）的仪器。如图3-23-2、图图3-33-3、图、图3-43-4所示。所示。图图3-4便携式风速仪便携式风速仪图图3-2 电子（热球）微风仪电子（热球）微风仪 图图3-3 手持式风向风速仪手持式风向风速仪 2021/8/59四、热辐射四
9、、热辐射n热辐射：物体在绝对温度大于热辐射：物体在绝对温度大于0K0K时的辐射能量。热辐时的辐射能量。热辐射是一种红外线，它不能加热气体，但能被周围物体射是一种红外线，它不能加热气体，但能被周围物体所吸收而转变成热能，从而使物体升温，成为二次辐所吸收而转变成热能，从而使物体升温，成为二次辐射源。射源。n人体也向外界辐射热量。当周围物体表面温度超过人人体也向外界辐射热量。当周围物体表面温度超过人体表面温度时，周围物体向人体辐射热能使人体受热，体表面温度时，周围物体向人体辐射热能使人体受热，称为正辐射；反之，称为负辐射。称为正辐射；反之，称为负辐射。n热辐射强度：热辐射体单位时间、单位面积上所辐射
10、热辐射强度：热辐射体单位时间、单位面积上所辐射出的热量出的热量（J/cm2min）。2021/8/510四、热辐射四、热辐射n 测量热辐射可用黑球温度计。测量热辐射可用黑球温度计。黑球温度计是一种球形温度计，黑球温度计是一种球形温度计，如图如图3-53-5所示。它是在直径为所示。它是在直径为15.7mm15.7mm的铜制球形表面涂上黑颜色（为无光的铜制球形表面涂上黑颜色（为无光泽黑球），球内插一支水银温度计制泽黑球），球内插一支水银温度计制成。其平均辐射系数为成。其平均辐射系数为0.950.95，铜球越，铜球越薄越好。测量范围为薄越好。测量范围为2020120120，精，精度为度为11。打开热
11、辐射源，黑球温。打开热辐射源，黑球温度上升，关闭热辐射源，黑球温度下度上升，关闭热辐射源，黑球温度下降，其差值为实际辐射温度。降，其差值为实际辐射温度。图图3-5 黑球温度计黑球温度计2021/8/511五、微气候各要素之间的相互关系五、微气候各要素之间的相互关系n在人类作业或起居环境中，气温、湿度、热辐射和气流速度对人在人类作业或起居环境中，气温、湿度、热辐射和气流速度对人体的影响是可以相互替代的。例如：在相同热辐射条件下，下面体的影响是可以相互替代的。例如：在相同热辐射条件下，下面三种不同环境中，人体具有相同的热环境感觉：三种不同环境中，人体具有相同的热环境感觉：气温气温17.7 17.7
12、，相对湿度，相对湿度100%，风速，风速0m/sm/s；气温气温22.4 22.4，相对湿度，相对湿度70%，风速，风速0.5m/sm/s；气温气温25.0 25.0，相对湿度，相对湿度20%，风速，风速2.5m/sm/s；n我们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我们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，称之为微气候指标，其中重要的组合有：空种组合的综合指标，称之为微气候指标，其中重要的组合有：空气温度和周围表面温度；空气温度、周围表面温度和气流速度；气温度和周围表面温度；空气温度、周围表面温度和气流速度；空气温度、周围表面温度、气流速度和相对
13、湿度；空气温度、气空气温度、周围表面温度、气流速度和相对湿度；空气温度、气流速度和相对湿度；空气温度和相对湿度。流速度和相对湿度；空气温度和相对湿度。2021/8/512第二节第二节 人体的热交换与平衡人体的热交换与平衡n人体必须同周围环境之间处于相对稳定的热平衡，人人体必须同周围环境之间处于相对稳定的热平衡，人才能进行正常的生理行为活动，周围环境的温湿度对才能进行正常的生理行为活动，周围环境的温湿度对人体的皮肤温度和核心温度都有较大的影响。人体的皮肤温度和核心温度都有较大的影响。n人体可以看成是一个能够基本保持恒温（人体可以看成是一个能够基本保持恒温（36.536.5）的）的温度自动调节器。
14、人体单位时间向外散发的热量，取温度自动调节器。人体单位时间向外散发的热量，取决于人体外表面与周围环境的四种热交换方式，即对决于人体外表面与周围环境的四种热交换方式，即对流、传导、辐射和蒸发。流、传导、辐射和蒸发。2021/8/513人体热交换方式及其影响因素人体热交换方式及其影响因素n对流，一般指人体将热量传递给（温度较低的）空气，空气流动对流，一般指人体将热量传递给（温度较低的）空气，空气流动将热量带走。取决于气流速度、皮肤表面积、对流传热系数、服装将热量带走。取决于气流速度、皮肤表面积、对流传热系数、服装热阻值、气温及皮肤温度等。当气温达到热阻值、气温及皮肤温度等。当气温达到34.534.
15、5以上，对流基本失以上，对流基本失效。效。n传导，当人体接触低于体温的物体时，热量向外传导。取决于皮传导，当人体接触低于体温的物体时，热量向外传导。取决于皮肤与环境（包括所接触的物体、空气等）的温差以及所接触物体的肤与环境（包括所接触的物体、空气等）的温差以及所接触物体的面积大小及其导热系数。面积大小及其导热系数。n辐射，人体表面向外辐射出波长较长的红外线。取决于人体环境辐射，人体表面向外辐射出波长较长的红外线。取决于人体环境间的温度差、人体表面积、服装热阻值等。间的温度差、人体表面积、服装热阻值等。n蒸发，皮肤表面出汗和由肺部排出水分散热。取决于皮肤表面积、蒸发，皮肤表面出汗和由肺部排出水分
16、散热。取决于皮肤表面积、服装热阻值、蒸发散热系数及相对湿度等。服装热阻值、蒸发散热系数及相对湿度等。2021/8/514几种散热方式的比例几种散热方式的比例n测试条件：春秋季节、轻体力活动，日总排热量测试条件：春秋季节、轻体力活动，日总排热量3000kcal2021/8/515一、人体的基本热平衡方程式一、人体的基本热平衡方程式n人体的热平衡方程为：人体的热平衡方程为：Qs QsQmQmW WQcQcQrQrQkQkQe Qe （3-33-3）式中式中，Qs：人体的热积蓄或热债变化率（：人体的热积蓄或热债变化率（J/m2 h）；QmQm：人体的新陈代谢产热率（人体的新陈代谢产热率（J/m2 h
17、）；W：人体为维持生理活动及肌肉活动所做的功；：人体为维持生理活动及肌肉活动所做的功；Qc：对流换热率；：对流换热率；QrQr：传导换热率；传导换热率；Qk Qk：辐射热传递率；辐射热传递率；Qe Qe：蒸发热传递率；蒸发热传递率；“”表示人体得热，表示人体得热，“”表示人体散热。表示人体散热。Qs人体处于动态热平衡状态人体处于动态热平衡状态Qs产热多于散热，人体体温升高产热多于散热，人体体温升高 Qs散热多于产热，人体体温下降散热多于产热，人体体温下降2021/8/516一、人体的基本热平衡方程式一、人体的基本热平衡方程式2021/8/517人体体温一天的变化人体体温一天的变化2021/8/
18、518人体体温调节过程人体体温调节过程2021/8/519人体体温调节过程人体体温调节过程2021/8/520人体体温调节过程人体体温调节过程2021/8/521二、人体对微气候环境的主观感受二、人体对微气候环境的主观感受n人体对微气候环境的主观感觉，即心理上是否感到满人体对微气候环境的主观感觉，即心理上是否感到满意、舒适，是进行微气候环境评价的重要指标之一。意、舒适，是进行微气候环境评价的重要指标之一。n一般认为，一般认为，“舒适舒适”有两种含义，一种是指人主观感有两种含义，一种是指人主观感到的舒适；另一种是指人体生理上的适宜度。比较常到的舒适；另一种是指人体生理上的适宜度。比较常用的是以人
19、的主观感觉作为标准的舒适度，它往往会用的是以人的主观感觉作为标准的舒适度，它往往会影响到工作效率。影响到工作效率。2021/8/522二、人体对微气候环境的主观感受二、人体对微气候环境的主观感受n1.1.舒适温度及其影响因素舒适温度及其影响因素 在实践中，所谓舒适温度是指某一温度范围而言。在实践中，所谓舒适温度是指某一温度范围而言。生理学上常用的规定是：人坐着休息，穿着薄衣服，无生理学上常用的规定是：人坐着休息，穿着薄衣服，无强迫热对流，未经热习服的人所感到的舒适温度。按照强迫热对流，未经热习服的人所感到的舒适温度。按照这一标准测定的温度一般是这一标准测定的温度一般是 2121 3 3。n影响
20、舒适温度的因素很多，主要有：影响舒适温度的因素很多，主要有：季节。舒适温度在夏季偏高，冬季偏低。季节。舒适温度在夏季偏高，冬季偏低。劳动条件。表劳动条件。表3-13-1为在室内湿度为为在室内湿度为5050，某些劳动的舒，某些劳动的舒适温度指标。适温度指标。衣服。穿厚衣服对环境舒适温度的要求较低。衣服。穿厚衣服对环境舒适温度的要求较低。2021/8/523二、人体对微气候环境的主观感受二、人体对微气候环境的主观感受 地域。人由于在不同地区的冷热环境中长期生活和地域。人由于在不同地区的冷热环境中长期生活和工作，对环境温度习服不同。习服条件不同的人，对工作，对环境温度习服不同。习服条件不同的人，对舒
21、适温度的要求也不同。舒适温度的要求也不同。性别、年龄等。女子的舒适温度比男子高性别、年龄等。女子的舒适温度比男子高0.550.55；4040岁以上的人比青年人约高岁以上的人比青年人约高0.550.55。作业姿势作业姿势作业性质作业性质工作举例工作举例舒适温度舒适温度/坐姿坐姿坐姿坐姿站姿站姿站姿站姿站姿站姿脑力劳动脑力劳动轻体力劳动轻体力劳动轻体力劳动轻体力劳动重体力劳动重体力劳动很重体力劳动很重体力劳动办公室、调度台办公室、调度台操纵，小零件分类操纵，小零件分类车工、铣工车工、铣工沉重零件安装沉重零件安装伐木伐木18241823172215211420表表3-1 3-1 不同劳动条件下的舒适
22、温度指标不同劳动条件下的舒适温度指标2021/8/524二、人体对微气候环境的主观感受二、人体对微气候环境的主观感受n2.2.舒适湿度舒适湿度 舒适的湿度一般为舒适的湿度一般为40406060。不同的空气湿度下，人的感。不同的空气湿度下，人的感觉不同，特别是在高温、高湿的空气下对人的感觉和工作效率的觉不同，特别是在高温、高湿的空气下对人的感觉和工作效率的消极影响极大。消极影响极大。据实验，在相当干燥的空气中，健康人能在据实验，在相当干燥的空气中，健康人能在5050的高温中呆的高温中呆上两个小时，在上两个小时，在7070的高温中能呆上的高温中能呆上1515分钟，在分钟，在100100的高温中呆的
23、高温中呆上上1 1分钟，而不受任何损害。但如果在分钟，而不受任何损害。但如果在4545的湿空气中呆上的湿空气中呆上1 1小时，小时，就会发生中暑昏迷。当气温和湿度达到某一界限时，人体的热量就会发生中暑昏迷。当气温和湿度达到某一界限时，人体的热量散不出去，体温就要升高，以致超过人的忍耐极限，便会造成死散不出去，体温就要升高，以致超过人的忍耐极限，便会造成死亡事故。亡事故。2021/8/525二、人体对微气候环境的主观感受二、人体对微气候环境的主观感受n3.3.舒适的风速舒适的风速 在工作人数不多的房间里，空气的最佳速度为在工作人数不多的房间里，空气的最佳速度为0.3 m/s0.3 m/s；而在拥
24、挤的房间里为；而在拥挤的房间里为0.4 m/s0.4 m/s。室内温度。室内温度和湿度很高时，空气流速最好是和湿度很高时，空气流速最好是l l2m/s2m/s。我国采暖通风和空调设计规范中规定的工作场我国采暖通风和空调设计规范中规定的工作场所风速如表所风速如表3-23-2所示。所示。2021/8/526三、微气候环境的综合评价三、微气候环境的综合评价 n研究微气候对人体的影响，不能仅考虑某个因素，因研究微气候对人体的影响，不能仅考虑某个因素，因为构成微气候环境的各要素之间是相互作用，相互影为构成微气候环境的各要素之间是相互作用，相互影响的。人进入作业或生活场所时，要受温度、湿度、响的。人进入作
25、业或生活场所时，要受温度、湿度、风速和热辐射等多种因素的综合影响。因此，应综合风速和热辐射等多种因素的综合影响。因此，应综合评价微气候环境。评价微气候环境。n三种评价微气候环境的方法：三种评价微气候环境的方法：1.1.不舒适指数；不舒适指数；2.2.有效温度（感觉温度）；有效温度（感觉温度）；3.3.三球温度指数（三球温度指数（WBGTWBGT）。）。2021/8/527不舒适指数不舒适指数n以人体对温度和湿度的感觉为例，舒伯特和希尔经过大量研究证以人体对温度和湿度的感觉为例，舒伯特和希尔经过大量研究证明，最合适的湿度明，最合适的湿度(H(H，%)%)与气温（与气温（t t，）的关系为：）的关
26、系为：H=188 H=1887.2t 7.2t （12.212.2t t26 26）例如，室温例如，室温t t2020时，湿度时，湿度H=188H=1887.27.220204444，即，即4444。n针对这个情况，有人提出了一个不舒适指数针对这个情况，有人提出了一个不舒适指数DIDI来综合表征人体对来综合表征人体对温度湿度环境的感觉。温度湿度环境的感觉。DI DI（t td d t tw w）0.72 0.7240.6 40.6 式中，式中，t td d为干球温度（为干球温度（）；）；t tw w为湿球温度（为湿球温度（）。）。n不舒适指数不足之处是没有考虑风速。不舒适指数不足之处是没有考虑
27、风速。2021/8/528n据实验研究表明，生活在不同国家、不同地区的人们感到舒适据实验研究表明，生活在不同国家、不同地区的人们感到舒适的气候条件也有所区别，当不舒适指数在的气候条件也有所区别，当不舒适指数在7070附近时，人感觉比附近时，人感觉比较舒适。表较舒适。表3-3 3-3 所示为美国人和日本人对不同的不舒适指数的所示为美国人和日本人对不同的不舒适指数的不适主诉率。不适主诉率。不舒适指数不舒适指数不适指数不适指数不适主诉率不适主诉率%美国人美国人日本人日本人707579861050100难以忍受难以忍受353670100表表3-3 不同国家对不适指数的不适主诉率不同国家对不适指数的不适
28、主诉率2021/8/529有效温度有效温度n有效温度是指根据人体在微气候环境下，具有同等主有效温度是指根据人体在微气候环境下，具有同等主诉温热感觉的最低气流速度和气温的等效温标。它是诉温热感觉的最低气流速度和气温的等效温标。它是根据人的主诉温度感受所制订的经验性温度指标。根据人的主诉温度感受所制订的经验性温度指标。n前人（前人（C CP PYaglouYaglou）以干球温度、湿球温度、气流）以干球温度、湿球温度、气流速度为参数，进行了大量实验，绘制成有效温度图。速度为参数，进行了大量实验，绘制成有效温度图。只要测出干球温度、湿球温度和气流速度，就可以求只要测出干球温度、湿球温度和气流速度，就
29、可以求出有效温度。出有效温度。2021/8/530图图3-6 有效温度图有效温度图26.6 2021/8/531有效温度有效温度n有效温度对人感觉及工作有效温度对人感觉及工作效率的影响，如图效率的影响，如图3-73-7所所示：有效温度高时，人的示：有效温度高时，人的判断力减退，当有效温度判断力减退，当有效温度超过超过3232时，作业者读取时，作业者读取误差增加，到误差增加，到3535左右时，左右时，误差会增加误差会增加4 4倍以上。倍以上。n表表3-43-4介绍了有效温度对介绍了有效温度对人体热感觉的影响。人体热感觉的影响。图图3-7 操作误差与有效温度操作误差与有效温度2021/8/532有
30、效温度值有效温度值/热感觉热感觉生理学作用生理学作用机体反应机体反应41414040很热很热强烈的热应力影响出汗和血液循环强烈的热应力影响出汗和血液循环受到极大的热打击受到极大的热打击*，危险，危险妨碍心脏血管的血液循环妨碍心脏血管的血液循环3535热热3030暖和暖和以出汗方式进行正常的温度调节以出汗方式进行正常的温度调节2525舒适舒适靠肌肉的血液循环来调节靠肌肉的血液循环来调节正常正常2020凉快凉快利用衣服加强显热散热调节作用利用衣服加强显热散热调节作用正常正常1515冷冷鼻子和手的血管收缩鼻子和手的血管收缩粘膜、皮肤干燥粘膜、皮肤干燥1010很冷很冷肌肉疼痛，妨碍表皮的血液循环肌肉疼
31、痛，妨碍表皮的血液循环表表3-4 有效温度对人体热感觉的影响有效温度对人体热感觉的影响*热打击（出现威胁生命的突发事件，身体本身不能充分凉下来）热打击（出现威胁生命的突发事件，身体本身不能充分凉下来）2021/8/533有效温度有效温度n人体对微气候环境的主观感觉，除与上述环境条件有人体对微气候环境的主观感觉，除与上述环境条件有关外还与人体的作业种类、作业负荷及着装等因素有关外还与人体的作业种类、作业负荷及着装等因素有关。关。作业种类作业种类脑力作业脑力作业轻作业轻作业体力作业体力作业舒适温度舒适温度/不舒适温度不舒适温度/15.515.518.318.326.726.712.712.718.
32、918.923.923.9101016.916.921.121.123.923.9表表3-5 不同作业的有效温度不同作业的有效温度 2021/8/534三球温度指数（三球温度指数（WBGTWBGT）n三球温度指数也称为湿球黑球温度，是综合考虑了干球温度、三球温度指数也称为湿球黑球温度，是综合考虑了干球温度、相对湿度、平均辐射温度和风速等相对湿度、平均辐射温度和风速等4 4个环境因素的综合温标，也个环境因素的综合温标，也是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量。是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参量。nWBGTWBGT指数计算要考虑不同的气候条件。室内外无太阳辐射时，指数计算要考虑
33、不同的气候条件。室内外无太阳辐射时，采用自然湿球温度采用自然湿球温度(WB)(WB)和黑球温度和黑球温度(GT)(GT)计算，室外有太阳辐射计算，室外有太阳辐射时要把干球温度时要把干球温度(DT)(DT)考虑进去。其计算公式如下：考虑进去。其计算公式如下：室内外无太阳辐射时室内外无太阳辐射时(室内、阴天或夜间室内、阴天或夜间)WBGT=0.7WB+0.3GT WBGT=0.7WB+0.3GT 室外有太阳辐射时室外有太阳辐射时 WBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DTWBGT=0.7WB+0.2GT+0.1DT2021/8/535三球温度指数（三球温度指数（WBGTWBGT）n表表3-63-
34、6为美国工业卫生委员会推荐的各种不同的劳动为美国工业卫生委员会推荐的各种不同的劳动休息制度的三球温度指数阈值，该种方法比较直观，休息制度的三球温度指数阈值，该种方法比较直观，应用起来比较方便。应用起来比较方便。作业种类作业种类轻劳动轻劳动中等劳动中等劳动重劳动重劳动持续劳动持续劳动75%劳动，劳动，25%休息休息50%劳动，劳动，50%休息休息25%劳动，劳动，75%休息休息3030.631.432.226.728.029.431.125.025.927.930.0 表表3-6 允许接触高温的阈值允许接触高温的阈值/2021/8/536三球温度指数（三球温度指数（WBGTWBGT）n目前，我国
35、也制定了运用目前，我国也制定了运用WBGTWBGT指数对作业人员热负荷指数对作业人员热负荷进行评价的标准（进行评价的标准（GBGBT172441998T172441998）。该标准由中）。该标准由中国国家技术监督局于国国家技术监督局于19981998年年3 3月月1010日批准、日批准、19981998年年1010月月1 1日正式实施。日正式实施。n该标准以工人该标准以工人8 8小时工作日平均能量代谢率为基础进行小时工作日平均能量代谢率为基础进行劳动强度的等级划分，然后给出了不同劳动强度下，劳动强度的等级划分，然后给出了不同劳动强度下，人体各种感觉状态（好，中、差、很差）的人体各种感觉状态（好
36、，中、差、很差）的WBGTWBGT指数指数值。具体请参阅标准。值。具体请参阅标准。2021/8/537平均能平均能量代谢量代谢率等级率等级WBGTWBGT指数指数/好好中中差差很差很差0 033333434353535351 130303131323232322 228282929303030303 326262727282828284 42525262627272727 注：表中注：表中“好好”级的级的WBGTWBGT指数值是以最高肛温不超过指数值是以最高肛温不超过3838为为限。限。表表3-7 3-7 WBGTWBGT指数评价标准指数评价标准2021/8/538预测平均投票数预测平均投票数
37、 PMV(Predicted Mean Vote)nPMV值是丹麦的范格尔值是丹麦的范格尔(P.O.Fanger)教授提出的表教授提出的表征人体热反应（冷热感）的评价指标，代表了同一环征人体热反应（冷热感）的评价指标，代表了同一环境中大多数人的冷热感觉的平均。境中大多数人的冷热感觉的平均。n该模型提出的指标表示大多数人对热环境的平均投票该模型提出的指标表示大多数人对热环境的平均投票值，其有七级感觉，即冷（值，其有七级感觉，即冷（-3）、凉（）、凉（-2）、稍凉）、稍凉（-1）、中性（）、中性（0）、稍暖（）、稍暖（1）、暖（）、暖（2）、热）、热（3）。）。2021/8/539预测平均投票数预
38、测平均投票数 PMV(Predicted Mean Vote)2021/8/540预测平均投票数预测平均投票数 PMV(Predicted Mean Vote)2021/8/541预测不满意百分数预测不满意百分数 PDD(Predicted Percentage of Dissatisfied）nPMV 指标代表了同一环境下绝大多数人的热感觉，指标代表了同一环境下绝大多数人的热感觉，但人与人之间存在生理差别，但人与人之间存在生理差别，PMV 指标并不一定能指标并不一定能够代表所有人的感觉。因此够代表所有人的感觉。因此Fanger 又提出了预测不又提出了预测不满意百分比满意百分比PPD 指标来表
39、示人群对热环境不满意的指标来表示人群对热环境不满意的百分数，并用概率分析方法，给出了百分数，并用概率分析方法，给出了PMV 与与PPD 之间的定量关系。之间的定量关系。nPPD=100-95exp-(0.03353PMV2+0.2179)PMV2 2021/8/542第三节第三节 微气候环境对人的影响微气候环境对人的影响 1.1.高温作业环境对人的影响；高温作业环境对人的影响；2.2.低温环境条件对人的影响；低温环境条件对人的影响；3.3.衣着的温度效应。衣着的温度效应。2021/8/543一、高温作业环境对人的影响一、高温作业环境对人的影响 n（一）高温作业环境的定义及其分类（一）高温作业环
40、境的定义及其分类n一般将热源散热量大于一般将热源散热量大于84kJ/84kJ/（m m2 2hh）的环境叫高温）的环境叫高温作业环境。作业环境。n高温作业环境有三种基本类型：高温作业环境有三种基本类型：高温、强热辐射作业，其特点为气温高，热辐射强高温、强热辐射作业，其特点为气温高，热辐射强 度大，相对湿度较低；度大，相对湿度较低；高温、高湿作业，其特点为气温高、湿度大，如果高温、高湿作业，其特点为气温高、湿度大，如果 通风不良就会形成湿热环境；通风不良就会形成湿热环境；夏季露天作业，如农民劳动、建筑等露天作业。夏季露天作业，如农民劳动、建筑等露天作业。2021/8/5442021/8/545一
41、、高温作业环境对人的影响一、高温作业环境对人的影响n高温作业环境条件下，人体耐受度与人体高温作业环境条件下，人体耐受度与人体“核心核心”温温度有关。度有关。“核心核心”温度低于温度低于3838，一般不会引起热疲，一般不会引起热疲劳。劳。n通常用直肠温度表示人体的通常用直肠温度表示人体的“核心核心”温度。温度。直肠温度直肠温度=人脑温度人脑温度=肝脏温度肝脏温度=右心房温度右心房温度+0.6=+0.6=口口腔温度腔温度+0.4=+0.4=腋温腋温+1+1。n“核心核心”温度温度t tR R与作业负荷与作业负荷M M的关系式为：的关系式为：t tR R=37.0+0.0019M =37.0+0.0
42、019M 式中，式中，t tR R为核心温度（为核心温度（）；）；M M为作业负荷（为作业负荷（W W）。）。2021/8/546一、高温作业环境对人的影响一、高温作业环境对人的影响n（二）高温作业环境条件下人体的生理特征二）高温作业环境条件下人体的生理特征n热应激效应热应激效应 在高温作业环境条件下，人体通过呼吸、出汗及体表血管的在高温作业环境条件下，人体通过呼吸、出汗及体表血管的扩张向外散热，当人体产热量大于散热量时，产生热积累，呼吸扩张向外散热，当人体产热量大于散热量时，产生热积累，呼吸和心跳加快，皮肤表面血管的血流量激烈增加，有时可达正常值和心跳加快，皮肤表面血管的血流量激烈增加，有时
43、可达正常值7 7倍之多，以实现体温调节，这种现象称为热应激效应。倍之多，以实现体温调节，这种现象称为热应激效应。n热衰竭热衰竭 热衰竭是由热疲劳引起的全身倦怠，食欲不振，体重减少，头热衰竭是由热疲劳引起的全身倦怠，食欲不振，体重减少，头痛、失眠、无力等症状。持续的高温环境会使心脏负担加重，脉痛、失眠、无力等症状。持续的高温环境会使心脏负担加重，脉搏加速，导致热循环机能失调，长期接触高温的人，其血压比一搏加速，导致热循环机能失调，长期接触高温的人，其血压比一般人高。般人高。2021/8/547热应激现象和发展过程热应激现象和发展过程2021/8/548一、高温作业环境对人的影响一、高温作业环境对
44、人的影响n（三）（三）高温作业环境对人的生理影响高温作业环境对人的生理影响 对消化系统具有抑制作用。对消化系统具有抑制作用。急性胃、肠炎急性胃、肠炎 对中枢神经系统具有抑制作用。对中枢神经系统具有抑制作用。中暑中暑 导致水分和盐分大量丧失。导致水分和盐分大量丧失。心血管疾病心血管疾病 高温及噪声联合作用损伤人的听力。高温及噪声联合作用损伤人的听力。2021/8/549一、高温作业环境对人的影响一、高温作业环境对人的影响n（四）高温作业环境对工作效率、事故的影响（四）高温作业环境对工作效率、事故的影响 科学家曾对科学家曾对11个行业近个行业近1300名在职人员进行长达名在职人员进行长达5年的观察
45、发现，在高温高湿气候下，速记错误率会增加年的观察发现，在高温高湿气候下，速记错误率会增加10倍，人的脾气会变得急躁，暴力行为飙升。此外，当倍，人的脾气会变得急躁，暴力行为飙升。此外，当空气相对湿度大于空气相对湿度大于80时，工伤事故的发生率会增加时，工伤事故的发生率会增加33。2021/8/550热环境与体力劳动效率的关系热环境与体力劳动效率的关系2021/8/551热环境与工作差错、作业事故的关系热环境与工作差错、作业事故的关系2021/8/552高温作业场所气象条件的卫生学评级标准高温作业场所气象条件的卫生学评级标准接触高温接触高温 作业时间作业时间/minWBGT指数指数/25 2627
46、 2829 3031 3233 3435363738394041 4243120121240241360360表表3-9 中华人民共和国国家标准高温作业分级中华人民共和国国家标准高温作业分级2021/8/553二、低温环境条件对人的影响二、低温环境条件对人的影响n（一）低温环境下人的生理反应（一）低温环境下人的生理反应 n所谓低温，是指环境气温低于所谓低温，是指环境气温低于10为界限，严格地说，为界限，严格地说，对人体的实感温度，还应当考虑当时环境的空气湿度、对人体的实感温度，还应当考虑当时环境的空气湿度、风速等综合因素。风速等综合因素。n在低温作业环境下人体会经历在低温作业环境下人体会经历低
47、温适应初期和不能适低温适应初期和不能适应低温环境应低温环境的两个阶段：在低温适应初期，人体代谢的两个阶段：在低温适应初期，人体代谢率增高，心率加快，心脏搏出量增加；当人体核心温率增高，心率加快，心脏搏出量增加；当人体核心温度降低之后，心率也随之减慢，心脏搏出量减少。这度降低之后，心率也随之减慢，心脏搏出量减少。这实际上是人体已经不能适应低温环境的信号。实际上是人体已经不能适应低温环境的信号。2021/8/554二、低温环境条件对人的影响二、低温环境条件对人的影响n人体在低于皮温的环境下，皮肤血管收缩，体表温度降低，使其人体在低于皮温的环境下，皮肤血管收缩，体表温度降低，使其辐射和对流散热达到最
48、小程度。外界温度进一步下降，肌肉会因辐射和对流散热达到最小程度。外界温度进一步下降，肌肉会因寒冷而剧烈收缩抖动，产生寒冷而剧烈收缩抖动，产生 冷应激效应冷应激效应。人体在严重的冷暴露。人体在严重的冷暴露中，皮肤血管处于极度的收缩状态，流至体表的血流量显著下降中，皮肤血管处于极度的收缩状态，流至体表的血流量显著下降或完全停滞，当局部温度降至组织冰点（或完全停滞，当局部温度降至组织冰点（-5-5）以下时，组织就）以下时，组织就发生冻结，造成局部发生冻结，造成局部冻伤冻伤。进一步导致神经兴奋性与传导能力减。进一步导致神经兴奋性与传导能力减弱，出现痛觉迟钝和嗜睡状态，很多人就是在这种不知不觉的睡弱，出
49、现痛觉迟钝和嗜睡状态，很多人就是在这种不知不觉的睡眠中被冻死的。眠中被冻死的。n人体长期处于低温条件，还会导致循环血量、白细胞、血小板减人体长期处于低温条件，还会导致循环血量、白细胞、血小板减少，血糖降低，血管痉挛，营养障碍等症状。少，血糖降低，血管痉挛，营养障碍等症状。2021/8/555二、低温环境条件对人的影响二、低温环境条件对人的影响n（二）（二）低温环境对人体的影响低温环境对人体的影响n低温环境对人体的影响，不仅取决于温度，还取决于低温环境对人体的影响，不仅取决于温度，还取决于湿度、气流速度，在低温高湿条件下，会引起人体肌湿度、气流速度，在低温高湿条件下，会引起人体肌肉痛、发炎，神经
50、痛、神经炎，腰痛、风湿痛肉痛、发炎，神经痛、神经炎，腰痛、风湿痛(风湿四风湿四病：风寒湿性关节痛、风湿性关节炎、类风湿性关节病：风寒湿性关节痛、风湿性关节炎、类风湿性关节炎、强直性脊柱炎炎、强直性脊柱炎)等各种疾患。等各种疾患。n在低温低湿季节，多种传染病的发病率增加，哮喘、在低温低湿季节，多种传染病的发病率增加，哮喘、支气管炎、肺炎等疾病也呈高发趋势。此外，低湿度支气管炎、肺炎等疾病也呈高发趋势。此外，低湿度还易造成咽干口燥、口鼻干痛等症状，严重时还会出还易造成咽干口燥、口鼻干痛等症状，严重时还会出现流鼻血、嘴唇干裂等。空气干燥还会使表皮细胞脱现流鼻血、嘴唇干裂等。空气干燥还会使表皮细胞脱水
