高温高湿低氧环境下人体热耐受性研究

论文摘要

随着社会的进步,人们对作业安全越加关注,其中,高温高湿作业环境更引起了人们的广泛重视。研究高温高湿环境下,人体的生理、心理等指标变化趋势,寻找有效的评价方法对人体热状态评估,完善现有标准体系,从而预防和减少热接触对人体的危害,是该领域研究的热点问题。而随着低氧区域高温高湿环境条件不断出现,研究在低氧区域高温高湿环境条件下的人体热耐受性特点,及对热耐受性进行评价的标准具有十分重要的科学与现实意义。本文通过大规模样本试验研究,对高温高湿低氧环境下人体耐受能力及其评价方法进行探索性研究。通过建立高温高湿低氧环境试验舱。舱内干球温度34~42℃,相对湿度50%~100%,氧气体积分数13.1%~21%。并进行相关试验研究,建立起人体耐热极限时长与WBGT值、氧气体积分数和不同劳动强度之间的数学模型,用来预测人体在高温高湿低氧接触条件下的热耐受极限时间。通过试验,得出人体在热接触过程中生理指标、心理指标和认知特性指标的变化趋势;确定人体极限热耐受时长及达到热耐受极限时的相关指标参数值;分析不同环境参数对人体热耐受性的影响程度。得出相应的热耐受极限评价指标,进而评价人体在此类环境下的热耐受性。根据高温高湿低氧环境,对热评价指标PHSI进行完善。得到了不同氧气体积分数下PHSI值下的热接触危险区及安全区范围。结合人体行为功能指标和体能指标,得到高温高湿低氧环境下的工效水平指标,并依据环境划分出4类工效水平范围,为不同作业要求提供参考,完善预警系统,提高作业的安全性和有效性。从而对指导我国制定出合理的安全生产标准提供数据支持。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 高温高湿环境概念
• 1.1.2 高温高湿环境对人体的危害
• 1.1.3 低氧环境的概念
• 1.1.4 低氧对人体的危害
• 1.1.5 高温高湿低氧环境概念
• 1.1.6 高温高湿低氧环境对人体的危害
• 1.2 研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 主要研究内容和创新点
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 创新点
• 第二章 热湿及氧交换机理
• 2.1 氧的交换
• 2.1.1 大气中的氧
• 2.1.2 人体氧交换
• 2.1.3 氧债及其补偿
• 2.2 缺氧的典型症状及改善措施
• 2.2.1 缺氧的典型症状
• 2.2.2 改善措施
• 2.3 人体的热湿交换
• 2.3.1 人体的热调节系统
• 2.4 人体的热平衡
• 2.4.1 热平衡方程
• 2.4.2 人体能量代谢率
• 2.4.3 人体所作机械功
• 2.4.4 辐射传热量
• 2.4.5 对流传热量
• 2.4.6 蒸发传热量
• 2.4.7 导热传热量
• 2.4.8 人体与外界换热的影响因素
• 2.5 人体热应激典型症状及改善措施
• 2.5.1 典型症状
• 2.5.2 改善措施
• 第三章 极端环境下人体评价方法研究
• 3.1 热力学评价指标
• 3.1.1 干球温度
• 3.1.2 湿球温度
• 3.2 理论经验指标
• 3.2.1 操作温度
• 3.2.2 有效温度
• 3.2.3 湿球黑球温度（WBGT）
• 3.2.4 热应力指数（HSI）
• 3.3 生理学指标
• 3.3.1 核心温度
• 3.3.2 皮肤温度
• 3.3.3 心率
• 3.3.4 失水量
• 3.3.5 血压
• 3.4 心理学指标
• 3.4.1 情感状态特征表（POMS）
• 3.4.2 状态特质焦虑问卷（STAI）
• 3.5 特征指标
• 3.5.1 简单反应时
• 3.5.2 注意力
• 3.5.3 记忆力
• 3.5.4 作业能力
• 3.6 指标的分析选择
• 第四章 高温高湿低氧环境对人体影响试验研究
• 4.1 试验环境介绍
• 4.1.1 高温高湿环境的创建
• 4.1.2 低氧的实现
• 4.1.3 二氧化碳的去除
• 4.1.4 环境舱结构布置及设备
• 4.2 试验方案
• 4.2.1 试验样本的选择
• 4.2.2 温湿度的测点布置
• 4.2.3 劳动强度的确定
• 4.3 试验过程
• 4.4 试验结果分析
• 4.4.1 人体耐受力评价
• 4.4.2 高温高湿低氧环境对口腔温度的影响
• 4.4.3 口腔温度恢复情况
• 4.4.4 高温高湿低氧环境对皮肤温度的影响
• 4.4.5 高温高湿低氧环境对心率的影响
• 4.4.6 高温高湿低氧环境对血压的影响
• 4.5 心理学指标分析
• 4.6 认知特征指标分析
• 4.6.1 高温高湿低氧对注意力的影响
• 4.6.2 高温高湿低氧对记忆力的影响
• 4.6.3 高温高湿低氧对反应时间的影响
• 第五章 新评价指标的完善研究
• 5.1 PHSI 指标
• 5.1.1 PHSI 指标概念
• 5.1.2 不同氧气体积分数下的PHSI 值
• 5.1.3 PHSI 指标下的安全区
• 5.2 工效水平指标
• 5.2.1 限值的概念
• 5.2.2 行为功能指标和体能的变化
• 5.2.3 工效水平指标建立
• 5.3 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 1. 注意力测试界面
• 2. 记忆力测试界面
• 3. 视简单反应速度测试界面
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢