高溫環(huán)境熱安全評(píng)價(jià)基于熱應(yīng)力指標(biāo)的高溫環(huán)境熱安全評(píng)價(jià)

應(yīng)用環(huán)境的熱應(yīng)力指標(biāo)評(píng)價(jià)人體安全狀態(tài)，主要是依據(jù)測得的熱應(yīng)力指標(biāo)直接評(píng)價(jià)或間接評(píng)價(jià)人體可能的熱危害。近年來，國際上發(fā)展出許多評(píng)價(jià)熱應(yīng)力或人體熱耐受能力的指標(biāo)，主要有：

1. 直接指標(biāo)：干球溫度、濕球溫度、濕球黑球溫度、黑球溫度所對(duì)應(yīng)濕球溫度、黑球溫度所對(duì)應(yīng)濕球溫度。

2. 經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)：有效溫度、環(huán)境應(yīng)力指標(biāo)等。

理論指標(biāo)：操作溫度、熱應(yīng)力指標(biāo)、皮膚濕潤度、必須出汗率、預(yù)測熱應(yīng)激等。

此外，也有一些學(xué)者提出根據(jù)人體生理參數(shù)變化來評(píng)估熱應(yīng)力等級(jí)，這些生理參數(shù)指標(biāo)主要包括：體溫、出汗量、皮膚溫度、血液水分含量、工作及恢復(fù)期心率等。除了這些指標(biāo)之外，國際上還在此基礎(chǔ)上制定出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如基于WBGT的ISO 7243、基于生理學(xué)指標(biāo)的ISO 9886。同時(shí)還有一些相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，如熱環(huán)境儀器及檢測方法標(biāo)準(zhǔn)ISO 7726、評(píng)價(jià)新陳代謝產(chǎn)熱的熱環(huán)境工效學(xué)ISO 8996、衡量衣服熱阻的ISO 9920。

應(yīng)用熱應(yīng)力指標(biāo)評(píng)價(jià)人體安全狀態(tài)在數(shù)據(jù)獲取與使用方面都比較簡單，但由于其依據(jù)環(huán)境熱物理參量直接或間接評(píng)價(jià)環(huán)境的熱應(yīng)力，進(jìn)而對(duì)人體安全進(jìn)行評(píng)價(jià)，而不是根據(jù)人體的熱生理指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，所以準(zhǔn)確性有限。

通過將真人置于模擬環(huán)境的實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中的人體生理指標(biāo)的變化直接評(píng)價(jià)人體安全狀態(tài)，是早期進(jìn)行熱環(huán)境中人體安全狀態(tài)的重要研究方向。

在國內(nèi)，周青等研究高溫高濕環(huán)境下運(yùn)動(dòng)對(duì)人體相關(guān)生理指標(biāo)的影響情況，發(fā)現(xiàn)新老戰(zhàn)士由于在此環(huán)境下生活時(shí)間長短不同，因而出現(xiàn)的難耐受和適應(yīng)情況不同。孫麗婧對(duì)高溫高濕環(huán)境中工作個(gè)體的耐熱反應(yīng)、生理指標(biāo)及其他環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行了測量及分析，得出不同空氣溫度、濕度條件下人體耐熱極限的各種生理指標(biāo)值。劉曉林測量了高溫高濕低氧環(huán)境下勞動(dòng)人員的口腔溫度、心率、收縮壓和舒張壓4個(gè)生理因素，研究試驗(yàn)中不同生理因素的變化及相應(yīng)的人體忍耐極限。

通過真人實(shí)驗(yàn)研究熱環(huán)境下的人體安全，雖然能得到熱環(huán)境下人體生理指標(biāo)的真實(shí)結(jié)果，但也有較大的局限性。由于人體個(gè)體生理差異客觀存在，要得到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的比較準(zhǔn)確的生理指標(biāo)值，就需要較大的樣本量，同時(shí)為保證實(shí)驗(yàn)個(gè)體的安全，實(shí)驗(yàn)艙所設(shè)置的熱物理參數(shù)不能過高或過低，人體在艙內(nèi)的時(shí)間也不能過長。以上這些原因使得真人實(shí)驗(yàn)的人力、物力、資金投入變得巨大，限制了真人實(shí)驗(yàn)方法的發(fā)展。

對(duì)于高溫環(huán)境著防護(hù)服的人體熱傷害研究，單純的數(shù)學(xué)建模其準(zhǔn)確性需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，而高溫下用真人實(shí)驗(yàn)很難保證安全性。因此，有學(xué)者開發(fā)出了暖體假人用于這一問題的研究。暖體假人作為一種通用的儀器設(shè)備，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于紡織、職業(yè)健康、環(huán)境、消防、石油、交通安全、航空航天等領(lǐng)域。暖體假人在身體軀段的數(shù)量、尺寸、外形、控制模式、呼吸、出汗、運(yùn)動(dòng)等生理調(diào)節(jié)模式等方面，高溫環(huán)境下人體出汗對(duì)所受傷害的影響研究具有很好的適應(yīng)性。高溫下的熱危害不僅由熱輻射和熱對(duì)流造成，而且由高溫?zé)岱雷o(hù)服壓迫皮膚的熱傳導(dǎo)造成的熱傷害也是重要原因。這種緊密接觸是熱生理學(xué)模擬計(jì)算很難實(shí)現(xiàn)的，因此應(yīng)用暖體假人進(jìn)行人體模擬試驗(yàn)研究是其重要優(yōu)點(diǎn)。

通過熱生理模型計(jì)算人體安全狀態(tài)，需要綜合生理學(xué)、材料學(xué)、熱學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，考慮環(huán)境與人體的相互影響。經(jīng)過多年研究，學(xué)者們建立了多種模型來計(jì)算熱環(huán)境下的人體熱生理變化。

在人體熱反應(yīng)模型研究方向，除傳統(tǒng)的熱反應(yīng)外，將人體熱系統(tǒng)分為被動(dòng)系統(tǒng)和主動(dòng)系統(tǒng)，并在熱傳遞的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮了濕傳遞問題。Gagge熱生理模型用來模擬人體的熱生理現(xiàn)象，如新陳代謝、出汗、寒戰(zhàn)等。國內(nèi)，王小玲通過將人體分為六節(jié)段兩層，建立了肌體各層間和各節(jié)段的傳熱數(shù)學(xué)模型，編制了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序，開發(fā)了實(shí)時(shí)的數(shù)學(xué)-物理仿真系統(tǒng)、人體熱反應(yīng)預(yù)測及評(píng)價(jià)系統(tǒng)，并進(jìn)行了高溫艙人體實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明；熱輻射是造成冶金車間環(huán)境熱強(qiáng)度過高的主要原因；高濕則是紡織企業(yè)印染車間環(huán)境熱強(qiáng)度過高的主要原因。

這類方法基于對(duì)人體生理學(xué)和熱物理的研究成果，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模、編程計(jì)算，得到熱環(huán)境下人體生理指標(biāo)的變化，對(duì)人體生理學(xué)和熱物理的理論研究成果要求較高，且由于計(jì)算機(jī)能力的限制，使此類方法在一些細(xì)節(jié)問題上準(zhǔn)確性有待提高。并且，由于是純理論計(jì)算，對(duì)現(xiàn)實(shí)中容易出現(xiàn)的一些非理想情況，如防護(hù)服裝與人體貼合度不同、人體運(yùn)動(dòng)造成的服裝與人體之間關(guān)系的非規(guī)律性改變等，研究能力有限。 2100433B

國外最早的高溫?zé)峁鼙粦?yīng)用于空間技術(shù)上。1970年美國RCA首次用100根高溫?zé)峁芘懦梢粋€(gè)寬65 cm，高108 cm的方陣，制成了一種空間輻射器，這種熱管輻射器可帶走50 kW熱量，能減輕因流星損傷而引起的載熱體的泄漏。后來高溫?zé)峁荛_始逐漸向其他領(lǐng)域不斷滲透。

我國高溫?zé)峁艿膽?yīng)用研究始于1978年，中國科學(xué)院力學(xué)研究所首次成功地研制成功了外延爐等溫?zé)峁?，采用高溫鈉熱管作為等溫元件，用于半導(dǎo)體材料生產(chǎn)中的一種摻雜工藝，使這種管式爐的等溫精度從原來的± 0.1℃提高到±(0.02～ 0.03)℃，等溫性能獲得了很好的改進(jìn)，爐子的使用壽命也明顯提高。

安全評(píng)價(jià)人員是指依法取得（安全評(píng)價(jià)人員資格證書），并經(jīng)從業(yè)登記的專業(yè)技術(shù)人員。

安全評(píng)價(jià)人員Safety Assessment Professional

其中，與所登記服務(wù)的機(jī)構(gòu)建立法定勞動(dòng)關(guān)系。專職從事安全評(píng)價(jià)活動(dòng)的安全評(píng)價(jià)人員，稱為專職安全評(píng)價(jià)人員。2100433B