人体与微气候环境的热平衡探究

在各种微气候环境中工作生活的人们，为了适应环境温度，人体的生理功能会产生一系列变化，在人体自身适应能力范围中，保持体温相对稳定，即（37±1）℃的范围。体温恒定是人类生存的基本条件之一。人体体温的相对稳定取决于人体产生热和散热过程的动态平衡，这种平衡叫人体热平衡。

为了保持恒定的体温，人体持续不断地与外界环境进行热量交换的过程称为热交换。通过热交换，当人体内部产生的热量和从外界得到的热量的总和与人体向外界散发的热量总和大致相等时的状态称为热平衡状态。

（一）人体与热平衡

人在活动时会增加能量消耗，人体通过生理调节产生更多的热，因此，人在工作或生活中劳动强度越大，新陈代谢产生的热量越大。如果环境温度过高，人体从环境中吸取的热量不断增加，人体的体温就会上升，若是超过一定温度，就会发生中暑现象。人体会对过冷或过热的环境温度产生反应。当环境过冷时，人会通过颤抖、收缩血管等产生和获得热量；而当环境过热时，人体会有出汗、血管扩张、喘气的现象。如果这些调节仍无法保持体温在正常范围内，或是由于这些生理调节的发生诱发了某些疾病的话，人体就会生病。一般来说，人的体温在31℃～43℃可以生存，过低或过高的体温会引起疾病甚至死亡。

（二）影响人体热舒适的因素

对人来说，影响人体热舒适的因素主要来自于人体自身和环境两个方面。

1.人体自身条件

人体内部条件包括人的年龄、体质、性别、人种、新陈代谢、体形等方面。其中人体新陈代谢是影响人体热舒适感受的重要因素之一。比如，当环境温度低于人体温度时，为了补偿人体热量损失，新陈代谢就会增加。(www.xing528.com)

2.体温及人体向环境散热

人体能够在变化着的环境中维持体温基本稳定，是由于人体内有复杂的热调节系统。人体的热调节系统存在于大脑神经中枢，而感温细胞则在皮肤、肌肉、肠胃等各处。根据感温细胞获得的温度信息，神经中枢控制新陈代谢热量的生成与排出，并通过血液循环使人体各部分的温度保持稳定。人从食物获取的化学能，平均约有25%消耗于作机械功（生活中必需的活动、工作、劳动），约有75%在新陈代谢中以热量的形式供给人体。大多数情况下，人体生成的热量多于维持体温的需要，多余热量必须向环境不断地逸散出去，否则热量聚集在人体里就会导致人的死亡。在人体与环境间热量交换中占主导的，是人体里的热量向环境逸散，简称人体散热。人在热环境里的舒适感、健康、安全、工作效率等问题都与人体散热的情况有关。

人体向环境散热主要有以下四种方式：

（1）辐射。人体表面时时在向外辐射出波长较长的红外线，其散热速度与人体和环境间的温度差及人体体表面积两个因素有关。

（2）传导。当人体接触低于体温的物体时，热量向外传导。例如以凉毛巾敷额，热量便由人体传导到毛巾上去。但由于人体表层和衣服都是非良导体，通常情况下传导在人体散热中占的比例不大。

（3）对流。一般指人体将热量传给（温度较低的）空气，空气流动将热量带走，如此循环继续。对流的速度取决于体温气温差及气流速度两个因素。在空气温度达到34.5℃以上时，人体散热的对流过程基本停止。

（4）蒸发。可分为无感蒸发和发汗两种。无感蒸发指体液中的水分直接透出皮肤和呼吸道黏膜表面，在未形成水滴前就蒸发掉的蒸发形式。发汗也叫“可感蒸发”。当体表附近（例如内衣与皮肤之间）的气温接近或超过皮肤温度，传导、辐射、对流这几种散热方式趋于失效时，发汗的散热作用将逐渐加强而成为主要的散热方式。不同条件下人们发汗散热情况的差异很大：气温低、安静时发汗少，气温高、活动量大时发汗多。此外，人们的发汗情况还存在明显的个体差异。