第三节 微气候对人的影响
气候对人体生理产生很大的影响，特别是在温度、湿度及空气对流异常的气候条件下，会对人产生很大影响。本节将就人体在冷热环境中人体的各种生理和病理反应及其对作业的影响做一介绍。
一、高温作业环境对人的影响
二、低温环境条件对人的影响
三、衣着的温度效应
气候环境对人的影响
一、高温作业环境对人的影响
（一）高温作业环境的定义及其分类
一般将热源散热量大于84kJ/（m2·h）的环境叫高温作业环境。高温作业环境有三种基本类型：一是高温、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；二是高温、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；三是夏季露天作业，如农民劳动、建筑等露天作业。
（二）高温作业环境条件下人体的生理特征
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7倍之多，以实现体温调节，这种现象称为热应激效应。
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，头痛、失眠、无力等症状。
高温作业环境条件下，肠温度表示人体耐受度与人体“核心”温度有关。“核心”温度低于38℃，一般不会引起热疲劳。通常用直体的“核心”温度。
据研究，直肠温度=人脑温度=肝脏温度=右心房温度+0.6℃=口腔温度+0.4℃。
在一定的温度范围内，人体“核心”温度能够保持一定的热平衡机能，而且其“核心”温度取决于作业的负荷（劳动强度）。“核心”温度tR与作业负荷M的关系式为：
tR = 37.0 + 0.0019M
式中， tR为核心温度（℃）；M为作业负荷（W）。
（三） 高温作业环境对人的生理影响
（1）对消化系统具有抑制作用。人在高温下，体内血液重新分配，引起消化道相对贫血，由于出汗排出大量氯化物以及大量饮水，致
使胃液酸度下降，会引起食欲不振、消化不良和胃肠疾病的增大。
（2）对中枢神经系统具有抑制作用。高温热环境下大脑皮层兴奋过程减弱，条件反射的潜伏期延长，注意力不易集中。严重时，会出
现（3）导致水分和盐分大量丧失。在高温下进行重体力劳动时，平均每小时出汗量为0.75～2.0L，一个工作日可达5～10L。人体长时间持续受热，可使下丘脑体温调节功能发生障碍。由于出汗，大量水分丢失，以至水盐代谢失衡，血容量减少，机体热负荷过大，加重了心血管负荷，引起心肌疲劳，数年后可出现高血压、心肌受损及其他方面的慢性疾患。
（4）高温及噪声联合作用损伤人的听力。有文献对此进行专门报导，高温对人体语言听阈和高频听阈没有影响，但高温与噪声的联合作用不仅能加重噪声对人耳高频听阈的损害，也能提高人耳语频听阈。因此，降低高温环境温度可减轻噪声对工人听力的危害。
头晕、头痛、恶心、疲劳乃至虚脱等症状。
（四）高温作业环境对工作效率、事故的影响
高温环境影响效率，人在27～32℃下工作，其肌肉用力的工作效率下降，并且促使用力工作的疲劳加速。当温度高达32℃以上时，需要较大注意力的工作及精密工作的效率也开始受影响。高温作业环境条件下不仅引起人体不适，影响身体健康，而且还使生产效率降低。随着温度提高和气流速度降低，作业效率明显降低。
脑力劳动对温度的反应更敏感，当有效温度达到29.5℃时，脑力劳动的效率就开始降低，许多学者的实验都表明，有效温度越高，持续作业的时间越短。
另外，事故发生率与温度有关，据研究，意外事故率最低的温度为20℃左右；温度高于28℃或降到10℃以下时，意外事故增加30％。
《高温作业分级》GB/T4200-1997标准
我国于1997年正式实施了《高温作业分级》
GB/T4200-1997标准，并于2002年重新修订为《高温作业场所气象条件的卫生学评价标准》，该标准采用了国际通用的WBGT指数方法对高温作业进行了分级，如表3-9所示。
表3-9 中华人民共和国国家标准高温作业分级
接触高温 作业时间/min | WBGT指数/℃ | |||||||||
25~ 26 | 27~ 28 | 29~ 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 | ||||||
二、低温环境条件对人的影响
（一）低温环境下人的生理反应
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小程度。当外界温度进一步下降，肌肉会因寒冷而剧烈收缩抖动，以增加产热量维持体温恒定的现象，称为冷应激效应。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或完全停滞，当局部温度降至组织冰点（-5℃）以下时，组织就发生冻结，造成局部冻伤。
人体对低温的适应能力远低于热适应能力。
低温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眠中被冻死的。
在低温作业环境下人体会经历低温适应初期和不能适应低温环境的两个阶段：
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。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。
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，由于湿度的增加，衣服的热阻降低，使衣服起不到御寒作用，会引起人体肌肉痛、发炎，神经痛、神经炎，腰痛、风湿痛等各种疾患。而随着气流速度增加，人体通过空气对流散热量增加，而且温度越低，气流速度影响越大，有效温度降低量越大。
低温环境条件下，首先影响人体四肢的灵活性，最常见的是肢体麻木。特别是影响手的精细运动灵巧度和双手的协调动作。手的操作效率和手部皮肤温度及手温有密切关系。手的触觉敏感性的临界皮温是10℃左右，操作灵巧度的临界皮肤温度是12～16℃之间，长时间暴露于10℃以下，手的操作效率会明显降低。
下表是对防空兵某型高炮作业者在不同环境温度及持续时间下装填炮弹工作中进行精细作业的平均操作次数。
低温持续时间/min | 实验环境温度 | ||
15℃ ~ 16℃ | 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3-11不同操作次数及实验时间下操作错误率/ %
每分钟 操作 次数 | 实验时间/min | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
20 | 12.40 | 14.25 | 16.37 | 18.21 | 20.54 | 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 |
由以上两表可以看出，作业时间越长、试验环境温度越低，作业者的每分钟平均操作次数就越少；每分钟操作次数一定，实验时间越长，人的准确性越差；相同实验时间情况下，操作次数越多，错误率越高。
三、衣着的温度效应
保温力：服装具有的保温值或总热阻。
服装材料的结构、服装款式、环境温度、风速等的变化都会引起上述一系列热阻的变化，从而影响服装的保温力 。
保温功效：服装在特定条件下的保温力，或条件改变后保温力提高或抵御降低的能力(或效力)。
保温功效可通过服装材料自身保温力、环境条件的影响力，如防风效力、耐低温效力及空气层热阻效力等来表征。
热阻 ：服装的保温作用可用服装热阻描述。
热阻（传热系数的倒数）的常用单位为克罗（clo）。1clo定义为：一个静坐者在21℃空气温度、空气流速不超过0.05m/s，相对湿度着衣指数 ：表示为了使人的体表温度保持恒定或使人体保持舒适状态所需的衣服的厚度，其单位也为clo。
1clo热阻的衣服相当于1件西服，4clo热阻的衣服相当于1件不太厚的棉衣。
着衣指数共分为10级。当指数为负时表示使用电扇、空调等降温措施。它可按不同年龄（如老年人和婴幼儿、中年、青少年）分别给出指标，也可以按不同状态如休息、办公、活动或劳动）分别给出指标。表3-12给出的级别划分暂按成人的不同状态给出指标，其中休息状态的着衣指数相当于老年人和婴幼儿的日常一般状态。
不超过50%的环境中感到舒适所需要的服装热阻。
表3-12着衣指数的级别划分表
等 级 | 指数范围/Clo | 对策建议 |
-2 | ≤-0.3 | 夏装：着浅色轻薄透气的短装，须使用空调降温 |
-1 | -0.3～0.0 | 夏装：着浅色轻薄透气的短装，可使用风扇或空调调节 |
0 | 0.0～0.5 | 夏装：着短装如短袖上衣、短裤、短裙、短袖薄T恤，可使用风扇调节 |
1 | 0.5～1.0 | 夏装：如衬衣、T恤、裙装；或春秋装如西服或夹克，内着薄衬衣 |
2 | 1.0～1.5 | 春秋装：如西服、夹克内着衬衣 |
3 | 1.5～2.3 | 春秋装：如西服、夹克、夹衣、外套，内着针织长袖衫或衬衣加毛衣 |
4 | 2.3～3.0 | 早春/晚秋装：如毛衣、外套、西服、夹克、夹衣，内着棉毛衫或羊毛衫 |
5 | 3.0～3.5 | 初冬装：如厚外套、大衣、皮夹克，内着毛衣加棉毛衫 |
6 | 3.5～4.5 | 冬装：如棉衣、厚大衣、皮夹克、内着毛衣加棉毛衫 |
7 | >4.5 | 冬装：如厚棉衣、呢大衣、皮夹克、皮褛，内着毛衣加棉毛衫 |
