微重力下熱濕環(huán)境對人體熱舒適的影響研究.pdf

1、人類探索太空必然面臨微重力熱濕環(huán)境，它可影響航天員的熱舒適、工作效率，甚至身體健康。微重力對空間熱環(huán)境、人體生理系統(tǒng)均會產(chǎn)生不同程度的影響，所引起的自然對流消失、血液重新分布、機體失水、新陳代謝受抑制等均可直接或間接導(dǎo)致體溫調(diào)節(jié)能力受損，影響人體熱舒適。微重力下的熱舒適是一門涉及傳熱學(xué)、人類工效學(xué)、失重生理學(xué)等理論的交叉學(xué)科，目前相關(guān)研究甚少，遠不能滿足國家航天工程的迫切需要。因此基于航天事業(yè)需求，本課題從與機體熱舒適相關(guān)的體重、熱調(diào)節(jié)

2、系統(tǒng)、血液流變性、血液蛋白等指標(biāo)出發(fā)，利用大鼠實驗開展微重力熱濕環(huán)境對上述生理指標(biāo)的影響研究，為進一步研究微重力熱濕環(huán)境對人體熱舒適的影響以及從上述生理客觀角度來評價微重力熱濕環(huán)境提供了依據(jù)，最后為微重力下舒適熱濕環(huán)境的營造提出了幾點建議。
　　首先，本文簡述了比較醫(yī)學(xué)理論，為通過動物實驗來類比研究人體熱舒適的方法提供了依據(jù)；論述了體重、熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)、血液流變性、血液蛋白與熱舒適的相關(guān)性及微重力生理效應(yīng)，為從生理客觀角度來研究熱舒適

3、受微重力熱濕環(huán)境的影響提供了理論支撐。
　　其次，理論分析了微重力下多場耦合環(huán)境的熱濕傳遞特性及微重力對人體熱平衡方程中各項的影響，定性指出了新陳代謝、對流換熱、呼吸蒸發(fā)散熱量受微重力影響將下降的趨勢。
　　接著，結(jié)合實際對運用廣泛的實驗裝置進行了改進，基于此開展了關(guān)于微重力熱濕環(huán)境對大鼠體重、熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)、血液流變性、血液蛋白影響的實驗研究，得到了以下主要結(jié)論：
　　①大鼠微重力、常重力時分別在18℃～20℃、18℃生

4、長最快，微重力下不同溫度間的體重存在顯著性的差異，自DAY1～DAY6微重力會顯著抑制大鼠的正常生長，且在20℃、23℃下抑制作用相對更顯著；對于體重，重力和環(huán)境溫度不存在交互作用；建立了體重與時間、溫度、重力的多重線性方程：Y=2.884X1+2.720X2+18.786X3+170.757。
　?、谖⒅亓?、常重力下不同溫度間的胸部溫度均存在顯著性差異；自DAY2～DAY6，微重力會逐漸導(dǎo)致胸部溫度顯著升高，且23℃、26℃時影

5、響相對更顯著；對于胸部溫度，重力和環(huán)境溫度不存在交互作用；建立了胸部溫度與時間、溫度、重力的多重線性方程：Y=0.076X1+0.463X2-0.596X3+25.246。
　?、畚⒅亓?、常重力下不同溫度間的肛門溫度均存在顯著性差異；自DAY2～DAY6，微重力會逐漸導(dǎo)致胸部溫度顯著升高，且20℃、26℃時影響相對更顯著；對于肛門溫度，重力和環(huán)境溫度不存在交互作用；建立了肛門溫度與時間、溫度、重力的多重線性方程：Y=0.026X1

6、+0.097X2-0.328X3+35.292。
　　④血漿粘度及紅細胞的聚集指數(shù)、變形指數(shù)、壓積對環(huán)境溫度的敏感性最強；從全血粘度的角度來看，23℃～26℃時的血液流變性較好；血液流變性在23℃時對微重力的敏感性最強，在20℃時最弱，血液流變性中全血還原粘度（高、中切）對微重力的敏感性最強；對于血流變，重力和環(huán)境溫度不存在交互作用。
　?、菸⒅亓Α⒊Ｖ亓r各血液蛋白指標(biāo)受溫度影響的變化趨勢較一致；常重力下23℃時機體組織新

7、陳代謝等生理活動相對較好；血液蛋白對溫度的敏感性由弱到強排序為：球蛋白、血漿蛋白、總蛋白、白蛋白；血液蛋白在23℃時對微重力的敏感性最強，各蛋白對微重力的敏感性由弱到強排序為：血紅蛋白、總蛋白、球蛋白、白蛋白、白球比；對于血液蛋白，重力和環(huán)境溫度不存在交互作用。
　　然后，再次實驗研究了典型工況23℃下微重力對大鼠熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響，發(fā)現(xiàn)：后掌、肛門溫度對微重力的敏感性最強，微重力將導(dǎo)致后掌溫度下降，并分別與頭部、胸部、前掌溫度均出

8、現(xiàn)顯著性的差異。微重力DAY6后大鼠頭部、前掌、胸部及肛門溫度分別升高了1.1℃、1.1℃、0.9℃及0.5℃，后掌溫度下降了1.1℃，肛門-后掌溫差上升了2.6℃，身體縱向溫度梯度：胸部-后掌溫差上升了3℃。
　　最后，本文研究成果可為航天器艙內(nèi)空調(diào)的工程設(shè)計、運行管理提供參考。建議為改善艙內(nèi)熱舒適性可適當(dāng)采取對抗溫度負荷的醫(yī)學(xué)、專項防護；艙內(nèi)空調(diào)可設(shè)計成分層式或末端可自動感知調(diào)節(jié)式；并應(yīng)斟酌優(yōu)化艙內(nèi)氣流組織、增強空氣擾動、增加