原创 瞻云 瞻云 2023-07-31 20:00 发表于安徽 根本原因在于: 热量从高温传向低温,人体要散热,就必须形成一个温度梯度。 从舒适环境进入35℃的环境,人体不仅不会散热,反而会吸热。 人体正常活动时,仅仅一个细胞内就发生着千万次的生化反应[1],从而源源不断地产生热量。 这些热量从核心部位不断向外传递,会形成一个逐步降低的温度梯度。 不仅人体存在温度梯度,人体皮肤要把热量不断释放到空气里,与空气也会存在一个温度梯度。 也即:人体核心温度>皮肤温度>空气温度。 当人体不存在明显机械功时,人体的热平衡满足这样的关系: M=Qb=Qsk
我们的皮肤之所以要通过感受器感觉热和冷,本质上是通过这样的机制,提醒人避开高温和低温,让人体的散热,保持在一个最适宜的程度[2]。 当人处于最适宜的冷热状态时,皮肤温度大约为33℃左右。
由于皮肤要不断向环境散热,当人处于最适宜状态时,环境温度大约28℃左右。 28℃比起35℃,足足低了约7℃。 当人从28℃的舒适环境走到35℃的环境内,由于环境温度高于皮肤温度。 人体不再是对外散热,而是直接从环境吸收热量,导致体表温度升高。 人体皮肤温度要一直升高到,释放的热量等于人体新陈代谢热量才会停止。 建立新平衡后,人体皮肤温度达到多少呢? 不妨计算一下: 皮肤对外释放的总量热量,主要为辐射散热、对流散热,以及蒸发散热,总平衡关系有: 辐射换热蒸发Qsk=Q辐射+Q换热+Q蒸发
根据以上三个公式,可计算出环境温度为35℃、人体热功率100W时。 皮肤表面温度为: 36.7℃
这个温度,足足比皮肤舒适温度高了3.7℃。 低于适宜温度时,人体几乎不怎么发汗,稍高于舒适温度,通常蒸发散热25%的总热量。 此时的蒸发散热超过了75%。 这还是考虑人体发出的汗液,全部被蒸发的情况。如果湿度过高,皮肤汗液蒸发不及时,皮肤温度可超过37℃。 在这样的皮肤温度下,人体核心温度也会大大升高。 人体的热传导,根据傅里叶定律,有:
由于 Qb 与温差成正比,那么皮肤温度升高多少,核心温度就会升高多少。 核心温度将高达:40.7℃(37+3.7) 而轻症中暑体温超过38°C,重度中暑可达41°C。 可知长期(静息状态>3h,运动状态<3h)呆在35℃环境下,在没有其它降温措施的情况下,至少会出现轻度中暑,部分超重甚至肥胖人群(人体散热更差)甚至可能重度中暑。若通风严重不良,且无其它降温措施,所能待的时间将大大降低,严重可出现热射病。 |
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