熱應力指數

熱應力指數又稱熱強度指標。人體因熱平衡的需要，通過皮膚濕表面向環境的蒸發散熱量E與人體在同一環境下最大可能的蒸發散熱量Emax的百分比。以HSI 表示。該指標可用來評定工作區熱環境的發熱強度，其比值愈高，表明工作環境熱狀況越嚴重。當該值為40～60時，開始危及人體健康。

基本介紹

• 中文名：熱應力指數
• 外文名：heat stress index
• 別名：熱強度指標
• 表示方法：HSI
• 性質：科學
• 套用：評定工作區熱環境的發熱強度

簡介

熱應力指數實際上是由包含環境和新陳代謝因素的熱平衡方程導出的，它是指為保持人體熱平衡所需的蒸發散熱與可透過服裝散發到環境中去的最大蒸發散熱量的比值。熱應力指數是在假定環境對健康的勞動個體無身體傷害且在8h的工作日內平均每人的單位時間出汗量為1L/h的條件下得出的。由於熱應力指數是在假定勞動個體健康且適應日平均水平熱暴露的基礎上得出的，因此熱應力指數不適用於熱應力很高環境中的熱應力評價，而且不能反映新陳代謝和環境熱產生的熱應力。利用熱應力指數對熱應力的評價中，需要測量空氣流速、幹球溫度、濕球溫度及平均輻射溫度，還要測量或估算新陳代謝產熱量。因此，熱應力指數的計算較複雜，這限制了它在控制工作環境溫濕度中的套用。

評價溫度

幹球溫度

幹球溫度常用於評估舒適性區域內從事輕度勞動強度(單位時間生理產熱量<290.5W)、身著常規室內服裝(熱阻為0.217m・K/W)勞動個體的熱應力。在有輕微空氣流動和相對濕度為20%～60%的條件下，從事輕度勞動強度時，適宜的幹球溫度為22.0～25.2℃;從事中度勞動強度(290.5W<單位時間生理產熱量<400.2W)或重度勞動強度(400.2W<單位時間生理產熱量<521.5W)時，適宜的幹球溫度為15.6～18.8℃。幹球溫度雖然容易測量，但只適用於舒適區域。舒適區域內如果存在較強的長波輻射，就需對適宜的幹球溫度範圍做適當調整，以滿足舒適要求。

濕球溫度

濕球溫度適用於評價濕球溫度與幹球溫度大致相等但環境為高濕度情況下的熱應力。對於身著常規服裝的勞動個體在低風速及上限濕球溫度約30℃的環境中從事輕度勞動強度時，工作效率不會衰減。當勞動個體從事中度或重度勞動強度時，上限濕球溫度將降低至28℃。當濕球溫度高於上限值時，勞動個體的工作效率降低，事故率增加。濕球溫度不僅易於測量，還適用於評價濕球溫度與皮膚溫度大致相等的任何熱、濕環境的熱應力，但不適用於輻射熱負荷及空氣流速較高的熱、濕環境。

平均輻射溫度

平均輻射溫度是指環境四周表面對人體輻射作用的平均溫度。人體與圍護結構內表面的輻射熱交換取決於各表面的溫度及人與表面間的相對位置關係。實際環境中圍護結構的內表面溫度各不相同也不均勻，如冬季窗玻璃的內表面溫度比內牆壁表面低得多。人與窗的距離及相互之間的方向直接影響人體的熱損失。因此輻射溫度的平均值是假定人作為黑體在一均勻的黑色內表面的空間內產生的熱損失與在真實的內表面溫度不均勻的環境的熱損失相等時的溫度。其數值可由各表面溫度及人與表面位置關係的角係數確定或用黑球溫度計測量。

意義

建立熱應力指數的目的在於把環境變數綜合成一個單一的指數，用於定量表示熱環境對人體的作用應力。具有相同指數值的所有環境條件作用於某個人所產生的熱過勞均相同。例如A和B是兩個不同的環境，A環境空氣溫度高但相對濕度低，B環境空氣溫度低但相對濕度高。如果兩個環境具有相同的熱應力指數值，則對某個人應產生相同的熱過勞。熱應力指數的意義見表1 。

HSI	暴露8h的生理和健康情況的描述
-20	輕度冷過勞
0	沒有熱過勞
10～30	輕度至中度熱過勞、對體力工作幾乎沒有影響，但可能減低技術性工作的效率
40～60	嚴重的熱過勞，除非身體健壯，否則就免不了危及健康。需要適應環境的能力
70～90	非常嚴重的熱過勞。必須經體格檢查以挑選工作人員?應保證攝人充分的水和鹽分
100	適應環境的健康年輕人所能容忍的最大過勞
大於100	暴露時間受體內溫度升高的限制

表1 熱應力指數的意義