微氣候

微氣候的顯性指標

温度

居室温度是影響舒適度的重要指標之一。美國採暖、製冷和空氣調節工程師學會把熱舒適環境定義為：人在心理上感到滿意的熱環境。

科學研究結論：環境的温度與人體健康密切相關。 18℃是有益於人體健康最理想的温度。

生理學家測定證明，在15℃～18℃的環境裏，人的思維敏捷，記憶力強，工作效率最高，温度低於15℃時，人會產生懈怠情緒，工作效率也降低。

當環境温度在30℃～35℃時，人體血液循環加快，代謝能力加強，此時要及時排散體內的熱量，否則體温升高，人便會神疲力倦，思維遲鈍。

室温在冬春兩季變化最大，因此，我們應注意調節冬春兩季室內的温度，在濕度、氣流都正常的情況下，夏季居室的適宜温度為21℃～32℃之間，24℃～26℃為最理想的温度；冬季適宜室温為16℃～20℃，16℃～18℃為最理想的温度。綜合氣温、濕度和氣流三種室內氣象要素，可給出一個人體感到舒適的“感覺温度”範圍約在17℃～22℃。人們應該根據科學家提供的數據，調整環境温度。

濕度

濕度也叫空氣濕度。指空氣中水蒸氣的含量。夏季裏，温度高，濕度大；冬季裏，温度低，濕度小。濕度與温度一起構成了不可分開的環境因素，但相比之下，卻很少引起注意。工作場所中，由於水分蒸發及蒸汽散發的多少導致濕度的大小，一般用相對濕度表示，即在某一温度下，空氣中實際水蒸氣量與飽和水蒸氣量之比的百分數，直接反映了空氣被水蒸氣飽和的程度。一定温度下，相對濕度越小水分蒸發越快。高温度、高濕度使人感到悶熱；低温度、高濕度使人感到陰冷。一般用通風乾濕表或乾濕球温度計測定相對濕度。

居室的濕度也是影響舒適度的重要指標之一，這是由於機體散熱與空氣中的水蒸氣分壓有密切關係。濕度對健康的影響很大，空氣濕度低於30%時，人的上呼吸粘膜的水分會大量散失，因而使呼吸道的防禦功能減低，並使人感到咽喉乾燥。空氣濕度達到80%以上時．會使人感到沉悶。

大量考察表明，相對濕度24%～70%內，機體體温易於維持，相對濕度在45%～65%是人體感到舒適的濕度範圍。

氣流速度 （風速）

空氣的流動速度叫氣流速度 （風速），是評價微氣候條件的主要因素之一。室內環境中的氣流除受外界風力影響外，主要與室內場所中的熱源有關。熱源使空氣加熱而上升，室外的冷空氣從門窗和下部空隙進入室內，形成空氣對流。室內外温差越大，產生的氣流越大。風速可用風速計、熱球式微風儀等測定。

熱輻射

物體在熱力學温度大於0K時的輻射能量，稱為熱輻射。熱輻射是一種紅外線，它不能加熱氣體，但能被周圍物體所吸收而轉變成熱能，從而使之升温，成為二次輻射源。當週圍物體表面温度超過人體表面温度時，周圍物體向人體輻射熱能使人體受熱稱為正輻射，反之稱為負輻射。太陽及生產環境中各種熔爐、開放的火焰、熔化的金屬，生活環境中的煤氣爐等熱源均可產生大量的熱輻射。熱輻射體單位時間、單位面積上所輻射出的熱量稱為物體的熱輻射強度[J/（cm²·min）]。測量熱輻射可用黑球温度計。 ^[1] 

微氣候的隱性指標

人與微氣候環境的關係是十分密切的，人體無時無刻都在通過新陳代謝和周圍環境進行物質交換。

當微氣候環境受到污染時，人吸入被污染的空氣，人體的生理機能就會受到不同程度的衝擊，引起一些變化、障礙、甚至生病。而且這些微氣候的指標往往是隱性的，不易被察覺。

1）、空氣組成成份結構性的失調

空氣是多種氣體的混合物，在清潔的新鮮空氣中氮含量最多，約佔總容積的78.09%，其次是氧，約佔20.95%，此外還有微量的二氧化碳、氬、氫、氦、氖、臭氧等氣體。在人類的生活和生產活動中，向大氣中排入大量粉塵、硫化物、氮化物、氧化物、鹵化物和有機化合物從而造成空氣組成成份結構性的失調。

2）、化學有害成份增加

①廚房，實測結果表明取暖和做飯用的燃料燃燒產生的廢氣和煙塵，是家庭最重要的污染源。主要有氮氧化物（NOx）、硫化物（SO2）、一氧化碳和粉塵顆粒物等； 此外還有多環芳烴類化合物和甲醛。 烹飪中產生的油煙也是廚房的一大污染源。

②排泄廢物，生活在室內的人也是一種特殊而又重要的居室污染源。從人體呼吸、排便、出汗等過程排出的污染物可能有上千種、此外，還有腸道的氣體排泄物及人體受細菌感染而產生的氣體和液體。在這些排出物中有不少是被稱為“人味毒”的有害有毒物質。如一氧化碳、硫化氫、氨、甲烷、丁烷、甲醇、丙酮、醋酸、丁二烯、氮氧化物、甲基乙酮等。

③室外污染物，通過通風換氣進入室內的大氣毒物及各種微生物。

④自生毒物，室內和室外有關因素結合而產生的毒物，如牆壁、天花板，窗户、壁飾物、傢俱、地毯等在陽光、空氣等的長期作用下塑料老化、纖維分解、油漆脱落生成的惡臭物、塵土和致癌物。

⑤污垢和生活垃圾。

⑥室內外各種噪聲。

⑦輻射，主要指家用電器的電磁波和建築材料的放射性等。

人體是一個開放、複雜的系統，和外界環境存在着各種複雜的關係。為了保證正常的生理活動和良好的人機工效，人體在進行自身的生理調節（通過新陳代謝產生大量的熱，其中有一小部分用於生理活動和肌肉做功，以維持生命或從事勞動）之外，要維持人體熱平衡必須控制周圍温度環境，保證人體產生的熱量能夠及時散發到周圍環境中，從而達到維持人體熱平衡、保持適當體温的目的。因此，人體可以看成是一個能夠基本保持恆温（36.5℃）的温度自動調節器。

人體的基本熱平衡方程式

影響人體熱平衡的因素包括由機體自身新陳代謝產生的熱量，以及人在外界温度環境下的得熱或散熱。在正常情況下，只有體內的產熱或得熱與對環境的散熱量取得相對平衡時，人體才能保持體温的恆定，否則人會感到不舒服，甚至生病。人體單位時間向外散發的熱量，取決於人體外表面與周圍環境的四種熱交換方式，即輻射熱交換、對流熱交換、蒸發熱交換和傳導熱交換。由此，人體的熱平衡方程為：Q_s=Q_m-W±Q_c±Q_r-Q_e±Q_k式中，Q_s為人體的熱積蓄或熱債變化率；Q_m為人體的新陳代謝產熱率；W為人體為維持生理活動及肌肉活動所做的功；Q_c為人體外表面與周圍環境的對流換熱率；Q_r為人體外表面向周圍環境的傳導換熱率；Q_e為人體汗液蒸發和呼出水蒸氣的蒸發熱傳遞率；Q_k為人體外表面向周圍環境的輻射熱傳遞率；“ +”表示人體得熱；“ -”表示人體散熱。當Q_s=0時，人處於熱平衡狀態，此時，人體皮膚温度在36.5℃左右，人感到舒適：當Q_s>0時，人感到熱；當Qs<0時，人感到冷。由於人體時時刻刻在進行新陳代謝並與環境發生各種形式的熱交換，所以人體的熱平衡是動態的。

人體對微氣候環境的主觀感受

人體對微氣候環境的主觀感受，即心理上是否感到滿意、舒適，是進行微氣候環境評價的重要指標之一。一般認為“舒適”有兩種含義：一種是指人主觀感到的舒適度：另一種是指人體生理上的適宜度。比較常用的是前者，它往往會影響到工作效率。

（1）舒適温度及其影響因素

從主觀條件看，季節、勞動條件、衣服、地域、性別、年齡、熱習服（人長期在高温下生活和工作，相應習慣熱環境）等均對舒適温度有重要影響。因此，在實踐中，所謂舒適温度是對某一温度範圍而言。生理學上常用的規定是：人坐着休息，穿着薄衣服，無強迫熱對流，未經熱習服的人所感到的舒適温度。按照這一標準測定的温度一般是21℃±3℃。影響舒適温度的因素很多，主要有以下幾個。

① 季節。舒適温度在夏季偏高，冬季偏低。

② 勞動條件。不同勞動條件下的舒適温度也不同。

③ 衣服。穿厚衣服對環境舒適温度的要求較低。

④ 地域。人由於在不同地區的冷熱環境中長期生活和工作，對環境温度習服不同。習服條件不同的人，對舒適温度的要求也不同。

⑤ 性別、年齡等。女子的舒適温度比男子高0.55℃；40歲以上的人比青年人約高0.55℃。

（2）舒適濕度

舒適的濕度一般為40%~60%。在不同的空氣濕度下，人的感覺不同，特別是高温、高濕環境對人的感覺和工作效率的消極影響極大。

（3）舒適的風速

在工作人數不多的房間裏，空氣的最佳速度為0.3m/s；而在擁擠的房間裏為0.4m/s。室內温度和濕度很高時，空氣流速最好是1~2m/s。 ^[2] 

高温作業環境對人的影響

（1）高温作業環境的定義及其分類

一般將熱源散熱量大於84kJ/（m²·h）的環境叫高温作業環境。高温作業環境有三種基本類型：一是高温、強熱輻射作業，其特點為氣温高、熱輻射強度大、相對濕度較低；二是高温、高濕作業，其特點為氣温高、濕度大，如果通風不良就會形成濕熱環境；三是夏季露天作業，如農民勞動、建築等露天作業。

（2）高温作業環境下人體的生理特徵

在高温作業環境下，人體通過呼吸、出汗及體表血管的擴張向外散熱，當人體產熱量仍大於散熱量時，人體產生熱積累，促進呼吸和心跳加快，皮膚表面血管的血流量激烈增加，有時可達正常值7倍之多，以實現體温調節，這種現象稱為熱應激效應。持續的高温環境會使心臟負擔加重，脈搏加速，導致熱循環機能失調，造成急性中暑或熱衰竭。熱衰竭是由熱疲勞引起的全身倦怠，食慾不振，體重減少，頭痛、失眠、無力等症狀。

（3）高温作業環境對人體的生理影響

① 對消化系統具有抑制作用。人在高温下，體內血液重新分配，引起消化道相對貧血，由於出汗排除大量氯化物及大量飲水，致使胃液酸度下降。在熱環境中消化液分泌量減少，消化吸收壓力增大，因而引起食慾不振、消化不良和胃腸疾病的增加。

② 對中樞神經系統具有抑制作用。在高温熱環境下，大腦皮層興奮過程減弱，條件反射的潛伏期延長，注意力不易集中。嚴重時會出現頭暈、頭痛、噁心、疲勞乃至虛脱等症狀。

③ 人的水分和鹽分大量喪失。人體長時間持續受熱，可使下丘腦體温調節功能發生障礙。由於出汗，大量水分丟失，以至水鹽代謝失衡，血容量減少，機體熱負荷過大，加重了心血管負荷，引起心肌疲勞，數年後可出現高血壓、心肌受損及其他方面的慢性熱致疾患。

④ 高温及噪聲聯合作用。高温與噪聲的聯合作用不僅能加重噪聲對人耳高頻聽閾的損害，也能提高人耳語頻聽閾。

（4）高温作業環境對工作效率、事故的影響

高温環境影響工作效率，人在27℃ ~32℃下工作，其肌肉用力的工作效率下降，並且促使用力工作的疲勞加速。當高温達32℃以上時，需要較大注意力的工作及精密工作的效率也開始受影響。高温作業環境條件下不僅引起人體不適，影響身體健康，而且還使生產效率降低。隨着温度提高和氣流速度降低，作業效率明顯降低。腦力勞動對温度的反應更敏感，當有效温度達到29.5℃時，腦力勞動的效率就開始降低，許多學者的實驗都表明，有效温度越高，持續作業的時間越短。另外，事故發生率與温度有關。據研究，意外事故率最低的温度為20℃左右；温度高於28℃或降到10℃以下時，意外事故增加30%。

低温作業環境對人的影響

（1）低温作業環境下人體的生理特徵

人體在低温時，皮膚血管收縮，體表温度降低，使其輻射和對流散熱達到最低程度。當外界温度進一步下降，肌肉會因寒冷而劇烈收縮抖動，以增加產熱量維持體温恆定的現象，稱為冷應激效應。人體在嚴重的冷暴露中，皮膚血管處於極度的收縮狀態，流至體表的血流量顯著下降或完全停滯，當局部温度降至組織冰點（ -5℃）以下時，組織就發生凍結，造成局部凍傷。

人體對低温的適應能力遠低於熱適應能力。低温會導致神經興奮性與傳導能力減弱，出現痛覺遲鈍和嗜睡狀態，很多人就是在這種不知不覺的睡眠中被凍死的。在低温作業環境下人體會經歷低温適應初期和不能適應低温環境兩個階段：在低温適應初期，人體代謝率增高，心率加快，心臟搏出量增加；當人體核心温度降低之後，心率也隨之減慢，心臟搏出量減少。這實際上是人體已經不能適應低温環境的信號。人體長期處於低温條件，還會導致循環血量、白細胞、血小板減少，血糖降低，血管痊孿，營養障礙等症狀。

（2）低温作業環境對人體的生理影響

在低温作業環境下，首先影響人體四肢的靈活性，最常見的是肢體麻木。特別是影響手的精細運動靈巧度和雙手的協調動作。手的操作效率和手部皮膚温度及手温有密切關係。手的觸覺敏感性的臨界皮膚温度是10℃左右，操作靈巧度的臨界皮膚温度為12℃~16℃，長時間暴露於10℃以下，手的操作效率會明顯降低。

衣着的温度效應

增加衣服的熱阻值、改善人體表面的微氣候狀況是人體在低温環境下抵禦寒冷的重要手段。服裝在特定條件下的保温力或條件改變後保温力提高或抵禦降低的能力（或效力）稱為保温功效。保温功效可通過服裝材料自身保温力、環境條件的影響力，如防風效力、耐低温效力及空氣層熱阻效力等來表徵。

人們通常採用着衣指數來表示為了使人的體表温度保持恆定或使人體保持舒適狀態所需的衣服的厚度，其單位為clo。1clo熱阻的衣服相當於1件西服，4clo熱阻的衣服相當於1件不太厚的棉衣。着衣指數共分為10級。當指數為負時表示宜使用電扇、空調等降温措施。它可按不同年齡（如老年人和嬰幼兒、中年、青少年）分別給出指標，也可以按不同狀態（如休息、辦公、活動或勞動）分別給出指標。 ^[3]