微重力下熱濕環(huán)境對(duì)人體熱舒適的影響研究.pdf

1、人類(lèi)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(duì)空間熱環(huán)境、人體生理系統(tǒng)均會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，所引起的自然對(duì)流消失、血液重新分布、機(jī)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(mén)涉及傳熱學(xué)、人類(lèi)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(yuǎn)不能滿足國(guó)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(jī)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(shí)驗(yàn)開(kāi)展微重力熱濕環(huán)境對(duì)上述生理指標(biāo)的影響研究，為進(jìn)一步研究微重力熱濕環(huán)境對(duì)人體熱舒適的影響以及從上述生理客觀角度來(lái)評(píng)價(jià)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(yíng)造提出了幾點(diǎn)建議。
　　首先，本文簡(jiǎn)述了比較醫(yī)學(xué)理論，為通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)類(lèi)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(lái)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(chǎng)耦合環(huán)境的熱濕傳遞特性及微重力對(duì)人體熱平衡方程中各項(xiàng)的影響，定性指出了新陳代謝、對(duì)流換熱、呼吸蒸發(fā)散熱量受微重力影響將下降的趨勢(shì)。
　　接著，結(jié)合實(shí)際對(duì)運(yùn)用廣泛的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，基于此開(kāi)展了關(guān)于微重力熱濕環(huán)境對(duì)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(shí)驗(yàn)研究，得到了以下主要結(jié)論：
　?、俅笫笪⒅亓?、常重力時(shí)分別在18℃～20℃、18℃生

4、長(zhǎng)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(huì)顯著抑制大鼠的正常生長(zhǎng)，且在20℃、23℃下抑制作用相對(duì)更顯著；對(duì)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(shí)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(huì)逐漸導(dǎo)致胸部溫度顯著升高，且23℃、26℃時(shí)影

5、響相對(duì)更顯著；對(duì)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(shí)間、溫度、重力的多重線性方程：Y=0.076X1+0.463X2-0.596X3+25.246。
　?、畚⒅亓Α⒊Ｖ亓ο虏煌瑴囟乳g的肛門(mén)溫度均存在顯著性差異；自DAY2～DAY6，微重力會(huì)逐漸導(dǎo)致胸部溫度顯著升高，且20℃、26℃時(shí)影響相對(duì)更顯著；對(duì)于肛門(mén)溫度，重力和環(huán)境溫度不存在交互作用；建立了肛門(mén)溫度與時(shí)間、溫度、重力的多重線性方程：Y=0.026X1

6、+0.097X2-0.328X3+35.292。
　?、苎獫{粘度及紅細(xì)胞的聚集指數(shù)、變形指數(shù)、壓積對(duì)環(huán)境溫度的敏感性最強(qiáng)；從全血粘度的角度來(lái)看，23℃～26℃時(shí)的血液流變性較好；血液流變性在23℃時(shí)對(duì)微重力的敏感性最強(qiáng)，在20℃時(shí)最弱，血液流變性中全血還原粘度（高、中切）對(duì)微重力的敏感性最強(qiáng)；對(duì)于血流變，重力和環(huán)境溫度不存在交互作用。
　?、菸⒅亓?、常重力時(shí)各血液蛋白指標(biāo)受溫度影響的變化趨勢(shì)較一致；常重力下23℃時(shí)機(jī)體組織新

7、陳代謝等生理活動(dòng)相對(duì)較好；血液蛋白對(duì)溫度的敏感性由弱到強(qiáng)排序?yàn)椋呵虻鞍?、血漿蛋白、總蛋白、白蛋白；血液蛋白在23℃時(shí)對(duì)微重力的敏感性最強(qiáng)，各蛋白對(duì)微重力的敏感性由弱到強(qiáng)排序?yàn)椋貉t蛋白、總蛋白、球蛋白、白蛋白、白球比；對(duì)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(shí)驗(yàn)研究了典型工況23℃下微重力對(duì)大鼠熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響，發(fā)現(xiàn)：后掌、肛門(mén)溫度對(duì)微重力的敏感性最強(qiáng)，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(mén)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(mén)-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(jì)、運(yùn)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(duì)抗溫度負(fù)荷的醫(yī)學(xué)、專項(xiàng)防護(hù)；艙內(nèi)空調(diào)可設(shè)計(jì)成分層式或末端可自動(dòng)感知調(diào)節(jié)式；并應(yīng)斟酌優(yōu)化艙內(nèi)氣流組織、增強(qiáng)空氣擾動(dòng)、增加