热应力指数

热应力指数干球温度

干球温度常用于评估舒适性区域内从事轻度劳动强度(单位时间生理产热量<290.5W)、身着常规室内服装(热阻为0.217m・K/W)劳动个体的热应力。在有轻微空气流动和相对湿度为20%～60%的条件下，从事轻度劳动强度时，适宜的干球温度为22.0～25.2℃;从事中度劳动强度(290.5W<单位时间生理产热量<400.2W)或重度劳动强度(400.2W<单位时间生理产热量<521.5W)时，适宜的干球温度为15.6～18.8℃。干球温度虽然容易测量，但只适用于舒适区域。舒适区域内如果存在较强的长波辐射，就需对适宜的干球温度范围做适当调整，以满足舒适要求。

热应力指数湿球温度

湿球温度适用于评价湿球温度与干球温度大致相等但环境为高湿度情况下的热应力。对于身着常规服装的劳动个体在低风速及上限湿球温度约30℃的环境中从事轻度劳动强度时，工作效率不会衰减。当劳动个体从事中度或重度劳动强度时，上限湿球温度将降低至28℃。当湿球温度高于上限值时，劳动个体的工作效率降低，事故率增加。湿球温度不仅易于测量，还适用于评价湿球温度与皮肤温度大致相等的任何热、湿环境的热应力，但不适用于辐射热负荷及空气流速较高的热、湿环境。

热应力指数平均辐射温度

平均辐射温度是指环境四周表面对人体辐射作用的平均温度。人体与围护结构内表面的辐射热交换取决于各表面的温度及人与表面间的相对位置关系。实际环境中围护结构的内表面温度各不相同也不均匀，如冬季窗玻璃的内表面温度比内墙壁表面低得多。人与窗的距离及相互之间的方向直接影响人体的热损失。因此辐射温度的平均值是假定人作为黑体在一均匀的黑色内表面的空间内产生的热损失与在真实的内表面温度不均匀的环境的热损失相等时的温度。其数值可由各表面温度及人与表面位置关系的角系数确定或用黑球温度计测量。

建立热应力指数的目的在于把环境变量综合成一个单一的指数，用于定量表示热环境对人体的作用应力。具有相同指数值的所有环境条件作用于某个人所产生的热过劳均相同。例如A和B是两个不同的环境，A环境空气温度高但相对湿度低，B环境空气温度低但相对湿度高。如果两个环境具有相同的热应力指数值，则对某个人应产生相同的热过劳。热应力指数的意义见表1 。

表1 热应力指数的意义2100433B

热应力指数实际上是由包含环境和新陈代谢因素的热平衡方程导出的，它是指为保持人体热平衡所需的蒸发散热与可透过服装散发到环境中去的最大蒸发散热量的比值。热应力指数是在假定环境对健康的劳动个体无身体伤害且在8h的工作日内平均每人的单位时间出汗量为1L/h的条件下得出的。由于热应力指数是在假定劳动个体健康且适应日平均水平热暴露的基础上得出的，因此热应力指数不适用于热应力很高环境中的热应力评价，而且不能反映新陈代谢和环境热产生的热应力。利用热应力指数对热应力的评价中，需要测量空气流速、干球温度、湿球温度及平均辐射温度，还要测量或估算新陈代谢产热量。因此，热应力指数的计算较复杂，这限制了它在控制工作环境温湿度中的应用。

热应力指标是为保持人体热平衡所需要的蒸发散热量与环境容许的皮肤表面最大蒸发散热量之比。

是衡量热环境对人体处于不同活动量时的热作用的指标。热应力指标HSI用需要的蒸发散热量与容许最大蒸发散热量的比值乘以100%表示。其理论计算是假定人体受到热应力时：①皮肤保持恒定温度35℃；②所需要的蒸发散热量等于人体新陈代谢产热加上或减去辐射换热和对流换热；③8小时期间人的最大排汗能力接近于1L/h。当HIS=0时人体无热应变，HIS〉100时体温开始上升。此指标对新陈代谢率的影响估计偏低而对风的散热作用估计偏高。2100433B

1. 热应力随约束程度的增大而增大。由于材料的线膨胀系数、弹性模量与泊桑比随温度变化而变化，热应力不仅与温度变化量有关，而且受初始温度的影响。

2. 热应力与零外载相平衡，是由热变形受约束引起的自平衡应力，在温度高处发生压缩，温度低处发生拉伸形变。

3. 热应力具有自限性，屈服流动或高温蠕变可使热应力降低。对于塑性材料，热应力不会导致构件断裂，但交变热应力有可能导致构件发生疲劳失效或塑性变形累积。

指一些热塑性塑件过度暴露在较高温度下发生的裂纹及破裂的现象称为热应力开裂。2100433B