摘要
在低温环境下工作生活时，有效保暖措施的选择成为困扰人们的首要问题。为减少人体在低温环境下的不适感，个体加热装备成为了研究的热点。在众多个体加热装备中，电加热服装因为具有能够通过主动加热的方式为人体提供热量，提高人体舒适感，且服装穿着轻便，消耗能源较少的优势被广泛应用。然而，目前关于电加热服装的最佳热刺激位置以及局部热刺激对整体舒适性影响相关研究还不够完善。因此，本文在冷环境下对人体不同部位进行局部热刺激，研究局部热刺激对整体热反应的影响，探究人体部位热敏感性，为加热服的有效加热位置选择提供理论指导。 为了研究局部热刺激对冷环境下人体热反应的影响，在温度为5℃的气候室内，采用碳纤维加热片对人体的前胸、上背、腹部、腰部、肘部、膝盖、手部、脚底八个部位进行热刺激实验，分析不同部位热刺激时局部与整体的热感觉、热舒适、热可接受度以及皮肤温度的变化，实验过程中受试者可根据自己的意愿对温度进行调节。研究结果表明，在该环境下进行局部热刺激能够提高局部的皮肤温度，但是提高程度有限，各局部达到舒适时局部皮肤温度稳定在39.1~39.7℃，平均皮肤温度与整体热感觉并不存在明显的线性关系。局部热刺激也能显著提高人体整体的热舒适感，不同部位热刺激对整体的影响效果不同，其中脚部加热对整体冷感的缓解作用优于其他部位；且整体热感觉、热舒适、热可接受度之间呈良好的线性关系，可以用整体热感觉来预测整体热舒适和热可接受度。采用影响因子以及局部辐射热敏感性两个指标分析各部位局部热敏感性，得到脚部和上背部对整体热感觉的影响最大，腹部、腰部、胸部次之，肘部、膝盖和手部影响最小，说明除了脚部以外，躯干部位加热对整体热感觉的影响大于四肢部位。各部位的偏好加热温度存在差异，躯干部位偏好温度低于四肢部位，手部和脚部偏好温度最高；且各部位偏好加热温度存在性别差异，男性普遍偏爱较低的加热温度。 为了校验局部热刺激实验中得到的局部热敏感性是否具有科学意义，根据人体生理结构特点，将八个部位进行组合划分，高敏感区域组合为上背和脚部，中敏感区域组合为腰部和胸部；腹部和腰部，低敏感区域组合为膝盖和手部；肘部和膝盖，进行组合热刺激实验。主观评价和客观测试结果表明对高敏感部位组合加热时的加热效果优于中敏感部位，中敏感部位组合加热效果优于低敏感部位，除低敏感区域外，两两组合加热效果均优于单部位加热，说明局部热敏感性结论具有科学意义。最后通过能耗分析得到加热温度越高，所消耗能源越多，四肢加热相比躯干消耗更多能源。在进行加热服部位选择时，首先应选择上背等躯干部位，四肢部位首要考虑脚部加热，且加热温度不能使局部皮肤温度超过39.7℃。 综上所述，本文从主观和客观两个角度研究了局部热刺激对整体热反应的影响规律，分析了部位热敏感性，结论可为相关热感觉模型构建提供理论依据，也对电加热服的参数设计具有指导意义。
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