低气压对人身体散热性能作用的探讨

　　压力降低时对流换热系数与常压下相比有所下降，相应地，其他条件不变时，低气压下的对流换热量较常压条件下其数值要低，即低气压下的对流换热削弱。低气压环境人体皮肤表面的蒸发换热常压条件下人体通过皮肤的蒸发散热量的表达式为<13>Esk=w（Psk-Pa）Recl+1（fclhe）其中，w为皮肤湿润度，它是皮肤汗腺分泌与环境作用的间接结果，110是其理论上的上限值，但是在实际情况中，皮肤湿润度很难超过018.Azer推荐健康人体进行持续活动时的皮肤湿润度的实际上限值为015。此外，当人体没有排汗蒸发散热时，通常情况下皮肤的湿润度为0106，当皮肤表层脱水而改变皮肤水分蒸发时，皮肤湿润度会下降到0102。式中，皮肤表面的饱和水蒸汽分压力Psk是温度的单值函数，与大气压力等因素无关，不饱和水蒸汽分压力pa随大气压力的降低而减小，而蒸发换热系数he及衣服蒸发散热热阻Recl随压力改变而变化的规律可从刘易斯关系式进行推导。

　　服装的蒸发换热热阻由iclLR=RclRecl其中，icl为水分渗透系数，McCullough等认为一般室内衣服平均icl值为0134，在计算时可采用该数值。常压下，LR0=1615，所以，Recl，0=Rcl16.5@icl低气压下，LRp=16.5（P0Pp），所以，Recl，p=Rcl16.5@icl@PpP0，其他条件相同时，与常压相比，低气压环境下的服装蒸发换热热阻是减小的。低气压条件下皮肤表面的蒸发换热量较常压条件下是加强的。低气压环境下人体的呼吸换热常压条件下，人体呼吸时的显热和潜热损失分别如以下两式所示：E=1.163cpVB（tex-ta），Eres=1.163VB（dex-da）r，式中：VB为呼吸时的空气质量流量，也称肺换气率，不同压力工况下人体的肺换气率不同，tex为呼出空气的温度，考虑到人体的核心温度变化不大，且呼出气体接近饱和状态，因此可采用McCutchan和Taylor的计算公式，即tex=32.6+0.066ta+32da。

　　所以，随着压力的降低，空气中含氧量降低，呼吸加剧以补偿吸入空气中氧含量的减少。因此，低气压环境下人体的呼吸散热量加强。此外，肺通气量的增加就是代偿高原地区低氧分压的一种有效措施。

　　低气压环境下人体能量代谢率的变化能量代谢率与人体的耗氧量和呼吸商有关，如下式M=（0.23RQ+0.77）@5.86@Vo2@60/AD其中，RQ为呼吸商，即人体CO2产生量与同一时间内氧耗量的比值（Vco2/Vo2）。生理学的研究数据得出在不同海拔高度上，人体的耗氧量、呼吸商等都不同。其中不同海拔时基础耗氧量与基础代谢率的数据。随着压力的降低，平原人的耗氧量和呼吸商都有所增加，所以能量代谢率也有所升高。但是高原人的耗氧量和呼吸商随压力的变化与平原人有所不同，这可能与他们长期生活在低气压环境下，逐渐适应环境的结果有关。

　　由方程式推导可知，其他条件一定时，与常压环境相比，低气压环境下人体对流换热系数减小，皮肤表面蒸发换热系数增大，服装蒸发换热热阻减小，所以，低气压环境下人体对流散热削弱，而皮肤表面蒸发散热加强，两者变化的趋势恰好相反。低气压环境下人体的呼吸加剧，呼吸散热加强。此外，随着压力的降低，为适应环境的变化，平原人的能量代谢率有所增加。仅对低气压环境下人体的散热特性做了初步研究与讨论，如果数据充分，可进一步研究低气压环境下呼吸散热和能量代谢变化的关系式。