着衣における水分蓄積が人体の非定常温熱生理に及ぼす影響

衣物水分积累对人体非稳态热生理的影响

• 批准号: 12750528
• 负责人: 高田 暁
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750528/
• 关键词: 非定常状態; 被験者実験; 発汗; 熱水分同時移動; 人体熱モデル; 血流; 深部温; 着衣

汗をかいた状態で冷房された室に移行する場合など、体温調節系の非定常過程が空調の設計に対し重要な要素と考えられる状況は多い。そこで、人体に適合した非定常空調制御法を提案することを目的として、発汗とその蒸発過程を想定した被験者実験、およびモデルによる数値解析を行った。検討した項目、および得られた結果は以下の通りである。1.皮膚-着衣間の熱・水分移動係数の推定皮膚-着衣間の熱・水分の移動は、発汗量の変動という生理的要素のほか、着衣と皮膚の問に存在する空気層の形状など人間行動の影響を受ける要素や、着衣の熱・水分物性などに関係する。生理的要素については人体熱モデルを用い、皮膚と着衣の間の空気層については皮膚・着衣問の熱・湿気コンダクタンスとしてモデル化し、着衣については熱水分同時移動モデルを適用し、数値解析を行った。被験者実験により得られた皮膚・着衣温の測定結果を用いて、皮膚-着衣間の熱・湿気コンダクタンスを同定することができた。また、発汗とその蒸発を含めた一連の過程での人体・着衣における熱水分移動が、このモデルにより大略予測できることを示した。2.人体温熱生理モデルの検討人体の体温調節モデルには調節の目標値が組み込まれている。その温度として通常、唯一の値が与えられているが、複数の被験者のデータを検討すると、熱的中立状態における深部温について、1℃程度の幅でばらつきが見られる。これを深部温の調節目標値におけるばらつきであると仮定し、深部温の調節目標値を変えた場合の解析結果を比較・検討した。深部温の調節目標値における1℃の差が、体温および発汗量の予測値に与える影響は大きい。一方、各被験者実験との対応を検討すると、各被験者の熱的中立時の深部温(測定値)を調節目標値として設定した場合に、モデルの予測精度が高くなることが示された。

在许多情况下，温度调节系统中的不稳定过程被认为是空调设计中的重要因素，例如当一个人在出汗时进入凉爽的房间时。因此，为了提出一种适合人体的非稳态空调控制方法，我们对假设出汗及其蒸发过程的受试者进行了实验，并使用模型进行了数值分析。检查的项目和获得的结果如下。 1.估计皮肤和衣服之间的热量和水分传递系数皮肤和衣服之间的热量和水分传递不仅取决于排汗量变化等生理因素，还取决于空气的形状存在于衣服和皮肤之间的层与受人类行为以及衣服中的热和湿的物理特性影响的因素有关。我们使用人体热模型来考虑生理因素，将皮肤和衣服之间的空气层建模为皮肤和衣服之间的热/湿传导，应用衣服的热湿同时运动模型，并进行数值分析。利用本实验中获得的皮肤和衣服温度的测量结果，我们能够确定皮肤和衣服之间的热传导和湿传导。我们还表明，该模型可以粗略地预测人体和衣服在出汗及其蒸发等一系列过程中热量和水分的运动。 2.人体温度热生理学模型的检验人体温度调节模型包含调节目标值。通常，该温度只会给出一个值，但在检查多个受试者的数据时，发现热中性状态下的核心温度变化约为 1°C。假设这是调节核心温度的目标值的变化，我们对调节核心温度的目标值改变时的分析结果进行比较和检验。调节核心温度的目标值相差1℃，对体温和出汗量的预测值影响很大。另一方面，当考虑与每个受试者的实验的对应性时，表明当将每个受试者在热中性时的核心温度（测量值）设置为调整目标值时，模型的预测精度提高。

项目成果

S.Takada: "Adaptability of Thermophysiological Model of Human Body to Non-Steady State in Sweating and Evaporation"7th REHVA World Congress CLIMA 2000/Napoli 2001, Napoli, Italy. (2001)

S.Takada：“人体热生理模型对出汗和蒸发非稳态的适应性”第七届 REHVA 世界大会 CLIMA 2000/那不勒斯 2001，意大利那不勒斯。

高田暁: "人体熱モデルを用いた非定常状態における体温予測-発汗とその蒸発過程について-"日本生気象学会雑誌. 38・2. S12 (2001)

Akira Takada：“使用人体热模型预测不稳定状态下的体温 - 关于出汗及其蒸发过程 -”日本生物气象学会杂志 38・2（2001）。

T.Umeno: "Prediction of Skin and Clothing Temperatures under Thermal Transient Considering Moisture Accumulation in Clothing"ASHRAE Transactions. 107(未定). (2001)

T.Umeno：“考虑服装中水分积累的热瞬态下皮肤和服装温度的预测”ASHRAE Transactions 107 (TBD)。

川上直紀: "汗の蒸発過程における皮膚温・着衣温の非定常性状"第24回人間-生活環境系シンポジウム報告集. 69-72 (2000)

川上直树：“汗液蒸发过程中皮肤温度和衣服温度的不稳定特征”第24届人居环境研讨会报告69-72（2000）。

T.Umeno: "Prediction of Skin and Clothing Temperatures under Thermal Transient Considering Moisture Accumulation in Clothing"ASHRAE Transactions. 107. (2001)

T.Umeno：“考虑服装中的水分积累，预测热瞬态下的皮肤和服装温度”ASHRAE 交易。