医用一次性防护服的着装热湿舒适性及预测研究

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自2019年12月以来,新冠肺炎疫情在全球范围内爆发且持续蔓延。为降低感染风险,医护人员工作时必须穿戴专业医用防护装备。医用一次性防护服因其阻隔防护效果较好、质量轻、用即弃等优点,成为保护医护人员免受病毒感染的重要防护装备。然而,医用一次性防护服热湿舒适性不佳,长时间穿着导致医护人员在高密闭性环境下极易产生热应激、热疾病等现象,严重影响医护作业人员的工作效率。因此,通过研究和预测防护服的着装热湿舒适性,从根本上分析着装舒适性问题,评价防护服的热湿舒适性差异是保障医护人员工作安全性的重要前提。基于此,本文综合材料性能实验、假人实验、人体热生理实验、Fiala模型模拟及模糊综合评价等研究手段实现医用一次性防护服的着装热湿舒适性及预测研究。研究成果可用于评估防护服的着装热湿安全性和舒适性,为医护人员提供合理的防护服穿着建议。主要研究内容及相关结论如下:(1)对4种医用一次性防护服进行了材料基本性能、热湿舒适性的研究,比较不同防护服的材料性能。研究结果发现防护服材料的透湿性能主要取决于面料的孔径大小,其中,高密度聚乙烯材料的综合性能最优异。结合防护服热湿性能的结果,探究面料热湿性能与整体服装热湿舒适性的关系,发现防护服的宽松程度比面料热阻对总热阻的影响大。服装热阻、面料湿阻对防护服局部湿阻的影响较大。高密度聚乙烯材料的防护服的热湿舒适性能比微孔聚乙烯膜/纺粘聚丙烯材料防护服的好。(2)基于防护服材料和服装热湿性能的研究结果,完成了穿着不同防护服进行多活动水平下的人体热生理实验,对生理指标和主观感受评价进行记录和分析。研究结果发现防护服的热湿性能对人体核心温度、平均皮肤温度的变化有消极影响。防护服的热湿性能越差,人体的热状态越不稳定。人体出汗量受面料、服装湿阻影响。主观感受评价随人体活动的变化而波动性变化,轻等强度运动下的热感觉主要受服装热阻的影响,而中等强度运动下主要受相对风速、汗液蒸发等因素的影响。(3)通过模拟结果与人体热生理实验结果的比较,验证Fiala模型在模拟人体各种活动状态和输出结果的准确性。Fiala模型对于穿着医用一次性防护服的人体核心温度、出汗量以及热感觉的模拟效果较好,平均皮肤温度上的模拟结果在误差范围内,活动强度较轻的模拟精度更高。Fiala模型可以较好的模拟活动状态变化对生理指标和主观评价影响,但是变化程度的模拟准确度有待提升。(4)利用Fiala模型模拟的方法对多个环境温度、活动水平、活动时长情况下的人体生理指标和主观感觉的变化进行了预测,建立了适用于医用一次性防护服的着装热湿舒适性综合评价体系。高温环境下人体对防护服的湿舒适性要求更高,服装热湿阻较低的防护服的安全性和舒适感觉评价更高。综上所述,本文通过深入探究医用一次性防护服的着装热湿舒适性,提出了适用于医用一次性防护服热湿舒适性的综合评价方法,为综合评估防护服的着装热湿舒适性提供了可能,并为防护服的合理穿着提供了科学指导建议。
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