背景:这段时间有很多读者留言询问如何应对夏季因气温不断升高而带来的防疫困难,但在详细讨论这个问题前,我们需要先理清一些基本概念,因为只有这样才能更有针对性地解决夏季高温带来的种种问题。结论:热舒适度是影响我们夏季实际感受的关键要素,而影响热舒适度的因素又有很多种。
建议:根据自己的实际情况有针对性地选择应对措施,可以更为高效地改善夏季的热舒适度。什么是“热舒适度”
影响热舒适度的因素和应对
冰饮和冷食的影响
自新冠大流行以来,在佩戴口罩的情况下前往公共场所已经成为一项基本的个人防护措施,但长时间佩戴口罩可能会引起一些身体上的不适,特别是在天气炎热的夏季(图 后流278-1)。而造成这一影响的主要原因就是本期分享的主题“热舒适度”。
图 后流278-1
热舒适度是一种心理状态,表达了对热环境的主观满意度。人体可以看作是一个热机,其中食物是输入的能量,而人体则会不断地向环境中释放多余的热量,以保持身体的持续运转。热传递与温差成正比,在寒冷的环境中,身体会向环境中损失更多的热量,而在炎热的环境中,身体则很难有效地释放热量,冷热两种情况都会导致不适[1]。
二、影响热舒适度的因素和应对
由于每个人在生理和心理满意度方面存在很大差异,因此很难确定在不同环境中针对不同个体的最佳温度。当人体新陈代谢产生的热量被环境抵消时,人就可以与周围环境保持热平衡,从而达到热中性。因此影响热舒适度的主要因素是影响热量增加和损失的一些条件,影响因素一般被分为两大类,即个人因素和环境因素。皮肤湿度被定义为“身体皮肤总表面积中被汗液覆盖的比例”[3]。不同部位的皮肤湿度也会影响感知到的热舒适度,皮肤湿度的通常会增加身体的导致不适感,这种不适感通常局限于身体的不同部位,皮肤湿度的局部热舒适度限值因身体不同部位而异[4]。相比之下,四肢对潮湿引起的热不适比躯干敏感得多(图 后流278-2)。
图 后流278-2
相对的,如果想要降低皮肤湿度在高温环境中带来的不适感,选择干爽透气材质的衣物会很重要。这里代谢率并不是我们常规意义上理解的代谢,其的定义是“个体代谢活动将化学能转化为热量和机械功的速率”[1],其以热量为单位,1单位代谢率等于普通人静坐时每单位表面积产生的能量。而不同的社会活动会导致不同的代谢率,比如说睡眠时代谢率为0.7单位代谢率,站立等轻度活动的代谢率为1.2~1.4单位代谢率,行走、运动或更剧烈的活动通常为2.0单位代谢率以上。由于代谢率与体表面积呈正相关,所以体型是影响代谢率和热舒适度的一个重要因素,一般来说身材瘦高的人体表面积更大,散热更加容易,会比体型圆润的人更容易接受高温[5]。所以,在夏天保持一个健康的身材也有助于提高我们的热舒适度(冬季不减肥,夏季徒伤悲),并降低很多潜在的健康风险(图 后流278-3)。
图 后流278-3
每个人的衣着情况也会对热舒适度产生较大的影响,因为衣服的隔热效果会影响散热情况,进而影响热平衡。衣服的隔热效果亦可以帮助人体保暖,也有可能导致体感过热。一般来说,衣服越厚其隔热效果就越强,需要根据不同温度变化情况选择合适的材质的衣服(图 后流278-4)。
图 后流278-4
也就是说,在夏天我们应该优先选择择隔热效果较弱的材质的衣服作为平时的穿搭。虽然两性之间的热舒适偏好很小,但还是存在一些平均差异。研究发现,多数情况下男性会比女性更早报告因体温升高而产生的不适感,男性平均估计的不适感水平也高于女性[6]。多时候女性比男性更喜欢更高的温度,但如果进行细分的话,其实是女性对温度更敏感,而男性对湿度更敏感[7]。这意味着不同性别的读者在面对高温时,更有针对性地调节环境温度或者环境湿度,能够更有效地改善热舒适度(图 后流278-5)。
图 后流278-5
心理因素也被证明可以影响个体的热舒适度[8]。由于心理因素,个人在特定环境中的舒适度可能会随着时间的推移而改变和适应。对热舒适度的主观感知可能会受到先前经历的记忆的影响,当反复接触会缓和未来的期望和对感官输入的反应时,就会形成习惯。在一些实验中,看起来像住宅的热测试室比看起来像冰箱内部的热测试室让人“感觉”更温暖[9]。从这个角度来说,俗语中的“心静自然凉”并不是毫无依据的心理安慰,通过调节对舒适度的心理预期,也可以在一定程度上改善夏季的热舒适度。另一方面,将所在环境装扮得更“冷”一些也有助于让我们在夏天感觉更凉爽(图 后流278-6)。
图 后流278-6
在夏季人们感到最舒适的温度一般是20~24℃,而冬季则是18~22℃。由于人体总要保持体温恒定,所以当环境温度超过舒适温度的上限时,人们便感到热,若超过 37℃时就感到酷热,一般人们能够忍受的温度上限是52℃。相反,当环境温度低于舒适温度下限时,人就感到发冷;若低于0℃,就感到严寒。对于一般从事室外活动衣着合适的人,能够忍受的温度下限约为零下34℃[3]。一般来说,在条件允许的情况下使用空调这样的制冷设备可以非常便利的调节室内环境温度,从而让我们在夏季更加舒适(赞美Carrier,图 后流278-7)。
图 后流278-7
出汗是一种非常有效的散热机制,它依赖于皮肤的蒸发。然而在高相对湿度环境下,空气中水蒸气含量已接近其所能容纳的最大限度,因此蒸发会减少,从而减少热量损失。另一方面非常干燥的环境(相对湿度< 20~30%)也会让人感到不舒服,因为它们会影响我们的粘膜。在有空调的建筑中,最好能将湿度控制在40~60%的范围内,这样既可以改善热舒适度也可以在一定程度上降低病毒传播的风险。
图 后流278-8
环境湿度的影响是巨大的,这也就是为什么同样气温条件下湿热的“桑拿天”会让人感觉更热的原因(图 后流278-8)。条件允许的情况下,可以根据自己所在环境的实际情况使用加湿器或者除湿器来调节湿度。理的室内空气流动路线及流速是保持良好室内空气质量及舒适环境的重要条件。一般情况下,令人体舒适的气流速度应小于0.3m/s。在我国南方的一些地区,夏季室内风速在0.3~1m/s时,多数人会感到愉快。
图 后流278-9
不管是自然通风(开窗)和机械通风(风扇、扇子),在夏季都有助于改善热舒适度(图 后流278-9)。三、关于冰饮和冷食
我们都知道,夏天饮用冰饮或者使用冰淇淋等冷食也会让人暂时忘却炎热感到舒适(图 后流278-10)。而这时由于人类的皮肤温度感知器最敏感的范围是32℃- 37℃之间,如果环境温度超过37℃,就会感到不适和疲劳,而当我们喝下冰饮或吃下冷食时,口腔、喉咙和胃部的温度会迅速降低,刺激寒冷感受器,从而产生一种凉爽舒适的感觉(你怎么知道我有制冰机和刨冰机的?)。
图 后流278-10
但温度较低的食物或冰饮进入消化系统后,会对胃粘膜产生刺激,部分人群可能会引发胃肠不适甚至腹泻。另一方面,过度依赖冰饮也会使我们的身体逐渐适应低温环境,失去对高温环境的耐受性,造成更大的不适。因此在冰饮和冷食的摄入方面,应该保持相对适度。关于夏季炎热的其他健康问题以及防疫困难,我们会在之后的更新中继续进行。
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本期封面:die-rosastrasse by Francisco Soria Aedo(1898-1965)欢迎大家在公众号首页给我留言,讨论和交流各种新冠相关或者公共卫生方面的问题,也可以留下你的疑问或对分享内容的质疑,时间允许的情况下我会逐条进行回复。另外如果大家觉得该公众号或某期分享对你有帮助,可以关注公众号或分享给自己的亲朋好友。希望大家都能在大流行期间保持身体和心理的健康,坚持到大流行真正结束的时候。[1]Çengel, Yunus A.; Boles, Michael A. (2015). Thermodynamics: An Engineering Approach (8th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education. ISBN 978-0-07-339817-4.
[2]《环境科学大辞典》编辑委员会.环境科学大辞典.北京.中国环境科学出版社.1991.610
[3]Frank C. Mooren, ed. (2012). "Skin Wettedness". Encyclopedia of Exercise Medicine in Health and Disease. p. 790. doi:10.1007/978-3-540-29807-6_3041. ISBN 978-3-540-36065-0.
[4]Fukazawa, Takako; Havenith, George (2009). "Differences in comfort perception in relation to local and whole-body skin wetness". European Journal of Applied Physiology. 106 (1): 15–24. doi:10.1007/s00421-009-0983-z. PMID 19159949. S2CID 9932558.
[5]Szokolay, Steven V. (2010). Introduction to Architectural Science: The Basis of Sustainable Design (2nd ed.). pp. 16–22.
[6]Wyon DP, Andersen I, Lundqvist GR. Spontaneous magnitude estimation of thermal discomfort during changes in the ambient temperature. J Hyg (Lond). 1972 Jun;70(2):203-21. doi: 10.1017/s0022172400022269. PMID: 4503865; PMCID: PMC2130040.
[7]Lan L, Lian Z, Liu W, Liu Y. Investigation of gender difference in thermal comfort for Chinese people. Eur J Appl Physiol. 2008 Mar;102(4):471-80. doi: 10.1007/s00421-007-0609-2. Epub 2007 Nov 9. PMID: 17994246.
[8]de Dear, Richard; Brager, Gail (1998). "Developing an adaptive model of thermal comfort and preference". ASHRAE Transactions. 104 (1): 145–67.
[9]Rohles, Frederick H. (February 2007). "Temperature & Temperament - A Psychologist Looks at Comfort". ASHRAE Journal: 14–22.