第一节 气温

气温是指围绕我们周围的大气温度。地球的大气温度来自太阳的光和热。但是太阳不直接给空气加热，太阳的长波辐射热线几乎能够全部透过洁净的大气层，被地球表面吸收，地面吸收太阳的辐射热能以后温度升高。与地面直接接触的空气层，由于空气分子的导热作用而被加热，通过冷热空气的对流作用又将热量转移到上层空气。由于这种上下流动的气流和风带着空气团不断与地面接触而被加热，就形成了某一地区的气温。气温的年变型和日变型都取决于地面温度的变化。在这一方面，陆面和水面有很大的差异。在同样的太阳辐射热条件下，巨大的水体温度上升比陆地慢。因此，在同一纬度上，陆地表面与海面比较，夏季温度较高，冬季则温度较低。由此可知，夏季陆地上的平均气温比海面气温高，冬季则比海面气温低。

气温是评价工作环境气候条件的主要因素之一，它对人体有着直接的影响。除气候因素外，工作场所的温度还会受各种冷、热源的影响，如高炉、加热的原材料、供暖设备、制冷设备等。应当指出，人体感受到的气温，即冷热程度，除受气温的影响外，还会受到环境的湿度、风速和辐射热的影响。

一、温标及温标之间的换算

我国规定气温的单位使用摄氏温标，用℃表示。目前国际上气温可以用以下三种温标进行表示。

1.摄氏温标

摄氏温标简写为℃，又称为国际百度温标。它是在一个大气压的条件下，将纯水的冰点定为0℃，沸点定为100℃，并将两点之间距离分为100等份，每等份代表1℃。

2.华氏温标

华氏温标简写为℉。它是在一个大气压的条件下，以纯水的冰点定为32℉，沸点定为212℉，并将两点之间的距离分为180等份，每等份代表1℉。

3.绝对温标

绝对温标用K表示。它规定以-273℃为0K，称为绝对零度。其分度法与摄氏温标相同，即绝对温标上相差1度时，摄氏温度上也相差1度。所不同的是，绝对温标是把水的冰点定为273K，把水的沸点定为373K。

以上三种温标的换算方法为：

二、气温的测量方法

环境条件及实验目的不同，气温的测量方法和测量仪器也会有所不同。目前测量气温的仪器有干球温度计、最高最低温度计和电子温度计等。

1.干球温度计

干球温度计是测量温度用的最普遍、最普通的小仪器。测量时，将干球温度计置于待测的空气中，4～5min后读数。在室内测定时，若将温度计挂在墙壁或柱子上，会受墙壁或柱子本身温度影响，反映不出实际气温，所以应该避免这种情况。测试时，应在实验室中央位置放一个支架，将温度计挂在支架上为好。测定时也应考虑到空气有热膨胀时上升、冷却时下降的特点，根据其特点固定测定高度，测定高度一般定在1.2～1.5m为宜。因为影响人体体温及皮肤温度的环境因素主要是我们所处环境的温度，所以应根据实验目的确定测量高度。在读数时，也应注意避免人体体温的影响，目光应与液柱的顶点在一个水平线上，使读数准确。

2.最高最低温度计

最高最低温度计是可以测量一天内气温最高值和最低值的温度计，有Six-bellani型和Ruthorford型两种。常用的为Six-bellani型，它是将U形管酒精柱的一定部分用水银填充。最低值只由酒精柱的体积决定，最高值由酒精柱体积和水银柱体积之和决定。使用时，用磁铁将小体（封有铁片）从外部吸引降低位置。24h后，读取两个小体最下端的位置即可得到最高值和最低值。

3.电子温度计

电子温度计是一种数字式温度计，它以热敏电阻作为感温元件，采用电压—频率变换电路，克服热敏电阻的非线性缺点；通过调节电路中两只微调电容可替换不同参数的热敏电阻；利用自平衡电桥消除了远距离测温时连接热敏电阻的传输线的影响；采用BGD进位制计数显示电路，使结构简单可靠。因此，电子温度计是一种具有读数直观、反映被测温度时间短、测温范围宽和精度高等特点，并能进行远距离测温和控温的新型的数字式温度计。电子温度计还可以按照设定的时间间隔进行连续测量，并将测量结果贮存起来，供以后分析讨论，使用十分方便。

三、气温对人的影响

1.高温对人体的影响

在适当的气温条件下，气温对人的行为没有特别显著的影响，但当气温过高或过低时，它的作用就会十分显著。气温过高对人体主要会产生以下影响。

（1）对循环系统的影响。人在高温环境下，为了实现体温调节，必须增加心脏血液的输出量，使心脏负担过重，心率加快。研究表明，长期从事高温作业的工人，其血压比一般高温作业及非高温作业的人员要高。

（2）对消化系统的影响。人在高温下，体内血液将重新分配，使消化系统相对贫血。由于出汗排出大量氯化物以及大量饮水，使得胃液酸度下降。在热环境中消化液分泌量减少，消化吸收能力受到不同程度的抑制，因而引起食欲不振、消化不良和胃肠疾病的增加。

（3）对神经系统的影响。湿热环境对中枢神经系统具有抑制作用，主要表现在大脑皮层兴奋过程减弱，条件反射的潜伏期延长，注意力不易集中。严重时，会出现头晕、头痛、恶心、疲劳乃至虚脱等症状。

（4）对工作效率的影响。人在高温下，由于大量出汗必然导致水分和盐分的大量丧失。人在高温条件下进行重体力劳动时，平均每小时出汗量为0.75～2.0L，一个工作日出汗量可达5～10L。高温工作影响效率，人在27～32℃下工作，其肌肉用力的工作效率下降，并且促使用力工作的疲劳加速。当温度高达32℃以上时，需要比较集中注意力的工作以及精密工作的效率也开始受到影响。

2.低温对人体的影响

当人体处于低温环境时，皮肤表面的血管收缩，体表温度降低，使辐射散热和对流散热降到最低的程度。在温度很低的环境中暴露，皮肤血管将处于持续的、极度的收缩状态，流至体表的血流量显著下降甚至完全停滞，当人体皮肤局部的温度降至组织冰点（-5℃）以下时，组织发生冻结，引起局部冻伤。此外最常见的是肢体麻木，特别是影响手的精细运动灵巧度和双手的协调动作，手的操作效率和手部皮肤温度及手温有着十分密切的关系。手的触觉敏感性的临界皮肤温度大约是10℃，操作灵巧度的临界皮肤温度是12～16℃。如果人的手长时间暴露于10℃以下，其操作效率就会明显降低。

在工业生产中，研究人员早就发现一年四季气温的变化与生产量的升降有密切关系。曾有学者研究美国金属制品厂、棉纺厂、卷烟厂等工人的工作效率，发现每年隆冬与盛夏季节的生产量较低。有学者在研究美国三个兵工厂工人的工作效率与气温的关系时发现，意外事故出现率最低的温度为20℃左右；温度高于28℃时或低于10℃时，意外事故的发生将会增加30%左右。

四、舒适的环境温度

一般认为，温度在21℃±3℃是舒适的温度。但在设计环境温度时，还应考虑以下因素。

1.季节

舒适温度在夏季偏高，冬季偏低。

2.劳动条件

不同的劳动条件下舒适的温度是不相同的。在室内，相对湿度为50%时，某些劳动的舒适温度范围见表2-1。在有很强烈热辐射的环境中，气温还要低些。

表2-1 某些劳动的舒适温度范围

3.服装

服装对舒适温度的影响是可想而知的，人体所穿服装的薄厚对环境舒适温度的要求的高低是不同的。

4.地域

人由于在不同地区的冷、热环境中长期生活和工作，对生活环境的习惯也不相同，所以对舒适温度的要求也不相同。

5.性别、年龄等

女子的舒适温度比男子高0.5℃左右，40岁以上的人的舒适温度比青年人高0.5℃左右。

当然，有些学者认为，保持舒适的温度并不意味着室内的气候固定在某一适当水平而恒定不变。例如，在室内，还要使气流速度有轻微的波动，这样可以避免单调的感觉，从而使人所处的环境产生有生气的效果。一般来说，人体对舒适温度的要求是平均量，有波动是允许的。有研究者还主张，室内的气温要根据室外环境的气温来确定，在一个工作日内温度的变化可能对劳动者的工作效率有积极影响。如果外界温度较低，开始时最好在稍冷的室内工作，等到适应之后，再提高室内温度。