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机动卫生装备舱室空气质量及振动环境与人体舒适性、工效性、安全性关系研究

作　者: 苏琛
导　师: 徐新喜
学　校: 中国人民解放军军事医学科学院
专　业: 卫生防护防疫技术与装备
关键词: 机动卫生装备舱室空气质量舱室振动环境舒适性工效性安全性评价与分析
分类号: R83
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

舱室空气质量及振动环境是机动卫生装备舱室微环境的重要构成因素,直接关系到舱室内医护人员和伤病员的身体健康、工作效率以及生命安全。本文以提高机动卫生装备舱室微环境质量、实现舱室内人员“安全、高效、舒适”为目标,研究了常规和生化防护两种条件下舱室空气质量及振动环境与人体舒适性、工效性、安全性的关系。分析了常规条件下舱室空气质量与人体舒适性的影响因素,建立了评价指标体系,确定了舒适性各影响因素的等级标准,提出了舒适性评价的灰色关联度方法。以某急救车为例,研究了高温、高湿条件下开启制冷空调30min和60min时舱室内卧姿伤病员、坐姿伤病员和站姿医护人员的舒适性。结果表明:高温高湿初始条件下舱室内人体舒适性为“不舒适”等级;30min时卧姿伤病员、坐姿伤病员、站姿医护人员的舒适性等级达到“最舒适”和“舒适”等级;60min时舒适性进一步提高;卧姿伤病员的舒适性优于坐姿伤病员和站姿医护人员的舒适性。分析了常规和生化防护条件下舱室空气质量与人体工效性的影响因素,分别建立了评价指标体系,确定了工效性各影响因素的等级标准,提出了工效性评价的模糊综合方法。以某急救车和手术方舱为例,分别研究了常规条件下高温、高湿环境开启制冷空调30min和60min时舱室内站姿医护人员的工效性和舱室升、降温过程中医护人员的工效性以及生化防护条件下医护人员的工效性。结果表明:高温高湿初始条件下舱室内站姿医护人员处于“工效性一般”等级,开启空调30min时达到“工效性优”等级、60min时工效性进一步提高;外界环境-41时,开启加热系统30min,舱室达到“工效性一般”等级,40min时达到“工效性良”等级;外界环境46时,开启制冷空调12min,舱室达到“工效性一般”等级,28min时达到“工效性良”等级。急救车通过生物污染区域运送和急救伤病员时,在超压防护不开空调和超压防护开启空调两种工况下,舱室整体和医护人员在各采样时刻的工效值均大于4,属于“工效性优”等级,能确保舱室内医护人员工效性不受影响;急救车运送生物污染伤病员或烈性传染病员时,在负压防护不开空调和负压防护开启空调两种工况下,随着舱室内生物污染物的扩散,舱室整体和医护人员工效值急剧降低,5min时工效值降为1,属于“工效性差”等级,舱室内医护人员若无采取有效的个人防护措施,将丧失作业能力。当手术方舱舱室外维埃克斯(VX)气溶胶浓度为0.1mg/L时,除左半区医生1和麻醉师出现中毒症状,基本丧失作业能力外,其他人员工作效率未受到太大影响;舱室右半区医护人员工作效率未受影响。分析了生化防护条件下舱室空气质量与人体安全性的影响因素,建立了评价指标体系,确定了安全性各影响因素的等级标准,提出了安全性评价的污染损失率方法。以某急救车和手术方舱为例,分别研究了急救车运送生物污染伤病员或烈性传染病员时在负压防护条件下舱室内医护人员的安全性和手术方舱遭遇氢氰酸(HCN)袭击时在过滤净化超压防护条件下舱室内医护人员和伤病员的安全性。结果表明:急救车在负压防护不开空调和负压防护开启空调两种工况下,随着舱室内生物污染物的扩散,5min时舱室整体和站姿医护人员的安全性均属于“极危险”等级,舱室内医护人员若无采取有效的个人防护措施,生命安全将受到威胁;当手术方舱舱室外HCN浓度为5mg/L时,除左半区医生1安全性受到威胁外,其他人员安全状况良好;舱室外HCN浓度增加到20mg/L时,舱室内安全程度明显下降,左半区医生1和麻醉师生命安全受到威胁,其他人员作业能力受到影响;在两种情况中,舱室右半区安全性均明显优于左半区,人员安全性较好。分析了舱室振动环境中振动频率、振动加速度和振动暴露时间对伤病员舒适性的影响,依据相关标准确定了舱室振动环境对坐姿和卧姿伤病员舒适性影响的评价方法。选取采用橡胶阻尼减振器和三自由度零刚度减振器两级减振的某履带卫生急救车,通过各种工况条件下的行驶试验,研究了两级减振措施的减振效率以及坐姿和卧姿乘员的振动舒适性。结果表明:一级减振器起到了较好的减振效果,减振效率在56%～80%之间;二级减振器对卧姿乘员的减振效率优于坐姿乘员的减振效率,卧姿乘员舒适性优于坐姿乘员舒适性;两侧卧姿乘员舒适性评价等级处于“舒适”和“基本舒适”之间,且左侧卧姿舒适性总体优于右侧;左侧坐姿乘员舒适降低界限值为0.426h～1.348h,右侧坐姿乘员舒适降低界限值为0.175h～1.401h;左侧隔振型减振器减振效果优于右侧冲击型减振器减振效果。

全文目录

摘要  11-13
ABSTRACT  13-16
第1章绪论  16-26
  1.1 引言  16
  1.2 机动卫生装备舱室空气质量  16-22
    1.2.1 舱室空气质量的概念内涵  16-18
    1.2.2 舱室空气质量的构成及影响因素  18-19
    1.2.3 舱室空气质量的主要研究内容  19-20
    1.2.4 国内外研究现状与分析  20-22
  1.3 机动卫生装备舱室振动环境  22-24
    1.3.1 舱室振动环境的概念内涵  22
    1.3.2 舱室振动环境的主要研究内容  22
    1.3.3 国内外研究现状与分析  22-24
  1.4 研究目的、意义与主要研究内容  24-26
    1.4.1 研究目的  24
    1.4.2 研究意义  24
    1.4.3 主要研究内容  24-26
第2章常规条件下舱室空气质量与人体舒适性关系研究  26-46
  2.1 引言  26
  2.2 舒适性影响因素  26-33
    2.2.1 热环境因素  26-28
    2.2.2 常规空气组分  28-32
    2.2.3 生物环境因素  32-33
  2.3 舒适性评价指标体系  33-34
  2.4 舒适性影响因素的等级标准  34
  2.5 舒适性评价方法  34-37
    2.5.1 舒适性评价方法概述  34-36
    2.5.2 舱室空气质量与人体舒适性关系评价方法  36-37
  2.6 常规条件下舱室空气质量与人体舒适性关系评价研究  37-45
    2.6.1 试验前舱室外和舱室内人体舒适性评价  39-41
    2.6.2 30min 和60min 时舱室内人体舒适性评价  41-45
    2.6.3 结论  45
  2.7 本章小结  45-46
第3章常规和生化防护条件下舱室空气质量与人体工效性关系研究  46-73
  3.1 引言  46
  3.2 工效性影响因素  46-53
    3.2.1 热环境因素  46-49
    3.2.2 常规空气组分  49-52
    3.2.3 生物污染物  52-53
    3.2.4 化学污染物  53
  3.3 工效性评价指标体系  53-55
  3.4 工效性影响因素的等级标准  55-56
  3.5 工效性评价方法  56-59
    3.5.1 工效性评价方法概述  56
    3.5.2 舱室空气质量与人体工效性关系评价方法  56-57
    3.5.3 指标隶属函数  57-59
  3.6 常规条件下舱室空气质量与人体工效性关系评价研究  59-63
    3.6.1 舱室内站姿医护人员工效性评价  59-60
    3.6.2 舱室内医护人员3 个典型工位的工效性评价  60-63
    3.6.3 结论  63
  3.7 生物防护条件下舱室空气质量与人体工效性关系评价研究  63-67
    3.7.1 超压防护下舱室生物污染物对医护人员工效性影响的评价  63-65
    3.7.2 负压防护下舱室生物污染物对医护人员工效性影响的评价  65-67
    3.7.3 结论  67
  3.8 化学防护条件下舱室空气质量与人体工效性关系评价研究  67-72
    3.8.1 舱室空气质量对舱室整体工效性的影响评价  69-70
    3.8.2 舱室空气质量对各测点人体工效性的影响评价  70-72
    3.8.3 结论  72
  3.9 本章小结  72-73
第4章生化防护条件下舱室空气质量与人体安全性关系研究  73-93
  4.1 引言  73
  4.2 安全性影响因素  73-77
    4.2.1 生化污染物的特点  73-74
    4.2.2 生化污染物的危害途径  74
    4.2.3 主要生物污染物及其对人体安全性的影响剂量  74-76
    4.2.4 主要化学毒剂及其对人体安全性的影响剂量  76-77
  4.3 安全性评价指标体系  77
  4.4 安全性评价方法  77-80
    4.4.1 安全性评价方法概述  77-78
    4.4.2 舱室空气质量与人体安全性关系评价方法  78-80
  4.5 生物防护条件下舱室空气质量与人体安全性关系评价研究  80-82
    4.5.1 负压防护下舱室生物污染物对人体安全性影响评价  80-82
    4.5.2 结论  82
  4.6 化学防护条件下舱室空气质量与人体安全性关系评价研究  82-92
    4.6.1 舱室外HCN 浓度为5mg/L 时舱室安全性评价  83-87
    4.6.2 舱室外HCN 浓度为20mg/L 时舱室安全性评价  87-91
    4.6.3 结论  91-92
  4.7 本章小结  92-93
第5章舱室振动环境与人体舒适性关系研究  93-112
  5.1 舱室振动环境对伤病员舒适性的影响  93-94
    5.1.1 振动频率对伤病员舒适性的影响  93-94
    5.1.2 振动加速度对伤病员舒适性的影响  94
    5.1.3 振动暴露时间对伤病员舒适性的影响  94
  5.2 振动舒适性评价方法  94-98
    5.2.1 坐姿伤病员振动舒适性评价  95-96
    5.2.2 卧姿伤病员振动舒适性评价  96-98
  5.3 机动卫生装备坐、卧姿伤病员振动舒适性试验与评价  98-111
    5.3.1 试验目的  98
    5.3.2 试验设计  98-102
    5.3.3 两级减振效率结果分析  102-109
    5.3.4 坐姿乘员舒适性评价结果分析  109
    5.3.5 卧姿乘员舒适性评价结果分析  109-110
    5.3.6 结论  110-111
  5.4 本章小结  111-112
第6章结论与展望  112-116
  6.1 主要结论  112-114
  6.2 创新点  114
  6.3 工作展望  114-116
参考文献  116-123
附录  123-140
  附录1 急救车舱室升、降温试验数据  123-125
  附录2 VX 气溶胶模拟数据  125-127
  附录3 HCN 气体模拟数据  127-135
  附录4 履带式卫生急救车试验数据  135-140
文献综述  140-145
在学期间取得的成果及发表的代表性论著  145-146
发表论文  146-153
作者简历  153-154
致谢  154

机动卫生装备舱室空气质量及振动环境与人体舒适性、工效性、安全性关系研究

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