太阳辐照对特种车辆舱室内温度以及人体传热的影响

来源：环境与职业医学杂志 2024年第9期北京时间：

作者：李平, 王学友, 刘晓峰, 张伟,

摘要：背景夏季太阳光照强烈，特种车辆野外训练时，车体甲板在太阳辐照条件下温升明显并向舱内传热，导致舱室高温问题突出，严重影响人员的作训能力。目的探讨太阳辐照引起特种车辆舱室温度上升的变化规律，以及温升过程中车内环境与人体之间对流和辐射两种传热方式的量比关系，为进一步开展舱室温度控制提供设计依据。方法利用太阳辐照模拟实验系统，以某地试验场夏季某日9：00—15：00的太阳辐照强度作为实验条件，对特种车辆进行6 h曝晒实验。测试车体甲板表面10个测点的温度变化、舱室内2个测点的环境温度、载员的近体环境温度、辐射热通量和总热通量参数。结果车体甲板、舱内环境和载员近体环境温度在13：30前随太阳辐照强度增加而升高，温度变化明显，随后温度趋于稳定。试验过程中，车体甲板和舱内环境温度最高分别达到60.5 ℃和39.3 ℃。载员1至载员4的近体环境温度最高分别达到41.4、41.1、41.3和40.8 ℃，此时舱内湿度是48.7%。辐射热和对流热作用于人体的量比关系随时间变化而变化。实验进行到上午9：30时，人员与车体甲板和舱室环境之间传热主要为人体散热，头面部和胸腹部区域的辐射热通量和对流热通量量比关系为1∶4~1∶7，足部的量比关系约为1∶3。实验进行到10：00—11：00时，人体仍表现为向环境散热，其中向舱室环境的对流散热占据主导，而车体甲板则逐渐转换为向人体辐射传热，辐射热通量与对流热通量的量比关系为1∶3~1∶6。实验进行到11：00以后，人体与车体甲板、舱内环境之间主要为周围环境向人体传递热量，辐射热与对流热的量比关系为1∶9~1∶12，辐射热通量和对流热通量值均明显增大，且对流传热为主要传热方式。结论特种车辆车体甲板、舱内环境和人员近体环境温度随着太阳辐照强度增加而升高。舱室环境与人体之间辐射热通量和对流热通量随辐照强度和照射时间逐步增大，两者之间的量比关系随时间变化，其中对流传热始终为主要传热方式，而辐射传热对人体的影响也不可忽视。

关键词：特种车辆, 太阳辐照, 热环境, 辐射热通量, 对流热通量,