基于相变材料的新型降温服对带电作业人员热舒适性的优化研究

为解决高温高湿环境下带电作业人员的热应激问题，研究人员开发了新型相变降温服（PCCG）C1，通过人工气候室和现场实验评估其降温效果。结果显示，C1显著降低皮肤温度（平均降幅2.4°C，颈部降幅达5.9°C）和核心温度（0.4°C），并将热应激等级从“严重”降至“轻度”，为高温作业防护装备设计提供了重要参考。

　　

随着全球变暖加剧，高温高湿环境对户外作业人员的健康威胁日益严峻。带电作业人员需穿戴绝缘性能强但透气性差的高压防护服，在夏季湿热条件下极易引发热射病、热衰竭等疾病。传统主动降温方案如液冷服（LCG）或空冷服（ACG）因需外接笨重设备，难以适用于高压作业场景；而早期相变降温服（PCCG）存在泄漏、覆盖区域有限等问题。针对这些挑战，河北科技计划项目支持的研究团队开发了新型相变降温服C1，通过多层级冷却单元结构和人体工学设计，显著提升了高温作业人员的热舒适性。

研究采用人工气候室（温控精度±0.2°C）模拟38°C、75%RH环境，结合现场试验，测量心率、血氧饱和度等生理参数及主观热感觉投票（TSV）。通过3D建模优化冷却单元布局，重点增强头颈部降温模块，采用相变温度28°C的材料（C1）对比其他温度变体（C2、C3）。

局部皮肤温度变化
数据显示，C1使头部皮肤温度降低1.2°C，颈部降幅达5.9°C，躯干区域降温5.7°C。核心温度下降0.4°C，且未显著影响其他生理指标。

不同相变温度的降温效果
相变温度28°C的C1性能最优，其低温相变产生更大温差梯度，但需平衡防冻伤风险。

主观热感觉改善
TSV评分降低2.65级，热舒适投票（TCV）改善1.7级，整体热应激等级从“严重”降至“轻度”。

该研究证实C1通过被动冷却机制解决了传统PCCG的泄漏与贴合性问题，尤其针对头颈部血管密集区的定向降温设计具有创新性。成果为高温作业防护装备提供了兼顾安全性、轻量化（3.21kg）与长效降温的解决方案，发表于《International Journal of Industrial Ergonomics》。作者Shengwei Wang等强调，该设计可推广至消防、冶金等领域，未来需进一步优化相变材料循环稳定性。