动态户外环境中个体水平不可补偿热应激的评估

《Building and Environment》：Evaluation of individual-level uncompensable heat stress in dynamic outdoor environments

　　

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第3节首先刻画了实地数据集中测得的局部环境变异性与参与者个体变异性，并将这些观测结果与在HEAT-Lim模型应用中常采用的简化假设进行比较。第4节随后评估了以逐时微气候测量数据和参与者个体特征输入替代这些简化假设后，对蓄热估算、热补偿能力、环境因素与个体因素的相对重要性，以及由此得出的宜居性与可生存性阈值的影响。第5节通过比较HEAT-Lim模型的输出与瞬态可用性（exergy）框架，探究了稳态热应激评估在动态户外暴露条件下的局限性。第2节（方法）本节介绍了用于评估动态变化户外条件下个体热应激的方法论框架。2.1节概述了实地研究方案的设计，包括研究地点、步行路线、参与者招募、暴露方案及采样程序。2.2节描述了实地研究中收集的环境数据、可穿戴设备衍生数据及参与者个体特征数据，以及用于推导生理输入的相应处理方法。动态热环境中的热暴露变异性：简化HEAT-Lim假设的比较本节比较了HEAT-Lim模型的简化假设与实际动态城市环境之间的差异。为评估2.4节中讨论的第一个假设（Ta > 25°C）的有效性，分析扩展至所测空气温度和相对湿度（图1）的全范围。聚焦于第二个假设，微气候观测数据显示存在显著变异性，风速范围为0至7 m/s，涵盖了从静风到强风的各种条件。动态输入对热补偿能力和热耐受阈值的影响本节呈现了使用2.4节所述分析框架获得的个体热应激结果。首先比较简化输入情景与动态输入情景下的热补偿能力（4.1节）。随后评估模型模拟的人体蓄热对时变环境条件和参与者个体特征敏感性（4.2节）。最后，探讨这些动态输入对宜居性和可生存性阈值的含义。稳态HEAT-Lim与瞬态热生理建模方法的比较本节比较了稳态HEAT-Lim模型、本研究开发的瞬态两节点/可用性框架以及JOS-3多节点热生理模型。HEAT-Lim用于考察稳态假设对热补偿能力的影响，而JOS-3作为已有的瞬态热调节模型纳入比较。与JOS-3的比较旨在检验两节点/可用性框架的生理输出是否在总体上与该模型一致。局限性与未来研究尽管本研究为动态户外条件下个体水平的热应激提供了重要见解，但仍存在若干局限性。首先，尽管数据集较为全面，包含22次实地研究、约10,000组环境-生理配对观测、多个季节以及多样的户外和过渡性微环境，但所有研究均在澳大利亚悉尼新南威尔士大学（UNSW）校园内这一单一城市环境中开展。结论本研究评估了动态变化户外条件下的个体水平热应激，并量化了将简化稳态生理模型应用于实际暴露情境时引入的不确定性。通过结合逐时微气候观测数据与可穿戴设备衍生生理数据，本研究评估了动态环境驱动、参与者个体特征以及瞬态热力学过程如何影响可补偿和不可补偿热蓄热。贡献声明：Mahya Parchami：初稿撰写、可视化、软件、方法论、形式化分析、数据整理。Oluwafemi E. Adeyeri：审阅与编辑、概念构思。Melissa Anne Hart：审阅与编辑、指导监督、概念构思。Negin Nazarian：审阅与编辑、指导监督、方法论、资金获取、概念构思。Mahya Parchami | Oluwafemi E. Adeyeri | Melissa Anne Hart | Negin Nazarian