迈向弱势群体的热健康公平：医院环境中不同孕周阶段孕妇的热舒适度

《Sustainable Cities and Society》：Towards Thermal Health Equity for Vulnerable Populations: Thermal comfort of pregnant women across gestational stages in hospital environments

　　

摘要

热脆弱性和医疗环境中的健康公平在气候变化背景下日益受到关注，然而尽管孕妇在怀孕期间经历着显著的生理和代谢适应，她们在热舒适研究中仍然代表不足。这项横断面田野研究考察了中国寒冷区四家三甲医院门诊候诊区中孕妇及其陪同人员的热舒适状况，研究时间覆盖全年，涵盖供暖季、制冷季和自然通风季。共收集问卷2068份，将主观热感觉与客观环境测量相结合。使用孕妇特定的静息能量消耗（REE）比率对预计平均投票（PMV）的代谢率输入进行调整后，在早孕期和中孕期取得了适度的准确性提升，在晚孕期提升最大（6.45个百分点）。中性温度随孕期进展而下降，在制冷季从23.3°C降至21.6°C，在供暖季从21.0°C降至20.3°C，表明妊娠后期热敏感性增加。偏好温度保持相对稳定（21.1–21.8°C），而热敏感性随孕期进展增加（Probit斜率从0.39增至0.61）。此外，适应性PMV模型（aPMV和ePMV）在所有研究人群中均优于标准PMV。使用热感觉投票（TSV）法计算的热舒适区重叠表明季节性适应温度范围：制冷季为20.4–24.5°C，供暖季为17.6–24.8°C，全年为17.7–24.0°C。建议相对湿度范围为40%–65%，并配合轻柔气流以增强清新感。这些发现为中国寒冷区医疗环境中气候响应和以使用者为中心的热管理策略提供了因地制宜的证据，并有助于改善热脆弱人群的热健康公平。

引言

医院主要服务于身体状况脆弱的人员，他们对环境应激源更为敏感（Yuan等，2022）。热舒适作为室内环境质量的关键组成部分，在加速康复、提高用户满意度和降低感知压力方面发挥着至关重要的作用（Hwang等，2007）。在加速的气候变化和日益频繁的极端高温事件背景下，医疗建筑的热韧性已成为公共卫生保护和可持续城市发展的重要组成（Namaiti & Zeng，2025）。热脆弱人群，包括老年人、儿童、患者和孕妇，由于生理调节改变、适应能力降低以及对环境应激源更敏感，受热暴露的影响尤为显著（Bikomeye等，2021）。因此，医院不仅是医疗设施，也是关键的适应性基础设施，负责保护脆弱人群免受热风险。

最近的研究将城市热公平概念化为一个多维度的问题，涉及热暴露的分布（Lin & Zeng，2026）、人群脆弱性和适应能力（Slesinski等，2025）、医疗资源的可及性（Lee等，2024）以及热缓解效益的分配（Eyni等，2025）。对114项实证研究的系统综述表明，关于热不公平的结论取决于所采用的空间尺度、热和社会指标以及分析路径（Lin & Zeng，2026）。实证研究考察了不同收入、种族、性别和年龄组之间的地表温度暴露差异（Mashhoodi，2021），将热脆弱性与多维不公平指数相结合（Li等，2024），比较了不同城市背景下的收入相关热差异（Raj等，2025），并评估了医疗服务可及性是否与热健康风险的空间分布相对应（Namaiti & Zeng，2025）。总体而言，这些文献表明，热公平不能仅从热条件或热感知的差异推断得出；它需要考虑热暴露、脆弱性、适应能力以及保护性资源可及性在人群中的分布情况。

尽管有这种多维度的框架，城市热不公平的微观尺度研究仍然稀缺，而忽略建筑层面决定因素的评估可能无法捕捉室内热暴露的重要变异（Lin & Zeng，2026；Samuelson等，2020）。一项关于客观和主观城市热压力关系的多尺度系统综述强调了客观评估的热压力与主观热体验之间持续存在的差异，表明这些差异可能部分源于生理机制在环境热暴露与热感知之间的关系中介中的表示不足（He等，2026）。这一局限性在医院—使用者尺度上可能尤为相关，因为生理上脆弱的使用者尽管经历相似条件的室内环境，其反应可能不同。因此，医疗环境中的公平导向热管理还需要考虑传统舒适评估是否充分代表了脆弱使用者群体的差异化生理需求。

医院服务于具有不同生理状况和热敏感性的多样化使用者群体，导致热舒适需求的差异化。以往的研究表明，在不同医院环境中患者、来访者和医护人员之间的热感知存在显著差异（Khalid等，2018；Verheyen等，2011）。更具体地说，针对特定患者群体的研究，包括妇科和骨科患者，进一步证实了脆弱人群与正常成年人相比往往表现出不同的热反应（Sun等，2025；Zhen等，2025）。在现有标准中，ASHRAE标准55（2023）和GB/T 50785-2012支持使用者级别的热舒适评估，并允许将代谢率和服装热阻指定为个人输入参数，而ASHRAE标准170（2025）和GB51039-2014主要规定医疗设施的通风要求和空间级别的环境条件。然而，这些标准并未为医院中不同脆弱使用者群体提供明确的、针对特定人群的规定。这些发现突出了统一热标准在医疗环境中的局限性，并强调了特定人群热舒适评估的重要性。

在脆弱医院使用者中，孕妇表现出独特的热舒适需求，这由妊娠相关的生理和代谢适应所驱动（Fabbri等，2019；Wu等，2023）。孕期的代谢状态经历独特的适应以支持胎儿发育，确保充足的血液供应、营养和氧气（Meo & Hassain，2016）。这种代谢调整不是静态的，而是在整个妊娠过程中不断演变——从以营养积累为特征的早孕期合成代谢阶段，到动员储存能量以满足胎儿日益增长需求的晚孕期分解代谢阶段（Lain & Catalano，2007）。在孕妇中，代谢参数在整个三个孕期（早孕期、中孕期和晚孕期）中持续变化，反映能量代谢和呼吸功能为满足妊娠日益增长的生理需求而进行的渐进式适应（Ajjimaporn等，2014；King，2000）。流行病学证据进一步表明，孕妇热暴露与不良妊娠结局相关，包括早产、妊娠期高血压和胎儿窘迫，这凸显了热环境管理对孕妇群体的更广泛公共卫生意义（X. Zhang等，2025）。尽管存在这些生理变化，当前的热舒适和医疗建筑标准对妊娠阶段特定的热需求提供的指导有限。这一缺失可能限制医院热管理在不同妊娠阶段提供公平保护的能力，特别是在日益变化的气候条件下。

除了生理差异外，气候背景也塑造了室内热环境和使用者的热感知（Guan等，2024）。中国地域辽阔，气候条件多样。与室内热环境相关的国家标准，如GB 50189-2015（2015）、GB/T 50785-2012（2012）、GB 50176-2016（2016），与特定地区的室内热条件及相应的热舒适感知差异相关（Lai等，2021）。中国寒冷区以温带季风气候为特征，冬季寒冷干燥，夏季炎热潮湿，季节间温度变化显著。因此，寒冷区的建筑设计必须同时解决冬季隔热和夏季通风的问题。对于孕妇而言，供暖季长、季节间温度变化大以及妊娠相关的热生理变化的结合可能进一步加剧寒冷地区医院的热不适。尽管近年来关于中国医院热舒适的研究有所增加，但大多数研究集中在夏热冬冷区（Guan等，2024）。寒冷地区的医院经常经历供暖、制冷和自然通风模式之间的频繁转换，导致动态的室内热环境，这可能会挑战敏感人群的舒适度（Lenzer等，2020）。从气候韧性的角度来看，了解敏感人群如何应对波动的热条件对于开发适应性和公平性的医疗环境非常重要。

在使用者层面，代谢率是热舒适预测中的基本和关键参数，代谢率的变化会显著影响此类预测的准确性（Luo等，2016）。一种常见的估计方法依赖于自报活动水平和ASHRAE手册中的参考值。然而，这种方法缺乏准确PMV计算所需的精度（Havenith等，2002）。此外，这些参考值主要基于健康成年人群，未能考虑孕妇独特的代谢特征。尽管双标记水法和间接测热法被认为是测量代谢率的"金标准"，但它们的高成本和操作复杂性使其不切实际地适用于大规模应用（Butler等，2004；Luo等，2018）。可穿戴设备提供了一种实时监测的替代方案，但由于依从性低和隐私问题等原因，其在孕妇中的使用受到限制。因此，实现简化但合理准确的代谢率估计仍然是一个紧迫的研究挑战。

在此背景下，关于孕妇热舒适的现有研究仍然有限，大多数研究继续依赖固定的代谢率值（静坐状态1.0 met）（Peng等，2022；Xu等，2024；Yang等，2023）。只有少数报告了经验调整的固定值（例如，2.17 met（Fabbri等，2019）或1.2 met（Wu等，2023）），而未考虑不同孕期阶段发生的动态代谢变化。这种缺乏区分可能导致PMV预测偏差，并阻碍对临床环境中孕妇热舒适的准确评估。静息能量消耗（REE）为估计活动相关代谢率提供了个体化的基线。在个体化MET框架内，活动相关能量消耗可以通过将个体REE与相应的活动特定MET倍数相结合来估计（Forsum等，2018；Heydenreich等，2019）。在热舒适研究中，Qi等（2022）将预测REE转换为按体表面积归一化的静息代谢率，然后将其与活动特定的MET水平相结合来估计代谢率。据此，本研究比较了传统的固定代谢率输入与基于REE比率的调整，以评估考虑妊娠相关的静息代谢变化是否能提高PMV在不同妊娠阶段的适用性。

本研究调查了中国寒冷区医院门诊中孕妇的热舒适状况，重点是评估热环境并为这一特定使用者群体识别适当的舒适模型。研究的主要目标如下：

（1）考察孕妇在所有季节门诊候诊区的热环境和热舒适感知，确定其中性温度、舒适范围和偏好温度。

（2）比较固定代谢率值与使用孕期特定REE比率调整值的预测性能，并评估该调整在不同妊娠阶段的适用性。

（3）评估现有热舒适模型对动态医院热环境中孕妇的适用性。

（4）为在气候变化和日益增加的热韧性需求背景下，医院中脆弱人群的适应性热管理策略提供循证见解。

本研究做出了几项新颖贡献。首先，它应用并评估了考虑妊娠阶段差异的基于REE比率的孕妇代谢调整，为PMV建模中的传统固定代谢假设提供了一种更符合生理的替代方案，观察到的最大准确性提升发生在晚孕期。其次，通过同时招募三个妊娠阶段的所有孕妇以及陪同的非孕妇成年人作为参考组，本研究通过早孕期、中孕期和晚孕期组之间的横断面比较来描述妊娠阶段差异。第三，本研究将热舒适分析扩展到健康公平视角，评估统一的医院热标准如何可能无法充分满足生理脆弱人群的需求。

章节片段

研究方法

整体研究框架如图1所示。本研究采用全年、多医院横断面设计，整合了同步环境测量、问卷调查和个人特征。分析从描述观察到的热反应和需求的季节和妊娠阶段差异开始，到将妊娠相关的代谢变化通过REE比率调整纳入PMV。

室内和室外热参数

表4总结了2023年11月至2025年1月临沂市室外热参数。

在供暖季，室外温度范围为?8.2°C至14.5°C，室内温度范围为16.0°C至31.2°C。在制冷季，室外温度范围为15.8°C至35.2°C，室内温度范围为22.0°C至29.2°C。无论哪个季节，室内温度与室外温度之间均无显著相关性，表明室内与ASHRAE标准的比较ASHRAE标准55（2023）采用图形舒适区法定义可接受的热环境条件，其假设条件为中等活动强度（1.0–1.3 met）、风速≤0.2 m/s，冬季服装热阻为1.0 clo，夏季为0.5 clo。然而，在本研究中，观测到的服装热阻与这些假设存在偏差，夏季平均Icl值低于0.5 clo，冬季则高于1.0 clo。图11展示了符合ASHRAE-55的热环境数据。结论本研究基于在中国寒冷地区医院门诊候诊区全年度收集的确切数据，研究了孕妇及其陪同人员的热舒适状况。研究对四个组别——早孕期、中孕期、晚孕期及陪同人员——进行了评估，结合主观热感觉响应和客观环境测量数据得出以下结论。（1）本研究比较了PMV……生成式人工智能及AI辅助技术在写作过程中的声明：声明：在撰写本文的过程中，作者使用ChatGPT对论文进行了翻译和润色。使用完该工具后，作者对内容进行了审查和编辑，并对出版物的全部内容承担全部责任。未引用的参考文献：Zhang等人，2024年。CRediT作者贡献声明：管瑞：撰写——初稿、调查研究、数据整理。陆俊：撰写——审阅与编辑、研究方法。张志昂：撰写——审阅与编辑、项目管理。彭震：撰写——审阅与编辑、资源提供。邓武：撰写——审阅与编辑、资金获取。Paolo Beccarelli：撰写——审阅与编辑。王哲：软件。张金昊：软件。何通：调查研究。马思羽：可视化。利益冲突声明：作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告工作的内容。致谢：本研究得到国家自然科学基金（项目编号：52578027）、宁波市科学技术局重大科技计划（项目编号：2023Z138）以及宁波重点专业智库"诺丁汉大学宁波校区低碳经济与科技创新中心"的支持。管瑞 | 陆俊 | 张志昂 | 彭震 | 邓武 | Paolo Beccarelli | 王哲 | 张金昊 | 何通 | 马思羽 诺丁汉大学宁波校区人本可持续交互中心，中国宁波 315100