より寒いまたはより暑い条件下で生き残り、働くためには、人工的な加熱または冷却だけでなく、衣服によって皮膚表面の暖かい気候を提供する必要があります. 極端な温度での作業に最も効果的な衣類のアンサンブルを設計するには、衣類を介した熱交換のメカニズムを理解する必要があります。

衣服の熱伝達メカニズム

衣類の断熱材の性質

衣服を介した熱伝達、または逆に言えば衣服の断熱は、衣服内および衣服上に閉じ込められた空気に大きく依存します. 衣服は、最初の概算として、空気層にグリップを提供するあらゆる種類の素材で構成されています. 一部の材料特性は依然として関連しているため、この記述は概算です。 これらは、生地の機械的構造 (例えば、耐風性や厚い生地を支える繊維の能力) と、繊維の固有の特性 (例えば、熱放射の吸収と反射、水蒸気の吸収、汗の発散) に関連しています。 ）。 極端な環境条件ではないため、さまざまな種類のファイバーのメリットは過大評価されることがよくあります。

空気層と空気運動

断熱を提供するのは空気、特に静止空気であるという考えは、厚い空気層が断熱に有益であることを示唆しています。 これは事実ですが、空気層の厚さは物理的に制限されています。 空気層は、任意の表面へのガス分子の付着、分子の第 12 層の第 1 層への結合などによって形成されます。 ただし、後続の層間の結合力はますます小さくなり、その結果、外側の分子は空気のわずかな外部運動によっても動かされます。 静かな空気では、空気層の厚さは最大 XNUMX mm ですが、嵐のように激しい空気の動きがあると、厚さは XNUMX mm 未満に減少します。 一般に、厚さと空気の動きの間には平方根の関係があります (を参照)。 「式と定義」）。 正確な機能は、表面のサイズと形状によって異なります。

静止空気と移動空気の熱伝導

静止した空気は、材料の形状に関係なく、一定の導電率を持つ絶縁層として機能します。 空気層の乱れは、有効な厚さの損失につながります。 これには、風だけでなく、衣服の着用者の動き、つまり体の変位 (風の成分) や体の部分の動きによる外乱も含まれます。 自然対流は、この効果に追加されます。 空気層の断熱能力に対する空気速度の影響を示すグラフについては、図 1 を参照してください。

図 1. 空気層の断熱能力に対する空気速度の影響。

輻射による熱伝達

放射は、熱伝達のもう XNUMX つの重要なメカニズムです。 すべての表面は熱を放射し、他の表面から放射された熱を吸収します。 放射熱流は、XNUMX つの交換面間の温度差にほぼ比例します。 表面間の衣類層は、エネルギーの流れを遮断することにより、放射熱伝達を妨げます。 衣服は XNUMX つの表面の温度のほぼ平均に達する温度に達し、それらの間の温度差が XNUMX つにカットされるため、放射流は XNUMX 分の XNUMX に減少します。 遮断層の数が増えると、熱伝達率が低下します。

したがって、複数の層は、放射熱伝達を減らすのに効果的です。 中綿と繊維フリースでは、放射は生地層ではなく分散繊維によって遮断されます。 繊維材料の密度 (または布地の体積あたりの繊維材料の総表面積) は、そのような繊維フリース内の放射線伝達の重要なパラメーターです。 細かい繊維は、粗い繊維よりも一定の重量に対してより多くの表面を提供します。

生地の断熱材

密閉された空気の伝導率と放射線伝達の結果として、布の伝導率は、さまざまな厚さと結合の布に対して事実上一定です。 したがって、断熱性は厚さに比例します。

空気と布の耐蒸気性

空気層は、湿った皮膚から環境への蒸発した汗の拡散に対する抵抗も生み出します。 この抵抗は、衣類のアンサンブルの厚さにほぼ比例します。 生地の場合、耐蒸気性は、封入された空気と構造の密度に依存します。 実際の生地では、高密度と優れた厚みが両立することはありません。 この制限により、フィルムやコーティングを含まない生地の空気当量を推定することが可能です (図 8 を参照)。 コーティングされた布地またはフィルムにラミネートされた布地は、予測できない耐蒸気性を持っている可能性があり、これは測定によって決定する必要があります。

図 2. コーティングなしの生地の厚さと耐蒸気性 (deq) の関係。

生地と空気層から衣料品まで

生地の多層

熱伝達メカニズムからのいくつかの重要な結論は、断熱性の高い衣類は必然的に厚いこと、衣類を複数の薄い層でまとめることによって高い断熱性が得られること、タイトフィットよりもルーズフィットの方が断熱性が高くなること、断熱性には下限があることです。肌に密着する空気層で整えます。

防寒着は薄い生地だけでは厚みが出にくいことが多いです。 解決策は、XNUMX つの薄いシェル生地を中綿に取り付けて、厚い生地を作成することです。 中綿の目的は、空気層を作り、内部の空気をできるだけ静止させることです。 厚い生​​地には欠点もあります。レイヤーが接続されているほど、衣服が硬くなり、動きが制限されます.

服の種類

衣類アンサンブルの断熱性は、衣類のデザインに大きく依存します. 断熱材に影響を与える設計パラメータは、層の数、開口部、フィット感、身体全体と露出した皮膚の断熱材の分布です。 通気性、反射率、コーティングなどの材料特性も重要です。 さらに、風や活動によって断熱性が変化します。 着用者の快適さと許容範囲を予測する目的で、衣服の適切な説明を与えることは可能ですか? さまざまな手法に基づいて、さまざまな試みが行われてきました。 完全なアンサンブル断熱材の推定値のほとんどは、屋内アンサンブルの静的条件 (運動なし、風なし) に対して行われています。これは、利用可能なデータが熱マネキンから得られたためです (McCullough、Jones、および Huck 1985)。 人を対象とした測定は手間がかかり、結果は大きく異なります。 1980 年代半ば以降、信頼性の高い動くマネキンが開発され、使用されてきました (Olesen et al. 1982; Nielsen, Olesen and Fanger 1985)。 また、測定技術の改善により、より正確な人体実験が可能になりました。 まだ完全に克服されていない問題は、評価に汗の蒸発を適切に含めることです。 発汗マネキンはまれであり、体全体の発汗率の分布が現実的なモデルはありません。 人間は現実的に汗をかきますが、一貫性はありません。

衣類の断熱材の定義

衣類の断熱材 (I_cl m単位で²K/W) は、放射線源や衣服内結露のない定常状態で定義されます。 「式と定義」。 しばしば I 単位は clo (標準的な国際単位ではありません) で表されます。 0.155 クロは XNUMX m²K/W. 単位 clo の使用は、それが身体全体に関連することを暗黙のうちに意味し、したがって露出した身体部分による熱伝達が含まれます。

I 前に説明したように、動きと風によって変更され、修正後に結果が呼び出されます 結果としての絶縁. これはよく使われる用語ですが、一般には受け入れられていません。

体全体の衣服の分布

身体からの総熱伝達には、露出した皮膚 (通常は頭と手) によって伝達される熱と、衣類を通過する熱が含まれます。 本質的な絶縁 （参照してください 「式と定義」) は、覆われた部分だけでなく、皮膚全体の面積で計算されます。 露出した皮膚は、覆われた皮膚よりも多くの熱を伝達するため、固有の断熱材に大きな影響を与えます。 この効果は、風速を上げることで強化されます。 図 3 は、身体形状の湾曲 (外側の層は内側よりも効果が低い)、露出した身体部分 (熱伝達のための追加の経路)、および風速の増加 (特に露出した皮膚の断熱性の低下) により、固有の断熱性がどのように連続的に低下するかを示しています (Lotens 1989）。 厚いアンサンブルの場合、断熱材の減少は劇的です。

図 3. 身体の曲率、素肌、風速の影響を受ける本質的な断熱材。

典型的なアンサンブルの厚みとカバレッジ

どうやら、断熱材の厚さと皮膚の被覆率の両方が、熱損失の重要な決定要因です。 実生活では、冬服は夏服よりも厚いだけでなく、体の大部分を覆うという意味で、この 4 つは相関しています。 図 1989 は、これらの効果が一緒になって、衣類の厚さ (衣類の単位面積あたりの断熱材の体積として表される) と断熱材 (Lotens XNUMX) の間にほぼ線形の関係をもたらすことを示しています。 下限は周囲の空気の断熱性によって設定され、上限は衣類の使いやすさによって設定されます。 均一な分布は寒さの中で最高の断熱材を提供するかもしれませんが、手足に多くの重量と嵩を持たせることは実際的ではありません. そのため、胴体に重点が置かれることが多く、局所的な皮膚の寒さへの感受性がこの練習に適応されます。 手足は人間の熱バランスを制御する上で重要な役割を果たしており、手足の高い断熱性はこの調整の有効性を制限します。

図 4. 衣服の厚さと身体全体の分布に起因する総断熱材。

衣類の換気

衣類のアンサンブルに閉じ込められた空気層は、動きや風の影響を受けますが、隣接する空気層とは程度が異なります。 風は、空気が生地に浸透し、開口部を通過することで、衣類に換気をもたらしますが、動きは内部循環を増加させます. Havenith、Heus、および Lotens (1990) は、衣服の内部では、動きが隣接する空気層よりも強い要因であることを発見しました。 ただし、この結論は生地の通気性に依存します。 通気性の高い生地の場合、風による換気はかなりのものです。 Lotens (1993) は、換気が実効風速と通気性の関数として表現できることを示しました。

衣類の断熱性と耐蒸気性の推定

衣類の断熱材の物理的推定

衣類のアンサンブルの厚さは、断熱材の最初の見積もりを提供します。 アンサンブルの典型的な伝導率は 0.08 W/mK です。 平均厚さ 20 mm で、 I_cl 0.25m²K/W、または 1.6 クロ。 ただし、ズボンや袖などのゆったりとした部分は、導電率がはるかに高く、0.15 のオーダーであるのに対し、ぎっしり詰まった衣服の層の導電率は 0.04 であり、Burton と Edholm (4) によって報告された有名な 1955 インチあたり XNUMX クロです。 ）。

表からの見積もり

他の方法では、衣料品のテーブル値を使用します。 これらのアイテムは、マネキンで以前に測定されています。 調査中のアンサンブルは、そのコンポーネントに分離する必要があり、これらをテーブルで検索する必要があります。 最も似ている衣料品を選択すると、エラーが発生する可能性があります。 アンサンブルの固有の断熱を得るために、単一の断熱値を合計式に入れる必要があります (McCullough、Jones、および Huck 1985)。

衣類表面積係数

全断熱材を計算するには、 f_cl 推定する必要があります (「式と定義」を参照）。 実際の実験的推定は、衣服の表面積を測定し、重複部分を修正し、皮膚の総面積で割ることです (DuBois and DuBois 1916)。 さまざまな研究からの他の推定値は、 f_cl 固有の断熱材に比例して増加します。

蒸気抵抗の推定

衣服のアンサンブルの場合、蒸気抵抗は空気層と衣服層の抵抗の合計です。 通常、レイヤーの数は体によって異なります。最適な推定値は、露出した皮膚を含む面積の加重平均です。

相対蒸気抵抗

蒸発抵抗は、 Iの測定値が少ないため C_cl （または P_cl） 利用可能です。 Woodcock (1962) は、水蒸気透過指数を定義することでこの問題を回避しました。 i_m の比率として I & R、単一の空気層の同じ比率に関連しています (この後者の比率はほぼ一定であり、乾湿定数 S、0.0165 K/Pa、2.34 Km として知られています)。³/g または 2.2 K/torr); i_m= I/(R・S）。 の典型的な値 i_m マネキンで測定されたコーティングされていない衣類の場合、0.3 から 0.4 です (McCullough、Jones、および Tamura 1989)。 の値 i_m 繊維複合材とそれに隣接する空気は、湿式ホットプレート装置で比較的簡単に測定できますが、実際の値は、装置上の空気の流れと、装置が取り付けられているキャビネットの反射率に依存します。 の比率の外挿 R & I 布地の測定から衣服のアンサンブルまで (DIN 7943-2 1992) が試みられることがあります。 これは技術的に複雑な問題です。 ひとつの理由は、 R の対流部分にのみ比例します。 I、そのため、放射熱伝達を慎重に修正する必要があります。 もう XNUMX つの理由は、ファブリック複合材と衣服のアンサンブルの間に閉じ込められた空気が異なる可能性があることです。 実際、蒸気拡散と熱伝達は別々に扱う方が適切です。

多関節モデルによる見積もり

上記の方法よりも高度なモデルを使用して、断熱材と水蒸気抵抗を計算できます。 これらのモデルは、多くの身体部分の物理法則に基づいて局所的な断熱を計算し、これらを人間の形状全体の固有の断熱に統合します。 この目的のために、人間の形状は円柱で近似されます (図 )。 McCullough、Jones、および Tamura (1989) によるモデルでは、身体セグメントごとに指定された、アンサンブル内のすべてのレイヤーの衣類データが必要です。 Lotens と Havenith (1991) の CLOMAN モデルでは、必要な入力値が少なくなります。 これらのモデルは同様の精度を持ち、実験的決定を除いて、言及されている他のどの方法よりも優れています。 残念なことに、モデルは、広く受け入れられている標準よりも複雑になることは避けられません。

図 5. シリンダー内の人間の形状の関節。

活動と風の影響

Lotens と Havenith (1991) は、文献データに基づいて、活動と風による断熱と蒸気抵抗の修正も提供しています。 立っているときよりも座っているときのほうが断熱性が低く、断熱性の高い衣服ほどこの効果が大きくなります。 ただし、動きの勢いにもよりますが、動きは姿勢よりも断熱性を低下させます。 歩行中は両腕と両脚が動き、脚のみが動くサイクリング時よりも減少が大きくなります。 この場合も、厚着のアンサンブルほど減少量が大きくなります。 風は、薄手の衣類で最も断熱性を低下させ、厚手の衣類では小さくなります。 この効果は、シェル生地の通気性に関連している可能性がありますが、これは通常、寒い天候のギアでは低くなります.

図 8 は、レインウェアの耐蒸気性に対する風と動きの典型的な影響を示しています。 運動や風の影響の大きさについて、文献には明確な合意はありません。 この主題の重要性は、ISO 7730 (1994) などの一部の規格が、活動的な人、または大きな空気の動きにさらされた人に適用される場合、結果としての断熱を入力として要求しているという事実によって強調されています。 この要件は見過ごされがちです。

図 6. さまざまなレインウェアの風と歩行による水蒸気抵抗の減少。

水分管理

吸湿効果

ほとんどの天然繊維がそうであるように、生地が水蒸気を吸収できる場合、衣類は水蒸気の緩衝材として機能します. これにより、ある環境から別の環境への過渡時の熱伝達が変化します。 非吸収性の衣服を着ている人が乾燥した環境から湿気の多い環境に足を踏み入れると、汗の蒸発が急激に減少します。 吸湿性の衣類では、生地が蒸気を吸収し、蒸発の変化は緩やかです. 同時に、吸収プロセスによって生地の熱が放出され、生地の温度が上昇します。 これにより、皮膚からの乾燥した熱伝達が減少します。 最初の概算では、両方の効果が相殺され、総熱伝達は変化しません。 非吸湿性衣類との違いは、皮膚からの蒸発がより緩やかに変化し、汗がたまるリスクが少ないことです。

蒸気吸収能力

生地の吸収能力は、繊維の種類と生地の質量によって異なります。 吸収質量は相対湿度にほぼ比例しますが、90% を超えると高くなります。 吸収能力（と呼ばれる 回復する) は、相対湿度 100% で 65 g の乾燥繊維に吸収される水蒸気の量として表されます。 生地は次のように分類できます。

• 低吸収— アクリル、ポリエステル (1 g あたり 2 ～ 100 g)
• 中間吸収ナイロン、綿、アセテート（6gあたり9～100g）
• 高吸収—絹、亜麻、麻、レーヨン、ジュート、羊毛（11gあたり15～100g）。

水分摂取量

しばしば蒸気吸収と混同される生地の保水は、さまざまな規則に従います。 自由水は生地に緩く結合し、毛細血管に沿って横方向によく広がります。 これはウィッキングとして知られています。 ある層から別の層への液体の移動は、湿った生地と圧力下でのみ行われます。 衣類は、皮膚から吸収された蒸発していない (余分な) 汗によって濡れる場合があります。 生地の液体含有量が高く、後の瞬間に蒸発する可能性があり、熱収支が脅かされます。 これは通常、ハードワーク後の休息中に発生し、次のように知られています。 アフターチル. 液体を保持する布地の能力は、繊維の吸収能力よりも布地の構造に関連しており、実用的な目的では通常、余分な汗をすべて吸収するのに十分です.

結露

蒸発した汗が特定の層に結露し、衣類が濡れる場合があります。 結露は、湿度が現地の温度よりも高い場合に発生します。 寒冷地では表生地の内側によくあり、極端な寒さではより深い層でも. 結露が発生すると、水分が蓄積されますが、吸収時と同様に温度が上昇します。 ただし、凝縮と吸収の違いは、吸収は一時的なプロセスであるのに対し、凝縮は長時間続く可能性があることです。 凝縮中の潜熱伝達は、熱損失に非常に大きく寄与する可能性があり、これは望ましい場合と望ましくない場合があります。 湿気の蓄積は、不快感と後冷えのリスクがあるため、ほとんどの場合欠点です。 大量の結露の場合、液体は再び皮膚に運ばれ、再び蒸発する可能性があります。 このサイクルはヒート パイプとして機能し、下着の断熱性を大幅に低下させる可能性があります。

ダイナミック シミュレーション

1900 年代初頭以来、衣服と気候を分類するために多くの基準と指標が開発されてきました。 ほとんど例外なく、これらは定常状態、つまり人が一定の体温を発達させるのに十分な時間、気候と仕事が維持された状態を扱ってきました。 労働衛生と労働条件の改善により、この種の仕事はまれになりました。 過酷な環境への短期間の露出に重点が移っており、多くの場合、防護服での災害管理に関連しています。

したがって、衣服の熱伝達と着用者の熱ひずみを含む動的シミュレーションが必要です (Gagge、Fobelets、および Berglund 1986)。 このようなシミュレーションは、指定されたシナリオを実行する動的コンピューター モデルによって実行できます。 衣類に関してこれまでで最も洗練されたモデルの中に THDYN (Lotens 1993) があります。これは、広範囲の衣類仕様を可能にし、シミュレートされた人物の個々の特徴を含むように更新されました (図 9)。 より多くのモデルが期待されるかもしれません。 ただし、実験的評価を拡張する必要があり、そのようなモデルの実行は、知的な素人ではなく、専門家の仕事です。 熱と物質移動の物理学に基づく動的モデルには、すべての熱伝達メカニズムとそれらの相互作用 (蒸気の吸収、放射源からの熱、結露、換気、湿気の蓄積など) が含まれており、民生用、作業服と防護服。

図 7. 動的熱モデルの一般的な説明。

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寒い環境は、通常の体温よりも多くの熱損失を引き起こす条件によって定義されます。 このコンテキストでの「通常」とは、快適な、多くの場合屋内の条件下で人々が日常生活で経験することを指しますが、これは社会的、経済的、または自然の気候条件によって異なる場合があります。 この記事の目的上、気温が 18 ～ 20 ℃ 未満の環境は寒いと見なされます。

冷間労働は、さまざまな気候条件下でのさまざまな産業および職業活動で構成されています (表 1 を参照)。 ほとんどの国で、食品産業は低温条件下での作業を必要とします。通常、生鮮食品の場合は 2 ～ 8 ℃、冷凍食品の場合は -25 ℃ 未満です。 このような人工的な寒冷環境では、条件が比較的明確に定義されており、暴露量は毎日ほぼ同じです。

表 1. さまざまな寒い職業環境の気温

出典: Holmér 1993 を改変。

多くの国では、季節的な気候の変化により、屋外での作業や暖房のない建物での短時間または長時間の作業は、寒い条件下で行う必要があります。 寒冷暴露は、地球上のさまざまな場所や作業の種類によってかなり異なる場合があります (表 1 を参照)。 冷水は、たとえば沖合作業に従事する人々が遭遇する別の危険をもたらします。 この記事では、寒冷ストレスへの対応と予防策について説明します。 最近採用された国際基準による寒冷ストレスと許容温度限界の評価方法は、この章の他の場所で扱われています。

寒冷ストレスと寒冷地作業

寒冷ストレスはさまざまな形で存在する可能性があり、全身の熱バランスだけでなく、四肢、皮膚、肺の局所的な熱バランスにも影響を与えます。 寒冷ストレスの種類と性質については、この章の他の場所で詳しく説明しています。 寒冷ストレスに対処する自然な手段は、行動、特に衣服の着替えと調整です。 十分な保護により、冷却が防止されます。 ただし、保護自体が望ましくない悪影響を引き起こす可能性があります。 この問題を図 1 に示します。

図 1. 寒さの影響の例。

体全体または体の一部の冷却は、不快感、感覚および神経筋機能の障害、そして最終的には冷傷を引き起こします。 冷たい不快感は、行動行動を強く刺激する傾向があり、その影響を軽減または排除します。 防寒着、履物、手袋、ヘッドギアを着用して冷却を防止すると、作業員の機動性と器用さが妨げられます。 動きや動きが制限され、より疲れるという意味で、「保護の代償」があります。 高レベルの保護を維持するための機器の継続的な調整には、注意と判断が必要であり、警戒や対応時間などの要素が損なわれる可能性があります。 人間工学研究の最も重要な目的の XNUMX つは、防寒性を維持しながら衣類の機能性を向上させることです。

したがって、寒い中での作業の影響は次のように分類する必要があります。

• 組織冷却の効果

• 保護措置の効果（「保護の費用」）。

寒さにさらされると、行動上の対策によって冷却効果が低下し、最終的には通常の熱バランスと快適さを維持できるようになります。 対策が不十分であると、体温調節、生理学的代償反応 (血管収縮および震え) が引き起こされます。 行動的および生理学的調整の複合作用により、与えられた寒冷ストレスの結果として生じる効果が決まります。

以下のセクションでは、これらの効果について説明します。 それらは、急性効果（数分または数時間以内に発生する）、長期効果（数日または数年）、およびその他の効果（冷却反応に直接関係しない）に分けられます。 それ自体が）。 表 2 は、寒冷暴露の持続時間に関連する反応の例を示しています。 当然のことながら、反応の種類とその大きさはストレスレベルに大きく依存します。 ただし、長時間 (数日以上) の暴露では、短時間で達成できる極端なレベルはほとんどありません。

表 2. 代償のない寒冷ストレスの持続時間と関連する反応

冷却の急性効果

寒冷ストレスの最も明白で直接的な影響は、皮膚と上気道の即時冷却です。 熱受容体が反応し、一連の体温調節反応が開始されます。 反応の種類と大きさは、主に冷却の種類と程度によって決まります。 前述のように、末梢血管収縮と震えが主な防御メカニズムです。 どちらも体温と深部体温の維持に寄与しますが、心血管機能と神経筋機能を損ないます。

ただし、寒冷暴露の心理的影響は、複雑で部分的に未知の方法で生理学的反応を変化させます。 寒い環境は、新しいストレス要因に対処するために精神的な努力が必要になるという意味で注意散漫を引き起こします (冷却を避ける、保護措置を講じるなど)。 一方、寒さはまた、ストレスレベルの増加が交感神経活動を増加させ、それによって行動への準備を増加させるという意味で、覚醒を引き起こします. 通常の状態では、人々は自分の容量のごく一部しか使用しないため、予期しない状況や要求の厳しい状況に備えて大きなバッファー容量を確保できます。

冷感と温熱快適性

ほとんどの人は、20 ～ 26 ºC の動作温度で非常に軽い座り仕事 (70 W/m での事務作業) を行っているときに、熱的中立性の感覚を経験します。²) 適切な衣服 (断熱値 0.6 ～ 1.0 clo) を着用してください。 この状態で、ドラフトなどの局所的な熱の不均衡がない場合、人々は熱的に快適です。 これらの条件は、ISO 7730 などの規格で十分に文書化され、指定されています (次の章を参照)。 室内環境の制御 この内 百科事典).

冷却に対する人間の知覚は、全身の熱収支と局所組織の熱収支に密接に関連しています。 活動（代謝熱産生）と衣服の不適切な組み合わせにより、体温のバランスが保てなくなると、寒さによる不快感が生じます。 +10 ～ +30 ℃ の気温の場合、集団における「寒さによる不快感」の大きさは、ISO 7730 で説明されているファンガーの快適性方程式によって予測できます。

熱中性温度を計算するための単純化されたかなり正確な式 （T） 平均的な人は：

t = 33.5 – 3・I_cl – (0.08 + 0.05・I_cl）・M

コラボレー M は、W/m で測定された代謝熱です。² & I_cl cloで測定された衣類の断熱値。

+10℃での必要な衣類の断熱材 (clo 値) は、IREQ 法で計算された値 (計算された必要断熱材値) よりも高くなります (ISO TR 11079, 1993)。 この不一致の理由は、7730 つの方法で異なる「快適さ」の基準を適用しているためです。 ISO 11079 は熱的快適性に重点を置いており、大量の発汗を許容しますが、ISO TR 2 は発汗を最小限のレベルで「制御」することのみを許可しています。 図 XNUMX は、上記の式と IREQ 法に従って、衣類の断熱材、活動レベル (熱生産)、および気温の関係を示しています。 塗りつぶされた領域は、さまざまなレベルの「快適さ」による、必要な衣類の断熱材の予想される変動を表す必要があります。

図 2. 衣服と活動レベルの関数としての熱的「快適さ」の最適温度 ().

図 2 の情報は、最適な室内温度条件を確立するためのガイドにすぎません。 暑さの快適さ、寒さの不快さの感じ方には個人差があります。 この変動は、服装や活動パターンの違いに起因しますが、主観的な好みや慣れも寄与します。

特に、非常に軽い座りっぱなしの活動に従事している人々は、気温が 20 ～ 22 ℃ を下回ると、局所的な冷却の影響をますます受けやすくなります。 このような状況では、風速を低く (0.2 m/秒未満) 維持する必要があり、身体の敏感な部分 (頭、首、背中、足首など) を覆うために追加の断熱服を選択する必要があります。 20℃未満の温度で着席作業を行うには、衣類の圧縮による局所的な冷却を減らすために、断熱されたシートと背もたれが必要です。

周囲温度が 10 ℃ を下回ると、快適コンセプトの適用が難しくなります。 熱の非対称性は「正常」になります (例: 冷たい顔や冷たい空気の吸入)。 最適な体温バランスにもかかわらず、このような非対称性は不快に感じられ、解消するために余分な熱が必要になる場合があります. 通常の室内環境とは異なり、寒冷地での熱的快適性は、わずかな暖かさと同時に発生する可能性があります。 これは、IREQ インデックスを使用して寒冷ストレスを評価するときに覚えておく必要があります。

性能

寒冷暴露と関連する行動および生理学的反応は、さまざまなレベルの複雑さで人間のパフォーマンスに影響を与えます。 表 3 は、軽度および極度の寒冷暴露で予想されるさまざまな種類のパフォーマンスへの影響の概略図を示しています。

表 3. 軽度および重度の寒冷暴露の予想される影響の指標

0 は効果がないことを示します。 – 減損を示します。 – – 強い減損を示します。 0 – 矛盾する発見を示します。

この文脈での軽度の曝露とは、体幹の冷却がまったくないか無視できる程度であり、皮膚と四肢が適度に冷却されることを意味します。 深刻な曝露は、負の熱収支、中核体温の低下、および付随する四肢の顕著な体温低下をもたらします。

軽度および重度の寒冷暴露の身体的特徴は、(肉体労働の結果としての) 内部体温生成と熱損失のバランスに大きく依存します。 防護服と周囲の気候条件によって、熱損失の量が決まります。

前述のように、寒さにさらされると気が散り、冷静になります (図 1)。 どちらもパフォーマンスに影響を与えますが、影響の大きさはタスクの種類によって異なります。

行動と精神機能は気晴らし効果の影響を受けやすくなりますが、身体的パフォーマンスは冷却の影響を受けやすくなります. 寒冷暴露に対する生理学的および心理的反応 (気晴らし、覚醒) の複雑な相互作用は完全には理解されておらず、さらなる研究が必要です。

表 4 は、報告されている身体能力と体温の関係を示しています。 身体機能は組織温度に大きく依存し、重要な組織や器官部分の温度が低下すると低下すると考えられています。 通常、手先の器用さは指と手の温度、およびフォアハンドの筋肉の温度に大きく依存します。 総筋肉活動は、局所表面温度の影響をほとんど受けませんが、筋肉温度には非常に敏感です。 これらの温度の一部は相互に関連しているため (コア温度と筋肉温度など)、直接的な関係を特定することは困難です。

表 4. 人間の身体能力に対する体組織温度の重要性

0 は効果がないことを示します。 – 温度低下による障害を示します。 – – 強い減損を示します。 0 – 矛盾する結果を示します。 (–) は軽微な影響の可能性を示します。

表 3 と 4 のパフォーマンス効果の概要は、必然的に非常に概略的なものになっています。 情報は、行動の合図として機能する必要があります。行動とは、状態の詳細な評価または予防措置の実施を意味します。

パフォーマンスの低下に寄与する重要な要因は、露出時間です。 寒さにさらされる時間が長ければ長いほど、深部組織と神経筋機能への影響が大きくなります。 一方、慣れや経験などの要因は、有害な影響を修正し、パフォーマンス能力の一部を回復します.

マニュアルパフォーマンス

手の機能は寒さに非常に弱いです。 質量が小さく、表面積が大きいため、手と指は組織温度を高く維持しながら（30～35℃）、多くの熱を失います。 したがって、このような高温は、高レベルの内部熱生成によってのみ維持することができ、四肢への持続的な高血流を可能にします。

適切なハンドウェアを着用することで、寒冷地での手の熱損失を減らすことができます。 しかし、寒い季節に適したハンドウェアとは、厚さとボリュームを意味し、その結果、器用さと手の機能が損なわれます。 したがって、寒冷地での手作業のパフォーマンスは、受動的な手段では維持できません。 せいぜい、機能的なハンドウェアの選択、作業行動、露出スキームの間でバランスのとれた妥協の結果として、パフォーマンスの低下が制限される可能性があります.

手と指の機能は、局所組織温度に大きく依存します (図 3)。 組織の温度が数度下がると、繊細で素早い指の動きが低下します。 より深刻な冷却と温度低下により、全体的な手の機能も損なわれます。 手の皮膚温度が 15℃ 前後で手の機能に重大な障害が見られ、皮膚温度が 6 ～ 8℃ になると、皮膚の感覚受容器と熱受容器の機能が遮断されるため、重度の障害が発生します。 タスクの要件によっては、手と指のいくつかの部位で皮膚温度を測定する必要がある場合があります。 指先の温度は、特定の露出条件下では、手の甲よりも XNUMX 度以上低くなる場合があります。

図 3. 指の器用さと指の皮膚温度の関係。

図 4 は、手動機能に対するさまざまな種類の影響の臨界温度を示しています。

図 4. さまざまなレベルの手/指の温度での手動パフォーマンスへの推定総影響。

神経筋パフォーマンス

図 3 と 4 から明らかなように、寒さが筋肉の機能とパフォーマンスに及ぼす影響は明らかです。 筋肉組織が冷えると血流が減少し、神経信号の伝達やシナプス機能などの神経プロセスが遅くなります。 さらに、組織の粘性が増加し、運動中の内部摩擦が高くなります。

等尺性力の出力は、筋肉温度が 2℃低下するごとに 2% 減少します。 動的な力の出力は、筋肉の温度が 4℃低下するごとに XNUMX ～ XNUMX% 減少します。 言い換えれば、冷却は筋肉の力の出力を低下させ、動的収縮にさらに大きな影響を与えます.

身体的作業能力

前述したように、寒いと筋肉のパフォーマンスが低下します。 筋肉機能が損なわれると、身体的作業能力の一般的な障害があります。 有酸素作業能力の低下に寄与する要因は、全身循環の末梢抵抗の増加です。 顕著な血管収縮は中枢循環を増加させ、最終的には寒冷利尿と血圧上昇につながります。 コアの冷却は、心筋の収縮性にも直接的な影響を与える可能性があります。

最大有酸素能力で測定される作業能力は、コア温度が 5℃低下するごとに 6 ～ XNUMX% 減少します。 したがって、持久力は、最大能力の低下と筋肉運動のエネルギー必要量の増加の実際の結果として急速に低下する可能性があります.

その他の風邪の影響

体温

気温が下がると、体の表面が最も影響を受けます (また、最も寛容になります)。 皮膚が非常に冷たい金属面に接触すると、皮膚温度が数秒で 0℃ を下回ることがあります。 同様に、手と指の温度は、血管収縮と保護が不十分な状態では、毎分数度低下する可能性があります. 通常の皮膚温度では、腕と手は末梢動静脈シャントのために過灌流されています。 これは暖かさを生み出し、器用さを高めます。 皮膚を冷却すると、これらのシャントが閉じて、手足の灌流が 50 分の 30 に減少します。 四肢は体表面の XNUMX%、体積の XNUMX% を占めます。 血液の戻りは、動脈に付随する深部静脈を介して通過し、それによって逆流の原理に従って熱損失が減少します。

アドレナリン作動性血管収縮は頭頸部領域では発生しないため、低体温を防ぐために緊急時に留意する必要があります。 裸頭の人は、氷点下の気温で、安静時の熱産生の 50% 以上を失う可能性があります。

低体温症（深部体温の低下）の発症には、全身の熱損失率が高く持続することが必要です（Maclean and Emslie-Smith 1977）。 熱の生成と熱の損失のバランスによって、結果として得られる冷却速度が決まります。これは、全身の冷却であろうと、身体の一部の局所的な冷却であろうとです。 熱収支の条件は、IREQ 指標に基づいて分析および評価できます。 人体の突き出た部分 (例えば、指、足の指、耳) の局所冷却に対する顕著な反応は、ハンティング現象 (ルイス反応) です。 最初に低い値に下がった後、指の温度は数度上昇します (図 5)。 この反応は循環的に繰り返される。 応答は非常に局所的で、指の付け根よりも指先の方が顕著です。 手にはありません。 手のひらの反応は、指に供給される血流の温度変化を反映している可能性が最も高いです。 この反応は、繰り返し暴露することで修正 (増幅) することができますが、全身の冷却に関連して多かれ少なかれ消失します。

図 5.組織温度の周期的な上昇を引き起こす指血管の寒冷誘発血管拡張。

体の漸進的な冷却は、多くの生理学的および精神的影響をもたらします。 表 16 は、さまざまなレベルの深部体温に関連するいくつかの典型的な反応を示しています。

表 5. 冷却に対する人間の反応: さまざまなレベルの低体温に対する代表的な反応

心臓と循環

額と頭が冷えると、収縮期血圧が急激に上昇し、最終的には心拍数が上昇します。 非常に冷たい水に素手を入れると、同様の反応が見られる場合があります。 反応は短時間であり、数秒または数分後に正常値またはわずかに上昇した値に達します。

過度の体熱損失は、末梢血管収縮を引き起こします。 特に、過渡期では、末梢抵抗の増加により、収縮期血圧が上昇し、心拍数が増加します。 心臓の仕事量は、常温での同様の活動よりも大きく、狭心症の人が痛々しいほど経験する現象です。

前述のように、より深い組織の冷却は、一般に細胞や臓器の生理学的プロセスを遅くします。 冷却は神経支配プロセスを弱め、心臓の収縮を抑制します。 収縮力が低下し、血管の末梢抵抗が増加することに加えて、心拍出量が低下します。 しかし、中度および重度の低体温症では、代謝の全般的な低下に関連して心血管機能が低下します。

肺と気道

適度な量の冷たく乾燥した空気の吸入は、健康な人には限られた問題を引き起こします。 非常に冷たい空気は、特に鼻呼吸で不快感を引き起こす可能性があります。 非常に冷たい空気の換気量が多いと、上気道の粘膜の微小炎症も引き起こす可能性があります。

低体温症が進行すると、肺機能が低下し、体の代謝が全体的に低下します。

機能面（作業能力）

寒い環境で機能するための基本的な要件は、冷却に対する十分な保護を提供することです。 ただし、保護自体がパフォーマンスの条件に深刻な影響を与える可能性があります。 衣類のよろけ効果はよく知られています。 ヘッドギアとヘルメットは発話と視覚を妨げ、ハンドウェアは手の機能を損ないます。 健康的で快適な労働条件を維持するためには保護が必要ですが、パフォーマンスの低下という結果は十分に認識されなければなりません。 タスクは完了までに時間がかかり、より多くの労力を必要とします。

防寒着の重さは、長靴や帽子などを含めて3～6kg程度。 この重量は、特に外来作業中の作業負荷を増大させます。 また、多層衣類の層の間の摩擦により、動きに対する抵抗が生じます。 ブーツの重量は、足にかかる重量が相対的に大きくなるため、低く抑える必要があります。

作業組織、職場、および設備は、冷間作業の特定の要件に適合させる必要があります。 タスクにより多くの時間を割り当てる必要があり、回復とウォーミングのための頻繁な休憩が必要です。 作業場は、かさばる衣服であっても、動きやすいものでなければなりません。 同様に、機器は手袋をはめた手で操作できるように、または素手の場合は絶縁された状態で操作できるように設計する必要があります。

冷傷

冷気による重傷は、ほとんどの場合予防可能であり、一般市民の生活では散発的にしか発生しません。 一方、これらの負傷は、戦争や大変動においてしばしば重大な意味を持ちます。 しかし、多くの労働者は、日常業務で寒さによるけがをする危険があります。 過酷な気候での屋外作業 (北極および亜寒帯地域での漁業、農業、建設、ガスと石油の探査、トナカイの放牧など) だけでなく、寒い環境で行われる屋内作業 (食品や倉庫業など) もすべて可能です。冷傷の危険があります。

冷傷は、全身性または局所性のいずれかである可能性があります。 全身性低体温症に先行することが最も多い局所損傷は、臨床的に異なる XNUMX つの実体を構成します: 凍結性低温損傷 (FCI) と非凍結性低温損傷 (NFCI)。

凍傷

病態生理学

このタイプの局所損傷は、熱損失が組織の真の凍結を可能にするのに十分な場合に発生します。 細胞への直接的な低温傷害に加えて、灌流の減少と組織の低酸素症を伴う血管損傷が病原メカニズムに寄与しています。

皮膚血管の血管収縮は、凍傷の発生において非常に重要です。 動静脈シャントが広いため、手、足、鼻、耳などの周辺構造は、暖かい環境で過剰に灌流されます。 たとえば、手の血流の約 XNUMX 分の XNUMX だけが組織の酸素化に必要です。 残りは暖かさを生み出し、それによって器用さを促進します。 深部体温の低下がない場合でも、皮膚の局所的な冷却によってこれらのシャントが塞がれます。

寒冷暴露中に四肢の末梢部分の生存を保護するために、断続的な低温誘発血管拡張 (CIVD) が行われます。 この血管拡張は、動静脈吻合の開放の結果であり、5 ～ 10 分ごとに発生します。 この現象は、熱を保存しつつ断続的に手足の機能を維持するという人間の生理学的計画における妥協です。 血管拡張は、人によってチクチクする熱の期間として知覚されます。 CIVD は、体温が低下するにつれて目立たなくなります。 CIVDの程度の個人差は、局所的な寒さによる損傷に対する感受性の違いを説明するかもしれません. 寒い気候の先住民は、より顕著な CIVD を示します。

氷の結晶化が細胞内および細胞外の両方で起こる生体組織の凍結保存とは対照的に、凍結速度がはるかに遅い臨床FCIでは、細胞外の氷結晶のみが生成されます。 このプロセスは熱を放出する発熱プロセスであるため、凍結が完了するまで組織の温度は凝固点のままです。

細胞外の氷の結晶が成長するにつれて、細胞外の溶液が凝縮され、この空間が高浸透圧環境になり、細胞内コンパートメントからの水の受動的な拡散につながります。 その水が凍ります。 このプロセスは、すべての「利用可能な」水 (タンパク質、糖、その他の分子に結合していない水) が結晶化するまで進行します。 細胞の脱水は、タンパク質構造、膜脂質、および細胞の pH を変化させ、細胞の生存と両立しない破壊をもたらします。 FCI に対する耐性は、組織によって異なります。 たとえば、皮膚は筋肉や神経よりも抵抗力があります。これは、表皮の細胞内および細胞間の水分含有量が少ない結果である可能性があります。

間接的な血液レオロジー因子の役割は、以前は、凍結しない冷傷に見られるものと同様であると解釈されていました。 しかし、動物を対象とした最近の研究では、凍結は、他の皮膚要素への損傷の証拠よりも前に、細動脈、細静脈、および毛細血管の内膜に病変を引き起こすことが示されています. したがって、FCI の病因のレオロジー的部分も凍結生物学的影響であることは明らかです。

凍傷が再び温められると、水分が脱水細胞に再拡散し始め、細胞内の膨張につながります. 解凍は最大の血管拡張を誘発し、内皮 (皮膚の内層) 細胞損傷による浮腫および水疱形成を引き起こします。 内皮細胞が破壊されると基底膜が露出し、血小板の接着が開始され、凝固カスケードが開始されます。 その後の血液の停滞や血栓が無酸素症を誘発します。

凍傷になる危険性を決定するのは暴露領域からの熱損失であるため、この点で風冷は重要な要素であり、これは吹いている風だけでなく、体を通過する空気の動きも意味します。 この文脈では、ランニング、スキー、スキージョリング、およびオープンカーでの乗車を考慮する必要があります。 ただし、露出した肉は、周囲温度が氷点を超えている限り、たとえ風速が高くても凍りません。

アルコールやタバコ製品の使用、栄養不足や疲労は、FCI の素因となります。 以前の冷傷は、異常な心的外傷後交感神経反応により、その後の FCI のリスクを高めます。

冷たい金属は、素手でつかむと急速に凍傷を引き起こす可能性があります。 ほとんどの人はこれを認識していますが、過冷却された液体を扱うことのリスクを認識していないことがよくあります. –30ºC まで冷却されたガソリンは、蒸発による熱損失が伝導損失と組み合わされるため、露出した肉をほぼ瞬時に凍結させます。 このような急速凍結は、細胞外および細胞内の結晶化を引き起こし、主に機械的な原理で細胞膜が破壊されます。 同様のタイプの FCI は、液体プロパンが皮膚に直接こぼれたときに発生します。

臨床像

凍傷は、表面的な凍傷と深い凍傷に分けられます。 表面的な損傷は、皮膚とそのすぐ下の皮下組織に限定されます。 ほとんどの場合、損傷は鼻、耳たぶ、指、つま先に限られます。 多くの場合、刺すような刺すような痛みが最初の兆候です。 皮膚の患部が青白くなったり、ワックスのように白くなったりします。 下にある組織は生存可能で柔軟であるため、麻痺しており、圧力がかかるとへこみます。 FCI が深い損傷に及ぶと、皮膚は白く大理石のようになり、硬く感じ、触ると癒着します。

治療

表面的な怪我が深い怪我に変わるのを防ぐために、凍傷はすぐに治療する必要があります。 犠牲者を屋内に連れて行くようにしてください。 さもなければ、同志の避難所、風袋、または他の同様の手段によって風から彼または彼女を保護してください。 霜に刺された部分は、体の暖かい部分からの受動的な熱伝達によって解凍する必要があります。 温かい手を顔に当て、冷たい手を脇の下または鼠径部に当てます。 凍傷にかかった人は末梢血管の収縮を伴う寒冷ストレスにさらされているため、温かい仲間ははるかに優れたセラピストです. 凍傷部分を雪やウールのマフラーでマッサージしたりこすったりすることは禁忌です。 このような機械的治療は、組織が氷の結晶で満たされているため、損傷を悪化させるだけです。 キャンプファイヤーやキャンプストーブの前で解凍することも考慮すべきではありません。 そのような熱は深部まで浸透せず、その領域は部分的に麻酔されているため、治療により火傷を負う可能性さえあります.

凍傷にかかった足の痛みの信号は、実際の凍結が起こる前に消えます。これは、神経伝導が約 +8ºC で消失するためです。 パラドックスは、人が最後に感じる感覚は、何も感じないということです! 徒歩での避難が必要な極端な状況下では、解凍を避ける必要があります。 凍傷の足で歩くことは、組織損失のリスクを増加させるようには見えませんが、凍傷の再凍結は、組織損失のリスクを最も高くします.

凍傷の最善の治療法は、40～42℃のぬるま湯で解凍することです。 解凍手順は、感覚、色、組織の柔らかさが戻るまで、その水温で続行する必要があります。 この形の解凍は、多くの場合、ピンクではなく、静脈うっ血のためにバーガンディの色合いになります.

野外条件下では、処理には局所的な解凍以上のものが必要であることに注意する必要があります。 凍傷は忍び寄る低体温症の最初の兆候であることが多いため、個人全体の世話をする必要があります。 もっと服を着て、温かい栄養のある飲み物を与えてください。 被害者はほとんどの場合無関心であり、協力を強いられる必要があります。 被害者に腕を横にぶつけるなどの筋肉活動を行うように促します。 このような操作により、四肢の末梢動静脈シャントが開きます。

20 ～ 30 分間の受動的な熱移動による解凍が成功しない場合、深刻な凍傷が存在します。 もしそうなら、犠牲者は最寄りの病院に送られるべきです。 しかし、そのような移動に何時間もかかる場合は、最寄りの住宅に患者を連れて行き、怪我を温水で解凍することが望ましい. 完全に解凍した後、患部を持ち上げた状態で患者を寝かしつけ、最寄りの病院への迅速な搬送を手配する必要があります。

急速な再加温は中等度から重度の痛みを引き起こし、患者はしばしば鎮痛剤を必要とします。 毛細血管の損傷により、最初の 6 ～ 18 時間の間に局所的な腫れと水ぶくれの形成を伴う血清の漏出が起こります。 感染を防ぐために、水ぶくれはそのままにしておく必要があります。

凍らない冷傷

病態生理学

凍結点を超える低温および湿潤状態に長時間さらされることと、静脈の停滞を引き起こす固定化が組み合わさることは、NFCI の前提条件です。 脱水、不十分な食事、ストレス、併発する病気や怪我、疲労などが原因となります。 NFCI は、ほぼ独占的に脚と足に影響を与えます。 このタイプの重傷は、民間人の生活では非常にまれに発生しますが、戦時中や大惨事では、症状の最初の出現が遅く不明瞭なため、ほとんどの場合、状態に気づかないために深刻な問題になります.

NFCI は、環境温度が体温よりも低いあらゆる条件下で発生する可能性があります。 FCI の場合と同様に、交感神経収縮線維は、寒さ自体とともに、長期にわたる血管収縮を誘発します。 最初のイベントは本質的にレオロジーであり、虚血性再灌流障害で観察されるものに似ています。 低温の期間に加えて、犠牲者の感受性が重要であるようです。

虚血性損傷による病理学的変化は、多くの組織に影響を与えます。 筋肉は変性し、壊死、線維症、萎縮を起こします。 骨は初期の骨粗鬆症を示します。 特に興味深いのは、神経への影響です。神経の損傷が痛みの原因であり、これらの損傷の続発としてしばしば発見される長期の知覚障害および多汗症です。

臨床像

凍傷ではない冷傷では、最初の症状が非常に漠然としているため、被害者が危険に気付くのが遅すぎます。 足が冷えてむくみます。 彼らは重く、ウッディで、しびれているように感じます。 足は冷たく、痛みがあり、圧痛があり、しばしば足裏にしわが寄っています。 最初の虚血期は、数時間から数日続きます。 これに続いて 2 週間から 6 週間の充血期が続き、その間、足は温かく、脈拍が激しくなり、浮腫が増加します。 水ぶくれや潰瘍は珍しいことではなく、ひどい場合には壊疽が生じることもあります。

治療

治療は何よりもサポート的です。 作業現場では、足をよく乾かしますが、涼しく保ちます。 一方、全身を温める必要があります。 温かい飲み物をたくさん与える必要があります。 凍えるような寒さの傷害とは対照的に、NFCI は決して積極的に暖められるべきではありません。 局所的な冷傷に対する温水治療は、氷の結晶が組織に存在する場合にのみ許可されます。 その後の治療は、原則として保存的であるべきです。 しかし、発熱、播種性血管内凝固症候群の徴候、および患部組織の液状化には外科的介入が必要であり、場合によっては切断に至ることもあります。

不凍液冷傷を防ぐことができます。 露出時間は最小限に抑える必要があります。 足を乾かすための適切なフットケアと、乾いた靴下に履き替える設備が重要です。 足を高く上げて休憩し、可能な限り温かい飲み物を飲むことはばかげているように思えるかもしれませんが、しばしば非常に重要です.

低体温

低体温症とは、体温が正常以下であることを意味します。 ただし、熱の観点から見ると、体はシェルとコアの 37 つのゾーンで構成されています。 前者は表面的なもので、外部環境によって温度が大きく変化します。 コアはより深い組織 (脳、心臓、肺、上腹部など) で構成されており、体は 2 ± 35 ℃ のコア温度を維持しようとします。 体温調節が損なわれ、深部体温が低下し始めると、個人は寒冷ストレスに苦しみますが、中枢温度が 35 ℃ に達するまでは、犠牲者は低体温状態にあると見なされます。 32～32℃の低体温症は軽度に分類されます。 28 ～ 28 ℃ では中程度、16 ℃ 未満では深刻です (表 XNUMX)。

深部体温低下の生理的影響

深部体温が低下し始めると、激しい血管収縮により、血液が殻から深部に向け直され、それによって深部から皮膚への熱伝導が妨げられます. 体温を維持するために震えが引き起こされ、多くの場合、筋肉の緊張が高まります。 最大の震えは代謝率を XNUMX 倍から XNUMX 倍に増加させることができますが、不随意収縮が振動するため、最終的な結果は多くの場合 XNUMX 倍以下になります。 心拍数、血圧、心拍出量、呼吸数が増加します。 血液量の集中化は、主成分としてナトリウムと塩化物による浸透圧利尿を引き起こします。

初期の低体温症における心房の過敏性は、しばしば心房細動を誘発します。 低温では、心室の期外収縮が一般的です。 死亡は 28℃以下で発生し、ほとんどの場合、心室細動が原因です。 心静止も監督する可能性があります。

低体温症は中枢神経系を抑制します。 倦怠感と無関心は、深部体温の低下の初期兆候です。 このような影響は、判断力を損ない、奇妙な行動と運動失調を引き起こし、30～28℃で無気力と昏睡に終わります。

温度が下がると神経伝達速度が低下します。 構音障害、手探り、つまずきは、この現象の臨床症状です。 寒さは筋肉や関節にも影響を与え、手作業のパフォーマンスを低下させます。 反応時間と調整が遅くなり、間違いの頻度が高くなります。 軽度の低体温症でも筋硬直が観察されます。 深部体温が 30℃以下になると、身体活動ができなくなります。

異常に寒い環境にさらされることは、低体温症が発生するための基本的な前提条件です。 極端な年齢は危険因子です。 体温調節機能が低下している高齢者や、筋肉量や断熱脂肪層が減少している人は、低体温症になるリスクが高くなります。

Classification

実用的な観点から、低体温症の次の細分化が有用です (表 16 も参照)。

• 偶発的な低体温症
• 急性浸漬低体温症
• 亜急性疲労低体温症
• 外傷の低体温症
• 無症状の慢性低体温。

急性浸漬低体温症 人が冷たい水に落ちたときに発生します。 水は空気の約25倍の熱伝導率を持っています。 寒冷ストレスが非常に大きくなるため、体の熱産生が最大になっているにもかかわらず、深部体温が強制的に低下します。 低体温症は、犠牲者が疲れ果てる前に始まります。

亜急性疲労性低体温症 スキーヤー、登山者、山での歩行者だけでなく、寒い環境で働くすべての労働者に起こる可能性があります。 この形態の低体温症では、エネルギー源が利用できる限り、筋肉活動によって体温が維持されます。 ただし、低血糖は被害者が危険にさらされることを保証します。 比較的穏やかな寒さでも、冷却が続き、危険な状況を引き起こす可能性があります。

低体温 大きな外傷を伴う 不吉な兆候です。 けがをした人は体温を維持できないことが多く、冷たい液体を注入したり衣服を脱いだりすると熱損失が悪化することがあります。 低体温になったショック状態の患者は、正常体温の患者よりも死亡率がはるかに高くなります。

無症状の慢性低体温症 多くの場合、栄養失調、不十分な衣服、運動制限に関連して、高齢者に見られます。 アルコール依存症、薬物乱用、慢性代謝性疾患、および精神障害は、このタイプの低体温症の原因となります。

入院前管理

低体温症に苦しむ労働者のプライマリケアの主な原則は、それ以上の熱損失を防ぐことです。 意識のある犠牲者は、屋内に移動するか、少なくともシェルターに移動する必要があります。 濡れた衣服を脱ぎ、できるだけ断熱するようにしてください。 頭を覆って被害者を横臥位に保つことは必須です。

急性浸漬型低体温症の患者は、亜急性疲労性低体温症の患者が必要とする治療とはまったく異なる治療を必要とします。 没入の犠牲者は、より有利な状況にあることがよくあります。 深部体温の低下は、体が消耗するずっと前に起こり、発熱能力は損なわれません。 水分と電解質のバランスが崩れていません。 したがって、そのような個人は、浴槽にすばやく浸すことで治療される場合があります。 浴槽が利用できない場合は、患者の足と手を温水に入れます。 局所的な熱は動静脈シャントを開き、四肢の血液循環を急速に増加させ、加温プロセスを促進します。

一方、疲労性低体温症では、犠牲者ははるかに深刻な状況にあります。 カロリーの蓄えが消費され、電解質のバランスが乱れ、何よりも脱水状態になります。 寒さの利尿は、寒さにさらされるとすぐに始まります。 寒さと風との戦いは発汗を誇張しますが、これは寒くて乾燥した環境では認識されません。 そして最後に、被害者はのどが渇いていません。 消耗性低体温症に苦しんでいる患者は、血液量減少性ショックを誘発する危険性があるため、野外で急速に暖めるべきではありません. 原則として、野外や病院への搬送中は、患者を積極的に温めないほうがよいでしょう。 低体温症が進行していない状態が長引くことは、合併症を管理できない状況下で患者を熱狂的に温めるよりもはるかに優れています。 心室細動のリスクを最小限に抑えるために、患者を優しく扱うことが必須です。

訓練を受けた医療従事者でさえ、低体温症の個人が生きているかどうかを判断することはしばしば困難です。 明らかな心血管虚脱は、実際には心拍出量の低下だけである可能性があります。 自発的な脈拍を検出するために、少なくとも XNUMX 分間の触診または聴診が必要になることがよくあります。

心肺蘇生法 (CPR) を行うかどうかの決定は、現場では困難です。 生命の兆候が少しでもある場合、CPR は禁忌です。 時期尚早に胸骨圧迫を行うと、心室細動を引き起こす可能性があります。 ただし、CPR は、目撃された心停止の後、状況が合理的かつ継続的に手順を実行できる場合にすぐに開始する必要があります。

健康と風邪

適切な服装と装備を身につけ、その仕事に適した組織で働く健康な人は、たとえ非常に寒くても、健康上のリスクはありません。 寒い気候の地域に住んでいる間に長期間寒さにさらされることが健康上のリスクを意味するかどうかは、議論の余地があります. 健康上の問題を抱えている個人の場合、状況はまったく異なり、寒さにさらされることが問題になる可能性があります. 特定の状況では、特に緊急事態や事故の状況では、寒さにさらされたり、寒さに関連する要因にさらされたり、寒さと他のリスクが組み合わさったりすると、健康上のリスクが生じる可能性があります。 遠隔地では、上司とのコミュニケーションが困難または存在しない場合、従業員自身が健康リスクの状況が近づいているかどうかを判断できるようにする必要があります。 このような状況では、状況を安全にするか作業を停止するために必要な予防措置を講じる必要があります。

北極地域では、気候やその他の要因が非常に厳しいため、他の考慮事項を考慮する必要があります。

感染症。 感染症は風邪とは関係ありません。 風土病は、北極および亜寒帯地域で発生します。 個人の急性または慢性の感染症は、寒さとハードワークへの暴露の停止を指示します。

発熱や全身症状のない一般的な風邪は、風邪の中での作業を有害にすることはありません。 ただし、喘息、気管支炎、または心血管系の問題などの合併症を伴う個人の場合、状況は異なり、寒い季節には暖かい状態で屋内で作業することをお勧めします. これは、発熱を伴う風邪、深い咳、筋肉痛、全身状態の悪化にも当てはまります。

ぜんそくや気管支炎は寒い地域でより一般的です。 冷たい空気にさらされると、しばしば症状が悪化します。 薬の変更は、寒い季節に症状を軽減することがあります。 一部の個人は、薬用吸入器を使用することによっても助けることができます.

喘息または心血管疾患のある人は、気管支収縮および血管痙攣を伴う冷気吸入に反応する場合があります。 寒冷地で高強度のトレーニングを数時間行うアスリートは、喘息症状を発症することが示されています。 肺管の広範な冷却が主な説明であるかどうかはまだ明らかではありません. ある種の熱交換機能を提供する特別な軽量マスクが現在市場に出ており、それによってエネルギーと湿気を節約します。

風土病の一種である「エスキモー肺」は、極端な寒さと長時間の重労働にさらされるエスキモーのハンターや猟師に典型的なものです。 進行性の肺高血圧症は、多くの場合、右心不全で終わります。

心血管障害。 寒さにさらされると、心血管系に高い影響を与えます。 交感神経終末から放出されるノルアドレナリンは、心拍出量と心拍数を上昇させます。 狭心症による胸の痛みは、寒い環境で悪化することがよくあります。 寒さにさらされると、特にハードワークと組み合わせて、梗塞のリスクが高まります。 寒さは血圧を上昇させ、脳出血のリスクを高めます。 したがって、危険にさらされている人は警告を受け、寒い中でのハードワークへの露出を減らす必要があります。

冬季の死亡率の増加は、頻繁に観察されます。 理由の XNUMX つは、前述の心臓の働きの増加であり、敏感な人の不整脈を助長する可能性があります。 別の観察結果は、寒い季節にヘマトクリットが増加し、血液の粘度が増加し、流れに対する抵抗が増加することです. もっともらしい説明は、寒い気候が人々を雪の掃除、深い雪の中を歩く、滑るなどのような突然の非常に重い仕事にさらす可能性があるということです.

代謝障害。 真性糖尿病も、世界の寒冷地でより高い頻度で発見されています。 単純な糖尿病でさえ、特にインスリンで治療されている場合、遠隔地での寒い屋外での作業が不可能になる可能性があります. 初期の末梢動脈硬化症は、これらの個人を寒さに敏感にし、局所的な凍傷のリスクを高めます.

甲状腺機能障害のある人は、発熱ホルモンの欠乏により低体温症を発症しやすく、甲状腺機能亢進症の人は薄着でも寒さに耐えます.

これらの診断を受けた患者は、医療専門家から特別な注意を受け、問題について知らされるべきです。

筋骨格系の問題。 風邪自体が筋骨格系の病気を引き起こすとは考えられておらず、リウマチでさえありません。 一方、寒冷地での作業は、筋肉、腱、関節、脊椎に非常に厳しい負荷がかかることがよくあります。 関節の温度は、筋肉の温度よりも速く低下します。 コールド ジョイントは、滑液の粘性が増大するため、動きに対する抵抗が増加するため、硬直した関節です。 冷やすと、筋肉の収縮力と持続時間が減少します。 重労働や局所的な過負荷と組み合わせると、怪我のリスクが高まります。 さらに、防護服は身体部分の動きを制御する能力を損なう可能性があり、したがってリスクに寄与します.

手の関節炎は特別な問題です。 頻繁な寒さへの曝露が関節炎を引き起こす可能性があると疑われていますが、これまでのところ科学的証拠は不十分です. 手の関節炎があると、寒さで手の機能が低下し、痛みや不快感が生じます。

クライオパシー。 凍結障害は、個人が寒さに過敏になる障害です。 症状は、血管系、血液、結合組織、「アレルギー」など、さまざまです。

一部の人は白い指に苦しんでいます。 皮膚の白い斑点、冷感、機能の低下、痛みは、指が寒さにさらされたときの症状です. この問題は女性に多く見られますが、何よりも喫煙者や、振動工具を使用したり、スノーモービルを運転したりする労働者に見られます。 少しの寒さでさえ仕事ができないほど症状が厄介です。 特定の種類の薬も症状を悪化させる可能性があります。

寒冷蕁麻疹、 感作されたマスト細胞が原因で、皮膚の寒さにさらされた部分のかゆみを伴う紅斑として現れます。 暴露を中止すると、症状は通常 XNUMX 時間以内に消失します。 めったに病気が一般的でより危険な症状を伴うことはまれです。 そうである場合、または蕁麻疹自体が非常に厄介な場合は、あらゆる種類の風邪への暴露を避ける必要があります.

先端チアノーゼ 寒さにさらされた後、チアノーゼに向かう皮膚の色の変化によって現れます。 他の症状は、先端チアノーゼ領域の手と指の機能不全である可能性があります。 症状は非常に一般的であり、多くの場合、寒さへの露出を減らしたり（適切な衣服を着用するなど）、ニコチンの使用を減らしたりすることで、許容できる程度に軽減できます。

心理的ストレス。 寒さにさらされることは、特に寒さに関連する要因や遠隔性と相まって、生理学的だけでなく心理的にも個人にストレスを与えます。 寒い気候条件、悪天候、長距離、そしておそらく危険な状況での作業中、心理的ストレスが個人の心理機能を乱したり、悪化させたりして、安全に作業を行うことができない場合があります。

喫煙と嗅ぎタバコ。 喫煙の不健康な長期的影響と、ある程度の嗅ぎタバコはよく知られています。 ニコチンは末梢血管収縮を増加させ、器用さを低下させ、冷傷のリスクを高めます。

アルコール。 お酒を飲むと心地よいぬくもりが得られ、一般的にアルコールは冷えによる血管収縮を抑制すると考えられています。 しかし、寒さに比較的短時間さらされたときの人間に関する実験的研究は、アルコールが熱バランスをそれほど妨げないことを示しています. しかし、震えが損なわれ、激しい運動と相まって、熱損失が明らかになります. アルコールは、都市部の低体温症の主な死因であることが知られています。 それは勇敢な感覚を与え、判断に影響を与え、予防措置を無視することにつながります.

妊娠。 妊娠中の女性は寒さにあまり敏感ではありません。 逆に、新陳代謝が高まるため、感受性が低下する可能性があります。 妊娠中の危険因子は、事故の危険性、衣類による不器用さ、重い物を持つこと、滑る、極端な作業姿勢などの寒さに関連する要因と組み合わされます。 したがって、医療制度、社会、および雇用主は、妊婦が冷酷な労働に従事することに特別な注意を払う必要があります。

薬理学と風邪

寒冷暴露中の薬物の負の副作用は、体温調節（一般的または局所的）である可能性があり、または薬物の効果が変化する可能性があります. 労働者が正常な体温を維持している限り、ほとんどの処方薬はパフォーマンスを妨げません. しかし、トランキライザー（例、バルビツレート、ベンゾジアゼピン、フェントチアジド、環状抗うつ薬）は警戒を妨げる可能性があります。 脅威的な状況では、低体温症に対する防御メカニズムが損なわれる可能性があり、危険な状況に対する認識が低下します。

ベータ遮断薬は、末梢血管収縮を誘発し、耐寒性を低下させます。 個人が投薬を必要としており、仕事の状況で寒さにさらされている場合は、これらの薬の負の副作用に注意を払う必要があります.

一方で、例えば低体温症や寒さによるけがの恐れがある緊急事態において、通常の熱産生を上昇させることができる薬物やその他の飲酒、食事、またはその他の方法で体に投与されることは示されていません。

健康管理プログラム

寒冷ストレス、寒冷関連要因、事故や外傷に関連する健康リスクは、限られた範囲でしか知られていません。 能力や健康状態には個人差が大きく、注意が必要です。 前述のように、特殊な病気、投薬、およびその他の要因により、人は寒さにさらされやすくなる可能性があります。 健康管理プログラムは、雇用手順の一部であり、スタッフの繰り返しの活動であるべきです。 表 6 は、さまざまな種類の冷間加工で管理する要因を示しています。

表 6. 寒冷ストレスおよび寒冷関連要因にさらされる要員のための健康管理プログラムの推奨コンポーネント

*= ルーチン制御、 **= 考慮すべき重要な要素 ***= 考慮すべき非常に重要な要素。

冷えストレスの予防

人間の適応

寒い環境に繰り返しさらされることで、人々は不快感を感じにくくなり、最初にさらされたときよりも、個々のより効率的な方法で状況に適応し、対処することを学びます。 この慣れは、覚醒と気晴らし効果の一部を減らし、判断力と予防策を改善します。

行動

寒冷ストレスの予防と制御のための最も明白で自然な戦略は、予防と意図的な行動です. 生理学的反応は、熱損失を防ぐのにそれほど強力ではありません。 したがって、人間は衣服、シェルター、外部熱供給などの外的手段に大きく依存しています。 衣服と装備の継続的な改善と改良は、寒さへの安全な暴露を成功させるための XNUMX つの基礎となります。 ただし、製品が国際規格に従って適切にテストされることが不可欠です。

寒冷暴露の予防と管理の対策は、多くの場合、雇用主または監督者の責任です。 しかし、保護措置の効率は、個々の労働者の知識、経験、動機、および自分の要件、ニーズ、および好みに必要な調整を行う能力に大きく依存しています。 したがって、教育、情報、およびトレーニングは、健康管理プログラムの重要な要素です。

順応

長期の寒冷暴露に対するさまざまな種類の順応の証拠があります。 手と指の循環が改善されると、より高い組織温度の維持が可能になり、低温による血管拡張がより強力になります (図 18 を参照)。 手のパフォーマンスは、手を繰り返し寒さにさらした後によりよく維持されます。

全身の冷却を繰り返すと、末梢血管収縮が促進され、それによって表面組織の断熱性が高まるようです。 韓国の真珠採りの女性は、冬の間、肌の断熱性が著しく向上しました。 最近の調査では、ウェット スーツの導入と使用によって寒冷ストレスが大幅に軽減されるため、組織の断熱性は変化しないことが明らかになりました。

次の XNUMX 種類の可能な適応が提案されています。

• 組織の断熱性の向上（前述のとおり）
• 低体温反応（深部体温の「制御された」低下）
• 代謝反応（代謝の増加）。

最も顕著な適応は、寒い地域の先住民に見られるはずです. しかし、現代の技術と生活習慣により、ほとんどの極端なタイプの寒さへの暴露は減少しています。 衣類、暖房付きシェルター、および意識的な行動により、ほとんどの人は皮膚の表面を熱帯に近い気候 (微気候) に保つことができ、それによって寒冷ストレスが軽減されます。 生理的適応への刺激が弱くなります。

おそらく、今日最も寒さにさらされているグループは、北極および亜寒帯地域での極地探検および産業活動に属しています。 厳しい寒さ（空気または冷たい水）にさらされた場合に見られる最終的な順応は、断熱タイプのものであるという兆候がいくつかあります。 換言すれば、熱損失を低減または変化させずに、コア温度をより高く保つことができる。

食事と水分バランス

多くの場合、コールドワークはエネルギーを必要とする活動に関連しています。 また、防寒には数キロの重さの衣類や装備が必要です。 衣類のよろめき効果は、筋肉の負担を増大させます。 したがって、特定の作業タスクは、寒い条件下でより多くのエネルギー (およびより多くの時間) を必要とします。 食物によるカロリー摂取はこれを補う必要があります。 脂肪によって提供されるカロリーのパーセンテージの増加は、アウトドアワーカーに推奨されるべきです.

冷間操業中に提供される食事は、十分なエネルギーを提供する必要があります。 重労働に従事する労働者の安定した安全な血糖値を確保するには、十分な量の炭水化物を含める必要があります。 最近、寒さの中で体温の生成を刺激し、増加させると主張する食品が市場に出回っています. 通常、そのような製品は炭水化物のみで構成されており、これまでのところ、同様の製品（チョコレート）よりも優れたパフォーマンスを発揮するか、エネルギー含有量から予想されるよりも優れたパフォーマンスを発揮するテストに失敗しています.

寒さにさらされると、水分の損失が著しくなる場合があります。 第一に、組織の冷却は血液量の再分配を引き起こし、「寒冷利尿」を誘発します。 それは急速に発展し、緊急の実行を必要とする可能性があるため、タスクと衣服はこれを可能にする必要があります. 氷点下のほぼ乾燥した空気は、皮膚や気道からの継続的な蒸発を可能にしますが、これは容易には認識されません。 発汗は水分の損失に寄与します。衣類に吸収されると断熱材に悪影響を与えるため、慎重に管理し、できれば避ける必要があります。 氷点下の条件では、水が常にすぐに利用できるとは限りません。 屋外では、雪や氷を溶かして供給または生産する必要があります。 のどの渇きが抑えられているため、作業員は冷たい水の中を頻繁に飲み、脱水症状が徐々に進行するのを防ぐ必要があります。 水分が不足すると、作業能力が低下し、寒さによる怪我のリスクが高まります。

寒い中での作業のための労働者の調整

人間をコールドワークに適応させるための最も効果的で適切な手段は、教育、訓練、および実践による条件付けです。 前述のように、寒冷暴露への適応の成功の多くは行動に依存します。 経験と知識は、この行動プロセスの重要な要素です。

寒冷地での作業に従事する人は、寒冷化の具体的な問題について基本的な説明を受けるべきです。 彼らは、生理学的および主観的な反応、健康面、事故のリスク、および衣服や応急処置を含む保護対策に関する情報を受け取る必要があります。 彼らは、必要なタスクについて徐々に訓練を受ける必要があります。 所定の時間 (数日から数週間) が経過して初めて、極端な条件下でフルタイムで働く必要があります。 表 7 は、さまざまなタイプの冷間加工に対するコンディショニング プログラムの内容に関する推奨事項を示しています。

表 7. 寒さにさらされる労働者のためのコンディショニング プログラムの構成要素

*= 日常レベル、  **= 考慮すべき重要な要素  ***= 考慮すべき非常に重要な要素。

基本的な紹介とは、特定の風邪の問題に関する教育と情報を意味します。 事故や怪我の登録と分析は、予防措置の最良のベースです。 応急処置のトレーニングは、すべての要員に対して基本的なコースとして提供する必要があり、特定のグループは拡張コースを受講する必要があります。 保護対策はコンディショニング プログラムの自然な構成要素であり、次のセクションで扱います。 サバイバル トレーニングは、北極や亜寒帯の地域だけでなく、他の遠隔地での屋外作業にも重要です。

技術管理

一般原理

人間の熱バランスに影響を与える多くの複雑な要因と、かなりの個人差があるため、持続的な作業の臨界温度を定義することは困難です。 図 6 に示した温度は、さまざまな手段によって状態を改善するためのアクション レベルと見なす必要があります。 図 6 に示す温度よりも低い温度では、ばく露を管理し、評価する必要があります。 寒冷ストレスの評価手法と時間制限のある暴露の推奨事項については、この章の他の場所で説明します。 手、足、および身体（衣類）の最善の保護が利用可能であると想定されます。 保護が不適切な場合、かなり高い温度での冷却が予想されます。

図 6. 体の特定の熱的不均衡が発生する可能性があると推定される温度.*

表 8 と 9 に、ほとんどの種類の冷間加工に適用できるさまざまな予防および保護対策を示します。 慎重な計画と先見の明によって、多くの労力が節約されます。 与えられた例は推奨事項です。 衣服、装備、および作業行動の最終的な調整は、個人に任せる必要があることを強調する必要があります。 実際の環境条件の要件と行動を慎重かつインテリジェントに統合することによってのみ、安全で効率的な暴露を作成できます。

表 8. 寒冷ストレスの予防と軽減のための作業のさまざまな段階における戦略と対策

出典: Holmér 1994 を改変。

表 9. 特定の要素と設備に関する戦略と対策

出典: Holmér 1994 を改変。

特定の措置を講じるべき気候条件に関するいくつかの勧告は、アメリカ政府産業衛生士会議によって与えられています (ACGIH 1992)。 基本的な要件は次のとおりです。

• 労働者には十分かつ適切な防護服が提供される
• 高齢の労働者や循環系に問題のある労働者には、特別な予防措置を講じる必要があります。

手の保護具の提供、職場の設計、および作業慣行に関するその他の推奨事項を以下に示します。

手の保護具

16℃以下で素手で細かい作業を行う場合は、手を温める準備が必要です。 工具やバーの金属製のハンドルは、-1℃以下の温度では断熱材で覆う必要があります。 –7ºC 以下の表面が手の届く範囲にある場合は、接触防止手袋を着用する必要があります。 –17ºC では、断熱ミトンを使用する必要があります。 温度が 4 °C 未満の蒸発性液体は、むき出しの皮膚または十分に保護されていない皮膚領域への飛沫を避けるために取り扱う必要があります。

作業慣行

–12ºC 相当の冷却温度を下回る場合、作業員は常に監視下に置かれる必要があります (バディ システム)。 表 18 に示す対策の多くが適用されます。 気温の低下に伴い、労働者が安全衛生手順について指導を受けることがますます重要になっています。

職場のデザイン

職場は風から保護され、風速は 1 m/s 未満に保たれなければなりません。 必要に応じて防風服を着用してください。 日光や雪に覆われた地面などの特別な屋外条件では、目を保護する必要があります。 -18℃以下の寒さの中で日常的に働く人には、健康診断を受けることをお勧めします。 職場の監視に関する推奨事項には、次のものが含まれます。

• 温度が 16ºC を下回る場合は、適切な温度測定を手配する必要があります。
• 室内の風速は、少なくとも 4 時間ごとに監視する必要があります。
• 屋外での作業では、風速と-1℃以下の気温を測定する必要があります。
• 等価冷却温度は、風と気温の組み合わせに対して決定する必要があります。

表 8 と 9 の推奨事項のほとんどは、実用的でわかりやすいものです。

服装は、個人をコントロールするための最も重要な手段です。 多層アプローチにより、複数の層の機能を組み込んだ単一の衣類よりも柔軟なソリューションが可能になります. ただし、最終的には、作業者の特定のニーズが、最も機能的なシステムとなる最終的な決定要因になるはずです。 衣服は冷却から保護します。 一方、寒さの中での過度な服装は一般的な問題であり、北極遠征の極端な露出からも報告されています. 服を着すぎると、すぐに大量の汗が発生し、衣服の層に蓄積します。 活動量が少ない時期に、湿った衣服を乾かすと、体の熱損失が増加します。 明白な予防策は、衣服の適切な選択と、作業率と気候条件の変化への早期の適応によって、発汗を制御および軽減することです。 大量の汗を吸収し、優れた快適性と断熱性を維持できる衣類生地はありません。 ウールはいくらかの水分を吸収する (水分を取り戻す) にもかかわらず、かさばらず、明らかに乾いたままですが、大量の汗は結露し、他の生地と同様の問題を引き起こします。 湿気はある程度の熱放出をもたらし、暖かさの維持に貢献する可能性があります。 しかし、ウールの衣類が身体に付着して乾くと、上記のプロセスが逆になり、必然的に体温が低下します。

現代の繊維技術は、衣料品製造用の多くの新しい素材と生地を生み出しました. 防水性と透湿性を両立させた衣服や、保温性を高めながら軽量化・薄型化を実現した衣服が登場しています。 ただし、テスト済みの特性と機能が保証された衣類を選択することが不可欠です。 より高価な元の製品を模倣しようとする多くの製品が利用可能です. それらのいくつかは、使用するのが危険でさえあるほどの低品質を表しています.

防寒性は、主に衣類全体の断熱値 (clo 値) によって決まります。 しかし、防寒には特に外層の通気性、透湿性、防水性などの特性が不可欠です。 これらの特性を測定および分類するための国際規格および試験方法が利用可能です。 同様に、ハンドギアとフットウェアは、欧州規格 EN 511 および EN 344 (CEN 1992、1993) などの国際規格を使用して、防寒特性をテストすることができます。

屋外冷間作業

屋外での冷間作業に固有の問題は、寒冷ストレスにつながる可能性のある気候要因の集合です。 風と低気温の組み合わせにより、環境の冷却力が大幅に増加します。これは、作業組織、作業場の遮蔽、および衣服の観点から考慮する必要があります。 降水量は、雪や雨などの空気中、または地上で、調整が必要です。 気象条件の変化により、労働者は追加の衣類や装備を計画し、持参し、使用する必要があります。

屋外での作業における問題の多くは、勤務シフト中の活動や気候が時々大きく変化することに関連しています。 このような大きなバリエーションに対応できる衣料品システムはありません。 そのため、衣服は頻繁に着替えて調整する必要があります。 保護不足による冷えや着衣の着すぎによる発汗・発熱の原因となります。 後者の場合、ほとんどの汗は凝縮するか、衣服に吸収されます。 休息中や活動量の少ない時間帯に濡れた衣服を着ると、乾燥によって体の熱が奪われるため、潜在的な危険が生じます。

屋外作業に対する保護対策には、適切な作業休憩レジメンと、暖房付きのシェルターまたはキャビンでの休憩が含まれます。 静止した作業は、追加の暖房の有無にかかわらず、テントによって風や降水から保護できます。 作業内容によっては、赤外線ヒーターやガスヒーターによるスポット暖房を使用する場合があります。 部品またはコンポーネントの事前製作は、屋内で行うことができます。 氷点下の条件下では、天候を含む職場の状態を定期的に監視する必要があります。 状況が悪化した場合にどのような手順を適用するかについて、明確なルールが存在する必要があります。 最終的に風に対して補正された温度レベル (風寒指数) について合意し、行動計画に関連付ける必要があります。

冷蔵作業

冷凍食品は、低い周囲温度 (–20ºC) で保管および輸送する必要があります。 コールドストアでの仕事は、世界のほとんどの地域で見られます。 この種の人工的な寒冷暴露は、一定の制御された気候によって特徴付けられます。 労働者は、倉庫の外で寒冷地と温帯または暖地の間を移動しながら、連続作業または最も一般的な断続的な作業を行う場合があります。

作業に多少の肉体的労力が必要である限り、適切な防護服を選択することで熱バランスを達成できます。 手と足の特別な問題は、多くの場合、1.5 時間から 2 時間ごとに定期的な休憩が必要です。 休憩は、体を温めるのに十分な長さでなければなりません (20 分)。

冷凍品を手作業で取り扱うには、十分な断熱材を備えた保護手袋 (特に手のひら) が必要です。 防寒手袋の要件と試験方法は、欧州規格 EN 511 に記載されています。これについては、この章の記事「寒さ指数と規格」で詳しく説明しています。 固定作業のある作業場に配置された局所ヒーター (例: 赤外線ラジエーター) は、熱収支を改善します。

冷蔵倉庫での作業の多くは、フォーク リフトで行われます。 これらの車両のほとんどは開いています。 運転すると相対的な風速が発生し、低温と相まって体の冷却が促進されます。 さらに、作業自体はかなり軽く、関連する代謝熱の生成は低くなります。 したがって、必要な衣類の断熱材は非常に高く (約 4 クローネ)、使用中のほとんどのタイプのオーバーオールでは満たすことができません。 運転手は足と手から寒くなり、曝露は時間制限されなければなりません。 利用可能な防護服に応じて、寒冷地での作業と通常の環境での作業または休憩に関して、適切な作業スケジュールを編成する必要があります。 ヒートバランスを改善する簡単な方法は、トラックにシートヒーターを取り付けることです。 これにより、寒い中での作業時間が長くなり、シートと背もたれの局所的な冷却が妨げられる可能性があります。 より洗練された高価なソリューションには、加熱されたキャブの使用が含まれます。

暑い国では特別な問題が発生します。冷蔵倉庫の労働者 (通常はトラックの運転手) は、間欠的に寒気 (–30ºC) と暑さ (30ºC) にさらされます。 それぞれの条件に短時間 (1 ～ 5 分) さらされると、適切な衣服を採用することが難しくなります。屋外で過ごすには暑すぎ、冷蔵倉庫での作業には寒すぎる場合があります。 窓の結露の問題が解決されれば、トラックの運転台が一つの解決策になるかもしれません。 作業タスクと利用可能な保護に基づいて、適切な仕事と休息のレジメンを作成する必要があります。

たとえば、生鮮食品産業に見られる涼しい職場は、タイプに応じて気温が +2 ～ +16ºC の気候条件で構成されています。 相対湿度が高く、コールド スポットや湿った床や水で覆われた床で結露が発生することがあります。 このような作業場では、滑る危険性が高まります。 問題は、相対湿度の低下に寄与する良好な職場衛生と清掃ルーチンによって解決できます。

ワークステーションの局所的な空気速度はしばしば速すぎ、ドラフトの苦情が発生します。 この問題は、多くの場合、冷気の入口を変更または調整するか、作業台を再配置することで解決できます。 ワークステーションの近くにある冷凍品または冷蔵品の緩衝材は、放射熱交換の増加によりドラフト感覚に寄与する可能性があります. 衣類は、要件の評価に基づいて選択する必要があります。 IREQ 法を使用する必要があります。 さらに、衣類は局所的な風、湿気、水から保護するように設計する必要があります。 食品の取り扱いに関する特別な衛生要件により、衣類のデザインと種類 (つまり、外層) にいくつかの制限が課せられます。 適切な衣類システムは、機能的で十分な保護システムを形成するために、下着、断熱中間層、および外層を統合する必要があります. 衛生上の要求により、ヘッドギアが必要になることがよくあります。 ただし、この目的のための既存のヘッドギアは、多くの場合、寒さに対する保護を提供しない紙の帽子です。 同様に、履物はしばしば下駄や軽い靴で構成されており、断熱性が低い. より適切なヘッドギアとフットウェアを選択すると、これらの身体部分の保温性が向上し、全体的な熱バランスが改善されます。

多くのクールな職場での特別な問題は、手先の器用さを維持することです。 筋肉活動が低いか中程度の場合、手と指は急速に冷えます。 手袋は保護を向上させますが、器用さを損ないます。 XNUMX つの要求の間の微妙なバランスを見つける必要があります。 多くの場合、肉を切るには金属製の手袋が必要です。 下に薄い織物の手袋を着用すると、冷却効果が低下し、快適さが向上する場合があります。 多くの場合、薄い手袋で十分です。 手の冷却を防ぐための追加の対策には、ツールや機器の断熱ハンドルの提供、または赤外線ラジエーターなどを使用したスポット加熱が含まれます。 電気で加熱される手袋が市場に出回っていますが、多くの場合、人間工学的に劣っていて、加熱やバッテリー容量が不十分です。

冷水暴露

体が水に浸かっている間は、短時間で大量の熱が失われる可能性が高く、明らかに危険です。 水の熱伝導率は空気の 25 倍以上であり、多くの露出状況では、周囲の水が熱を吸収する能力は実質的に無限大です。

サーモニュートラルな水温は約 32 ～ 33 ℃ で、それより低い温度では、体は冷たい血管収縮と震えによって反応します。 25～30℃の水に長時間さらされると、体が冷えて低体温症が進行します。 当然のことながら、この反応は水温が下がるほど強く深刻になります。

冷水にさらされることは、海上での事故や、さまざまな種類のウォーター スポーツに関連した場合によく見られます。 しかし、職業活動においても、労働者は浸漬低体温症の危険にさらされています (ダイビング、​​釣り、船積み、その他のオフショア作業など)。

難破船の犠牲者は、冷水に入らなければならない場合があります。 彼らの保護は、薄い衣服からイマージョンスーツまでさまざまです. 救命胴衣は船上での必須装備です。 無意識の犠牲者の頭からの熱損失を減らすために、首輪を装備する必要があります。 船の設備、緊急時の手順の効率、および乗組員と乗客の行動は、操作の成功とその後の被ばく条件の重要な決定要因です。

ダイバーは定期的に冷たい海に入ります。 商用ダイビングが行われているほとんどの水域、特にある深さの水温は低く、多くの場合 10ºC 未満です。 このような冷たい水に長時間さらされる場合は、断熱性のあるダイビング スーツが必要です。

熱損失。 水中の熱交換は、単純に XNUMX つの温度勾配 (コアから皮膚までの内部温度勾配と、皮膚表面から周囲の水への外部温度勾配) を下る熱の流れと見なすことができます。 体表面の熱損失は、次のように簡単に説明できます。

C_w = h_c・（T_sk–T_w）・A_D

コラボレー C_w は 率 対流熱損失 (W)、 h_c は対流熱伝達係数 (W/°Cm²), T_sk は平均皮膚温度 (°C)、 T_w は水温 (°C)、 A_D 体表面積です。 呼吸や水に浸からない部分（頭など）からのわずかな熱損失は無視できます（以下のダイビングのセクションを参照）。

の値 h_c 100 ～ 600 W/°Cm の範囲². 最小値は静水に適用されます。 水泳の動きや流れる水によって引き起こされる乱気流は、対流係数を XNUMX 倍または XNUMX 倍にします。 保護されていない体が冷たい水にかなりの熱損失を被る可能性があることは容易に理解できます。 実際、ほとんどの場合、冷たい水に落ちる人 (着衣または脱衣) は、泳ぐよりも水中でじっと横になっている方が熱を節約します。

特別な防護服を着用することで、水への熱損失を大幅に減らすことができます。

ダイビング。 海面下数百メートルでの潜水作業では、圧力 (0.1 ATA または 10 MPa/30 m) と寒さの影響からダイバーを保護する必要があります。 冷たい空気 (またはヘリウムと酸素の冷たいガス混合物) を呼吸すると、肺組織から体熱が排出されます。 この体幹からの直接的な熱損失は、高圧では大きく、体の安静時代謝熱生成よりも高い値を容易に達成できます。 それは人間の有機体によってほとんど感知されません。 体の表面が暖かい場合、震え反応を伴わずに内部温度が危険なほど低くなることがあります。 現代のオフショアでの作業では、対流による大きな熱損失を補うために、スーツと呼吸装置に追加の熱をダイバーに供給する必要があります。 深海ダイビングでは、快適ゾーンは狭く、海面よりも暖かくなります。32 ～ 20 ATA (30 ～ 2 MPa) で 3 ～ 32 °C、34 ATA (50 MPa) までは 5 ～ XNUMX °C に上昇します。

生理学的要因： 低温浸漬は、強力で急性の呼吸ドライブを誘発します。 初期反応には、「吸気あえぎ」、過換気、頻脈、末梢血管収縮、および高血圧が含まれます。 数秒間の吸気無呼吸の後、換気量が増加します。 反応を自発的に制御することはほとんど不可能です。 そのため、海が荒れて体が水没すると、人は容易に水を吸い込んでしまうことがあります。 したがって、非常に冷たい水にさらされた最初の数秒間は危険であり、突然の溺死が発生する可能性があります。 ゆっくりと体を浸し、体を適切に保護することで、反応が抑えられ、呼吸をより適切に制御できるようになります。 反応は徐々に弱まり、通常は数分以内に正常な呼吸が得られます。

皮膚表面での急速な熱損失率は、コアから皮膚への熱流を減らすための内部 (生理学的または体質的) メカニズムの重要性を強調しています。 血管収縮により、四肢の血流が減少し、中心部の熱が保持されます。 運動は四肢の血流を増加させ、外部対流の増加と相俟って、熱産生の増加にもかかわらず、実際には熱損失を加速する可能性があります。

非常に冷たい水の中で 5 ～ 10 分後、四肢の温度は急速に低下します。 神経筋機能が低下し、筋肉のパフォーマンスを調整および制御する能力が低下します。 泳ぎのパフォーマンスが大幅に低下し、外洋ではすぐに危険にさらされる可能性があります。

ボディサイズも重要な要素です。 背の高い人は体表面積が大きく、特定の周囲条件では小柄な人よりも多くの熱を失います。 ただし、比較的大きな体重は、XNUMX つの方法でこれを補います。 表面積が大きいほど代謝熱産生率が高くなり、一定の体温での熱量が大きくなります。 後者の要因は、熱損失に対するより大きなバッファーと、コア温度の低下速度の遅さから構成されます。 子供は大人よりも危険にさらされています。

最も重要な要因は、体脂肪量、特に皮下脂肪の厚さです。 脂肪組織は他の組織よりも断熱性が高く、末梢循環の大部分によって迂回されます。 血管収縮が起こると、皮下脂肪の層が余分な層として機能します。 断熱効果は、層の厚さにほぼ比例します。 したがって、女性は一般的に男性よりも皮膚脂肪が多く、同じ条件下での熱損失が少ない. 同様に、太っている人は痩せている人よりも裕福です。

個人保護。 前述のように、冷水や温帯水域での長期滞在には、ダイビング スーツ、イマーション スーツ、または類似の装備の形で外部断熱材を追加する必要があります。 発泡ネオプレンのウェット スーツは、材料の厚さ (閉じたフォーム セル) と、皮膚の微気候への比較的制御された水の「漏れ」によって断熱性を提供します。 後者の現象により、この水が温まり、皮膚温度が高くなります。 スーツはさまざまな厚さで利用でき、多かれ少なかれ断熱性を提供します. ウェット スーツは深く圧縮されるため、断熱材の多くが失われます。

気温が10℃以下になるとドライスーツが定番化。 スーツの下に着用する追加の断熱材の量に応じて、より高い皮膚温度を維持できます。 少量の水 (0.5 ～ 1 リットル) が断熱力を大幅に低下させるため、スーツが漏れないことが基本的な要件です。 ドライスーツも深部で圧縮されますが、減少した体積を補うために、スキューバタンクから乾燥空気が自動または手動で追加されます。 したがって、ある程度の厚さの微気候空気層を維持することができ、良好な断熱性を提供します。

前述したように、深海潜水には補助暖房が必要です。 呼吸ガスは予熱され、表面または潜水ベルからの温水のフラッシュによってスーツが加熱されます。 より最近の加温技術は、電気加熱された下着または温かい液体で満たされた閉回路細管に依存しています。

手は特に冷却の影響を受けやすく、断熱手袋または加熱手袋の形で特別な保護が必要になる場合があります。

安全な露出。 低体温症が急速に進行し、冷水にさらされると差し迫った死の危険があるため、安全な暴露条件と危険な暴露条件を予測する必要があります。

図 7 は、典型的な北海のオフショア条件で予測される生存時間を示しています。 適用される基準は、母集団の 34 パーセンタイルの深部体温が 1988 ℃ に低下することです。 このレベルは、意識があり、扱いやすい人に関連していると想定されています。 ドライスーツの適切な着用、使用、および機能により、予測される生存時間は XNUMX 倍になります。 下の曲線は、通常の衣服に身を浸した保護されていない人を表します。 衣類が完全に水に浸かると、効果的な断熱材は非常に小さくなり、生存期間が短くなります (Wissler XNUMX から変更)。

図 7. 典型的な北海オフショア シナリオで予測される生存時間。

北極および亜寒帯地域での作業

世界の北極および亜北極地域は、通常の冷間作業の問題に加えて、追加の問題を含んでいます。 寒い季節は暗闇と一致します。 日の当たる日は短い。 これらの地域は、カナダ北部、シベリア、スカンジナビア北部など、広大な無人または人口のまばらな地域をカバーしています。 また、自然は厳しいです。 輸送は長距離で行われ、長い時間がかかります。 寒さと暗闇と僻地の組み合わせは、作業組織、準備、設備に関して特別な考慮を必要とします。 特に、サバイバルと応急処置のトレーニングを提供し、適切な装備を提供して職場で簡単に利用できるようにしなければなりません。

北極地域の労働人口には、他の場所で述べたように、健康を脅かす多くの危険があります。 事故やけがのリスクは高く、薬物乱用は一般的であり、文化的パターンが問題を引き起こし、地元/先住民の文化と現代の西側の産業需要との間の対立も同様です。 スノーモービルの運転は、典型的な北極条件における複数のリスクにさらされる例です (以下を参照)。 寒冷ストレスは、特定の病気の発生頻度を高める危険因子の XNUMX つと考えられています。 地理的な孤立は、一部のネイティブ エリアでさまざまな種類の遺伝的欠陥を生み出すもう XNUMX つの要因です。 特定の感染症などの風土病も、地方または地域で重要です。 また、入植者や外国人労働者は、新しい環境、人里離れた場所、厳しい気候条件、孤立、気づきなどに続発する、さまざまな種類の心理的ストレス反応のリスクが高くなります。

この種の作業に対する具体的な対策を検討する必要があります。 XNUMX 人一組で作業を行い、緊急時に XNUMX 人が助けに行き、XNUMX 人が事故などの犠牲者の世話をするようにします。 日照と気候の季節変動を考慮し、それに応じて作業を計画する必要があります。 労働者は健康上の問題がないかチェックされなければなりません。 必要に応じて、緊急事態またはサバイバル状況のための追加の機器を利用できるようにする必要があります。 車、トラック、スノーモービルなどの車両は、修理や緊急事態に備えて特別な装備を搭載する必要があります。

これらの地域での特定の作業上の問題は、スノーモービルです。 10 年代以来、スノーモービルは、原始的で低技術の乗り物から、高速で技術的に高度に発達した乗り物へと発展しました。 余暇活動に最も頻繁に使用されますが、仕事にも使用されます (20 ～ XNUMX%)。 スノーモービルを使用する典型的な職業は、警察、軍人、トナカイ飼い、木こり、農民、観光業、わな猟師、捜索救助隊です。

スノーモービルからの振動にさらされることは、ドライバーが振動によって引き起こされる怪我のリスクが非常に高くなることを意味します。 運転手と同乗者は未浄化の排気ガスにさらされます。 エンジンから発生する騒音により、難聴を引き起こす可能性があります。 高速、地形の不規則性、およびドライバーと乗客の保護が不十分なため、事故のリスクが高くなります。

筋骨格系は、特に過酷な地形や斜面を走行する際に、振動や極端な作業姿勢や負荷にさらされます。 立ち往生した場合、重いエンジンを扱うと発汗し、多くの場合、筋骨格の問題 (腰痛など) が発生します。

スノーモービルの労働者の間では、冷傷が一般的です。 車両の速度は寒冷暴露を悪化させます。 体の典型的な損傷部位は、特に顔（極端な場合には角膜を含む）、耳、手、足です。

スノーモービルは通常、気候、地形、およびその他の条件がリスクに寄与する遠隔地で使用されます。

スノーモービルのヘルメットは、スノーモービルでの作業状況に合わせて、車両自体、地形条件、および気候によって生じる特定の暴露リスクに注意して開発する必要があります。 衣服は暖かく、防風性があり、柔軟でなければなりません。 スノーモービルに乗っているときに経験する活動の一時的な変化は、XNUMX つの衣類システムに対応するのが難しく、特別な考慮が必要です。

遠隔地でのスノーモービルのトラフィックも、通信の問題を引き起こします。 作業組織と機器は、本拠地との安全な通信を確保する必要があります。 緊急事態に対処し、救助隊が機能するのに十分な時間の保護を可能にするために、追加の装備を携帯する必要があります。 このような備品には、風袋、着替え、応急処置用具、雪かきシャベル、修理キット、調理器具などが含まれます。

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寒冷暴露による生理病理学的影響の防止は、XNUMX つの観点から検討する必要があります。XNUMX つ目は、寒冷への一般的な暴露 (つまり、全身) 中に観察される生理病理学的影響に関するものであり、XNUMX つ目は、寒冷への局所暴露中に観察されるものに関するものです。寒さ、主に四肢（手と足）に影響を与えます。 これに関連する予防措置は、XNUMX つの主なタイプの寒冷ストレス、つまり偶発的な低体温症と四肢の凍傷の発生を減らすことを目的としています。 二重のアプローチが必要です: 生理学的方法 (例えば、適切な給餌と水分補給、適応メカニズムの開発) および薬理学的および技術的手段 (例えば、シェルター、衣類)。 最終的に、これらの方法はすべて、一般レベルと局所レベルの両方で耐寒性を高めることを目的としています. さらに、寒さにさらされる労働者は、効果的な予防を確実にするために必要な情報とそのような傷害の理解を持っていることが不可欠です.

冷傷を予防するための生理学的方法

安静時の人間の寒さへの曝露は、皮膚の熱損失を制限する末梢血管収縮と、食物摂取の必要性を意味する代謝熱産生（本質的に震えの活動による）を伴います. 雪の中や氷の上を歩くのが難しく、重装備を頻繁に扱う必要があるため、寒い中でのすべての身体活動に必要なエネルギーの消費は増加します。 さらに、この身体活動に伴う発汗のために、かなりの量の水分が失われる可能性があります。 この水分損失が補償されない場合、脱水症状が発生し、凍傷にかかりやすくなります。 脱水症状は、十分な水分を摂取することが困難なために自発的に水分摂取量を制限するだけでなく (利用可能な水が凍ったり、雪を溶かさなければならない場合もあります)、十分に頻繁な排尿 (排尿) を避けようとする傾向によっても悪化することがよくあります。 、避難所を出る必要があります。 寒さの中での水の必要性は、個人の作業負荷と衣服の断熱性に依存するため、推定するのは困難です. しかし、いずれにせよ、水分摂取量は豊富で、温かい飲み物の形でなければなりません（身体活動の場合、5日あたり6〜XNUMXリットル）. 透明でなければならない尿の色を観察することで、水分摂取の経過を知ることができます。

カロリー摂取量に関しては、温暖な気候や暑い気候と比較して、寒冷な気候では 25 ～ 50% の増加が必要であると考えられます。 数式を使用すると、4,151 人 28.62 日あたりの寒さでのエネルギー平衡に不可欠なカロリー摂取量 (kcal) を計算できます: kcal/XNUMX 人 XNUMX 日 = XNUMX–XNUMXT_aここで、 T_a °C 単位の周囲温度です (1 kcal = 4.18 ジュール)。 したがって、 T_a –20℃の場合、約4,723kcal(2.0×10⁴ J) 予測する必要があります。 下痢型の消化障害を避けるために、食物摂取量を質的に変える必要はないようです。 たとえば、米国陸軍の寒冷地配給 (RCW) は 4,568 kcal (1.9 x 10⁴ J)、58 日および 11 人あたりの脱水形態で、次のように定性的に分けられます: 31% の炭水化物、1992% のタンパク質、および XNUMX% の脂肪 (Edwards、Roberts および Mutter XNUMX)。 脱水食品は軽くて調理しやすいという利点がありますが、食べる前に水分を補給する必要があります。

可能な限り、食事は温かくして、通常の量で朝食と昼食に分けなければなりません。 温かいスープ、ドライ ビスケット、シリアル バーを XNUMX 日中かじったり、夕食のカロリー摂取量を増やしたりすることで、栄養を補うことができます。 この後者の手段は、食事誘発性の熱発生を増強し、被験者が眠りにつくのを助けます。 アルコールは皮膚の血管拡張 (熱損失の原因) を誘発し、利尿作用 (水分損失の原因) を増加させる一方で、皮膚の感受性を変化させ、判断力 (基本的な要因である) を損なうため、寒い気候でのアルコールの消費は非常に勧められません。寒冷障害の最初の兆候の認識に関与しています）。 カフェインを含む飲み物の過剰摂取も有害です。この物質には末梢血管収縮作用（凍傷のリスクが高まる）と利尿作用があるからです。

適切な食事に加えて、一般的および局所的な適応メカニズムの両方を発達させることで、寒冷障害の発生率を減らし、寒冷環境によって引き起こされるストレスを軽減することで心理的および身体的パフォーマンスを改善できます。 ただし、概念を定義する必要があります。 適応, 順応 & 慣れ XNUMX つの用語は、異なる理論家の使用法に応じて意味が異なります。

Eagan の見解 (1963 年) では、用語 寒さへの適応 は総称です。 彼は、適応の概念の下に、遺伝的適応、順応、慣れの概念をまとめています。 遺伝的適応とは、敵対的な環境での生存に有利な、遺伝的に伝達される生理学的変化を指します。 Bligh と Johnson (1973) は、遺伝的適応と表現型適応を区別し、適応の概念を「環境全体のストレスの多い要素によって生じる生理学的負担を軽減する変化」と定義しています。

順応 自然環境における気候変動などの周囲の複雑な要因、または実験室などの周囲の固有の要因のいずれかに応答して、数日から数週間にわたって確立される機能的代償として定義できます。 （それらの作家の「人工的な順応」または「順応」）（Eagan 1963）。

慣れ これは、特定の刺激に対する中枢神経系の反応の減少から生じる生理学的反応の変化の結果です (Eagan 1963)。 この慣れは、具体的または一般的です。 特定の慣れは、体の特定の部分が繰り返される刺激に慣れるプロセスであり、一般的な慣れは、繰り返される刺激に全身が慣れるプロセスです。 寒さに対する局所的または一般的な適応は、一般に慣れによって獲得されます。

実験室と自然環境の両方で、寒さに対するさまざまな種類の一般的な適応が観察されています。 Hammel (1963) は、これらの異なる適応タイプの分類を確立しました。 適応の代謝タイプは、ティエラ・デル・フエゴのアラカルフや北極のインディアンのように、代謝熱のより大きな生成と組み合わされた内部温度の維持によって示されます. 断熱タイプの適応は、内部温度の維持によっても示されますが、平均皮膚温度の低下を伴います（オーストラリアの熱帯海岸の原住民）。 低体温タイプの適応は、内部温度の多かれ少なかれかなりの低下によって示されます (カラハリ砂漠の部族、ペルーのケチュア族インディアン)。 最後に、隔離型と低体温型の混合型の適応があります (オーストラリア中央部のアボリジニ、ラップス、アマスの韓国人ダイバー)。

実際には、この分類は単に定性的なものであり、熱収支のすべての要素を考慮しているわけではありません。 そのため、私たちは最近、定性的な分類だけでなく定量的な分類も提案しました (表 1 を参照)。 体温の変化だけでは、寒さへの一般的な適応の存在を必ずしも示すわけではありません。 確かに、震え始めの遅延の変化は、体温調節システムの感度の良い指標です。 Bittel (1987) は、寒さへの適応の指標として、熱負債の減少も提案しています。 さらに、この著者は、適応メカニズムの発達におけるカロリー摂取の重要性を示しました。 私たちの研究室でこの観察結果を確認しました。実験室で 1 °C の寒さに 1 か月間不連続に順応させた被験者は、低体温タイプの適応を発達させました (Savourey et al. 1994, 1996)。 低体温症は、体脂肪量の割合の減少に直接関係しています。 有酸素運動適性レベル（VO_2max) は、この種の寒さへの適応の発達には関与していないようです (Bittel et al. 1988; Savourey, Vallerand and Bittel 1992)。 低体温タイプの適応は、震えの開始を遅らせることによってエネルギーの蓄えを維持するが、低体温が危険ではないため、最も有利であるように思われる(Bittel et al. 1989)。 実験室での最近の研究では、人々の下肢を断続的に局所的に氷水に浸すことで、この種の適応を誘発できることが示されました。 さらに、この種の順応は、1990 年に Reed とその同僚によって、極地で長期間過ごした被験者に「極トリヨードサイロニン症候群」を発症させました。 この複雑な症候群は不完全に理解されたままであり、環境が熱的に中立であるときと寒さに急激にさらされているときの両方で、総トリヨードチロニンのプールが減少することによって主に証明されます. しかし、この症候群と低体温タイプの適応との関係はまだ定義されていません (Savourey et al. 1996)。

表 1.寒さへの一般的な適応メカニズムは、順応期間の前後に実施される標準寒冷試験中に研究されました。

四肢の局所適応は十分に文書化されています (LeBlanc 1975)。 それは、四肢が寒さに自然にさらされている先住民族または専門家グループ (エスキモー、ラップ、ガスペ島の漁師、英国の魚の彫刻家、ケベックの手紙運搬人) と、実験室で人工的に適応された被験者の両方で研究されてきました。 これらのすべての研究は、この順応が皮膚温度の上昇、痛みの軽減、および皮膚温度が高いほど発生する逆説的な血管拡張の早期化によって証明され、したがって凍傷の予防を可能にすることを示しています。 これらの変化は基本的に末梢皮膚血流の増加と関連しており、最近示したように筋肉レベルでの局所的な熱産生とは関連していません (Savourey, Vallerand and Bittel 1992)。 これらの局所適応メカニズムの確立を誘導するには、四肢を 5 日に数回、冷水 (XNUMX℃) に数週間浸すだけで​​十分です。 一方、これらの異なるタイプの適応の持続性に関する科学的データはほとんどありません。

風邪による怪我を予防するための薬理学的方法

耐寒性を高めるための薬物の使用は、多くの研究の対象となっています。 寒さに対する一般的な耐性は、薬で熱発生を促進することで強化できます。 実際、シバリングの活動は、筋肉グリコーゲンの消費の増加と相まって、特に炭水化物の酸化の増加を伴うことが人間の被験者で示されています (Martineau and Jacob 1988)。 メチルキサンチン化合物は、風邪のように交感神経系を刺激することで効果を発揮し、それによって炭水化物の酸化を増加させます. しかし、Wang、Man、および Bel Castro (1987) は、テオフィリンが、寒冷地で安静にしているヒト被験者の体温の低下を防ぐのに効果がないことを示しました。 一方、カフェインとエフェドリンの組み合わせは、同じ条件下で体温をより良好に維持することができます (Vallerand, Jacob and Kavanagh 1989) が、カフェイン単独の摂取は体温も代謝反応も変更しません (Kenneth et al. . 1990)。 一般的なレベルでの風邪の影響の薬理学的予防は、まだ研究課題です。 地域レベルでは、凍傷の薬理学的予防に関する研究はほとんど行われていません。 凍傷の動物モデルを使用して、特定の数の薬物がテストされました。 血小板抗凝集剤、コルチコイド、およびその他のさまざまな物質は、再加温期間の前に投与された場合、保護効果がありました。 私たちの知る限りでは、この主題に関してヒトで実施された研究はありません。

風邪による怪我を防ぐための技術的方法

これらの方法は、寒さによる怪我を防ぐための基本的な要素であり、これらの方法を使用しなければ、人間は寒冷地で生活することができません。 シェルターの建設、熱源の使用、および衣類の使用により、人々は非常に寒い地域に住むことができ、好ましい周囲の微気候を作り出すことができます. ただし、文明によって提供される利点が利用できない場合があります（民間および軍事遠征、難破した人、負傷者、浮浪者、雪崩の犠牲者などの場合）。 したがって、これらのグループは特に寒冷障害を起こしやすいです。

寒冷地作業の注意事項

寒冷地での作業に対するコンディショニングの問題は、寒冷地での作業に慣れていない人や温帯気候帯の出身者に主に関係しています。 風邪による怪我の情報は基本的に重要ですが、一定数の行動についても情報を取得する必要があります。 コールド ゾーンで作業するすべての作業者は、けがの最初の兆候、特に局所的なけが (皮膚の色、痛み) に精通している必要があります。 衣服に関する行動は極めて重要です。衣服を何層にも重ねることで、着用者は衣服の断熱性を現在のエネルギー消費レベルと外部ストレスのレベルに合わせることができます。 濡れた衣類（雨、汗など）は必ず乾かしてください。 手と足の保護にあらゆる注意を払う必要があります (きつく包帯を巻かない、適切に覆うように注意する、汗をかくので 1988 日に XNUMX ～ XNUMX 回靴下をタイムリーに交換する)。 すべての冷たい金属物との直接接触は避ける必要があります (即時の凍傷のリスク)。 衣類は防寒性を保証し、寒さにさらされる前にテストする必要があります。 摂食規則を覚えておく必要があります（カロリー摂取量と水分補給の必要性に注意してください）. アルコール、カフェイン、ニコチンの乱用は禁止されなければなりません。 付属品 (シェルター、テント、寝袋) はチェックする必要があります。 結氷を避けるために、テントや寝袋の結露を取り除く必要があります。 労働者は、手袋を温めるために手袋に息を吹き込んではなりません。吹き込むと、氷が形成される原因にもなります。 最後に、体力を改善するための推奨事項を作成する必要があります。 実際、良好なレベルの有酸素運動は、極度の寒さの中でより大きな熱発生を可能にします (Bittel et al. XNUMX) だけでなく、より良い身体持久力も保証します。

中年の人は、血管反応が制限されているため、若い人よりも寒さによる損傷を受けやすいため、注意深い監視下に置く必要があります。 過度の疲労と座りっぱなしの職業は、怪我のリスクを高めます。 特定の病状 (寒冷蕁麻疹、レイノー症候群、狭心症、凍傷の既往) のある人は、激しい寒さにさらされないようにする必要があります。 露出した皮膚を太陽放射から保護し、特別なクリームで唇を保護し、紫外線からサングラスで目を保護するなど、特定の追加のアドバイスが役立つ場合があります。

問題が発生した場合、コールド ゾーンの作業者は冷静さを保ち、集団から離れず、穴を掘ったり身を寄せ合ったりして体温を維持する必要があります。 食料の提供と救援要請の手段（ラジオ、遭難ロケット、シグナルミラーなど）には細心の注意を払う必要があります。 冷水に浸る危険がある場合は、救命ボートと、水密で断熱性に優れた機器を用意する必要があります。 救命艇のない難破船の場合、水泳によって生じる対流が大幅に増加するため、個人は浮遊物にぶら下がったり、丸くなったり、可能であれば胸を水から上げて適度に泳いだりすることにより、熱損失を最大限に制限しようとする必要があります。熱損失。 海水は塩分濃度が高いので飲むと体に悪いです。

コールドでのタスクの変更

寒冷地では、作業内容が大幅に変更されます。 衣類の重さ、荷物 (テント、食料など) の運搬、困難な地形を横断する必要性により、身体活動によって消費されるエネルギーが増加します。 さらに、動き、調整、手先の器用さは衣服によって妨げられます。 サングラスの着用により視野が狭くなることがよくあります。 さらに、乾燥した空気の温度が-6ºC を下回るか、風がある場合、背景の知覚は変更され、18 m に減少します。 降雪や霧の中で視界がゼロになることがあります。 手袋の存在は、細かい作業を必要とする特定の作業を困難にします。 結露のため、道具は氷で覆われていることが多く、素手で握ると凍傷のリスクがあります。 衣服の物理的構造は、極端な寒さで変化し、凍結と結露が組み合わさった結果として形成される可能性のある氷は、多くの場合、ジッパー ファスナーをブロックします。 最後に、不凍液を使用して燃料を凍結から保護する必要があります。

したがって、寒い気候で作業を最適に行うには、何層もの衣服が必要です。 四肢の適切な保護; 衣類、道具、テント内の結露対策。 暖房付きシェルターでの定期的な温暖化。 作業は一連の簡単な作業として行う必要があり、可能であれば XNUMX つの作業チームで実行し、一方が作業している間にもう一方がウォーミングアップを行っている必要があります。 寒い中で活動しないことは避けるべきであり、孤独な作業は避けるべきであり、使用された道から離れなければなりません。 有資格者は、保護および事故防止の責任者として指名される場合があります。

結論として、冷傷についての十分な知識、周囲の知識、適切な準備 (体力、食事、適応メカニズムの誘導)、適切な服装、および作業の適切な配分によって、冷傷を防ぐことができるようです。 けがが発生した場合、迅速な支援と即時の治療によって最悪の事態を回避できます。

防護服: 防水服

防水服を着用することには、偶発的な水没の結果から保護するという目的があり、したがって、そのような事故に遭う可能性のあるすべての労働者 (船員、航空パイロット) だけでなく、冷水で働く人々 (プロのダイバー) にも関係があります。 表 2、 海洋アトラス 北アメリカ海の、地中海西部でも水温が15℃を超えることはめったにないことを示しています。 浸水条件下で、救命ベルトを着用しているが浸水防止装置を装着していない場合の生存時間は、1.5 月にバルト海で 6 時間、地中海で 12 時間と推定されていますが、XNUMX 月にはバルト海で XNUMX 時間、地中海での消耗によってのみ制限されます。 したがって、海上で作業する人、特にすぐに助けがなければ水に浸かる可能性がある人は、保護具を着用する必要があります。

表 2. 水温が 15 °C を下回る日数の月平均と年平均

複数の、しばしば相反する要件を考慮に入れなければならないため、このような機器を製造することの難しさは複雑です。 これらの制約には、(1) 汗の蒸発を妨げることなく、熱保護が空気と水の両方で効果的でなければならないという事実 (2) 被験者を水面に保つ必要性、および (3) 実行するタスクが含まれます。アウト。 さらに、関連するリスクに応じて機器を設計する必要があります。 これには、予想されるニーズを正確に定義する必要があります。たとえば、熱環境 (水、空気、風の温度)、救助が到着するまでの時間、救命ボートの有無などです。 衣服の断熱特性は、使用される素材、体の輪郭、保護布の圧縮性 (水によって加えられる圧力によって衣服に閉じ込められる空気の層の厚さを決定する) に依存します。衣服に存在する可能性のある湿気。 このタイプの衣類の湿気の存在は、主に防水性に依存します。 そのような機器の評価は、水だけでなく冷気でも提供される熱保護の有効性を考慮に入れなければならず、水と空気の温度に関する推定生存時間、および予想される熱応力と衣類の機械的障害の可能性 (Boutelier 1979)。 最後に、動く被写体に対して実施される防水性のテストにより、この点で起こりうる欠陥を検出することができます。 最終的に、防浸装置は次の XNUMX つの要件を満たす必要があります。

• 水と空気の両方で効果的な熱保護を提供する必要があります。
• 快適でなければなりません。
• 制限しすぎても、重すぎてもいけません。

これらの要件を満たすために、1974 つの原則が採用されています。防水ではないが、水中で断熱特性を維持する素材を使用するか (いわゆる「ウェット」スーツの場合のように)、またはさらに断熱性があります（「ドライ」スーツ）。 現在、ウェット ガーメントの原理は、特に航空業界ではあまり適用されていません。 過去 XNUMX 年間、国際海事機関は、XNUMX 年に採択された海上における人命の安全のための国際条約 (SOLAS) の基準を満たす耐水没防護服またはサバイバル スーツの使用を推奨してきました。スーツへの最小限の水の浸入、スーツのサイズ、人間工学、浮遊補助具との互換性、およびテスト手順。 ただし、これらの基準の適用には、いくつかの問題があります (特に、適用されるテストの定義に関するもの)。

それらは非常に長い間知られていましたが、エスキモーはアザラシの皮またはアザラシの腸を縫い合わせて使用​​していたため、耐イマージョン スーツを完全なものにすることは難しく、標準化の基準はおそらく今後見直されるでしょう。

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寒冷ストレスは、通常よりも大きな熱損失が予想される身体への熱負荷として定義され、身体を熱的に中立に保つために代償的な体温調節作用が必要です。 したがって、通常の熱損失とは、室内の生活条件 (気温 20 ～ 25 ℃) で人が通常経験することを指します。

暑さの状況とは対照的に、衣服と活動は、より多くの衣服が熱損失を減らし、より多くの活動がより高い内部熱産生と熱損失のバランスをとる可能性が高いことを意味するという意味で、プラスの要因です. したがって、評価方法は、特定の活動レベルで必要な保護 (衣類)、特定の保護に必要な活動レベル、または特定の 1955 つの組み合わせの「温度」値の決定に焦点を当てています (Burton and Edholm 1988; Holmér 1993; Parsons XNUMX)。

ただし、着用できる衣類の量や、長時間持続できる高レベルの活動には限界があることを認識することが重要です。 防寒着はかさばり、足を引きずりがちです。 動きや動きにはより多くのスペースが必要です。 活動レベルは、作業のペースによって決定される場合がありますが、できれば個人が管理する必要があります。 各個人には、物理​​的な作業能力に応じて、特定の最高エネルギー生産率があり、長期間維持することができます. したがって、高い身体的作業能力は、長期にわたる極度の被ばくに対して有利である可能性があります。

この記事では、寒冷ストレスの評価と制御の方法について説明します。 組織的、心理的、医学的、人間工学的な側面に関連する問題は、別の場所で扱われます。

冷間加工

冷間加工には、自然条件だけでなく人工条件の下でもさまざまな条件が含まれます。 最も極端な寒さへの暴露は、宇宙空間でのミッションに関連しています。 しかし、地表の低温作業条件は、100℃を超える温度範囲をカバーしています (表 1)。 当然のことながら、寒冷ストレスの規模と重症度は、周囲温度が低下するにつれて増加すると予想されます。

表 1. さまざまな寒い職業環境の気温

出典: Holmér 1993 を改変。

1 つの表から明らかなように、多くの国で大規模なアウトドア ワーカーが多かれ少なかれ重度の寒冷ストレスを経験しています。 さらに、冷蔵倉庫作業は世界のあらゆる場所で行われています。 スカンジナビア諸国での調査によると、全労働者人口の約 10% が寒さを職場での主要な不快要因と見なしていることが明らかになりました。

寒冷ストレスの種類

次のタイプの低温ストレスを定義できます。

• 全身冷却
• 四肢の冷却、対流による皮膚の冷却（風の冷却）、伝導性の皮膚の冷却（接触冷却）、および気道の冷却を含む局所的な冷却。

ほとんどの場合、これらのすべてではないにしてもいくつかが同時に存在する可能性があります。

寒冷ストレスの評価には、前述の影響の 2 つまたは複数のリスクの確認が含まれます。 典型的には、表２が第１の大まかな分類として使用され得る。 一般に、寒冷ストレスが増加すると、身体活動のレベルが低下し、利用できる保護が低下します。

表 2. 冷間加工の概略分類

表に示されている情報は、行動を促す信号として解釈する必要があります。 言い換えれば、必要に応じて、特定のタイプの寒冷ストレスを評価し、制御する必要があります。 中程度の温度では、局所的な冷却による不快感や機能の喪失に関連する問題が蔓延しています。 低温では、他の影響の結果として、寒冷障害の差し迫った危険性が重要な要因となります。 多くの効果について、ストレスレベルと効果の間の個別の関係はまだ存在していません。 表に示されている温度範囲外でも、特定の低温の問題が持続する可能性があることを排除することはできません。

評価方法

寒冷ストレスの評価方法は、ISO Technical Report 11079 (ISO TR 11079, 1993) に示されています。 代謝熱産生の決定 (ISO 8996, 1988)、衣服の熱特性の推定 (ISO 9920, 1993)、および生理学的測定 (ISO DIS 9886, 1989c) に関するその他の規格は、寒冷ストレスの評価に役立つ補足的な情報を提供します。

図 1 は、気候要因、予想される冷房効果、および推奨される評価方法の関係をまとめたものです。 方法とデータ収集の詳細については、以下で説明します。

図 1. 気候要因と冷却効果に関連した寒冷ストレスの評価。

全身冷却

体温バランスの条件を分析することで、全身冷えのリスクを判定します。 定義された生理学的負担レベルでの熱収支に必要な衣類の断熱レベルは、数学的な熱収支方程式を使用して計算されます。 計算された必要な断熱値 IREQ は、コールド ストレスの指標と見なすことができます。 値は保護レベルを示します (clo で表されます)。 値が高いほど、体温の不均衡のリスクが高くなります。 緊張の XNUMX つのレベルは、低レベル (ニュートラルまたは「快適」な感覚) と高レベル (わずかに冷たい感じから冷たい感覚) に対応します。

IREQ の使用は、次の XNUMX つの評価ステップで構成されます。

• 与えられた曝露条件に対する IREQ の決定
• IREQと衣類による保護レベルの比較
• 保護レベルが IREQ より小さい値の場合の露出時間の決定

図 2 は、低生理的緊張 (中性温度感覚) の IREQ 値を示しています。 さまざまな活動レベルの値が示されています。

図 2. さまざまな温度で低レベルの生理学的緊張 (中立的な熱感覚) を維持するために必要な IREQ 値。

活動レベルを推定する方法は、ISO 7243 (表 3) に記載されています。

表 3. 代謝率のレベルの分類

出典: ISO 7243 1989a

与えられた条件でIREQが決定されると、その値は衣類によって提供される保護レベルと比較されます。 衣類アンサンブルの保護レベルは、結果として得られる断熱値 (「clo-value」) によって決まります。 この特性は、ドラフトの欧州規格 prEN-342 (1992) に従って測定されます。 また、表に示されている基礎絶縁値から導き出すこともできます (ISO 9920)。

表 4. は、典型的なアンサンブルの基礎絶縁値の例を示しています。 身体の動きや換気によって減少すると推定される値を補正する必要があります。 通常、安静時レベルの補正は行われません。 軽作業の場合は値が 10% 減少し、活動レベルが高い場合は 20% 減少します。

表 4. 基礎絶縁値の例 (I^cl) 衣類*

*公称保護レベルは、静的で風の強い状態 (静止) にのみ適用されます。 値は、活動レベルの増加とともに減少する必要があります。

出典: ISO/TR-11079 1993 を修正。

利用可能な最高の衣類システムによって提供される保護レベルは、3 から 4 clo に相当します。 利用可能な衣類システムが十分な断熱を提供しない場合、実際の条件に対して制限時間が計算されます。 この制限時間は、必要な衣類の断熱材と入手可能な衣類の断熱材の違いによって異なります。 冷却に対する完全な保護がもはや達成されないため、制限時間は、予想される体温の低下に基づいて計算されます。 同様に、同じ量の熱を回復するための回復時間も計算できます。

図 3 は、衣服の 4 つの断熱レベルでの軽作業と中作業の制限時間の例を示しています。 他の組み合わせの制限時間は、補間によって見積もることができます。 図 XNUMX は、最高の防寒服が利用できる場合の曝露時間の評価のガイドラインとして使用できます。

図 3. 衣類の XNUMX つの断熱レベルを使用した軽作業と中作業の時間制限。

図 4. 断続的および連続的な寒冷暴露の時間加重 IREQ 値。

断続的な暴露は、通常、ウォームアップ休憩またはより暖かい環境での作業時間によって中断される作業時間で構成されます。 ほとんどの状況では、衣服の交換はほとんどまたはまったく行われません (主に実用的な理由による)。 次いで、ＩＲＥＱは、結合されたエクスポージャーに対して時間加重平均として決定され得る。 平均期間は 4 ～ XNUMX 時間を超えてはなりません。 いくつかのタイプの断続的な暴露に対する時間加重 IREQ 値を図 XNUMX に示します。

IREQ の値と時間制限は、規範ではなく参考にすべきです。 彼らは平均的な人を指します。 特性、要件、および好みに関する個人差は大きい。 このバリエーションの多くは、保護レベルの調整などの点で柔軟性の高い衣服のアンサンブルを選択することによって処理する必要があります。

四肢冷却

四肢、特に手足の指は冷えやすいです。 温血による十分な熱入力を維持できない限り、組織温度は徐々に低下します。 四肢の血流は、エネルギー (筋肉の活動に必要) と体温調節の必要性によって決まります。 全身の熱バランスが損なわれると、末梢血管収縮は、末梢組織を犠牲にしてコアの熱損失を減らすのに役立ちます. 活動が活発になると、より多くの熱が利用可能になり、四肢の血流がより容易に維持されます。

ハンドウェアとフットウェアによる熱損失の低減という観点からの保護には限界があります。 四肢への熱入力が少ない場合 (例えば、安静時または低活動時)、手足を暖かく保つために必要な断熱材は非常に大きくなります (van Dilla, Day and Siple 1949)。 手袋とミトンによって提供される保護は、冷却速度の遅延を提供するだけであり、それに応じて、臨界温度に達するまでの時間が長くなります. より高い活動レベルでは、改善された保護により、より低い周囲温度で手と足を暖かくすることができます。

四肢冷却の評価に利用できる標準的な方法はありません。 ただし、ISO TR 11079 では、ストレスのレベルが低い場合と高い場合の重要な手の温度として、それぞれ 24°C と 15°C を推奨しています。 指先の温度は、平均的な手の皮膚温度または単純に手の甲の温度よりも 5 ～ 10 °C 低くなります。

図 5 に示されている情報は、許容される露出時間と必要な保護を決定する際に役立ちます。 XNUMX つの曲線は、血管収縮がある状態とない状態 (高活動レベルと低活動レベル) を示しています。 さらに、指の断熱性が高く（XNUMX クロー）、適切な衣服が使用されていることを前提としています。

図 5.指の保護。

同様の一連の曲線がつま先にも適用されます。 ただし、足を保護するためにより多くのクロが利用できる場合があり、その結果、露出時間が長くなります。 それにもかかわらず、図 3 と図 5 から、露出時間に関しては、全身冷却よりも四肢冷却の方が重要である可能性が高いことがわかります。

ハンドウェアによる保護は、欧州規格 EN-511 (1993) に記載されている方法を使用して評価されます。 ハンドウェア全体の断熱性は、電気的に加熱されたハンドモデルで測定されます。 現実的な摩耗条件をシミュレートするために、4 m/s の風速が使用されます。 パフォーマンスは 5 つのクラスで与えられます (表 XNUMX)。

表 5. 熱抵抗の分類 （I） ハンドウェアの対流冷却に

出典: EN 511 (1993) に基づく。

コンタクトコールド

素手と冷たい表面が接触すると、皮膚温度が急速に低下し、凍傷を引き起こす可能性があります。 表面温度が 15ºC に達すると問題が発生する場合があります。 特に、金属表面は優れた導電特性を提供し、接触する皮膚領域を急速に冷却する可能性があります。

現在、接触冷却の一般的な評価のための標準的な方法は存在しません。 次の推奨事項を示すことができます (ACGIH 1990; Chen、Nilsson、および Holmér 1994; Enander 1987):

• 15℃未満の金属面に長時間接触すると、器用さが損なわれる可能性があります。
• 7℃以下で金属表面に長時間接触すると、しびれを誘発することがあります。
• 0℃未満の金属面に長時間接触すると、凍傷や凍傷を引き起こす可能性があります。
• –7ºC 以下の金属面に短時間接触すると、凍傷や凍傷を引き起こす可能性があります。
• 氷点下の液体との接触は避けなければなりません。

他の物質も同様の一連の危険をもたらしますが、伝導性の低い物質 (プラスチック、木材、フォーム) では温度が低くなります。

ハンドウェアによる接触冷却に対する保護は、欧州規格 EN 511 を使用して決定できます。6 つの性能クラスが示されています (表 XNUMX)。

表 6. ハンドウェアの接触熱抵抗の分類 （I）

出典: EN 511 (1993) に基づく。

対流皮膚冷却

Wind Chill Index (WCI) は、保護されていない皮膚 (顔) の冷却を評価するための単純で経験的な方法を表しています (ISO TR 11079)。 この方法は、気温と風速に基づいて組織の熱損失を予測します。

WCI のさまざまな値に関連する応答を表 7 に示します。

表 7. 風冷指数 (WCI)、等価冷却温度 (T_eq ) 露出した肉の凍結時間

よく使用される WCI の解釈は、等価冷却温度です。 穏やかな状態 (1.8 m/s) でのこの温度は、温度と風の実際の組み合わせと同じ WCI 値を表します。 表 8 は、気温と風速の組み合わせに対する等価冷却温度を示しています。 この表は、活動的で身なりの良い人に適用されます。 等価温度が -30ºC を下回るとリスクが存在し、皮膚は -1ºC 以下で 2 ～ 60 分以内に凍結する可能性があります。

表 8. 露出した肉に対する風の冷却力は、ほぼ無風状態 (風速 1.8 m/s) での等価冷却温度として表されます。

下線付きの値は、凍傷または凍傷のリスクを表します。

気道の冷却

冷たく乾燥した空気を吸い込むと、敏感な人は+10～15℃で問題を引き起こす可能性があります. 軽度から中程度の作業を行う健康な人は、-30ºC まで気道を特に保護する必要はありません。 -20℃以下の温度では、長時間の暴露中の非常に重労働（例えば、運動持久力イベント）を行うべきではありません.

同様の推奨事項が目の冷却にも当てはまります。 実際には、目の冷却に伴う大きな不快感と視覚障害のため、通常、露出が危険になるずっと前にゴーグルまたはその他の保護具を使用する必要があります。

波形パラメータ計測

予想されるリスクのタイプに応じて、さまざまな測定セットが必要です (図 6)。 データ収集の手順と測定の精度は、測定の目的によって異なります。 気候パラメータの時間的変化、活動レベルおよび/または服装に関する適切な情報を取得する必要があります。 単純な時間加重手順を採用する必要があります (ISO 7726)。

図 6. 予想される寒冷ストレス リスクと必要な測定手順との関係。

冷えストレス解消の予防対策

寒冷ストレスの制御と軽減のための行動と対策は、作業シフトの計画段階と準備段階、および作業中の多くの考慮事項を意味します。 百科事典。

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