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熱負荷指數的影響

Influences on Heat Strain Index

熱負荷指數顯示您的身體在冷卻過程中所付出的努力,並且是核心體溫和皮膚溫度的函數(詳細內容請參見文章《CORE的熱負荷指數》和《CORE的熱區間》)。任何特定的值都可以透過核心體溫和皮膚溫度的多種組合來實現。下面的圖表顯示了達到每個熱區間所需的大致溫度。

提升或降低熱負荷指數

要了解如何提升或降低您的熱負荷指數,首先需要知道影響核心和皮膚溫度變化的因素。這些主要受到代謝熱產生、生理反應和環境條件的影響。

 

人體透過將碳水化合物和脂肪轉化為肌肉能量以及使大腦、肝臟和其他它器官運作的能量來運作。然而,這過程效率極低,70%到95%的能量以熱量的形式產生。因此,即使在休息狀態下,身體也能產生足夠的熱量,以保持核心體溫在相對穩定的範圍內,約37°C。

 

在運動時,骨骼肌需要大量燃料,從而產生大量內部熱量。血液循環將這些熱量從肌肉分散到全身,導致核心體溫上升。

 

 

生理反應

當核心體溫上升時,身體會透過流汗和擴張皮膚血管來排除多餘的熱。汗水的蒸發會從皮膚中帶走大量熱能,導致皮膚及其下方血液的冷卻。

 

同時,身體會擴張皮膚中的血管(血管擴張),使更多的血液流向皮膚以散失熱能。

 

熱訓練可以提高出汗率並改善血管擴張,從而實現更快速和更有效的冷卻。

 

皮膚溫度在調節核心體溫中至關重要。核心與皮膚溫度之間的差異越大,熱能從身體轉移到環境的速度就越快。換句話說,較低的皮膚溫度會使核心體溫降低。

服裝與環境條件

一般而言,身體從內部產生熱能,而環境條件決定這些內部熱能是被鎖住還是散失。換句話說,環境就像一條毛毯,要麼是非常薄的,幾乎不會鎖住身體產生的熱能;要麼是多條非常厚的,會鎖住大量的熱量。

 

乾燥的空氣幾乎無論其溫度如何,都能有效促進皮膚上的汗水蒸發,這大大降低了皮膚溫度和熱負荷指數。然而,潮濕的空氣則幾乎無法促進汗水蒸發,皮膚溫度也難以降低。在極度潮濕的條件下,身體主要依賴皮膚的血管擴張來散熱,這比汗水蒸發的效果要來得差,導致皮膚溫度和熱負荷指數可能上升。

 

有關溫度和濕度之間相互作用及其對熱調節影響的更多信息,請參見文章《實際溫度到底有多熱?》

 

服裝同樣會影響熱能的散失。能促進汗水蒸發的材質有助於冷卻,而那些鎖住汗水的材質(例如雨衣)則限制蒸發並增加熱負荷。同樣,厚重的保暖層會阻礙熱損失,使皮膚變熱,降低皮膚血管舒張損失熱能的效果。 。

 

在極端情況下,身體可能會從環境中獲得熱能(如非常熱的空氣、強烈的陽光或桑拿/溫泉)。採取措施來遮擋身體不受這些來源影響(例如,尋找陰影、遮蓋皮膚以阻擋陽光等)可以防止熱負荷指數上升。

有效的加熱和冷卻策略

了解熱能產生和散失的原理使我們能夠應用有效的策略來提高或降低熱負荷指數。總結如下:

 

代謝產熱:

  • 減少熱負荷
  1. 降低運動強度
  2. 引入休息間隔
  • 增加熱負荷
  1. 增加運動強度

 

生理反應:

  • 減少熱負荷
  1. 保持充足的水分,確保充足的出汗率
  2. 透過熱訓練改善出汗率和血管擴張
  • 增加熱負荷
  1. 進行負重運動(例如:跑步 vs. 騎自行車)
  2. 雖然脫水會增加熱負荷,但具有高度安全風險,因此不建議這樣做

 

服裝:

  • 減少熱負荷
  1. 減少服裝的穿著
  2. 選擇能促進汗水蒸發的服裝材質
  3. 選擇能阻擋強烈陽光直射皮膚的材質
  • 增加熱負荷
  1. 穿著防水層(如雨衣、連身油漆裝)防止汗水蒸發
  2. 多穿幾層衣服以防止熱能散失

 

環境條件:

  • 減少熱負荷
  1. 通過創造空氣流通來增加汗水蒸發(例如:在室內使用風扇)
  2. 通過噴水或灑水在皮膚上來人為的提高出汗率
  3. 用冰塊或冷水物理冷卻皮膚
  4. 尋找陰涼處
  • 增加熱負荷
  1. 避免強風(例如:風扇)
  2. 尋找或創造潮濕的環境以防止汗水蒸發
  3. 暴露在高溫下 
  4. 暴露在強烈陽光下