Sau đó cứ 20 phút tăng nhiệt độ phòng thí nghiệm thêm 10C và cho các đối tượng nghiên cứu tự trả lời về cảm giác nhiệt chủ quan của mình cho đến khi các đối tượng nghiên cứu cảm thấy "hơ
Trang 1TCNCYH 25 (5) - 2003
Nghiên cứu về nhiệt độ thíCH HợP trong môi trường khô và đáp ứng của cơ thể người
khi thay đổi nhiệt độ môi trường
Đoàn Văn Huyền 1 , Phạm Thị Minh Đức 1 , Nguyễn Thế Công 2 ,
Phạm Hồng Lưu 2 ,Nguyễn Bạch Ngọc 3 , Nguyễn Mỹ Hằng 4 , Tadahsi Oishi 4 , Hiromi Tokura 4,5
1 Trường Đại học Y Hà Nội, 2 Viện KHKT bảo hộ lao động, 3 V iện Nghiên cứu chiến lược Bộ Y tế, 4 Trường Đại học nữ Nara - Nhật Bản, 5 Đại học Bách khoa Hồng Kông - Trung Quốc,
5 Viện Nghiên cứu sợi tự nhiên- Ba Lan
Nghiên cứu tìm nhiệt độ thích hợp và đáp ứng của cơ thể người khi thay đổi nhiệt độ môi trường
được tiến hành trên 20 nam và 20 nữ sinh viên tình nguyện Các đối tượng nghiên cứu được mặc quần dài, áo ngắn tay với chất liệu 100% cotton và đi dép trong phòng thí nghiệm Nhiệt độ trực tràng và nhiệt độ da tại 7 vị trí khác nhau trên cơ thể (đầu, ngực, cẳng tay, mu tay, đùi, cẳng chân,
mu chân) được ghi liên tục từng phút một trong suốt quá trình thí nghiệm Nhiệt độ phòng thí nghiệm lúc đầu là 220C, độ ẩm tương đối luôn được duy trì 35 – 40% Sau đó cứ 20 phút tăng nhiệt
độ phòng thí nghiệm thêm 10C và cho các đối tượng nghiên cứu tự trả lời về cảm giác nhiệt chủ quan của mình cho đến khi các đối tượng nghiên cứu cảm thấy "hơi ấm" Kết quả cho thấy nhiệt độ
mà các đối tượng cảm thấy thích hợp dao động từ 24 - 28 0C và có mối tương quan chặt chẽ giữa nhiệt độ da, nhiệt độ trực tràng và nhiệt độ môi trường
i Đặt vấn đề
Trong điều kiện nóng ẩm của Việt Nam,
nhiệt độ là một yếu tố độc hại của môi trường
và trên thực tế rất nhiều môi trường lao động có
nhiệt độ cao hơn các tiêu chuẩn cho phép [4]
Trong thời gian gần đây tác giả Lê Vân Trình
[4] sau khi cân nhắc một số chỉ số về thang
cảm giác nhiệt của các tác giả nước ngoài đã
xây dựng nên thang cảm giác nhiệt cho người
Việt Nam (tác giả đặt tên là thang SN) Thang
cảm giác nhiệt SN rất phù hợp để đánh giá
cảm giác nhiệt trong môi trường lao động ngoài
trời hoặc trong các phân xưởng sản xuất,
không phù hợp khi đánh giá cảm giác nhiệt
trong môi trường nhiệt độ vừa phải và đặc biệt
là môi trường lao động tại các công sở bởi vì
thang cảm giác nhiệt này tác giả chỉ phân loại
các cảm giác nhiệt từ "trung bình" đến "rất
nóng"
Theo chúng tôi thì các tiêu chuẩn của thang cảm giác nhiệt trong phiên bản ISO - 7730 [7]
là tương đối phù hợp để đánh giá cảm giác nhiệt trong môi trường nhiệt vừa phải Tuy nhiên, chính ISO - 7730 cũng đã đề xuất cần
áp dụng các tiêu chuẩn này một cách linh hoạt vì những yếu tố về chủng tộc cũng như điều kiện khí hậu, địa lý có thể có những ảnh hưởng nhất định tới cảm giác nhiệt Trên thực tế chúng tôi [1] và một số tác giả trong khu vực
Đông Nam á [6] đã áp dụng thang cảm giác nhiệt của ISO - 7730 trong các nghiên cứu của mình Tuy nhiên chúng tôi mới chỉ nghiên cứu cảm giác nhiệt của người Việt Nam trong điều kiện ẩm do đó cũng chưa đủ các bằng chứng thuyết phục để so sánh với các tiêu chuẩn trong ISO - 7730 bởi vì phần lớn các kết quả của ISO - 7730 áp dụng cho môi trường khô
Trang 2TCNCYH 25 (5) - 2003
Với những ý nghĩ trên nghiên cứu của chúng
tôi được tiến hành nhằm:
- Xác định nhiệt độ thích hợp cho người
Việt Nam trong môi trường khô
- Mô tả đáp ứng của cơ thể với nhiệt độ
môi trường thông qua mối tương quan giữa
nhiệt độ da, nhiệt độ trực tràng và nhiệt độ
phòng thí nghiệm
ii Đối tượng và phương pháp
nghiên cứu
1 Đối tượng nghiên cứu
20 nam và 20 nữ sinh viên khoẻ mạnh tình
nguyện tham gia nghiên cứu, các đối tượng
nghiên cứu có độ tuổi trung bình 19,7 ± 0,7
tuổi, cân nặng 50,6 ± 0,7 kg, chiều cao 163,3 ±
0,7 cm Tất cả các đối tượng nghiên cứu đều
không uống rượu, hút thuốc lá ít nhất 01 ngày
trước khi tham gia thí nghiệm nhằm tránh các
tác động tới nhiệt độ cơ thể Riêng các đối
tượng nữ được lựa chọn tham gia nghiên cứu
đều là những người đang ở ngày thứ 5 đến
ngày thứ 10 của chu kỳ kinh nguyệt nhằm
tránh có sự khác nhau do ảnh hưởng của các
hormon sinh dục tới nhiệt độ cơ thể Các đối
tượng nghiên cứu đều được thông báo và giải
thích rõ ràng về mục đích, phương pháp và tiến
trình nghiên cứu
Các đối tượng thí nghiệm được mặc
quần dài, áo ngắn tay màu trắng với chất liệu
100% cotton, đi dép: tương ứng với độ cách nhiệt của quần áo là 0,35 - 0,40 (độ Clo.) [7]
2 Phương tiện và phương pháp nghiên cứu
2.1 Phương tiện đo nhiệt
Đo nhiệt độ trực tràng (T0 trực tràng) và nhiệt độ da (T0 da) bằng sensor đo nhiệt loại
EV, máy đo nhiệt độ LT - serries của Nhật Bản sản xuất (độ chính xác 0,010C) Máy đo nhiệt
được nối trực tiếp với máy vi tính sử dụng phần mềm Windows 98 để ghi lại giá trị nhiệt độ trực tiếp tại từng thời điểm
2.2 Phương pháp nghiên cứu
Nhiệt độ khởi đầu trong phòng thí nghiệm là
220C, độ ẩm tương đối được duy trì trong suốt thời gian thí nghiệm là 35 - 40% Đối tượng nghiên cứu được ngồi nghỉ trên ghế tựa trong phòng thí nghiệm 10 phút trước khi tiến hành thí nghiệm Sau đó cứ 20 phút tăng nhiệt độ phòng thí nghiệm (T0 phòng) thêm 10C Trước mỗi lần tăng T0 phòng, các đối tượng nghiên cứu tự trả lời vào phiếu cảm giác về nhiệt độ chủ quan của mình theo tiêu chuẩn ISO - 7730 (bảng 1) Cứ như vậy T0 phòng được tăng dần cho tới khi các đối tượng nghiên cứu trả lời
"ấm" thì dừng thí nghiệm Trong toàn bộ quá trình thí nghiệm, các đối tượng nghiên cứu ngồi một mình trong phòng thí nghiệm và có thể đọc các loại sách báo bình thường hoặc chơi xếp hình
Bảng 1 Bảy mức cảm giác chủ quan về nhiệt độ theo tiêu chuẩn ISO – 7730
Nóng ấm Hơi ấm Vừa, thoải mái Hơi mát Mát Lạnh + 3 + 2 + 1 0 - 1 - 2 - 3
Trong suốt quá trình thí nghiệm, các đối
tượng nghiên cứu được đo T0 trực tràng bằng
sensor đo nhiệt đặt sâu 8 - 12cm trong hậu
môn và đo T0 da tại 7 điểm trên cơ thể: trán,
ngực, cẳng tay, mu tay, đùi, cẳng chân, mu
chân
T0 da trung bình được tính theo công thức
của Hardy - Dubois:
T0 da trung bình = 0,07 T0 trán + 0,14 T0
cẳng tay + 0,05 T0 mu tay + 0,35 T0 ngực + 0,19 T0 độ đùi + 0,13 T0 cẳng chân + 0,07 T0
mu chân
T0 cơ thể trung bình = 0,65 T0 trực tràng + 0,35 T0 da trung bình
Các số liệu được tính trung bình, dùng test Student để kiểm định sự khác biệt và tính hệ số tương quan đa biến (multiple regression) trên
Trang 3TCNCYH 25 (5) - 2003
phần mềm SPSS 10.00 chạy trên Windows
Với p < 0,05 đ−ợc ký hiệu là *, p < 0,01; **, p <
0,001; ***
iii Kết quả
1 Nhiệt độ thích hợp
Theo ISO – 7730 các cảm giác đ−ợc mã hoá là 0, -1, +1 (trong bảng 1) đ−ợc chấp nhận
để đánh giá nhiệt độ thích hợp, đếm tổng số phiếu (tính %) có các cảm giác trên ở mỗi điểm nhiệt độ phòng từ 22 - 290C ta có hình 1
Tỷ lệ % đối t−ợng
Hình 2: Nồng độ IGF-I ở trẻ nam và trẻ nữ
0 10 20 30 40 50 60 70
0-12th
12-24th
24-36th
36-48th
48-60th tháng tuổi
Nam Nữ
Nhiệt độ ( 0 C)
Hình 1 Tỷ lệ % đối t−ợng trả lời về nhiệt độ thích hợp
Nhận xét: Hình 1 cho thấy ở mỗi điểm nhiệt độ từ 240C đến 280C đều có trên 90% đối t−ợng nghiên cứu cảm thấy thoải mái, nh− vậy nhiệt độ thích hợp của các đối t−ợng nghiên cứu trong nghiên cứu này là 24 - 28 0C
2 Biến đổi T 0 da và T 0 trực tràng khi tăng T 0 phòng
Hình 2 Biến đổi nhiệt độ trực tràng và nhiệt độ da trong
quá trình nghiên cứu.
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
Trực tràng Da Phòng
Thời gian (phút)
Nhiệt độ ( 0 C)
Trang 4TCNCYH 25 (5) - 2003 Nhận xét: Hình 2 cho thấy trong 120 phút đầu tiên của quá trình nghiên cứu T0 trực tràng giảm rất có ý nghĩa thống kê ( p < 0,01), ở 20 phút cuối cùng của quá trình nghiên cứu T0 trực tràng có hơi tăng lên nhưng không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05) T0 da tăng dần liên tục trong suốt quá trình nghiên cứu (p < 0,001)
Bảng 2 So sánh T 0 trực tràng, T 0 da trung bình và T 0 cơ thể trung bình giữa các đối tượng
nam và nữ ( 0 C)
Đối tượng T0 trực tràng T0 da trung bình T0 cơ thể trung bình Nam ( n=20 ) 37,20 ± 0,07 32,57 ± 0,58 35,58 ± 0,16
Nữ (n=20) 37,01 ± 0,01 31,92 ± 0,71 35,23 ± 0,24
p < 0,001 < 0,001 < 0,001
Nhận xét: Bảng 2 cho thấy T0 trực tràng, T0 da trung bình, T0 cơ thể trung bình của các đối tượng nghiên cứu nam cao hơn nữ có ý nghĩa thống kê
3 Tương quan giữa T 0 độ da, T 0 trực tràng và T 0 phòng
Bảng 3 Ma trận tương quan giữa T 0 phòng, T 0 trực tràng và T 0 da
T0 da T0 trực tràng T0 phòng
T0 trực tràng - 0,95** 1 - 0,95**
Nhận xét: Bảng 3 cho thấy có mối tương
quan rất chặt chẽ giữa các biến trên (trị tuyệt
đối của R > 0,9)
Phương trình hồi qui:
T0 da = 0,448 T0 trực tràng + 0,206 T0
phòng + 11,025
Các tham số của phương trình:
R2, R hiệu chỉnh 0,989, p < 0,001
Đo lường cộng tuyến: độ chấp nhận 0,97,
hệ số phóng đại phương sai (VIF) 10,265
Nhận xét: Từ các kết quả trên cho thấy ta
có thể chấp nhận phương trình này
iv Bàn luận
1 Nhiệt độ thích hợp của các đối tượng
nghiên cứu
Trong nghiên cứu của chúng tôi, có trên
90% số đối tượng nghiên cứu trả lời là có cảm
giác thoải mái khi nhiệt độ trong phòng dao
động từ 24 - 280C (hình 1) và xét theo các tiêu
chuẩn của ISO - 7730 thì có thể coi đây là
nhiệt độ thích hợp của các đối tượng này Như vậy nhiệt độ thích hợp của các đối tượng nghiên cứu (ĐTNC) trong môi trường khô cao hơn và có dải dao động lớn hơn (24 – 280C so với 25 – 270C [1]) so với trong môi trường ẩm
Có lẽ độ ẩm thấp giúp cho quá trình thải nhiệt của cơ thể tốt hơn so với độ ẩm cao do vậy với nhiệt độ cao hơn các ĐTNC vẫn cảm thấy thoải mái Ngược lại, trong điều kiện nhiệt độ thấp hơn cơ thể cũng vẫn cảm thấy thoải mái có lẽ
do độ ẩm thấp cơ thể đỡ có cảm giác “cóng” ,
và cảm giác “ ẩm ướt” – các cảm giác này đều
có ảnh hưởng đến cảm giác “thoải mái” của các
ĐTNC [7]
Từ kết quả trên cho thấy nhiệt độ thích hợp trong nghiên cứu của chúng tôi cao hơn so với các nghiên cứu ở người Châu Âu và Bắc Mỹ [6, 7] Điều này cũng phù hợp với các nghiên cứu của một số tác giả trong khu vực Đông Nam á [6] Trong nghiên cứu của mình trên hai nhóm
đối tượng ở Indonesia và Singapore, tác giả Henry Feriai và cộng sự thấy nhiệt độ thích hợp
Trang 5TCNCYH 25 (5) - 2003
là 27- 290C với điều kiện độ ẩm tương đối là
70% Tuy vậy kết quả này cũng chưa khẳng
định được rằng người Singapore và Indonesia
chịu nhiệt tốt hơn người Việt Nam vì trong
nghiên cứu trên các tác giả sử dụng quần áo
có độ cách nhiệt là 0,26 - 0,30, trong khi
nghiên cứu của chúng tôi độ cách nhiệt lớn hơn
(0,35 - 0,40)
Tại sao người Việt Nam lại có nhiệt độ thích
hợp cao hơn so với đề xuất trong ISO - 7730 ?
Theo các tác giả Nguyễn Mỹ Hằng và Hiromi
Tokura (2000 – 2001) thì về ban ngày nhiệt độ
trung tâm của người Việt Nam cao hơn của
người Nhật Bản [5] Điều đó gợi ý rằng “điểm
chuẩn” nhiệt độ của người Việt Nam cao hơn
người Nhật Bản và có lẽ đó là nguyên nhân tại
sao người Việt Nam có nhiệt độ thích hợp cao
hơn của người châu Âu
Nhiệt độ thích hợp của người Việt Nam cao
hơn nhiệt độ thích hợp của người châu Âu có lẽ
do một quá trình thích nghi lâu đời với môi
trường nóng ẩm [2, 3]
2 Thay đổi T 0 trực tràng và T 0 da khi
tăng dần T 0 phòng
Hình 2 cho thấy trong 20 phút đầu của quá
trình nghiên cứu, nhiệt độ môi trường là 22 -
23oC và phần lớn các đối tượng nghiên cứu đều
cảm thấy lạnh hoặc hơi lạnh, do vậy cơ thể
phải tăng mức sản nhiệt làm cho T0 trực tràng
đạt giá trị tối đa T0 da giảm thấp do chịu ảnh
hưởng trực tiếp bởi nhiệt độ thấp của môi
trường và do cơ thể phải điều chỉnh giảm T0 da
(do co mạch máu ngoại vi) để đạt được một
cân bằng nhiệt cần thiết giữ thân nhiệt cho cơ
thể [7] Ngược lại, trong các giai đoạn sau của
quá trình nghiên cứu do T0 phòng tăng cao cơ
thể phải giảm sản nhiệt do vậy nhiệt độ trung
tâm giảm Trong 20 phút cuối của quá trình
nghiên cứu T0 trực tràng tăng lên (mặc dù chưa
có ý nghĩa thống kê ) có thể do ảnh hưởng trực
tiếp của việc tăng T0 phòng T0 trực tràng giảm
có lẽ một phần do tăng mức đào thải nhiệt ra
ngoại vi, và cũng chính vì tăng đào thải nhiệt ra
ngoại vi nên đã làm T0 da tăng lên, tuy nhiên T0
da tăng mạnh trong giai đoạn này phần lớn do
ảnh hưởng trực tiếp bởi sự nóng dần lên của môi trường
Các chỉ số thân nhiệt ở các đối tượng nam cao hơn ở các đối tượng nữ trong nghiên cứu của chúng tôi (bảng 2, 3) là do chuyển hoá của nam cao hơn nữ dưới tác dụng của các hormon sinh dục nam
3 Tương quan giữa T 0 phòng, T 0 trực tràng và T 0 da
ổn định nhiệt độ trung tâm là mục đích của quá trình điều hoà thân nhiệt của cơ thể Cơ thể luôn điều chỉnh T0 da để đảm bảo cho nhiệt
độ trung tâm không quá thay đổi trong một giới hạn nhất định [7] Nhưng quá trình điều hoà này luôn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường
Sự tương quan đa chiều này được đánh giá thông qua phương trình hồi qui trên cho thấy nhiệt độ môi trường (T0 phòng) là nguyên nhân tạo ra sự thay đổi T0 trực tràng và T0 da
Tuy nhiên để một lần nữa khẳng định nhiệt
độ thích hợp cho người Việt Nam cũng như
đánh giá hoạt động của cơ chế điều nhiệt chúng tôi cần có những nghiên cứu sâu hơn, trên các mẫu lớn hơn
v Kết luận
- Nhiệt độ thích hợp của 20 đối tượng nam
và 20 đối tượng nữ là 24 - 280C trong điều kiện
độ ẩm tương đối 35 - 40%
- Có mối tương quan chặt chẽ giữa T0 da, T0
trực tràng và T0 phòng T0 phòng có vai trò quyết định tới sự thay đổi T0 da và T0 trực tràng
Tài liệu tham khảo
1 Đoàn Văn Huyền, Phạm Thị Minh Đức, Nguyễn Văn Khoan và cộng sự (2001) Nghiên cứu về nhiệt độ thoải mái và đáp ứng của cơ thể người khi thay đổi nhiệt độ môi trường Tạp chí Sinh lý học, Tập 5, N0-3: 38 - 46
2 Đào Ngọc Phong và CTV (1984) Tác
động của các điều kiện nóng ẩm tới một số chỉ tiêu sinh lý học của thanh niên trong môi trường ở Vi khí hậu công trình
3 Lê Nam Trà và CTV (1994) Bàn về
đặc điểm sinh thể con người Việt Nam Đề tài
Trang 6TCNCYH 25 (5) - 2003
khoa học cấp Nhà nước KX - 07 - 07 Nhà xuất
bản Khoa học và kỹ thuật
4 Lê Vân Trình (2001) Bước đầu xây
dựng phương pháp đánh giá cảm giác nhiệt -
ẩm của người lao động trong điều kiện ở Việt
Nam Tập san Thông báo kết quả nghiên cứu
Khoa học Công nghệ về AT - SK & MTLĐ, Số
1 + 2: 83 - 91
5 Hang Nguyen My, Hiromi Tokura
(2000) A comparison of body, core
temperature and urinary melatonin between
Vietnames and Japaneses The 6th Asian
conference on clothing and working physiology under warm environment Ha Noi, 2-3 Dec
6 Henry Feriadi, N H Wong, S Chandra, K.W Cheong, K.W Tham (2003): Themal comfort perception and expectation of two population: Indonesia and Singapore Building envelope and indoor environment 2
7 ISO - 7730 (1994): Moderate thermal environments - Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort
Summary
Thermal comfort in the dry environment and responses of the human body to changing the room
temperature
The aim of the present study is to identify the thermal comfort and responces of the human body to changing the experimental room temperature in Vietnameses The study were carried on
40 volunteered healthy students, including 20 males and 20 females The subjects wore short sleeved T- shirt, full- length trousers and sandals The local skin temperatures from 7 sites (head, chest, arm, hand, thigh, leg, foot) and rectal temperature were measured continuously everymin All the subjects entered and sat 10 min in the experimental room with the air temperature of 220C, the relative humidity of 35 – 40% After 10 min rest, the room temperature was increased by 10C every 20 min while the subjects had to fill out the 7- scale thermal sensation The results showed that the room temperature for thermal comfort of subjects ranged from 240C to 280C and there was
a very close correlation between the skin and rectal, room temperature
