室内过热研究中核心温度报告的标准化：对表观热平衡时间和可补偿性的影响

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：Standardizing core temperature reporting for indoor overheating research: Effects on apparent thermal equilibrium time and compensability

本研究通过二次分析57项长时间被动室内热暴露试验，探讨不同采样间隔和平均方法对核心温度（Tcr）稳态平衡时间的影响。结果表明，10分钟或更粗的采样间隔会显著高估稳态时间（0.4-1.4小时，p<0.05），但对补偿性条件分类无影响。未适应人群的补偿临界温湿度为32.8°C，热适应人群为36.7°C。建议标准化Tcr报告间隔≤10分钟，并统一实验程序以提高模型可比性。

　　

王浩健|徐毅|谢桐桐|王法明·费利克斯

中国西安科技大学安全科学与工程学院分子生物科学与非传染性疾病研究中心，西安

摘要

核心温度（T_cr）报告方法上的差异性影响了跨研究的可比性以及基于生理数据的室内热风险评估的准确性。我们对在固定干球温度和相对湿度（T_db-RH）条件下进行的57项长时间被动室内热暴露试验（≥3小时；<2 METs [即< 7 mL·kg^-1·min^-1的氧气摄入量]）进行了二次分析。通过使用高分辨率的T_cr记录（5分钟采样频率），我们量化了较粗略的采样和平均方案（10–60分钟）对T_cr响应的影响。与5分钟采样相比，10分钟或30分钟采样以及10分钟平均处理在平衡时间上没有显著差异（

> 0.05）。相比之下，较粗略的采样间隔显著高估了平衡时间，相差0.4–1.4小时（

< 0.05），变异系数（CV）在8%到19%之间。不同报告方法对可补偿与不可补偿条件的分类结果没有变化。可补偿与不可补偿的界限因个体适应状态而异：未适应的成年人在T_w = 32.8 °C时达到可补偿状态，而适应热环境的成年人则可补偿至T_w = 36.7 °C。总体而言，这些发现支持采用≤10分钟的采样间隔来标准化T_cr的报告，并强调了需要统一的实验程序（如补水方案和液体温度）以提高室内过热研究的可重复性。

引言

随着气候变化加剧极端热事件的频率、持续时间和严重程度，室内热暴露已成为日益严重的公共卫生问题[1,2]。尽管室外热风险已得到广泛研究，但由于建筑设计限制、冷却能力不足以及隔热材料的使用，大多数人仍大部分时间处于室内环境中，从而可能持续受到热应激[3], [4], [5], [6]。湿球温度（T_w）结合了干球温度（T_db）和相对湿度（RH），被广泛用作室内热应激的指标[7,8]。在炎热潮湿的地区，通风不良或低收入家庭的室内T_w可能等于或超过室外水平[9]，从而加剧了室内热暴露。这种升高的室内热负荷对脆弱人群尤其令人担忧，包括老年人[10]、患有慢性疾病的人[11]以及难以获得有效适应措施的家庭[12]。因此，设计安全的热环境并验证预测性热舒适度和热风险模型需要准确量化人体生理反应。其中，核心温度（T_cr）是评估明显热平衡的关键指标，此处定义为在长时间稳定室内暴露下的操作稳态T_cr响应。

尽管T_cr的测量和报告方法在不同实验室和现场研究中存在很大差异。采样间隔从连续或接近连续的数据记录（1–10分钟）[13], [14], [15], [16]到不频繁的手动测量（30–60分钟间隔）[17,18]不等，且往往缺乏明确的依据。这种差异性给T_cr的时间演变特征带来了不确定性，包括T_cr的增加速率以及达到稳态或平台阶段所需的时间。这些指标经常被用于室内热舒适度和热应激评估的指数和模型中（例如PMV–PPD和SET）[19]。粗略的采样可能会掩盖短期动态或系统性地高估达到稳态条件所需的时间，从而可能偏倚暴露评估、建筑热模拟和健康风险建模。然而，T_cr采样频率和时间聚合对长时间室内热暴露下T_cr响应解释的影响尚未得到系统评估。

为了解决这一问题，我们对在固定干球温度和相对湿度（T_db-RH）条件下进行的57项长时间被动热暴露试验（≥3小时；≤2 METs）进行了二次分析。利用5分钟间隔的高分辨率T_cr记录，我们模拟了不同采样间隔和时间聚合方法的报告方案，以量化T_cr的方法学选择如何影响（i）暴露期间T_cr变化的特征以及可补偿与不可补偿条件的分类，以及（ii）达到明显稳态响应所需的时间。通过明确这些方法学敏感性，本研究为室内热暴露研究中的T_cr报告实践提供了基于证据的建议，并支持建筑和环境研究中使用的基于生理数据的模型的验证和可比性。

搜索策略和选择标准

文献搜索遵循了系统评价和荟萃分析的优先报告项目（PRISMA）指南[20]，该指南为透明和全面的文献检索提供了结构化框架，即使应用于二次分析而非正式的荟萃分析也是如此。搜索在PubMed、Embase和Web of Science数据库中进行，以识别研究人类对被动热暴露核心温度（T_cr）反应的研究。

数据提取和处理

数据直接从原始出版物的表格或文本中提取，或使用GetData Graph Digitizer（版本0.11.0）从图表中数字化。每项研究中报告的核心温度（T_cr）处理方法被系统记录，并在表1和补充表S2中总结。在评估的八种处理方法中，方法#1、#2、#4和#6主要在采样频率上有所不同，而方法#3、#5和#7至#8则应用了

统计分析

使用双向混合效应类内相关系数（ICC）评估了八种T_cr处理方法对明显平衡时间估计的内部一致性。ICC值被解释为差（< 0.50）、中等（0.50–0.74）、良好（0.75–0.89）或优秀（> 0.90）[31]。通过重复测量计算的变异系数（CV）进一步评估了每种处理方法与基线方法（方法#1）之间的一致性。

研究特征

这项二次分析包括了57项人类试验。其中，4项来自2项研究，被归类为热适应试验（参与者接受了实验室诱导的热暴露训练或被描述为在炎热气候下工作≥3个月），其余53项来自13项研究，被归类为未适应试验。试验特征在补充表S2中总结。干球温度（T_db）范围为26 °C至52 °C，相对湿度（RH）范围为9%至96%。

讨论

T_cr报告中的方法学选择会影响明显平衡时间的估计。在八种常用的报告方案中，可补偿与不可补偿条件的分类是一致的；然而，明显平衡时间存在显著差异，尤其是在女性中（图4b）。使用5分钟或10分钟的采样间隔获得了可比的明显平衡时间估计。我们进行了敏感性分析，发现没有显著的时间偏移差异

局限性

本研究的局限性在于文献的异质性，包括T_cr测量设备、实验室控制精度和参与者样本大小的差异。我们关注的是在长时间稳定室内热暴露下轻度体力活动（< 2 METs）期间的T_cr响应；因此，将结果外推到更高强度的活动或动态/辐射热场景时应谨慎。大多数纳入的研究仅报告了组平均T_cr

结论

这项二次分析研究表明，根据现有试验数据，湿球温度（T_w）32.8 °C和36.7 °C分别是未适应组和热适应组的临界可补偿界限。我们的发现表明，采样间隔和时间聚合方法会显著影响T_cr响应。虽然5分钟采样提供了最高的分辨率，但10分钟采样和平均方法也是可行的选择。然而，更粗略的测量间隔

CRediT作者贡献声明

王浩健：方法学、正式分析、数据管理、撰写-审稿与编辑。徐毅：撰写-初稿、方法学、正式分析、数据管理。谢桐桐：正式分析、撰写-审稿与编辑。王法明：撰写-审稿与编辑、方法学、概念构思、资金获取。

数据可用性

数据来源于先前发表的研究。处理后的数据和分析脚本可向相应作者（F.F.W.）请求获得。

CRediT作者贡献声明

王浩健：撰写-初稿、验证、调查、正式分析、数据管理。徐毅：撰写-初稿、可视化、方法学、调查、数据管理、概念构思。谢桐桐：撰写-审稿与编辑、正式分析。王法明：撰写-审稿与编辑、验证、项目监督、资金获取、概念构思。