運動生理週訊(第167期)
熱壓力指數(heat stress index)(June.08.2004)
王順正
一位在國立大學任教的學長打電話給我,詢問夏天時體育館啟動空調的時機?雖然,當場告知運動生理週訊中曾經有「
夏日炎炎好運動?(第64期,July.28.2000)」、「
夏天運動與熱傷害之防範(第65期,August.04.2000)」的相關資訊,但是,對於在怎樣的氣候條件下,不適合進行身體活動與競賽,在運動生理學網站中,則還沒有詳細的介紹與說明。
一般來說,在熱環境中,我們經常以熱壓力指數(heat stress index)來代表環境輻射熱、溫度、相對濕度、風速等因素的熱壓力狀況,這個指數又稱為「綜合溫度熱指數(Wet Bulb Globe Temperature,簡寫為WBGT指數)」。「WBGT指數」是評估熱危害的重要指標之一,計算方法為:WBGT指數= 0.7 ×自然濕球溫度+ 0.3 ×黑球溫度(戶內或戶外無日曬時),以及WBGT指數= 0.7 ×自然濕球溫度+ 0.2 ×黑球溫度+ 0.1 ×乾球溫度(戶外有日曬時)。「自然濕球溫度」係指溫度計外包濕紗布且未遮蔽外界氣動所得之溫度(如下圖),代表溫度、濕度、風速等之綜合效應。「黑球溫度」係指一定規格之中空黑色不反光銅球,中央插入溫度計所量得之溫度,代表輻射熱之效應。「乾球溫度」係指溫度計所量得之空氣溫度,主要代表單純空氣溫度之效應。在實際的操作中,溼球所用的水必須是蒸餾水,不能有雜質,因為有雜質時,水分蒸發的速率會改變,就會影響讀值。所用的紗布也是有規格的,太厚太薄都不行,紗布的緊密度也是有要求的。在近代科技發展下,已有許多廠商發展出更新穎的儀器,可以長時間自動記錄WBGT的數值,使用時更方便(勞工安全衛生研究所)。
2003年澳洲公開賽即採用WBGT指數,來計算比賽場地的氣溫,若發現WBGT指數高出指標(指數超出28),賽事將會暫停,部分球場更會把頂棚關閉,阻擋太陽光線直射,以減低場內的溫度(
http://hk.news.yahoo.com/030114/12/pb5x.html)。下面的表格即列出熱壓力指數或WBGT指數的狀況下,適不適合進行身體活動的詳細資訊。由表格中的相關資料來看,當熱壓力指數(℃)在26.7以下、以及32.2以上的環境溫度狀況下,似乎沒有該不該進行身體活動訓練的問題(
http://www.peoplemisters.com/soldiermist/Heat_Stress_Index/heat_stress_index.html)。在26.7與32.2之間的熱壓力指數狀況下,則還需要考量服裝狀況、有否日照(室內或室外),以便進行更客觀的環境溫度影響評量。
濕度氣溫(℃) | 10%(℃) | 20%(℃) | 30%(℃) | 40%(℃) | 50%(℃) | 60%(℃) | 70%(℃) | 80%(℃) | 90%(℃) |
40.0 | 36.7 | 40.0 | 43.3 | 48.9 | 55.6 | | | | |
38.9 | 36.1 | 38.3 | 42.2 | 47.2 | 51.7 | | | | |
37.8 | 35.0 | 37.2 | 40.6 | 43.3 | 48.9 | 55.6 | | | |
36.7 | 33.9 | 36.1 | 38.3 | 41.1 | 43.3 | 51.7 | | | |
35.6 | 32.8 | 35.0 | 36.7 | 40.0 | 42.2 | 48.9 | 53.3 | | |
34.4 | 31.7 | 33.9 | 35.0 | 37.8 | 40.6 | 43.9 | 50.0 | | |
33.3 | 30.6 | 32.2 | 33.3 | 35.6 | 37.8 | 41.1 | 45.6 | 50.0 | |
32.2 | 29.4 | 31.1 | 32.2 | 33.3 | 35.6 | 37.8 | 41.1 | 45.6 | 50.0 |
31.1 | 27.8 | 30.0 | 30.6 | 31.7 | 33.9 | 35.0 | 37.8 | 41.1 | 46.1 |
30.0 | 26.7 | 28.9 | 29.4 | 30.6 | 32.2 | 33.3 | 35.6 | 37.8 | 42.8 |
28.9 | 25.6 | 27.2 | 28.3 | 29.4 | 30.0 | 31.7 | 32.8 | 35.0 | 37.2 |
27.8 | 25.0 | 26.1 | 26.7 | 27.2 | 28.9 | 30.0 | 31.7 | 32.8 | 35.0 |
26.7 | 23.9 | 25.0 | 25.6 | 26.1 | 27.2 | 28.3 | 29.4 | 30.0 | 31.7 |
25.6 | 22.2 | 23.9 | 25.0 | 25.6 | 26.1 | 26.7 | 27.2 | 28.3 | 29.4 |
24.4 | 21.1 | 22.2 | 23.9 | 24.4 | 25.0 | 25.0 | 25.0 | 25.6 | 26.1 |
23.3 | 20.0 | 21.1 | 22.8 | 23.3 | 23.9 | 23.9 | 23.9 | 24.4 | 25.0 |
熱壓力指數(℃) | 危險等級 | 熱傷害可能 |
低於26.7 | 無 | 沒有危險或很少發生危險 |
26.7 -- 32.2 | 警戒 | 長時間的身體活動容易出現疲勞 |
32.2 -- 40.6 | 極度警戒 | 長時間的身體活動可能出現熱痙攣(heat cramps)或熱衰竭(heat exhaustion) |
40.6 -- 54.4 | 危險 | 長時間的身體活動可能出現熱痙攣、熱衰竭、以及中暑(heat stroke) |
54.4以上 | 極度危險 | 有立即中暑的危險 |
McArdle, Katch and Katch(1994)在其所寫的書中,引用Murphy and Ashe(1965)「Prevention of heat illness in football players. JAMA」所提出的結果,對於26.7與32.2之間的熱壓力指數狀況提出了一些建議。McArdle等人指出,熱壓力指數在31.2以上時應避免任何的運動訓練,熱壓力指數在29.5-30.5之間時,應該避免在陽光下進行長期的身體活動,熱壓力指數在26.5-28.8之間時,則應依據當時的狀況自行判斷活動與休息的時間。對於,美式足球選手來說,由於身上穿著的服裝與保護裝備相當的多,即便是在熱壓力指數低於26.5的環境狀況下,也應該多注意水分的補充以及休息時間的調配。
依據台灣的潮濕氣候狀況來看,在什麼樣的溫度下應該開放體育場館的空調(或冷氣)?由上述的資料應該已經找到答案,只是不知道有哪些學校可以負擔這麼高昂的空調經費?因為,在台灣的夏天,氣溫超過28.8℃的日子天天都是。