人體皮膚遭受紫外線過度曝曬時可能產生多種反應，包括曬傷、細胞異常增生、
及皮膚障壁功能損傷等。源自於自然日光曝曬之皮膚生理變化相關研究迄今有限，且 鮮少量化因日光紫外線造成的皮膚傷害。至於連結 UVI 與皮膚健康傷害程度者更付 闕如。近年來關於紫外光曝曬引發皮膚傷害現象之研究主要使用人工模擬紫外光(UV light simulator)照射囓齒類動物之角質層與表皮層，並觀察後續之皮膚生理變化；其 觀察之生理變化主要為紅斑生成與色素沉澱。在職業衛生領域亦常以經皮水分散失度 作為評估皮膚障壁功能的指標。以皮膚濕度評估皮膚表面含水量受環境溫濕度與日光 輻射影響之研究文獻亦屬有限。
在熱舒適研究方面，主要調查方法包括：利用可控制室內微氣候(microclimate) 之環境暴露艙(environmental exposure chamber)進行比對微氣候變因與主觀熱感受關 聯性之實驗，與利用戶外實際調查(field survey)研究對應各種場域與氣候之熱舒適需 求。調查人體熱舒適之方法泰半以問卷方式半量化評估受測者對熱環境之感知 (thermal sensation)。有關自然日光暴露對於人體熱舒適變化之研究較少；曾有研究使 用人工模擬紅外光照射至人體皮膚，觀察皮膚溫度與熱感知之變化幅度(9)。
以下分別介紹上述指標：
第一節 經皮水分散失度與皮膚濕度
評 估 皮 膚 障 壁 功 能 及 維 持 生 理 衡 定 時 常 用 的 指 標 為 經 皮 水 分 散 失 度 (transepidermal water loss, TEWL)。TEWL 量測水分以蒸氣的型態從體內透過表皮蒸 發逸散至空氣中的量，據以評估皮膚阻絕內外環境之障壁功能是否正常。在未自覺出 汗的狀況下，TEWL 愈大，代表皮膚的屏障效能愈低。美國國家職業安全與衛生研究 院(National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH)於近年亦訂定以 TEWL 評估工業化學物暴露導致皮膚障壁功能損害之標準(10)。當人類皮膚遭受紫外線照射 時，皮膚障壁功能完整性所受之傷害與紫外線波長和強度(暴露劑量)有關。綜合過去 研究觀察結果，當去毛小鼠(hairless mice)或大鼠(rats)之皮膚遭受：(i)單一、高劑量的 UVB 曝曬(11)；(ii)重複、低於 MED 之 UVB 曝曬(12)；(iii)UVA 與 UVB 同時曝曬時紫 外線後，TEWL 皆呈上升趨勢(13)。
皮膚表皮層是一具滲透性之障壁，而此障壁主要由角質層細胞及細胞間質中存在 的 脂 質(intercellular lipids) 所 組 成 。 這 些 脂 質 包 含 神 經 醯 胺 (ceramides) 、 膽 固 醇 (cholesterol)、游離脂肪酸(free fatty acids)，以及微量的非極性脂肪與硫酸固醇 (cholesterol sulfate)等。Jiang et al.(14)評估小鼠角質層中細胞間脂質經UVB 照射後的反 應。其實驗以單一劑量的UVB (0.15 J/cm2)照射去毛成鼠的皮膚，並以 TEWL 作為評 估障壁功能之依據。研究結果顯示單一劑量的 UVB 輻射能夠顯著地增加 TEWL 值—TEWL 於照光後第 2 天開始上升，並於第 4 天時到達高峰。實驗中利用電子顯微
鏡觀察細胞間區域所發生、顯著的異常型態(morphological abnormalities)；異常的型 態包括層板顆粒(lamellar granules)之組成改變、其於表皮角質層(stratum corneum)與粒 狀層(stratum granulosum)間之含量變化、以及角質細胞中細胞核之不易釋出。
此外，日光輻射能亦能影響皮膚濕度，但目前相關之研究仍然有限，此外亦尚未 有研究闡明影響其作用機轉之因素。Li et al.(15)使用人工模擬 UVB 光源(725 ± 10 μW/cm2)，以每日 6 小時、連續 3 天照射飼養在恆溫室內(23oC)大鼠(Sprague-Dawley rats) 之皮膚；研究結果發現在第1 天曝曬 0 至 2 小時時，皮膚濕度呈下降趨勢，隨後則逐 漸回升，但未能恢復至原先正常情況。第2 天皮膚濕度趨勢與第一天相同，但數值高 於第一天量測值。第3 天皮膚濕度則出現連續下降之趨勢，顯示皮膚已遭受累積性傷 害，障壁功能明顯下降。
第二節 紅斑與黑色素生成
遭受紫外線照射時，人體皮膚產生最明顯的生理反應為紅斑生成(erythema)與色 素沈澱(skin pigmentation)；紅斑生成以及色素沈澱與膚色、年齡、曝曬位置、紫外線 波長、及曝曬劑量具顯著關聯。此兩種指標對於因紫外線曝曬所造成之皮膚病理或生 理反應具有高再現性且簡單明瞭的優點。紅斑生成及色素沉澱常分別以紅斑指數 (erythema-index, E-index)以及黑素指數(melanin-index, M-index)表示；兩者亦是大多數 研究中觀察紫外線暴露後數小時或數天內生理反應變化常選用的指標。
Farr and Diffey(2)以E-index 評估人體皮膚經模擬紫外線曝曬後的健康效應，發現 所測得的紅斑反應與紫外線劑量之對數呈線性關係。Park et al.(16)利用螢光燈源 (fluorescent sunlamp)所產生之寬頻(broad-band) UVA 與 UVB 射線照射皮膚表面，並 以E-index 與 M-index 檢驗因紫外光暴露生成之皮膚顏色變化進程。研究結果發現照 射後1 天內 E-index 即抵達最大值，而後逐漸下降，但 28 天後仍無法回復至皮膚原 先情況；而M-index 則於曝曬後緩慢上升，直到第 7 天時到達高峰。
第三節 經皮水分散失度、皮膚濕度、紅斑生成與黑素沉澱受溫度影響之測量 人體中多數的生理組織與系統皆會受到溫度影響。若於紫外線照射前與照射後改 變周遭之環境溫度，可造成皮膚微血流以及皮膚發炎反應(inflammatory reaction)的改 變，並同時影響因紫外線輻射所導致的紅斑生成與色素沈澱。目前以紫外線照射前後 皮膚表面溫度變化為主題的研究並不廣泛；但少數研究亦發現皮膚表面溫度可因紫外 線曝曬而改變，而上項改變與TEWL 變化及皮膚生成紅斑程度具關聯。Thiele et al.(17) 研究去毛大鼠遭受紫外線與臭氧同時暴露後皮膚表面溫度與 TEWL 的改變，觀察到 兩者間具顯著關係。Shea and Parrish(18)於其研究中，先以UVB (290-320 nm)照射人類 皮膚，再立即以20oC 或更低溫度之水袋冰敷皮膚 1 小時使皮膚表面溫度降低。研究 發現曝曬前冰敷具有提高紅斑生成閾劑量之效果—閾劑量之提升以照射 4 至 6 小時後 最為明顯。Shea and Parrish 建議：可引起發炎反應之訊號物質會因冰敷而改變擴散方
式，因而造成皮膚血流反應之變化或是改變皮膚細胞修復因紫外線曝曬而產生損害之 能力。
皮膚濕度為水分停留在皮膚表面之含量，不但可調節皮膚散發多餘體熱，亦能控 制皮膚微循環。由於水具有高比熱之特性(S=1)，對濕度較低的皮膚而言，其比熱較 正常狀況為低，因此只要環境熱稍加改變，即可造成皮膚溫度顯著變化；也因此過於 乾燥的皮膚會具有較高的皮膚溫度，且無法透過散發多餘熱量避免曬傷情況發生。皮 膚濕度亦能影響皮膚血流變化，皮膚愈乾燥，皮膚表面血液流速也就愈高。McLellan
et al.
(19)於不同環境溫度(16, 24, 32oC)與相對濕度(35 ± 10%)狀況下，利用暴露艙測量 受試者於熱適應後腳掌、下背處與手掌背部之皮膚濕度變化，量測時間為15 分鐘。結果發現受測者之腳掌皮膚濕度隨環境溫度上升而增加。同時年齡為皮膚濕度影響要 素之一：年紀愈高，皮膚表面含水量愈低。
第四節 日光曝曬對主觀熱舒適影響與男女熱感知差異
日光中除紫外線外，亦包含可見光與紅外線；三者間因波長不同，對於皮膚生理 效應與人體熱感知之影響也不同。可見光為一高能量之輻射線，但此射線只佔所有電 磁頻譜中的一小部份。迄今研究仍未能明確說明具不同波長特性之輻射能量如何影響 人體熱感知，也未能清楚界定人體生理是否對於本質為微小波長改變之輻射暴露可產 生明顯之變化。Narita et al.(20)調查日光輻射對於人體手掌背面之熱感知效應，在研究 中將各實驗受試者之右手掌背暴露於三種不同波長人工輻射線之混合；三波長包含：
可見光(波長長 0.30-0.80 nm)、近紅外線(0.80-1.35 nm)以及中紅外線(1.70-2.30 nm)。
在右手被以上不同波長輻射線混合照射時，左手掌背同時固定以全波長輻射(0.3-2.5 nm)照射。研究發現暴露於可見光與中紅外線之右手掌背溫度高於左手掌背。當以高 輻射劑量(905-1,186 W/m2)集中照射於表皮上，皮膚溫度將會升高至 38-44oC 且持續 約40-80 秒。此外，Hodder and Parsons(9)觀察到：若將模擬日光輻射照射至人體，則 熱感知投票值(thermal sensation vote, TSV)於每增加 200W/m2模擬日光輻射劑量時上 升1 級；若以特定頻寬的模擬輻射照射則不會影響人體熱感知。
迄今調查男女熱舒適差異之研究不多；此類型研究大都於實驗室或以實地調查 (field survey)方式進行。除性別外，研究觀察重點亦可能包括年齡與人種作為熱舒適 感變異之影響因子。因為對熱環境之主觀舒適認知因人而異，故不同性別對熱舒適認 知之影響較不易觀察，而該影響亦鮮少透過結合熱舒適調查與皮膚生理反應觀測決 定。Hwang et al.(21)利用ASHRAE Standard 55 之室內熱感知問卷調查台灣中南部 7 所 大學36 間教室(26 間設有空調系統，10 間為自然通風)學生之熱舒適與熱接受度，結 果顯示：在相同微氣候條件下，男女生之TSV 具統計上顯著差異(p-value = 0.03)。Lan
et al.
(22)透過實驗量測中國籍受測者之心率變異度(heart rate variability, HRV)與 17 個身 體部位皮膚溫度受環境溫度變化之影響，發現皮膚溫度隨著操作溫度(operative temperature)增加而升高，且男性平均皮膚溫度高於女性 0.5oC。男性於熱環境之 HRV 高於冷環境，女性恰好相反；女性除於冷環境之HRV 高於男性外，其餘環境下之 HRV皆低於男性，顯示女性對冷環境之敏感度較男性為高。該研究亦使用ASHRAE 問卷 調查受試者對於環境溫濕度之熱舒適感，發現女性對於溫度變化之敏感度高於男性，
但男性則對濕度敏感度較高。男女間之 TSV 未有顯著差異；女性感覺舒適之室內操 作溫度(comfortable operative temperature; 26.3oC)高於男性(25.3oC)。
第五節 常用調查熱感知之工具
一般評估熱環境變化時人體之對應主觀認知通常使用問卷調查。美國冷凍空調協 會(ASHRAE)在其 ASHRAE Standard 55-2004 “Thermal Environmental Conditions for
Human Occupancy”
(23)所發展之問卷目前已廣泛應用於評估與檢測建築物室內與其他工作空間之熱環境、人體熱感知與接受度(thermal acceptability)、以及室內環境之通風 系統效能。ASHRAE 問卷中對熱感知之測量分為 7 個級別，分別為熱(hot)、暖(warm)、
微暖(slightly warm)、剛好(neutral)、微涼(slightly cool)、涼(cool)、冷(cold)。此測量方 法不但可調查人體於各環境中之熱感知與熱接受度，如居家住宅或公共場所等環境，
亦可評估當環境中熱能改變時，受測者會採取何種行為調整(adaptive behaviors)以適
亦可評估當環境中熱能改變時，受測者會採取何種行為調整(adaptive behaviors)以適