服裝通風(fēng)對主觀熱濕舒適感的影響

柯瑩+李俊

摘要：服裝通風(fēng)性能是影響人體熱濕舒適性的重要因素。利用開發(fā)的服裝通風(fēng)測評系統(tǒng)，以工裝為研究對象，探究了服裝通風(fēng)性能對主觀熱濕舒適感的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在同一運(yùn)動狀態(tài)下，服裝通風(fēng)值與熱感具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；步行時(shí)，人體濕感最強(qiáng)而服裝通風(fēng)值最大；服裝通風(fēng)值與舒適感之間沒有顯著的線性相關(guān)關(guān)系。研究成果可以為服裝設(shè)計(jì)和開發(fā)，特別是功能服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和面料選擇提供相關(guān)理論參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：工裝；服裝通風(fēng)；熱感；濕感；舒適感

中圖分類號：TS941.16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Effects of Clothing Ventilation on Subjective Thermal-wet Comfort Sensations

Abstract： Clothing ventilation is a main factor that affects human thermal-wet comfort. Taking a working jacket as the research object， this paper investigated the effects of clothing ventilation on subjective thermalwet comfort by using a developed clothing ventilation measuring system. The experimental results show that： there is a significant negative linear correlation between clothing ventilation value and thermal sensation in the same movement conditions； wet sensation is strongest while clothing ventilation value is biggest when walking； and there is no linear correlation between clothing ventilation value and thermal comfort sensation. This study could give some theoretical references to garment design and development， especially to the structural design and fabric choice of functional garments.

Key words： working wear； clothing ventilation； thermal sensation； wet sensation； comfort sensation

服裝是保持人體與周圍環(huán)境熱平衡的重要因素，而服裝衣下空間與外界環(huán)境間的氣體交換過程，即服裝通風(fēng)，直接影響人體熱濕舒適感。

目前，服裝通風(fēng)性能對主觀熱濕舒適感影響的研究較少。Ke等研究了不同工裝的服裝通風(fēng)性能及其熱濕舒適性，并探討了兩者的相關(guān)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：手臂處和前胸處的服裝通風(fēng)性能與熱感具有顯著的線性相關(guān)關(guān)系。但Ke的研究只探討了服裝局部通風(fēng)與主觀熱濕舒適性的關(guān)系，并未涉及服裝整體通風(fēng)。本文將以服裝整體通風(fēng)為研究對象，利用開發(fā)的服裝通風(fēng)測評系統(tǒng)，通過人體著裝實(shí)驗(yàn)，探究服裝通風(fēng)性能對主觀熱濕舒適性的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

服裝通風(fēng)性能的測試采用自主開發(fā)的服裝通風(fēng)測評系統(tǒng)。圖 1 所示為服裝通風(fēng)測評系統(tǒng)示意圖。服裝通風(fēng)的測量采用示蹤氣體法，選用N2為示蹤氣體。

服裝通風(fēng)值根據(jù)式（1）進(jìn)行計(jì)算。

Vent=FR×（Cin-Cout）/（Cout-Cair） 式 （1）

式（1）中，Vent為服裝通風(fēng)值，F(xiàn)R為循環(huán)系統(tǒng)流量（L/min），Cin為輸入到衣下空間內(nèi)示蹤氣體濃度（%），Cout為衣下空間內(nèi)示蹤氣體濃度（%），Cair為周圍環(huán)境中示蹤氣體濃度（%）。

1.2 實(shí)驗(yàn)面料及服裝

由于面料透氣性對服裝通風(fēng)影響較大，選用兩種透氣性不同但厚度相同的面料，分別編號1#和2#。面料基本性能如表 1 所示。

其中，織物厚度采用YG（B）141D數(shù)字式織物厚度儀測試，參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3820—1997；面密度測量儀器為FA1104電子天平，標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB/T 4669—2008；透氣性測試儀器為YG461E型織物透氣性測試儀，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/ T 5453—1997；采用306-200/400型出汗熱平板儀測試織物熱阻和濕阻，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ISO 11092，測試條件為不等溫：其中皮膚溫度為35 ℃，環(huán)境溫度為25 ℃，相對濕度65%，空氣流速為 1 m/s。

服裝通風(fēng)影響人體熱濕舒適性，尤其對于工作人員，服裝的選擇是否合適將直接影響其工作效率甚至生命安全。因此本文以工作服為研究對象，探討工作服通風(fēng)性能對主觀熱濕舒適性的影響。分別采用上述兩種面料制成號型為175/88A的工裝，分別編號G1和G2。實(shí)驗(yàn)服裝基本尺寸：衣長71 cm，胸圍124 cm，領(lǐng)圍49 cm，肩寬44.2 cm，袖長58.5 cm， 袖口圍25 cm。

1.3 受試者

招募 5 名男性大學(xué)生為實(shí)驗(yàn)對象（受試者），受試者基本信息如表 2 所示。

1.4 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)在恒溫恒濕室進(jìn)行，環(huán)境溫度（20±2）℃，相對濕度40%±5%。實(shí)驗(yàn)主要分為 3 個(gè)階段。

1.4.1 準(zhǔn)備階段

實(shí)驗(yàn)開始前，校準(zhǔn)服裝通風(fēng)測量系統(tǒng)，設(shè)定恒溫恒濕室溫濕度，保證恒溫恒濕室溫濕度平衡及氮?dú)夥治鰞x校準(zhǔn)完成。

1.4.2 進(jìn)行階段

受試者先靜坐休息30 min。測試過程根據(jù)運(yùn)動狀態(tài)以及環(huán)境條件分為 4 個(gè)階段：（1）站立，無風(fēng)；（2）以 6 km/h步行，無風(fēng)；（3）站立，風(fēng)速 2 m/s；（4）6 km/h步行，風(fēng)速 2 m/s。每個(gè)階段10 min，每個(gè)階段進(jìn)行過程中完成服裝通風(fēng)測量，其中服裝通風(fēng)至少測量 3次。

各階段結(jié)束后詢問受試者主觀感受，根據(jù)ISO 10551標(biāo)準(zhǔn)，對受試者熱感、濕感以及舒適感進(jìn)行評分。圖 2所示為主觀標(biāo)尺，其中，熱感為 9 級，濕感和舒適感均為 5 級。

1.4.3 結(jié)束階段

受試者靜坐進(jìn)入恢復(fù)休息階段，隨后將受試者身上服裝通風(fēng)測評系統(tǒng)取下，擦干汗液。

為了保證測量數(shù)據(jù)的有效性，不同實(shí)驗(yàn)服裝測量間隔時(shí)間至少 2 h。

2 結(jié)果與討論

不同運(yùn)動狀態(tài)下，兩件實(shí)驗(yàn)服裝的通風(fēng)值、熱感、濕感和舒適感見表 3。步行有風(fēng)時(shí)，透氣性服裝G1的通風(fēng)值最大，為107.27 L/min；站立時(shí)，不透氣服裝G2通風(fēng)值最小，為28.63 L/min。同一運(yùn)動狀態(tài)下，透氣服裝的通風(fēng)值顯著大于不透氣服裝，說明此時(shí)面料透氣性對服裝通風(fēng)性能影響最大。

風(fēng)速和運(yùn)動可以顯著增加服裝通風(fēng)值。對于透氣性服裝，風(fēng)速對服裝通風(fēng)性能的影響較大；而對于不透氣服裝，運(yùn)動對服裝通風(fēng)性能的影響更顯著。對于透氣性服裝，風(fēng)速可以顯著增加通過面料的氣體交換，而對于不透氣服裝，服裝通風(fēng)的產(chǎn)生主要依靠通過服裝開口的氣體交換，而運(yùn)動引起的風(fēng)泵效應(yīng)可以顯著增加服裝通風(fēng)值。

2.1 服裝通風(fēng)性能對熱感的影響

從表 3 可以看出，步行時(shí)熱感評分最高，而站立時(shí)熱感評分最低。服裝通風(fēng)值與熱感評分的線性擬合結(jié)果如圖 3 所示，可以看出，兩者之間具有線性弱相關(guān)關(guān)系（R2=0.20）。因?yàn)槿梭w熱感受多種因素影響，不僅與服裝通風(fēng)性能有關(guān)，還與面料透氣性、人體姿勢、外界環(huán)境等有關(guān)。但在同一運(yùn)動狀態(tài)下，服裝通風(fēng)值與熱感值具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即服裝通風(fēng)值越大，熱感越弱，說明服裝通風(fēng)性能越好，服用者感覺越?jīng)鏊?img src="https://cimg.fx361.com/images/2017/01/10/fzdb201612fzdb20161219-6-l.jpg" style="">

2.2 服裝通風(fēng)性能對濕感的影響

與熱感一致，步行時(shí)濕感評分最高，站立時(shí)濕感評分最低。對于透氣性服裝G1，運(yùn)動時(shí)風(fēng)速對濕感的影響較小（無風(fēng)時(shí)濕感為1.75，有風(fēng)時(shí)濕感為1.83）；但對于不透氣服裝G2，無風(fēng)時(shí)濕感值顯著高于有風(fēng)時(shí)。

對服裝通風(fēng)值與濕感進(jìn)行線性擬合得出，兩者沒有顯著的線性相關(guān)關(guān)系（R2=0.18）。步行狀態(tài)下，濕感評分最高，而服裝通風(fēng)值也最大，說明步行時(shí)，人體運(yùn)動產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)大于服裝通風(fēng)從人體帶走的熱量。

2.3 服裝通風(fēng)性能對舒適感的影響

總體來講，透氣性服裝G1的舒適感評分高于不透氣服裝G2。對于透氣性服裝，有風(fēng)時(shí)的舒適感評分較低于無風(fēng)時(shí)；而對于不透氣服裝，無風(fēng)時(shí)步行使受試者舒適感評分降低，而有風(fēng)時(shí)步行反而使服用者舒適感提高。

同樣的，服裝通風(fēng)值與舒適感之間沒有顯著的線性相關(guān)關(guān)系（R2=0.10），且相較于熱感和濕感，舒適感與服裝通風(fēng)值間的相關(guān)性最弱。

3 結(jié)論

利用開發(fā)的服裝通風(fēng)測評系統(tǒng)，以工裝為研究對象，探究了不同運(yùn)動狀態(tài)和風(fēng)速條件下，服裝通風(fēng)對熱感、濕感和舒適感的影響，主要結(jié)論如下。

（1）服裝通風(fēng)值與熱感沒有顯著的線性相關(guān)關(guān)系。但在同一運(yùn)動狀態(tài)下，服裝通風(fēng)值與熱感具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即服裝通風(fēng)值越大，熱感越弱。

（2）服裝通風(fēng)值與濕感沒有顯著的線性相關(guān)關(guān)系。步行時(shí)人體濕感最強(qiáng)而服裝通風(fēng)值最大，人體運(yùn)動產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)大于通過服裝通風(fēng)從人體帶走的熱量。

（3）服裝通風(fēng)值與舒適感之間沒有顯著的線性相關(guān)關(guān)系，且相較于熱感和濕感，舒適感與服裝通風(fēng)性能間的相關(guān)性最弱。

參考文獻(xiàn)

[1] Harter K L， Spivak S M， Yeh K， et al. Applications of the trace gas technique in clothing comfort[J]. Textile Research Journal， 1981， 51（5）：345-355.

[2] 柯瑩， 李俊， HAVENITH George. 服裝通風(fēng)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2015， 36（11）：164-170.

[3] Bouskill L M， Havenith G， Kuklane K， et al. Relationship between clothing ventilation and thermal insulation[J]. Journal for the Science of Occupational & Environmental Health & Safety， 2002， 63（3）：262-268.

[4] Zhang X， Li J， Wang Y. Effects of clothing ventilation openings on thermoregulatory responses during exercise[J]. Indian Journal of Fibre & Textile Research. 2012， 37（2）：162-171.

[5] Ke Y， Havenith G， Zhang X， et al. Effects of wind and clothing apertures on local clothing ventilation rates and thermal insulation[J]. Textile Research Journal， 2013， 84（9）：941-952.

[6] Ke Y， Li J， Havenith G. Local ventilation and wear response of working jackets with different fabric permeability[J]. International Journal of Clothing Science & Technology， 2015， 27（6）：835-851.

[7] 柯瑩， Havenith George， 李俊，等. 服裝整體及其局部的通風(fēng)測量方法[J]. 紡織學(xué)報(bào)， 2014， 35（7）：134-139.

[8] Ke Y， Li J， Havenith G. An improved experimental method for local clothing ventilation measurement[J]. International Journal of Industrial Ergonomics， 2014， 44（1）：75-81.