高温环境下不同服装的热湿舒适性能

　　在高温环境中，人体由于散热的需要，皮肤常常要反复经历出( 显) 汗———蒸发———干燥的过程，穿着于人体的服装也要反复经历吸湿———放湿———干燥的过程，此时对服装舒适性的要求和潜汗状态下会有很大的不同． 蒋培清等利用织物动态热湿舒适性能测试仪采用定量汗液蒸发时间的长短对不同织物显汗状态下的舒适性进行了研究，研究表明: 吸湿性强的织物汗液蒸发时间更长，即带给人体不舒适的时间更长． 并且通过高温环境中静立状态下的人体实验进行了验证，二者结果是一致的．为研究高温环境中运动状态下与静立状态下的人体实验的差异，并为便于两者的比较分析探讨高温环境中服装材质对运动生理心理的影响，本文采用与高温环境中静立状态下的人体实验同样的实验方法进行研究． 采用了同样的面料、同样的款式型号服装、同样的测试仪器、体型年龄一致的受试者、同样的测试指标、同样的数据处理方法．

　　1 实 验

　　1. 1 服装材料与款式型号、测试仪器、受试者

　　除增加了运动实验所需要的脚踏测功计外，服装材料与款式型号、测试仪器、受试者与高温环境中静立状态下的人体实验完全一致．脚踏测功计的型号为 GＲONINGEN COＲIVAL 400．1. 2 实验方法。
　　由于运动状态下受试者热负荷很大，将人工气候仓的温湿度设置为( 29 ± 0. 3) ℃，( 70 ±3) ＲH% ，仓内风速为 0. 15 m / s．受试者进入人工气候仓，骑坐于脚踏测功计( 功率设定为 80 W) ，5 min 后开始蹬踏测功计，蹬踏时保持车轮转速为 60 转/分，持续蹬踏 10 min 后停止，静坐休息 15 min 后结束数据采集． 第5、15、30 min 分别填写( 0 ～5) min、( 5 ～15) min、( 15 ～30 ) min 3 个阶段的综合主观热湿感觉值．其余实验方法与高温环境中静立状态下的人体实验完全一致．

    2 结果与讨论

　　测试指标、数据处理方法与高温环境中静立状态下的人体实验完全一致． 将所有受试者的 30 min 采集数据进行平均，结果如表 1 所示． 测试参数包括人体皮肤温度 ts、人体皮肤与服装间微气候区的温度 t、湿度、微气候区水汽分压 p、人体的代谢量 m、人体汗液蒸发率 e 以及主观感觉值 SD．

　　采用与高温环境中静立状态下的人体实验完全一致的数据处理方法———主成分计算得到表 2、3． 由于对 1 ～6 号服装的 4 个变量进行了归一化处理( xi/ xmax) ，处理后的值分别记为 t's、p'、m'、e'．    
    从第1 主成分的变量的系数可以看出，皮肤温度 t's、水蒸气分压 p'、人体代谢量 m'越高，汗液蒸发率 e'越小，则第 1 主成分的值越大，这说明第 1 主成分可以用来度量不同服装的热湿舒适性能． 第 1 主成分的值越大，表明越不舒适． 高温环境中运动受试者的主观感觉值 SD 与服装的第 1 主成分 Z1的关系为:
　　SD = 0. 701 + 1. 109Z1              ( 1)
    相关系数 r =0. 891，显着水平 a =0. 017． 尽管影响人体主观感觉的不确定因素很多，但两者仍具有很强的相关性，这说明第 1 主成分 Z1的确可以用来衡量服装的热湿舒适性．为探讨高温环境中运动状态下服装的第 1 主成分 Z1和服装织物基本性能的关系，以织物的质量 X1、厚度 X2、透气性 X3、回潮率 X4为自变量进行了多元逐步回归统计，得到回归方程:
　　Z1= 1. 257 + 0. 723X2－ 0. 000 628X3             ( 2）

　　
　　F 检验: F = 5. 918，显着水平 a = 0. 091; t 检验: t2= 3. 025，显着水平 a = 0. 057; t3= －2. 12，显着水平 a = 0. 1． 服装的第 1 主成分 Z1和织物的厚度 X2正相关、和透气性 X3的负相关，即厚度越大、透气性越小第 1 主成分 Z1越大，主观感觉值 SD 越大，越不舒适． 在运动状态下，厚重的织物由于相对不易产生对流效应，因而 5 号服装的皮肤温度较高，而 3 号服装则正好相反皮肤温度较低． 在静立状态下皮肤与织物间空气相对静止织物透气性的影响不大，但在运动状态下由于运动造成衣内空气对流织物透气性的影响则表现了出来，而在静立状态下有显着影响的吸湿性指标回潮率的影响则变弱了．

　　3 结 论

　　1) 通过高温运动状态下人体实验获得的第 1 主成分可以用来度量不同服装的热湿舒适性能，与人体主观值感觉相一致．2) 与人体高温静立状态下服装的吸湿性对服装热湿舒适性具有显着影响不同，高温运动状态下由于运动造成空气对流效应，织物厚度和透气性对服装的热湿舒适性具有显着影响．3) 在高温运动状态下应选择轻薄和透气性良好的服装．

　　参 考 文 献
　　［1］ 蒋培清，严灏景，唐世君，等． 织物动态热湿传递性能测试仪的研制［J］． 针织工业，2004( 4) : 138 －141．
　　［2］ 蒋培清，严灏景． 亲水性疏水性织物动态热湿舒适性比较研究［J］． 东华大学学报: 自然科学版，2004，30( 4) : 14 －17．
　　［3］ JIANG P Q，YAN H J． Study on dynamic heat-moisture transfer properties of summer fabrics using microclimatic method［J］．Journal of Donghua University ( Eng． Ed． ) ，2004，21( 5) : 69 － 72．
　　［4］ 蒋培清，严灏景，唐世君，等． 高温环境中服装材料选择的人体实验［J］． 青岛大学学报( 工程技术版) ，2004，19( 1) : 18－ 21．