服装通风对主观热湿舒适感的影响

柯莹+李俊

摘要：服装通风性能是影响人体热湿舒适性的重要因素。利用开发的服装通风测评系统，以工装为研究对象，探究了服装通风性能对主观热湿舒适感的影响。实验结果表明：在同一运动状态下，服装通风值与热感具有显著的负相关关系；步行时，人体湿感最强而服装通风值最大；服装通风值与舒适感之间没有显著的线性相关关系。研究成果可以为服装设计和开发，特别是功能服装结构设计和面料选择提供相关理论参考和依据。

关键词：工装；服装通风；热感；湿感；舒适感

中图分类号：TS941.16 文献标志码：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

服装是保持人体与周围环境热平衡的重要因素，而服装衣下空间与外界环境间的气体交换过程，即服装通风，直接影响人体热湿舒适感。

目前，服装通风性能对主观热湿舒适感影响的研究较少。Ke等研究了不同工装的服装通风性能及其热湿舒适性，并探讨了两者的相关关系。实验结果表明：手臂处和前胸处的服装通风性能与热感具有显著的线性相关关系。但Ke的研究只探讨了服装局部通风与主观热湿舒适性的关系，并未涉及服装整体通风。本文将以服装整体通风为研究对象，利用开发的服装通风测评系统，通过人体着装实验，探究服装通风性能对主观热湿舒适性的影响。

1 实验

1.1 实验装置

服装通风性能的测试采用自主开发的服装通风测评系统。图 1 所示为服装通风测评系统示意图。服装通风的测量采用示踪气体法，选用N2为示踪气体。

服装通风值根据式（1）进行计算。

Vent=FR×（Cin-Cout）/（Cout-Cair） 式 （1）

式（1）中，Vent为服装通风值，FR为循环系统流量（L/min），Cin为输入到衣下空间内示踪气体浓度（%），Cout为衣下空间内示踪气体浓度（%），Cair为周围环境中示踪气体浓度（%）。

1.2 实验面料及服装

由于面料透气性对服装通风影响较大，选用两种透气性不同但厚度相同的面料，分别编号1#和2#。面料基本性能如表 1 所示。

其中，织物厚度采用YG（B）141D数字式织物厚度仪测试，参考标准GB/T 3820—1997；面密度测量仪器为FA1104电子天平，标准执行GB/T 4669—2008；透气性测试仪器为YG461E型织物透气性测试仪，执行标准GB/ T 5453—1997；采用306-200/400型出汗热平板仪测试织物热阻和湿阻，执行标准ISO 11092，测试条件为不等温：其中皮肤温度为35 ℃，环境温度为25 ℃，相对湿度65%，空气流速为 1 m/s。

服装通风影响人体热湿舒适性，尤其对于工作人员，服装的选择是否合适将直接影响其工作效率甚至生命安全。因此本文以工作服为研究对象，探讨工作服通风性能对主观热湿舒适性的影响。分别采用上述两种面料制成号型为175/88A的工装，分别编号G1和G2。实验服装基本尺寸：衣长71 cm，胸围124 cm，领围49 cm，肩宽44.2 cm，袖长58.5 cm， 袖口围25 cm。

1.3 受试者

招募 5 名男性大学生为实验对象（受试者），受试者基本信息如表 2 所示。

1.4 实验流程

实验在恒温恒湿室进行，环境温度（20±2）℃，相对湿度40%±5%。实验主要分为 3 个阶段。

1.4.1 准备阶段

实验开始前，校准服装通风测量系统，设定恒温恒湿室温湿度，保证恒温恒湿室温湿度平衡及氮气分析仪校准完成。

1.4.2 进行阶段

受试者先静坐休息30 min。测试过程根据运动状态以及环境条件分为 4 个阶段：（1）站立，无风；（2）以 6 km/h步行，无风；（3）站立，风速 2 m/s；（4）6 km/h步行，风速 2 m/s。每个阶段10 min，每个阶段进行过程中完成服装通风测量，其中服装通风至少测量 3次。

各阶段结束后询问受试者主观感受，根据ISO 10551标准，对受试者热感、湿感以及舒适感进行评分。图 2所示为主观标尺，其中，热感为 9 级，湿感和舒适感均为 5 级。

1.4.3 结束阶段

受试者静坐进入恢复休息阶段，随后将受试者身上服装通风测评系统取下，擦干汗液。

为了保证测量数据的有效性，不同实验服装测量间隔时间至少 2 h。

2 结果与讨论

不同运动状态下，两件实验服装的通风值、热感、湿感和舒适感见表 3。步行有风时，透气性服装G1的通风值最大，为107.27 L/min；站立时，不透气服装G2通风值最小，为28.63 L/min。同一运动状态下，透气服装的通风值显著大于不透气服装，说明此时面料透气性对服装通风性能影响最大。

风速和运动可以显著增加服装通风值。对于透气性服装，风速对服装通风性能的影响较大；而对于不透气服装，运动对服装通风性能的影响更显著。对于透气性服装，风速可以显著增加通过面料的气体交换，而对于不透气服装，服装通风的产生主要依靠通过服装开口的气体交换，而运动引起的风泵效应可以显著增加服装通风值。

2.1 服装通风性能对热感的影响

从表 3 可以看出，步行时热感评分最高，而站立时热感评分最低。服装通风值与热感评分的线性拟合结果如图 3 所示，可以看出，两者之间具有线性弱相关关系（R2=0.20）。因为人体热感受多种因素影响，不仅与服装通风性能有关，还与面料透气性、人体姿势、外界环境等有关。但在同一运动状态下，服装通风值与热感值具有显著的负相关关系，即服装通风值越大，热感越弱，说明服装通风性能越好，服用者感觉越凉爽。

2.2 服装通风性能对湿感的影响

与热感一致，步行时湿感评分最高，站立时湿感评分最低。对于透气性服装G1，运动时风速对湿感的影响较小（无风时湿感为1.75，有风时湿感为1.83）；但对于不透气服装G2，无风时湿感值显著高于有风时。

对服装通风值与湿感进行线性拟合得出，两者没有显著的线性相关关系（R2=0.18）。步行状态下，湿感评分最高，而服装通风值也最大，说明步行时，人体运动产生的热量远大于服装通风从人体带走的热量。

2.3 服装通风性能对舒适感的影响

总体来讲，透气性服装G1的舒适感评分高于不透气服装G2。对于透气性服装，有风时的舒适感评分较低于无风时；而对于不透气服装，无风时步行使受试者舒适感评分降低，而有风时步行反而使服用者舒适感提高。

同样的，服装通风值与舒适感之间没有显著的线性相关关系（R2=0.10），且相较于热感和湿感，舒适感与服装通风值间的相关性最弱。

3 结论

利用开发的服装通风测评系统，以工装为研究对象，探究了不同运动状态和风速条件下，服装通风对热感、湿感和舒适感的影响，主要结论如下。

（1）服装通风值与热感没有显著的线性相关关系。但在同一运动状态下，服装通风值与热感具有显著的负相关关系，即服装通风值越大，热感越弱。

（2）服装通风值与湿感没有显著的线性相关关系。步行时人体湿感最强而服装通风值最大，人体运动产生的热量远大于通过服装通风从人体带走的热量。

（3）服装通风值与舒适感之间没有显著的线性相关关系，且相较于热感和湿感，舒适感与服装通风性能间的相关性最弱。

参考文献

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