运动内衣热湿舒适性测试研究及发展趋势

□ 黄伟萍（腾飞科技股份有限公司 江苏 昆山 215323）

前言

随着全民健身热的兴起，市场上运动内衣的需求量也在持续提升。运动内衣是运动时常用的装备，由于人在运动健身的过程中会发热、发汗，因此运动内衣必须具备良好的热湿舒适度，能够实现热量和湿度的迅速发散，避免对人体造成负面影响。针对现阶段我国在运动内衣热湿舒适度方面的研究却十分稀少，探究运动内衣热湿舒适度测试方法及其发展趋势具有十分重要的意义。

1、运动内衣热湿舒适度方面的要求分析

1.1、热湿舒适度概述

热湿舒适度即是指织物在人体与环境的热湿传递之间位置和调节人体体温稳定、微环境湿度适宜的性能。服装在人体与环境的能量交换中发挥着十分重要的作用，由于外部环境条件时刻处于发展变化状态下，一旦人体表面和环境温度出现差异，为了维持微气候环境的恒定，服装就会将热量从高温部分传递向低温部分。而在热量传递的过程中，面料的热传递性能直接影响传递效果，这项性能主要受面料纤维蓬松度、线密度、织物厚度、织物组织结构等方面因素的影响。此外，考虑到服装面料在进行热量传递的过程中，其吸放湿也会产生一定的热量吸放，因此必须对其热传递和湿传递性能进行综合考虑，而其湿传递性能则和面料纤维孔隙、织物厚度和紧密度、纤维吸湿量等因素存在紧密关系。

1.2、运动内衣热湿舒适度方面的要求

当前阶段，我国市场上大部分运动内衣都是以纯棉或是棉/氨作为面料，棉质内衣虽然在吸湿能力方面具备较大的优势，但是由于其导湿性较差，因此人体运动时产生的汗水被其吸收之后，无法在短时间内发散初期，这就会造成内衣黏附在人体皮肤上的现象，吸收皮肤表面热量，使皮肤逐渐变冷。穿着此类运动内衣在剧烈运动后，很容易引发风寒、感冒等症状。为了避免这一问题，运动内衣必须具备将吸收的汗液及时发散的性能，即吸湿快干，同时还需具备一定的防菌杀菌能力、透气性以及弹性，如此才能为人们的运动健身提供良好的条件。为了准确的了解掌握运动内衣的热湿舒适度，应该采取科学合理的方式对其这一性能进行测试，以更好的满足消费者对运动内衣舒适度的需求。

2、运动内衣热湿舒适度的测试方法阐述研究

2.1、物理指标测试法

针对运动内衣热湿舒适度的研究早在上世纪中叶就已经存在，部分学习基于静态问题研究提出了热湿舒适度物理指标测定方法。如，1941年加吉等从人体生理卫生的角度出发，提出了运动内衣应该具备隔热保暖指标。再如，伍德科克在此研究20年后，综合运动内衣热传递性能和湿传递性能，提出了透湿指数，但结合后续研究来看，透视指数由于对辐射热的考虑不足，因此在合理性方面存在一定的不足。因此在研究初期，针对运动内衣热湿舒适度的测试主要针对的是其面料热湿传递性能方面的物理指标，对 “人体—服装—环境”三者构成的微环境中的热湿传递动态特征研究不够深入。

2.2、生理指标评价法

在特定的实验环境下，对受试者穿着实验服装条件下人体生理参数变化情况进行记录并用于评价服装舒适性的方法被称为生理指标评价法。在这种方法应用的过程中，普遍采用的评价指标涉及到了人体心率、皮肤温度、血压、出含量、汗蒸率、服装内微气候温度和湿度等。此外，考虑到服装舒适度的影响因素众多，因此在具体测试的过程中，为了避免指标过度造成的系统性方面的缺陷，人们常常将心理学引入到生理评价中。

在生理指标评价法用于服装热湿舒适度评价的过程中，不同人的生理指标存在一定的差异，但其具备一定的规律。基于此，人们设计出了一款集温度传感器、湿度传感器以及脉冲变换器等硬件为一体的微气候测量仪器，便于完成上述人体心率、湿度、温度等指标的测试。

在生理评价方面，我国部分学者将受试者心率变化规律和心理评价进行有机结合，探究了服装放松量和重量对服装舒适度的影响，确定了服装放松量变化是服装舒适度的主要作用因素。而张辉等人则基于受试者的平均皮肤温度、出汗量、代谢产热量、衣内温度和湿度等指标对服装宽松度对运动内衣热湿舒适度的影响进行了探究。此外，我国李栋高等基于皮肤温度、无感发汗量等指标对潜汗状态下服装的热湿舒适度进行了分析研究。

2.3、暖体假人法

发展到上世纪七十年代后，“人体—服装—环境”三者构成的微环境受到了人们的广泛重视，针对运动内衣热湿舒适度的研究逐渐从静态问题转移到动态特征研究方面。基于此，我国火研制出了具备姿势调节功能的暖体假人，这种假人可以对被测服装对象的隔热值以及透湿指数进行自行计算，在航空航天、消防等领域得到了广泛的应用。但是由于暖体假缺少人的意识、思维和情感，因此在热湿舒适度反应上和真人不可避免的存在一定的偏差，这就使得其实验结果的可靠性受到一定的影响。此外，还有人在此方法的基础上，基于三维模拟技术构建了与实测生理值相近的3D人体模型，并模拟环境因素、服装款式和构成服装的面料组织结构和厚度等。之后设置人体与外界环境的热传递模式以及人体的新陈代谢率，如此就可以利用计算机软件对人体、服装以及环境之间的热舒适性情况进行科学的预测和评价。

2.4、微气候模拟装置测试运动内衣热湿舒适度

微气候模拟装置是近些年来出现的一种新型装置，随着科学技术的不断发展，其功能也在持续完善，例如，韩国延世大学就研制出了一种具有多项功能的模拟仪器，实现了对织物微气候内热湿传递动态过程的完美呈现。该模拟仪器可以应用于严峻环境条件或是顺变条件下纺织材料热湿传递性能的测定和评价。和其它测试方法相比，微气候模拟装置测试运动内衣热湿舒适度的方法不论是在效率还是在精确度方面都实现了大幅度的提升。但是由于此仪器的皮肤模拟装置为的圆盘结构，和人体体形的差别较大，因此测试评定结果的精确性仍旧有待提高。

2.5、微气候测量仪器

进入新世纪以后，织物热湿舒适度测试方法也获得了一定的发展，以我国总后勤部军需装备研制出的便携式衣内微气候测量仪器为例，可以方便快捷的完成运动内衣热湿舒适度的测试，具有测量精度高、工作可靠性高等优势。虽然携带方便，但是在处理能力方面则存在一定的不足。

3、运动内衣热湿舒适度测试技术的发展趋势分析

3.1、利用虚拟仪器进行客观采集

通过上述阐述分析可知，以上提到的几种运动内衣热湿舒适度测试技术方法在实际应用的过程中都存在一定的不足。为了弥补这种不足，人们对服装热湿舒适性测试技术的研究一直在持续深入。近些年，虚拟仪器的成功研制开拓了服装热湿舒适度测试的新领域。

关于虚拟仪器的研制最早是在上世纪八十年代末有美国国家仪器公司率先提出的，具体是通过计算机基于传感器采集到的信息在显示器上模拟传统仪器控制面板，用户可以结合自身需求编写具有不同测试功能的计算机软件，对采集到的信号进行处理，完成信号的分析处理工作。当前阶段，虚拟仪器在航空航天、通信、电子机械、医疗教育等许多领域都得到了广泛的应用]。其在纺织品设计和服装热湿舒适性测试方面的应用在近几年才被提出，采用虚拟仪器的方法弥补了传统测试方法存在的各项弊端，同时在个性化需求满足方面也存在巨大的优势，用户可以结合实际需求自行设计测试系统，编写测试软件。

将虚拟仪器应用到运动内衣热湿舒适性测试的过程中，首先需要利用虚拟仪器构建衣内温度湿度测试系统，为温度湿度等数据的采集提供支撑。具体是将温度湿度传感器和被测对象连接起来，这样可以同时完成运动内衣穿着者身体多个部位温度湿度的测试工作。数据采集完成后，传感器会将湿度温度相关数据传输到数据采集卡中，实现电信号和数据信号的转换，并将转换完成的数据深入到计算机中，最后完成数据的储存、传输和处理，通过测试软件直接获得热湿舒适性测试结果。综合来看，采用虚拟仪器测试运动内衣热湿舒适性的方法具有高效、可靠等多项优势。

3.2、主客观得评价法

服装舒适性是服装各种形状和人体生理、心理等方面因素和谐互动的二级果，因此在测试并评价服装热湿舒适性时，除了要考虑到面料和服装固有的热湿舒适性之外，还应注重服装和人体之间的互动关系，因此近些年来针对心理、生理和服装舒适性的研究越来越多，催生出了主客观评价法。其中主观评价法由于不同个体之间存在的差异性，无法形成统一适用的心理标尺，因此无法精确的反映出服装的舒适性。而客观评价法的关键点则在评价指标的选取。

主观评价是人体穿着实验的重要内容，是反映人体穿着舒适感最直观的方式，然而这种舒适感却因人而异，本质上来讲直观评价法即心理评级法，最常见的形式是在特定的环境条件下让受试者穿着运动内衣进行舒适感评分。这种方法需要借助生理测试进行心理评估。在试验开始前，需要完成评价问卷的编制，对研究对象的性能采用语意差别进行描述，并未收拾着的感觉强度赋予代表不同层次的数值，同时合理选择舒适感表达术语或是指标构建评价标尺，如此才能进行相关测试和评分。此外，在试验开始前，还需对受试者进行一定的培训，使其充分了解和舒适感感知和表达标准。在实验完成后，采用一定的数学方法对试验结果进行处理。现阶段服装舒适性主观评价试验中广泛应用了大量的心理学评价方法和心理学标尺，实现对人体主观感觉的量化。虽然主观评价在一定程度上实现了物理和生理因素的统合，但是个人主观因素的影响更加显著，因此所获得的实验结果会表现出现鲜明的离散性，若是想要获得精确可靠的研究结果，必须进行大规模的实。此外，为了最大程度的消除主观标准差异对试验数据结果造成的影响，可以将心理学定律和数学处理方法进行综合应用。

4、结语

综上所述，为了更好的满足广大消费者对运动内衣的需求，针对运动内衣热湿舒适性测试的研究一直在前进。随着科学技术的发展进步，人们逐渐将心理学、人体科学、生理学等诸多学科和服装热湿舒适性研究结合起来，开发出了许多先进、高效、可靠的测试方法，如基于虚拟仪器的衣内温度湿度测试系统等，对运动内衣的发展奠定了坚实的基础。