冬季赛事志愿者滑雪服散热开口设计方法探析

赵晓曦

摘要：提高使用者的生理热湿舒适性。基于志愿者滑雪服散热开口原理及影响因素，分析了现有滑雪服在保持微气候环境热湿舒适性方面的不足，探讨散热开口的设计方法，从位置、结构、工艺、调节方式、创新性密闭结构，提出设计的细化原则。提出了设计志愿者滑雪服的关键难点，即要注重开口设计与服装套穿关系之间的相互性，以及其适用性。该设计方法将为今后冬奥会志愿者服装设计提供可行性参考价值。

关键词：散热开口设计滑雪服志愿者套穿关系

中图分类号：TS941.2

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2021）01-0124-03

引言

2022年冬季奥林匹克运动会将在北京-张家口举行，这一盛典的举办带动了冰雪产业的兴起，冰雪赛事也不断涌现，其中冬季赛事志愿者为赛事的成功举办起到了重要保障作用。在雪场的工作环境下，滑雪服以较好的功能特性和款式风格特征，更能适应工作环境的需求和整体赛事的视觉景观要求，因而常作为冬季赛事志愿者服装的首选。

然而普通滑雪服并不能完全满足冬季赛事志愿者的工作需求。一方面，与运动员相比，赛事志愿者因雪上工作要求，需长期处于冬季室外工作环境下。以张家口市崇礼区太舞雪场举办的国际雪联高山滑雪远东杯为例，崇礼冬季历史最低气温可达-32”C，远东杯志愿者工作人员室外雪场工作时间长达4-8小时，与日常滑雪训练或娱乐相比，志愿者需要面临更长时间的低温工作环境，对于保暖防寒具有更高要求;而另一方面，由于工作需要，当志愿者机体处于动态时，人体机能运动产热，如果无法合理散热，多余的热量将会造成体感不适和汗液冷凝现象的发生，进而影响滑雪服的防寒保暖效能。因此，赛事志愿者滑雪服既要有较好的保暖性，又应当在适当时候能够合理散热。因为服装的通风性直接决定汗液蒸发和皮肤热量的散失【1-2】，而服装通风性与服装开口有密不可分的关系，因此服装开口设计作为人体热平衡调节的重要手段，可以较好地满足使用者的需求，保证维持人体动态与静态下的正常热平衡【3】，以达到服装内微气候环境的热湿舒适性。

一、志愿者滑雪服散热开口原理

热传递在滑雪服微气候环境内，以对流、传导、辐射的方式发生【4】。当人体处于动态时，热量大幅度产生，人体通过显性出汗与隐性出汗方式，经汗液蒸发带走皮肤表面热量，进行体温调节。如图1所示，当散热开口处于打开状态时，通过对流散热的方式，可将衣内高温环境下的热湿快速带入衣外低温环境，从而防止湿热在滑雪服内集聚，避免冷凝现象的发生，保护人体在低温环境下免受二次冻伤，由此可见滑雪服散热开口对于衣物内微气候环境重要的调控能力。

二、志愿者滑雪服散热开口的影响因素

散热开口的作用是为了调节人体的湿热平衡，因此应结合热传递的传导原理对散热开口进行分析。志愿者滑雪服的热传递主要受到外界环境、服装、人体的因素影响。包覆在人体及服装表面的空气层和织物内空气，受外界环境和人体因素的影响，会促进或减缓发生对流和蒸发散热的强度。

首先，外界环境可分为室外和室内两种工作场景。当志愿者在室外时，外界环境处于极寒状态，此时散热开口受其外界风速、温度、湿度影响较大，因此其工艺密闭性要求应较高，以减缓空气层与外界环境发生对流和蒸发作用。织物内空气也可减缓人体及服装的空气层与外界环境发生的热传递，但开口结构导致其局部织物内空气结构破坏，将促进热传递，影响保暖效果，因此开口位置的选择应避免在易进行热传递的位置;当志愿者进入室内后，外界环境由极寒转为温暖，此时散热开口应起到快速散发空气层内的湿热到外界环境的作用，从而达到促进发生对流和蒸发的目的，使人体快速适应室内温暖的环境。

其次，人體方面的影响因素，主要指人体运动变化状态。当人体处于静态时，空气层对流较弱，人体蒸发强度较低，此时应考虑保暖的需求;当人体开始处于动态时，空气层对流较强，人体蒸发散热强度不断攀升，但空气层内的湿热尚未达到饱和状态，当人体持续处于动态时，空气层内的湿热达到饱和状态;当人体运动后，空气对流立刻减弱，人体蒸发强度在一定时间仍然保持一定水平，随时间推移蒸发强度逐渐减弱。可见不同情况使滑雪服的热传递性能发生改变，影响人体湿热舒适性。

在服装因素方面，滑雪服本身的面料纤维、款式结构特征和人体外服装套穿层数等会影响滑雪服内微气候空气流动和对流散热的效能。而通过控制散热开口的调控能力也可以影响衣下空气的流动，从而使服装的热传递性能发生显著变化。

综上，在人体动静状态与外界环境的作用下，可以通过对滑雪服散热开口的设计，改变服装内微气候热湿气的流动，使志愿者滑雪服的超负荷热湿及时传递到外界，或在静态时防止滑雪服内热量散失，达到维持人体热舒适和防寒的目的。因此，冬季赛事志愿者滑雪服散热开口的设计直接影响服装微气候空气层的热湿，是认识人体湿热负荷的重要方式。

三、开口设计的关键问题

（一）套穿服装之间的相互性

冬季赛事志愿者滑雪服内层穿搭形式、层数、面料材质等对滑雪服的散热开口设计有直接的影响。常见的双板滑雪运动服装套穿形式分为内中外三层。内层常搭配贴身保暖内衣套，主诉速干保暖;中层常搭配抓绒夹克，主诉保暖吸湿排汗;外层为滑雪服套，主诉防风雨、耐磨损。因此开口设计也应考虑内层和中层服装之间的影响进行设计，另外，如果在中层服装上也设计散热开口，需要各层之间开口错位设计以控制对流散热。

（二）散热开口在视觉景观上的适应性

大型赛事活动往往具有统一的视觉景观要求，服装设计必须以赛事核心图形为基础”。散热开口作为滑雪服上的结构设计，具有一定的外观效果破坏性。因此在设计使用时，应根据主视觉造型图案的形状进行结构改造或将其隐藏，以达到符合大型赛事对于形象景观的要求。

四、志愿者滑雪服散熱开口的设计方法

常见的滑雪服散热开口集中在双板滑雪服中，目前市面上以上下分体式双板滑雪服为主。滑雪上衣开口常设在腋下，滑雪裤散热开口常设计在大腿内侧与裆底位置。除内结构散热开口外，领口、帽口、袖口、下摆、裤脚均为自然散热开口结构。

（一）散热开口的位置设计

散热开口位置的设计应该从人体生理表现、心理感官、心理舒适性三方面思考。

首先，人体生理表现主要是指人体机能的热湿舒适性，即人体在静态时、运动时、运动后静态时的湿热生理表现。根据人体温湿度传感数据与红外摄像仪测得的实验数据【5】，对人体生理明显热湿部位进行标注，如表1所示。志愿者滑雪服散热开口位置可依照热湿较高部位进行设计。在静态状态下人体主诉以保暖为主，因而内结构散热开口设计应避免出现在高温高湿之外的位置，即腹部、四肢、手脚的位置;运动过程中人体机能带动热量产生，因而内结构散热开口设计应关注在人体高温区域的对流散热，即头部、胸部、后背上下部的位置;如果不能在运动过程中及时散失热量，人体将大量出汗，通过汗液蒸发进行降温;运动后进入静止状态，则会出现服装内所有区域相对湿度较高的情况，所以此时应该将内结构散热开口和自然散热开口相结合，进行服装内整体系统性散热散湿。根据运动后人体高温区域标注，内结构散热开口应当选择在头部、胸部、腋下、后背上下部位置，并结合自然散热开口设计即帽口、领口、袖口、下摆、裤脚的位置。

其次，内结构散热开口也应该注意避开人体心理感官冷敏感区域，根据Thuestone方法探求的心理感官量构成感觉心理尺度6，越靠近体核的躯干部位对温度刺激敏感度高，腰部部位对冷刺激最为敏感，四肢末端对冷刺激相对不敏感。

最后，心理舒适性主要是指在大型赛事场合穿着时的合适性。根据高山滑雪远东杯赛时所做的情况调研和实地采访，穿着双板滑雪服教练员、救生员对散热开口有如下反馈意见：滑雪裤的散热开口位置从左腿膝盖内侧沿大腿内侧经裆底呈对称式到右腿膝盖内侧，在做下蹲动作时此位置视觉感观较强，在使用滑雪裤散热开口时，易在心理上形成压抑感。因此大型赛事的志愿者滑雪服的设计，应以志愿者心理舒适性作为导向基础，避免在隐私部位设计散热开口。

综上，如图2所示冬季赛事志愿者滑雪服上衣的内结构散热开口位置应设计为沿背部中上部，经腋窝处到达胸部中下部，呈斜向走势，以解决滑雪上衣高温区域的散热散湿;考虑到滑雪上衣的雪裙覆盖滑雪裤臀部上半部分，背部下部湿热区域较难通过此处增设散热开口来解决，但使用者动态状态下，臀部衣物结构为运动提供活动量，结合风箱效应，可通过在大腿上部外侧位置增设开口，提高外界与背部下部和臀部上部位置的空气对流，达到散热散湿的目的。

（二）散热开口的结构设计

散热开口结构可分为门襟式与内衬透气网布式，如图3所示。市面上常见的滑雪服、冲锋衣、皮肤衣结构散热开口多为门襟式开口，在服装散热接口处直接破缝开口，其优点可以极速散热，但当在户外风速过快的严寒环境中，门襟式开口进风量较大，易导致人体快速失温，造成人体损伤。部分服装结构中存在内衬透气网布式开口，此开口结构在门襟式开口的基础上使用透气网眼布进行拼接，限制开口的进风量。因此，对开口进行控制，防止热湿超负荷散失的内衬式散热开口更适用于冬季赛事志愿者滑雪服。

（三）散热开口的工艺要点

考虑冬季赛事志愿者长期处于室外极寒与强寒冷雨雪状态下，偶见室内外穿插工作情景，当志愿者由室外零下温度突然转移到温暖的室内环境时，附着在服装上的冰雪会快速融化。滑雪服外层面料具有防雨水性能，在结构散热开口处也应使用防水工艺进行处理，同时应考虑入仓式拉头，保障散热开口关闭状态下的密闭性，提高滑雪服整体防风和防水效能。其次，还应考虑开口工艺对人体的舒适性影响，如开口处硬度过高，会增加开口与衣物接触部位的磨损，影响面料的使用周期和使用者的舒适性。

（四）散热开口的调节方式

1.内结构散热开口的调节：服装内结构散热开口可以通过拉锁拉头的调节进行密闭保温或开放散热。常见的散热开口常使用单开拉链与双开拉链两种调节方式。单开拉链仅限单方向进行开口大小的调节，如若散热开口位置横跨背部、腋下、胸腔时，单方向拉锁仅能保证拉开方向上的区域散热，不能调节局部区域散热。双开拉链由于开口始末端均可以打开，可在特定区域进行调节，具有优势。

另外，室外环境下散热开口需要手的参与进行操作，由于严寒环境与工作需要，志愿者需佩戴较厚的保暖手套进行开合，因此手套与开口拉锁之间的适用性也应重点考虑。使用较大拉袢有助于增加与手套之间的摩擦力，或是使用尼龙绳挂袢提高拉力，从而提升散热开口调节的便捷性。

2.自然散热开口的调节：除内结构散热开口之外，自然开口也是重要的散热方式。可通过调节自然散热开口的松紧度、密闭结构进行热湿的调节。

帽口可通过弹力抽绳进行面部的松紧调节，当配合使用滑雪头盔和滑雪镜时，在一定程度上抽绳卡扣可以固定帽口围度，以起到一定的密闭功能。但由于颈部经常处于活动状态，领口部位受头部上下及左右转动影响，当未穿戴滑雪头盔于风帽内部时，风帽后围即后颈部位形成一定空间，增加了空气层内的对流现象和通过其帽口缝隙与外界空气对流和蒸发，其密闭效果大大降低。目前市面上的滑雪服也忽略了服装与配件之间的配合性，即适配性不强，当在冬季风较大的地区，或者在从事滑雪或登山等运动时，人们往往需要佩戴脖套以起到颈部及面部保暖作用，但现有的脖套佩戴时，脖套与帽子之间存有一定空间，寒风易通过帽子开口处缝隙进入后颈部，再通过颈部空间缝隙进入下方服装内部，导致滑雪服整体密闭性较差，降低了保暖性能。且现有的脖套均为独立式结构，在不需要使用时，不方便收纳。通过对冬季大型赛事活动远东杯进行调研，发现使用者在室内场景休息时，脖套作为一种配件很容易丢失;且当冬季大型赛事活动举办时，室内零散的脖套会影响整体的视觉景观形象。

為解决上述问题，设计发明藏脖套式风帽。该发明采用密闭结构设计，将脖套与风帽进行结合，设计藏脖套式风帽结构，解决了滑雪服自然散热开口保暖密闭性不强、脖套不易储存、滑雪使用者易丢配件的问题。如图4所示，该脖套正面长度方向的两端均设置有第一连接件A，该脖套背面长度方向的两端均设有第二连接件B;帽子挡片C的顶部和底部与帽子的里料D固定连接，挡片C内侧的左、右两端均设有第三连接件A，帽子的里料上与第三连接件对应的位置设置有第四连接件B;脖套位于挡片和帽子的里料之间，且第一连接件A和第四连接件B可拆卸连接，第二连接件B和第三连接件A可拆卸连接，第二连接件B和第四连接件B均为柔软魔术贴毛面，第一连接件A和第三连接件A均为柔软魔术贴勾面。

在室内使用情况下，脖套隐藏收纳在挡片C和帽子的里料D之间，并通过第一连接件A和第四连接件B以及第二连接件B和第三连接件A的连接实现脖套的固定，解决了配件易丢失的问题;在室外需要使用时，将第一连接件A和第四连接件B分离，第二连接件B和第三连接件A分离，取出脖套，再将脖套的中间位置留置在挡片C外侧，然后将脖套的长度方向的两端与相应的第三连接件A和第四连接件B连接，使脖套与挡片之间围成一封闭的环形，使用者将头部穿过该环形，把脖套围绕在脖子外围即可。在穿戴后，脖套的长度方向的两端紧密夹设在挡片C和帽子里料D之间，后颈部的脖套与帽子之间紧密贴合，从而有效防止寒风进入后颈部，有利于提高服装的保暖密闭性能。

如图5所示，除弹力抽绳松紧调节、挡风结构调节外，还可在领口门禁内设置挡风条以提高保暖性，也可通过门襟拉锁开合调节进风量影响对流和蒸发的强度。滑雪服防风雪袖口设计为袖子内层增设的胆布袖口，长度长于外层袖口，可以很好地阻挡寒风进入滑雪服内部。考虑到与保暖手套搭配的适配性与雪场工作需求，防风雪袖口应该尽量保持密闭状态，因此内层袖口应当设置弹力织带包边或弹力绳包边，以适配手套内层腕口围度。下摆防风裙设计方式与防风袖口原理基本一致，但由于运动中人体胸腔、腹腔、盆腔三部分相互配合、牵制，防风裙的位置会发生位移，这对热传导效能影响较大，因此可在防风裙底部配置防滑硅胶条解决位移问题。滑雪裤外层裤脚应更多考虑与滑雪鞋的适配性，如图2所示，在搭配雪鞋情况下可通过拼接可调节三角布来达到控制收放量的目的，三角布拼接在雪裤外层裤脚位置，通过拉锁结构进行开合和收放;滑雪裤内层弹力防风裤脚也应可调节以适配雪鞋，考虑到滑雪时，腿部运动会导致裤装的上下位移，因此在内层防风裤脚处也应配置防滑条，提高滑雪服内的密闭性。

结语

冬季赛事志愿者滑雪服散热开口设计应依据人体生理表现、心理感官、心理舒适性设计开口位置;采用内衬透气网布式开口结构控制进风量;保障散热开口关闭状态下的工艺密闭性，系统性提高滑雪服整体防风和防水效能;通过双开拉链进行调节内结构散热开口，且应考虑使用保暖手套操作内结构散热开口拉头开合时的便捷性;结合自然散热开口的松紧度、藏脖套式风帽的创新性密闭结构设计，调节服装系统性湿热负荷;要注重开口设计与服装套装关系之间的相互性，满足大型赛事活动对服装视觉景观的要求。只有这样才能准确地设计好冬季赛事志愿者滑雪服中的相应散热开口，确保滑雪服能为志愿者提供合理的热湿舒适度，防止冷凝现象的发生，为冬季大型赛事活动提供有力的后勤保障。

基金项目：高性能多功能冬奥服装服饰研究开发（Z181100005918005）实用新型专利：一种便于收纳脖套的服装（ZL202020544627.4）

参考文献

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