巴爾虎蒙古袍的熱舒適性

郭曉芳,劉文娟

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學 輕工與紡織學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080)

巴爾虎蒙古袍的熱舒適性

郭曉芳,劉文娟

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學 輕工與紡織學院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080)

為更好地研究巴爾虎蒙古袍的熱舒適性，揭示其對蒙古高原環(huán)境具有良好適應(yīng)性的原理，采用暖體假人實驗分別測試了單件蒙古袍和組合蒙古袍的熱阻值，同時采用攝像法測試了巴爾虎組合蒙古袍的面積因子。采用SPSS軟件分析測試結(jié)果，得到了巴爾虎蒙古袍的面積因子與熱阻值之間的函數(shù)關(guān)系，并建立了基于暖體假人局部熱阻值的巴爾虎蒙古袍熱舒適性能預(yù)測模型。

巴爾虎；蒙古袍；熱阻值；暖體假人；熱舒適性

目前，國內(nèi)對民族傳統(tǒng)服裝的研究大多只停留在民俗文化藝術(shù)、服裝結(jié)構(gòu)和美學設(shè)計方面[1-2]，對于其服裝舒適性與功能性的研究較少。本文借助暖體假人實驗手段來研究巴爾虎蒙古袍的熱舒適性能，藉此揭示巴爾虎蒙古袍對蒙古高原當?shù)丨h(huán)境的適應(yīng)性，并為今后的改良設(shè)計提出指導(dǎo)性建議。

1 暖體假人系統(tǒng)簡介

本文所使用的暖體假人系統(tǒng)是由暖體假人本體、測控系統(tǒng)和輔助懸架3部分組成，可以定量評價服裝的保暖性能。假人身高為168 cm，體表面積 為1.68 m2。假人包括11個獨立加熱的區(qū)段：頭、胸背、腹臀、左右胳膊、大腿、小腿和腳。各區(qū)段可以單獨控制加熱功率和皮膚溫度，具有恒皮溫、恒功率、變皮溫和變功率4種操作模式。測試服裝熱阻在恒皮溫模式下運行，采用平行法計算蒙古袍的熱阻值，每次測量連續(xù)10 min，取10次測試的平均值作為熱阻測試的最終結(jié)果。

2 巴爾虎蒙古袍構(gòu)成分析

蒙古袍，在蒙語中被稱作德樂，是蒙古族部落男女老幼每個季節(jié)都喜歡的傳統(tǒng)服裝。巴爾虎蒙古袍的特點是袍服寬大嚴實、立領(lǐng)、右衽門襟、在領(lǐng)部、門襟、下擺處鑲有錦絳邊鑲嵌裝飾，沿邊和扣襟的數(shù)量講究一一對稱[3-4]。本文在收集、分析資料的基礎(chǔ)上，采集了4件典型的巴爾虎蒙古袍，試樣見圖1。其中：B1為改良單袍；B2為單袍；B3為棉袍；B4為皮袍。

巴爾虎蒙古袍屬于整片式平面型裁剪結(jié)構(gòu)。從款式和結(jié)構(gòu)來看，巴爾虎蒙古袍男女款式除腰帶系法不同，其他基本相同，都長而肥大，只是結(jié)構(gòu)尺寸略有差異，男士系腰帶時多數(shù)會把蒙古袍向上提，這樣顯得比較精悍瀟灑，還可使胸部寬松，雙臂活動自如，便于鞍馬騎乘，女式腰帶則要貼身系，以體現(xiàn)女士的優(yōu)美身段[5]。

3 熱舒適性能的測試與分析

3.1 蒙古單袍的熱舒適性能

根據(jù)國際標準ISO 15831《服裝—生理效應(yīng)—采用暖體假人測量服裝熱阻》，將暖體假人置于環(huán)境可控的氣候艙內(nèi)，根據(jù)實驗要求穿著，在風速小于0.4 m/s，空氣平均溫度為20 ℃，相對濕度為50%，假人平均皮膚溫度為34 ℃的條件下進行熱阻值測量。相同條件下需先測試裸體假人熱阻值，根據(jù)國標要求每次測量至少重復(fù)2次。單件服裝相對熱阻值采用式(1)計算：

(1)

式中：Iclu為服裝有效熱阻值，clo；IT為服裝總熱阻值，clo；Ia為空氣層熱阻值，clo。

巴爾虎蒙古袍單袍熱阻值測試結(jié)果見表1，同等條件下測得裸體假人熱阻值即空氣層熱阻值Ia為 0.78 clo。

表1 蒙古袍單袍總熱阻值和相對熱阻值Tab.1 Total thermal resistance and relative thermal resistance of Mongolian robes

由表1可看出，隨著穿著季節(jié)由夏季到秋季再到冬季的改變，服用環(huán)境的大氣溫度逐漸降低，蒙古袍的熱阻值從單袍到棉袍再到皮袍也呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，這個規(guī)律和日常穿著的西式服裝隨季節(jié)變化呈現(xiàn)的規(guī)律是一致的。其中需要注意的是B1單袍和B2單袍相比，由于采用了改良后的輕薄面料，其熱阻值較小。

3.2 組合蒙古袍的熱舒適性能

現(xiàn)實生活中，人體所穿著的服裝包括內(nèi)衣和外衣，遠不止一件衣服，巴爾虎蒙古族牧民著裝也是如此，因此單件袍子的熱性能還不能夠完全反映人體著裝情況，組合服裝的構(gòu)成與熱舒適性能也很重要。據(jù)此本文除采集4件典型蒙古袍之外，還購置了1套常用的基礎(chǔ)服裝(如表2所示)和4件蒙古袍搭配穿著，組成4套組合服裝進行熱舒適性能的測試，并將組合服裝分別編號為BZ1、BZ2、BZ3和BZ4，如表3所示。

表2 基礎(chǔ)服裝構(gòu)成Tab.2 Base clothing

表3 組合服裝列表Tab.3 Combined clothing

3.2.1 服裝面積因子測試

服裝面積因子是指著裝人體體表面積與裸體體表面積的比值。服裝面積因子(fcl)的評價方法通常有2種：經(jīng)驗公式估計法和實測法。文獻[6]研究結(jié)果表明，服裝面積因子的經(jīng)驗估計公式不適用于民族服裝，因此本文采用數(shù)碼相機實測法評價巴爾虎蒙古袍組合服裝的面積因子，以得到較為精確的數(shù)據(jù)，具體操作如下：

首先從人體腰部水平面0°(人體正前方)，45°(人體前側(cè)面)和90°(人體正側(cè)面)3個方位角分別對著裝人體和裸體假人進行拍照[7-9]。然后將獲得的照片采用Photoshop繪圖軟件的相關(guān)工具進行處理，計算每幅圖片中服裝和人體投影面積。最后采用下式計算服裝面積因子：

(2)

式中：Acli為從3個角度對著裝人體拍照的投影面積；Ani為從3個角度對裸體拍照的投影面積；i=1，2 和 3，代表3個不同的拍照角度。

3.2.2 組合蒙古袍熱性能測試

根據(jù)ISO 15831，將暖體假人置于環(huán)境可控的氣候艙內(nèi)，根據(jù)實驗要求穿著服裝組合，在以下條件下進行熱阻值測量：風速小于0.4 m/s，空氣平均輻射溫度為14 ℃，相對濕度為50%，假人的平均皮膚溫度為34 ℃，而且在相同條件下需要先測試穿著基礎(chǔ)服裝的假人的熱阻值。其中要說明的是單件服裝測試空氣溫度采用20 ℃，而組合服裝測試空氣溫度采用 14 ℃，這是由于內(nèi)蒙古高原一年四季溫度較低，而ISO 15831要求采用與組合服裝相適應(yīng)的溫度進行測量，所以選擇在 14 ℃下進行熱性能的測試。根據(jù)國標要求每次測量至少重復(fù)2次。服裝基本熱阻值及其計算公式為

(3)

式中：Icl為服裝基本熱阻值，clo；IT為服裝總熱阻值，clo；Ia為空氣層熱阻值，clo；fcl為服裝面積因子。

3.2.3 巴爾虎組合服裝熱舒適性能分析

數(shù)碼相機實測的服裝面積因子值和各組合服裝的總熱阻值如表4所示，相同條件下測得穿著基礎(chǔ)服裝假人的熱阻值為1.36 clo。由表可知，整體上巴爾虎蒙古袍組合服裝的基本熱阻值處于 0.79～1.46 clo之間，同時組合蒙古袍從單袍到棉袍再到皮袍，熱阻值呈現(xiàn)越來越高的趨勢，這與普通西式服裝在季節(jié)變化上呈現(xiàn)的規(guī)律也是一致的。

表4 組合服裝的熱阻值和面積因子Tab.4 Thermal resistance and clothing area factor of combined clothing

3.3 蒙古袍面積因子與基本熱阻的關(guān)系

國際標準中關(guān)于服裝面積因子預(yù)測公式，是基于服裝基本熱阻的一元線性模型[10]，本文測得的巴爾虎蒙古服裝面積因子和基本熱阻之間也可以得到類似的預(yù)測公式。

采用SPSS一元線性回歸分析表4所示的蒙古袍組合服裝的基本熱阻值和服裝面積因子的關(guān)系，得到以下關(guān)于巴爾虎蒙古袍組合服裝的fcl預(yù)測模型：

(4)

(R=0.371,R2=0.138,F=0.480,Sig.=0.001)

服裝面積因子和服裝款式結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，而國際標準給出的經(jīng)驗預(yù)測公式適用于結(jié)構(gòu)較合體的西式服裝，對于結(jié)構(gòu)寬松肥大的民族服裝需要新型預(yù)測公式，巴爾虎蒙古袍的面積因子可以采用式(4)預(yù)測模型來估計，但是對于其他民族服裝，建議采用實測法以精確獲得其面積因子和基本熱阻值。

3.4 組合蒙古袍熱阻值預(yù)測模型

根據(jù)暖體假人測試出蒙古袍組合服裝各部位的熱阻值，本文通過研究局部熱阻值對總熱阻值的貢獻大小來分析服裝的熱舒適性能，為巴爾虎蒙古袍更好地適合當?shù)丨h(huán)境提供指導(dǎo)。圖2示出巴爾虎蒙古袍局部熱阻分布圖，其中橫坐標中數(shù)字代表各局部部位。1為頭，2為胸背，3為臀腹，4為左手臂，5為右手臂，6為左大腿，7為右大腿，8為左小腿，9為右小腿，10為左腳，11為右腳。

由圖2可看出，臀腹、胸背、左大腿、右大腿的熱阻值比較高。同時可看出所有蒙古袍局部熱阻規(guī)律大體相同，同時熱阻值從高到低規(guī)律為：皮袍>棉袍>單袍，其中改良單袍與單袍的各局部熱阻值差別較小。利用SPSS相關(guān)分析對巴爾虎蒙古袍的11個部位與總熱阻的相關(guān)性做了分析，結(jié)果表明：巴爾虎蒙古袍胸背、臀腹、左大腿和右大腿等部位的熱阻值與總熱阻值存在相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)系數(shù)較大，因此，選定胸背、臀腹、左大腿和右大腿4個部位作為參數(shù)因子做進一步分析。

通過對數(shù)據(jù)的散點圖分析可知，4個部位的大部分熱阻值與總熱阻之間的關(guān)系是線性的，因此，采用線性回歸分析。采用 SPSS 軟件對巴爾虎蒙古袍胸背X1、臀腹X2、左大腿X3、右大腿X44個部位的熱阻值與總熱阻值間進行多元線性回歸分析[11]，結(jié)果如表5所示，可以得到預(yù)測模型

Icl=1.408+0.076X1+0.002X2+

0.034X3+0.04X4

(5)

表5 多元線性回歸系數(shù)表Tab.5 Multiple linear regression coefficient table

由表5可看出，除了X2，其他參數(shù)的Sig值均小于0.05，說明X1、X3、X43個部位對總熱阻的變化都有顯著影響，而X2的影響較弱。根據(jù)式(5)可知，4個部位的熱阻值與總熱阻值均成正相關(guān)，總熱阻值隨著部位熱阻值的增大而增大。因此，在巴爾虎蒙古袍的改良中，可以依據(jù)式(5)對其進行改良，使其更加適應(yīng)當?shù)貧夂颦h(huán)境。

4 結(jié) 語

本文借助暖體假人實驗對巴爾虎蒙古袍和巴爾虎蒙古袍組合服裝的熱舒適性能進行了分析，巴爾虎蒙古袍的相對熱阻差異很大，由于款式大同小異，主要是受面料和里襯的影響，而巴爾虎蒙古袍組合服裝的總熱阻值較高，從夏季服裝到冬季服裝都呈現(xiàn)熱阻值越來越高的趨勢，和西式服裝熱性能的變化規(guī)律是一致的。采用SPSS相關(guān)分析和多元線性回歸對巴爾虎蒙古袍局部熱阻值和整體熱阻值進行了分析，得到巴爾虎蒙古袍組合服裝熱阻值預(yù)測模型，對巴爾虎蒙古袍的改良設(shè)計具有指導(dǎo)意義，有利于其更加適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境氣候。

FZXB

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Thermal comfort properties of Baerhu Mongolian robes

GUO Xiaofang，LIU Wenjuan

(CollegeofTextiles&LightIndustry,InnerMongoliaUniversityofTechnology,Hohhot,InnerMongolia010080,China)

To well reveal thermal comfort performances and the adaptation to Mongolian Plateau of Mongolian robes,the thermal insulation values of Baerhu Mongolian robes and the Baerhu Mongolian clothing ensembles were tested in the laboratory by the thermal manikin testing,and the clothing area factors of the Baerhu Mongolian clothing ensembles were investigated by the camera method.The results were analyzed by SPSS to obtain the relation of thefcland clo values and built the prediction model of thermal comfort property of Mongolian clothing ensembles based on partial thermal insulation values.

Baerhu；Mongolian robe；thermal insulation value；thermal manikin；thermal comfort property

10.13475/j.fzxb.20141200605

2014-12-03

2015-07-20

國家自然科學基金資助項目(51366011)；內(nèi)蒙古自然科學基金資助項目(2013MS0706)

郭曉芳(1979—)，女，副教授，博士。研究方向為少數(shù)民族服裝及其舒適性。E-mail:alisa1996@imut.edu.cn。

TS 941.1

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