運動內衣熱濕舒適性測試研究及發展趨勢

□ 黃偉萍（騰飛科技股份有限公司 江蘇 昆山 215323）

前言

隨著全民健身熱的興起，市場上運動內衣的需求量也在持續提升。運動內衣是運動時常用的裝備，由于人在運動健身的過程中會發熱、發汗，因此運動內衣必須具備良好的熱濕舒適度，能夠實現熱量和濕度的迅速發散，避免對人體造成負面影響。針對現階段我國在運動內衣熱濕舒適度方面的研究卻十分稀少，探究運動內衣熱濕舒適度測試方法及其發展趨勢具有十分重要的意義。

1、運動內衣熱濕舒適度方面的要求分析

1.1、熱濕舒適度概述

熱濕舒適度即是指織物在人體與環境的熱濕傳遞之間位置和調節人體體溫穩定、微環境濕度適宜的性能。服裝在人體與環境的能量交換中發揮著十分重要的作用，由于外部環境條件時刻處于發展變化狀態下，一旦人體表面和環境溫度出現差異，為了維持微氣候環境的恒定，服裝就會將熱量從高溫部分傳遞向低溫部分。而在熱量傳遞的過程中，面料的熱傳遞性能直接影響傳遞效果，這項性能主要受面料纖維蓬松度、線密度、織物厚度、織物組織結構等方面因素的影響。此外，考慮到服裝面料在進行熱量傳遞的過程中，其吸放濕也會產生一定的熱量吸放，因此必須對其熱傳遞和濕傳遞性能進行綜合考慮，而其濕傳遞性能則和面料纖維孔隙、織物厚度和緊密度、纖維吸濕量等因素存在緊密關系。

1.2、運動內衣熱濕舒適度方面的要求

當前階段，我國市場上大部分運動內衣都是以純棉或是棉/氨作為面料，棉質內衣雖然在吸濕能力方面具備較大的優勢，但是由于其導濕性較差，因此人體運動時產生的汗水被其吸收之后，無法在短時間內發散初期，這就會造成內衣黏附在人體皮膚上的現象，吸收皮膚表面熱量，使皮膚逐漸變冷。穿著此類運動內衣在劇烈運動后，很容易引發風寒、感冒等癥狀。為了避免這一問題，運動內衣必須具備將吸收的汗液及時發散的性能，即吸濕快干，同時還需具備一定的防菌殺菌能力、透氣性以及彈性，如此才能為人們的運動健身提供良好的條件。為了準確的了解掌握運動內衣的熱濕舒適度，應該采取科學合理的方式對其這一性能進行測試，以更好的滿足消費者對運動內衣舒適度的需求。

2、運動內衣熱濕舒適度的測試方法闡述研究

2.1、物理指標測試法

針對運動內衣熱濕舒適度的研究早在上世紀中葉就已經存在，部分學習基于靜態問題研究提出了熱濕舒適度物理指標測定方法。如，1941年加吉等從人體生理衛生的角度出發，提出了運動內衣應該具備隔熱保暖指標。再如，伍德科克在此研究20年后，綜合運動內衣熱傳遞性能和濕傳遞性能，提出了透濕指數，但結合后續研究來看，透視指數由于對輻射熱的考慮不足，因此在合理性方面存在一定的不足。因此在研究初期，針對運動內衣熱濕舒適度的測試主要針對的是其面料熱濕傳遞性能方面的物理指標，對 “人體—服裝—環境”三者構成的微環境中的熱濕傳遞動態特征研究不夠深入。

2.2、生理指標評價法

在特定的實驗環境下，對受試者穿著實驗服裝條件下人體生理參數變化情況進行記錄并用于評價服裝舒適性的方法被稱為生理指標評價法。在這種方法應用的過程中，普遍采用的評價指標涉及到了人體心率、皮膚溫度、血壓、出含量、汗蒸率、服裝內微氣候溫度和濕度等。此外，考慮到服裝舒適度的影響因素眾多，因此在具體測試的過程中，為了避免指標過度造成的系統性方面的缺陷，人們常常將心理學引入到生理評價中。

在生理指標評價法用于服裝熱濕舒適度評價的過程中，不同人的生理指標存在一定的差異，但其具備一定的規律?；诖耍藗冊O計出了一款集溫度傳感器、濕度傳感器以及脈沖變換器等硬件為一體的微氣候測量儀器，便于完成上述人體心率、濕度、溫度等指標的測試。

在生理評價方面，我國部分學者將受試者心率變化規律和心理評價進行有機結合，探究了服裝放松量和重量對服裝舒適度的影響，確定了服裝放松量變化是服裝舒適度的主要作用因素。而張輝等人則基于受試者的平均皮膚溫度、出汗量、代謝產熱量、衣內溫度和濕度等指標對服裝寬松度對運動內衣熱濕舒適度的影響進行了探究。此外，我國李棟高等基于皮膚溫度、無感發汗量等指標對潛汗狀態下服裝的熱濕舒適度進行了分析研究。

2.3、暖體假人法

發展到上世紀七十年代后，“人體—服裝—環境”三者構成的微環境受到了人們的廣泛重視，針對運動內衣熱濕舒適度的研究逐漸從靜態問題轉移到動態特征研究方面?；诖?，我國火研制出了具備姿勢調節功能的暖體假人，這種假人可以對被測服裝對象的隔熱值以及透濕指數進行自行計算，在航空航天、消防等領域得到了廣泛的應用。但是由于暖體假缺少人的意識、思維和情感，因此在熱濕舒適度反應上和真人不可避免的存在一定的偏差，這就使得其實驗結果的可靠性受到一定的影響。此外，還有人在此方法的基礎上，基于三維模擬技術構建了與實測生理值相近的3D人體模型，并模擬環境因素、服裝款式和構成服裝的面料組織結構和厚度等。之后設置人體與外界環境的熱傳遞模式以及人體的新陳代謝率，如此就可以利用計算機軟件對人體、服裝以及環境之間的熱舒適性情況進行科學的預測和評價。

2.4、微氣候模擬裝置測試運動內衣熱濕舒適度

微氣候模擬裝置是近些年來出現的一種新型裝置，隨著科學技術的不斷發展，其功能也在持續完善，例如，韓國延世大學就研制出了一種具有多項功能的模擬儀器，實現了對織物微氣候內熱濕傳遞動態過程的完美呈現。該模擬儀器可以應用于嚴峻環境條件或是順變條件下紡織材料熱濕傳遞性能的測定和評價。和其它測試方法相比，微氣候模擬裝置測試運動內衣熱濕舒適度的方法不論是在效率還是在精確度方面都實現了大幅度的提升。但是由于此儀器的皮膚模擬裝置為的圓盤結構，和人體體形的差別較大，因此測試評定結果的精確性仍舊有待提高。

2.5、微氣候測量儀器

進入新世紀以后，織物熱濕舒適度測試方法也獲得了一定的發展，以我國總后勤部軍需裝備研制出的便攜式衣內微氣候測量儀器為例，可以方便快捷的完成運動內衣熱濕舒適度的測試，具有測量精度高、工作可靠性高等優勢。雖然攜帶方便，但是在處理能力方面則存在一定的不足。

3、運動內衣熱濕舒適度測試技術的發展趨勢分析

3.1、利用虛擬儀器進行客觀采集

通過上述闡述分析可知，以上提到的幾種運動內衣熱濕舒適度測試技術方法在實際應用的過程中都存在一定的不足。為了彌補這種不足，人們對服裝熱濕舒適性測試技術的研究一直在持續深入。近些年，虛擬儀器的成功研制開拓了服裝熱濕舒適度測試的新領域。

關于虛擬儀器的研制最早是在上世紀八十年代末有美國國家儀器公司率先提出的，具體是通過計算機基于傳感器采集到的信息在顯示器上模擬傳統儀器控制面板，用戶可以結合自身需求編寫具有不同測試功能的計算機軟件，對采集到的信號進行處理，完成信號的分析處理工作。當前階段，虛擬儀器在航空航天、通信、電子機械、醫療教育等許多領域都得到了廣泛的應用]。其在紡織品設計和服裝熱濕舒適性測試方面的應用在近幾年才被提出，采用虛擬儀器的方法彌補了傳統測試方法存在的各項弊端，同時在個性化需求滿足方面也存在巨大的優勢，用戶可以結合實際需求自行設計測試系統，編寫測試軟件。

將虛擬儀器應用到運動內衣熱濕舒適性測試的過程中，首先需要利用虛擬儀器構建衣內溫度濕度測試系統，為溫度濕度等數據的采集提供支撐。具體是將溫度濕度傳感器和被測對象連接起來，這樣可以同時完成運動內衣穿著者身體多個部位溫度濕度的測試工作。數據采集完成后，傳感器會將濕度溫度相關數據傳輸到數據采集卡中，實現電信號和數據信號的轉換，并將轉換完成的數據深入到計算機中，最后完成數據的儲存、傳輸和處理，通過測試軟件直接獲得熱濕舒適性測試結果。綜合來看，采用虛擬儀器測試運動內衣熱濕舒適性的方法具有高效、可靠等多項優勢。

3.2、主客觀得評價法

服裝舒適性是服裝各種形狀和人體生理、心理等方面因素和諧互動的二級果，因此在測試并評價服裝熱濕舒適性時，除了要考慮到面料和服裝固有的熱濕舒適性之外，還應注重服裝和人體之間的互動關系，因此近些年來針對心理、生理和服裝舒適性的研究越來越多，催生出了主客觀評價法。其中主觀評價法由于不同個體之間存在的差異性，無法形成統一適用的心理標尺，因此無法精確的反映出服裝的舒適性。而客觀評價法的關鍵點則在評價指標的選取。

主觀評價是人體穿著實驗的重要內容，是反映人體穿著舒適感最直觀的方式，然而這種舒適感卻因人而異，本質上來講直觀評價法即心理評級法，最常見的形式是在特定的環境條件下讓受試者穿著運動內衣進行舒適感評分。這種方法需要借助生理測試進行心理評估。在試驗開始前，需要完成評價問卷的編制，對研究對象的性能采用語意差別進行描述，并未收拾著的感覺強度賦予代表不同層次的數值，同時合理選擇舒適感表達術語或是指標構建評價標尺，如此才能進行相關測試和評分。此外，在試驗開始前，還需對受試者進行一定的培訓，使其充分了解和舒適感感知和表達標準。在實驗完成后，采用一定的數學方法對試驗結果進行處理?，F階段服裝舒適性主觀評價試驗中廣泛應用了大量的心理學評價方法和心理學標尺，實現對人體主觀感覺的量化。雖然主觀評價在一定程度上實現了物理和生理因素的統合，但是個人主觀因素的影響更加顯著，因此所獲得的實驗結果會表現出現鮮明的離散性，若是想要獲得精確可靠的研究結果，必須進行大規模的實。此外，為了最大程度的消除主觀標準差異對試驗數據結果造成的影響，可以將心理學定律和數學處理方法進行綜合應用。

4、結語

綜上所述，為了更好的滿足廣大消費者對運動內衣的需求，針對運動內衣熱濕舒適性測試的研究一直在前進。隨著科學技術的發展進步，人們逐漸將心理學、人體科學、生理學等諸多學科和服裝熱濕舒適性研究結合起來，開發出了許多先進、高效、可靠的測試方法，如基于虛擬儀器的衣內溫度濕度測試系統等，對運動內衣的發展奠定了堅實的基礎。