基于特殊環(huán)境的連體服設(shè)計(jì)

葉 萌，劉曉剛

（東華大學(xué)，上海 200000）

1 連體工作服的發(fā)展

1.1 連體工作服的歷史

連體工作服起源于第一次工業(yè)革命，是機(jī)器大生產(chǎn)的典型產(chǎn)物，其原型是由厚重帆布或牛仔布制成的合身的連體服裝，旨在保護(hù)工人日常穿著服裝和身體免遭油污、煙塵、污垢、火花和其它工作場所的危害。準(zhǔn)確地說，首次穿著連體工作服的時(shí)間已無從考證，但是其作為奴隸工作時(shí)所穿著的服裝最早出現(xiàn)在1776年的文學(xué)作品中。到了18世紀(jì)，李維斯（Levi’s）大量生產(chǎn)連體工作服，他們發(fā)明第一條配有圍兜式吊帶牛仔褲即是連體工作服的原型，采用單寧面料制作而成，由于優(yōu)越的耐久性，成為當(dāng)時(shí)受歡迎的工作服。與李維斯公司所生產(chǎn)的圍兜式連體工作服不同，1911年，Lee也生產(chǎn)出自己的第一條圍兜式連體工作服，并在此基礎(chǔ)上生產(chǎn)了第一件可以包裹全身的連體工作服——Union-Alls，見圖1。Lee創(chuàng)造性地將襯衫和褲子縫制在一起，衣身上縫制有多個(gè)口袋，配以寬大的袖子、褲腿以及衣領(lǐng)，腰部有皮帶或松緊帶。隨后，Lee用拉鏈取代了連體工作服上的紐扣。1917年，Lee所生產(chǎn)的連體工作服被美國政府選用，為參加第一次世界大戰(zhàn)的美國士兵提供耐久性優(yōu)越的連體工作服。同時(shí)，美國政府也在技術(shù)和醫(yī)療方面為Lee提供了幫助。

事實(shí)上，連體工作服的起源伴隨著不幸。最早穿著連體工作服的是19世紀(jì)末檢查和清潔機(jī)車鍋爐的鐵路工人和技工，見圖2。隨之而來的是連體工作服在體力勞動者中開始流行，并很快蔓延到世界各地的工廠。由于穿著連體工作服的群體多為無產(chǎn)階級，因此在20世紀(jì)20年代，連體工作服受到了包括包豪斯運(yùn)動和左翼知識分子的歡迎。在西班牙內(nèi)戰(zhàn)期間，連體工作服甚至成為了共和黨反法西斯主義者的非官方制服。

圖1 Union-Alls

圖2 19世紀(jì)鐵路工人

20世紀(jì)30年代，連體工作服成為了以農(nóng)民、礦工、伐木工以及鐵路工人為主的美國貧窮階層的普遍穿戴。二戰(zhàn)時(shí)期，女性漸漸地出現(xiàn)在工廠中，并承擔(dān)體力勞動，連體工作服也逐漸應(yīng)用到女性群體中。1943年，用于提高當(dāng)時(shí)工人士氣的著名海報(bào)《Rosie the Riveter》足以證明，見圖3。由于當(dāng)時(shí)人們的價(jià)值觀普遍不接受穿著長褲的婦女形象，直到20世紀(jì)60年代末，女性連體工作服也沒有被廣泛應(yīng)用。

20世紀(jì)末，除了工廠車間，連體工作服同樣被運(yùn)用到賽車運(yùn)動中,它們成為了機(jī)械師和車手首選的工作服，見圖4。對于機(jī)械師來說,這種工作服可以保護(hù)他們原有的服裝不沾染維修時(shí)的污垢，他們還會將車隊(duì)的名字以及廣告縫制于胸前及背部。車手的工作服能夠保持身體環(huán)境的舒適度的同時(shí)，抵制火焰的沖擊。

隨著21世紀(jì)時(shí)尚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，連體工作服不僅應(yīng)用于職業(yè)工裝領(lǐng)域，也逐漸成為時(shí)尚界的寵兒，西班牙快時(shí)尚品牌ZARA發(fā)布了多款連體服款式時(shí)裝，見圖5。

圖3 《Rosie the Riveter》

圖4 F1車手邁克爾·舒馬赫

圖5 ZARA

1.2 連體工作服的現(xiàn)狀

通過互聯(lián)網(wǎng)搜集現(xiàn)有海上作業(yè)人員工作服的圖片和網(wǎng)絡(luò)渠道銷售的連體工作服，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有連體工作服存在以下問題。

1.2.1 款式缺少變化，細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)考慮不足

相對于普通的行政崗位來說，連體工作服大多應(yīng)用于工作環(huán)境較復(fù)雜的崗位，例如高空作業(yè)、港口作業(yè)、貨輪甲板作業(yè)等。功能性連體工作服應(yīng)強(qiáng)調(diào)防護(hù)性、舒適性及工作便捷性，保證作業(yè)人員安全的前提下，提高工作效率。而目前，市場上存在的連體工作服很少根據(jù)人體結(jié)構(gòu)或者人體活動機(jī)能特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，穿著起來寬松肥大，但是進(jìn)行下蹲動作時(shí)又會對身體產(chǎn)生束縛，給工作帶來極大的不便。

1.2.2 色彩單一，缺少安全警示作用

目前，市場上的連體工作服色彩普遍集中于藏藍(lán)色、橙色以及灰色，其中藏藍(lán)色數(shù)量最多。雖然橙色屬于警示色[1]，具有警示作用，但是用于某些能見度極差的工作環(huán)境，如煤礦，消防等，反光條的警示作用更強(qiáng)。

1.2.3 企業(yè)文化沒有體現(xiàn)，辨識度不夠

市場上的連體工作服并沒有針對行業(yè)特點(diǎn)的設(shè)計(jì)，大多是統(tǒng)一的模板，各個(gè)企業(yè)之前的區(qū)別也僅僅局限于企業(yè)標(biāo)志、服裝顏色等，并沒有針對某一行業(yè)結(jié)合其特點(diǎn)的設(shè)計(jì)。

2 連體工作服分類

連體工作服是指工作時(shí)穿著的一種上衣和褲子連接在一起的工作服裝。是針對一些特殊的作業(yè)環(huán)境和作業(yè)形式下需要特殊防護(hù)的工作人員而特別設(shè)計(jì)的一種工作服連體工作服是一種具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，利用獨(dú)特的設(shè)計(jì)原理，使得連體工作服具有很強(qiáng)的防護(hù)保護(hù)功能。穿著連體服工作服后減少了工作人員皮膚接觸有害物質(zhì)的空間。連體工作服一般都使用特種材質(zhì)的面料，例如防靜電、阻燃、耐磨、防油拒水等功能性的面料。連體工作服適合石油、電力、采礦、冶金、焊接、修理等行業(yè)的工作環(huán)境下穿著。

對連體工作服的分類是相對復(fù)雜的事情，沒有單一的分類可以清楚地概括所有的連體工作服類型。鑒于行業(yè)眾多、應(yīng)用廣泛，對連體工作服的定義經(jīng)常有所交叉，即使對于相同種類的連體工作服也經(jīng)常會提出不同的技術(shù)和防護(hù)等級要求。如果根據(jù)產(chǎn)品的最終用途來分類，連體工作服可以分為工業(yè)用、農(nóng)業(yè)用、軍用、民用、醫(yī)用等，進(jìn)一步可細(xì)分為阻燃連體工作服、化學(xué)品防護(hù)連體工作服、抗靜電連體工作服、多功能連體工作服、冷熱防護(hù)連體工作服以及軍用飛行連體工作服等。

2.1 阻燃連體工作服

消防工作中，各種形式的熱與火是最主要的危害。地標(biāo)火災(zāi)中的熱危害通常來自明火、爆炸、閃光、反向氣流的輻射熱或?qū)α鳠幔騺碜愿邿岜砻妗⒏邿嵛矬w的輻射熱等。對于諸如進(jìn)入著火房間之類的危險(xiǎn)環(huán)境，對防護(hù)裝備的最低要求是保證在整個(gè)作業(yè)時(shí)間內(nèi)能保護(hù)消防員，把熱應(yīng)力降至最低。因此，消防服應(yīng)該被設(shè)計(jì)成具有多重防護(hù)功能，其中最重要的是隔熱、阻燃以及防水，如圖6。

圖6 阻燃連體工作服

此外，消防服也應(yīng)該具有一定的防機(jī)械性傷害的功能（如割傷和擦傷）,并且還應(yīng)該具有一些防生化傷害功能。如今的設(shè)計(jì)趨勢是賦予消防服多重防護(hù)功能，并使其能應(yīng)對最惡劣的環(huán)境，這使得消防員在大多數(shù)工作場合都能得到非常好的保護(hù)。

2.2 化學(xué)品防護(hù)連體工作服

化學(xué)品防護(hù)連體工作服也稱防化服， 是防御有毒、有害化學(xué)品直接損害皮膚或經(jīng)皮膚吸收傷害人體的防護(hù)服， 屬于特殊作業(yè)防護(hù)服的一種。在石油、化工等涉及危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、使用、存儲、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)， 以及危險(xiǎn)化學(xué)品事件處置等過程中， 很多危險(xiǎn)化學(xué)品的氣體、蒸氣、液體、固體、粉塵等都可能對人員皮膚有傷害或通過皮膚對人員造成傷害。 化學(xué)防護(hù)服應(yīng)用廣泛， 是一種重要的個(gè)體防護(hù)裝備。按設(shè)計(jì)特征分類，可分為全封閉套裝、分體式套裝、軀干部位防護(hù)和五官防護(hù)；按性能特征分類，可分為液體隔離和液體、氣體隔離；按使用壽命分類，可分為用即棄、有限使用、可重復(fù)使用；按防護(hù)程度可分為：限次、中型和重型，見圖7、圖8。

圖7 一次性化學(xué)防護(hù)服

圖8 重型化學(xué)防護(hù)服

2.3 抗靜電防護(hù)服

普通的紡織材料非常容易積累靜電，特別是在干燥的環(huán)境下，靜電一旦產(chǎn)生便難以散去，且通常以沖擊和火花的形式耗散。如果處于易燃的環(huán)境中，會造成火災(zāi)，嚴(yán)重時(shí)可致傷亡事故的發(fā)生。此時(shí)，抗靜電連體工作服的應(yīng)用就顯得尤為重要，抗靜電連體工作服通常應(yīng)用與民用和非民用場合，其抗靜電原理是設(shè)法減少電阻或減少織物中靜電產(chǎn)生的機(jī)會，見圖9。通常，減少電阻的方法是在紗線中混入導(dǎo)電材料，以紗線作為導(dǎo)電材料或在纖維中添加導(dǎo)電材料（如金屬涂層）。同樣，也可以在織物中加入潤滑劑和表面處理劑、或進(jìn)行抗靜電整理來減少織物的靜電積聚。

圖9 無菌抗靜電連體工作服

2.4 多功能連體工作服

多功能連體工作服對于面料性能沒有硬性要求，但是對于沖擊防護(hù)和磨損防護(hù)有一定的要求，常常用于建筑、運(yùn)輸及個(gè)人防護(hù)方面，如圖10。工人受到危害種類及程度由其具體崗位類別、執(zhí)行任務(wù)、所處工作環(huán)境決定。根據(jù)美國勞工部的數(shù)據(jù)顯示，每年約有100萬的工人遭遇工傷，其中25%的工傷事故與手、手臂有關(guān)。因此，多功能連體工作服針對手肘、膝蓋、臀等部位進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，以最大限度降低使用者工作時(shí)遭受機(jī)械傷害。

圖10 多功能連體工作服

2.5 冷、熱防護(hù)連體工作服

人體依靠新陳代謝來維持體溫，通常人體感到比較舒適的溫度應(yīng)在28℃～30℃之間。夏季或高溫環(huán)境（石油、化工、消防等），人們希望熱氣更快地從體內(nèi)散發(fā)出去，且外部熱量無法進(jìn)入體內(nèi)，熱防護(hù)服要求具有阻燃性、拒液性、燃燒時(shí)無熔滴產(chǎn)生、遇熱時(shí)能夠保持服裝的完整性和穿著舒適性等特性，見圖11。冬天，尤其是極寒環(huán)境，如液氮、液氧、液氨場合、LNG加氣站等環(huán)境下，必須阻止體內(nèi)熱氣的流失，這就要求服裝能夠有效防御長時(shí)間低溫環(huán)境工作以及低溫氣體、液體的飛濺，且面料無變硬、變質(zhì)情況發(fā)生，見圖12。

圖11 熱防護(hù)服

圖12 冷防護(hù)服

2.6 軍用飛行連體工作服

軍事飛行員連體服，也叫作抗荷服，必須滿足特定的防護(hù)性能要求，這種要求與飛機(jī)類型以及飛行員所處的環(huán)境有關(guān)。軍人面對的戰(zhàn)場環(huán)境非常復(fù)雜，有些甚至處于極端溫度環(huán)境中。而飛行連體服特殊之處就在于其內(nèi)部安裝了氣囊，飛行員將氣囊和戰(zhàn)斗機(jī)自帶的氣泵鏈接在一起，在戰(zhàn)斗機(jī)要進(jìn)行過載飛行的時(shí)候，戰(zhàn)斗機(jī)的氣泵就會往飛行服的氣囊里面充氣從而控制飛行服內(nèi)部壓力，從而控制飛行員身體內(nèi)的血液流動速度，以達(dá)到緩解壓力的功效。在軍事題材電影《空天獵》中，男女主角穿著的正是我國自主研發(fā)的17式飛行服，見圖13。

圖13 17式飛行服

3 連體工作服的設(shè)計(jì)

連體工作服設(shè)計(jì)是為了保護(hù)作業(yè)人員在工作過程中，盡可能地免受傷害。使用安全、經(jīng)濟(jì)美觀、提高工效、身心保健是連體工作服的設(shè)計(jì)總則。

3.1 連體工作服設(shè)計(jì)的思路

3.1.1 連體工作服設(shè)計(jì)依賴于人機(jī)工程學(xué)

美國著名人體工效學(xué)專家和應(yīng)用心理學(xué)家查帕尼斯對這一學(xué)科的定義是：“在綜合各門有關(guān)人的科學(xué)成果的基礎(chǔ)上研究人的勞動活動的科學(xué)。”

連體工作服的人體工效學(xué)系統(tǒng)[2]涉及許多學(xué)科領(lǐng)域，但不是某一學(xué)科的全部運(yùn)用，而單個(gè)學(xué)科的相關(guān)部分重新構(gòu)成的新系統(tǒng)，見圖14。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)不同環(huán)境下的不同需求對某些學(xué)科的偏重點(diǎn)也會有所不同。

圖14 連體工作服人體工效學(xué)系統(tǒng)示意圖

3.1.2 連體工作服設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模式

人體工效學(xué)以人、機(jī)、環(huán)境為宏觀結(jié)構(gòu)，連體工作服設(shè)計(jì)是從服裝的角度為著裝作業(yè)提供工作條件。因此，研究時(shí)需要把服裝的因素單獨(dú)提出，作為新系統(tǒng)的要素，見圖15。

圖15 連體工作服研究對象

服裝指包括服裝的款式結(jié)構(gòu)、面料質(zhì)地、色彩搭配，還包括舒適性能、衛(wèi)生性能、防護(hù)性能、穿著性能和視覺性能等。

環(huán)境，包括自然環(huán)境（色彩、采光、聲音等）和社會環(huán)境（集體意識、心理環(huán)境、配合方式等）。

機(jī)指機(jī)械、機(jī)器等，一般泛指與作業(yè)人員發(fā)生直接關(guān)系的工具及設(shè)備。例如，作業(yè)人員的動作范圍、強(qiáng)度等，這都是設(shè)計(jì)連體工作服的重要依據(jù)。

人即指作業(yè)人員。

除此以外，連體工作服的外延包括作業(yè)人員隨身攜帶的一切配件，諸如鞋帽、手套、口罩、眼鏡等。

3.2 連體工作服的設(shè)計(jì)原則

為了方便設(shè)計(jì)、使用與管理，可以把連體工作服的設(shè)計(jì)原則可以分為三個(gè)部分進(jìn)行研究。

3.2.1 作業(yè)-人-舒適性

作業(yè)人員在作業(yè)時(shí)應(yīng)滿足作業(yè)動作的要求，減少動作阻力，最大限度減少疲勞，從而提高工作效率。穿著連體工作服滿足特定條件下的動作規(guī)范是工效方面的基本要求，具體的研究內(nèi)容應(yīng)包括：一、人體的生理特征；二、人體與連體工作服之間的關(guān)系，包括頸部與衣領(lǐng)的關(guān)系、軀干與大身的關(guān)系、上肢運(yùn)動與袖子的關(guān)系，下肢運(yùn)動與褲子的關(guān)系等。

連體工作服的設(shè)計(jì)，既要最大限度地使軀干和肢體活動自如，減少牽制、降低疲勞，又要盡可能地造型美觀。

3.2.2 防護(hù)-人-防護(hù)性

美國安全管理工程師海因里希提出過一個(gè)傷亡事故發(fā)生的規(guī)律，即所謂“海因里希法則”[3]。他對50萬件跌倒事件作了統(tǒng)計(jì)分析之后確認(rèn)，重傷事故∶輕傷事故∶無傷事故＝1∶29∶300。這一法則所解釋的道理：一是不同工程的事故概率分布不同；二是一個(gè)事故的后果所產(chǎn)生的損失大小或損失種類由偶然性決定；三是反復(fù)發(fā)生的同類事故常常并不一定產(chǎn)生相同的傷害。

海因里希法則對連體工作服設(shè)計(jì)的意義在于：防護(hù)目標(biāo)及重點(diǎn)是以無傷事故開始的，即放緩與事故潛在的初始狀態(tài)，一切可能的潛在傷害因素都應(yīng)最大限度地通過設(shè)計(jì)來防護(hù)。每一個(gè)服裝構(gòu)成要素都要對防護(hù)有一個(gè)目標(biāo)指向，否則可能會發(fā)生海因里希式的“連鎖反應(yīng)”。例如，服裝結(jié)構(gòu)不合理會使運(yùn)動受阻，色彩不合理會造成識別失誤等。如果連體工作服設(shè)計(jì)不合理，也會成為導(dǎo)致事故或傷害的相關(guān)因素之一。

圖16 海因里希法則

3.2.3 造型-標(biāo)志-美學(xué)性

連體工作服的美學(xué)性包括其款式造型和色彩的視覺效果。款式造型主要涉及3個(gè)方面：輪廓、分割、細(xì)節(jié)。輪廓主要表現(xiàn)服裝整體效果；分割則與色彩相結(jié)合，通過不同的分割和色彩搭配來體現(xiàn)不同的服裝風(fēng)格；細(xì)節(jié)指的是局部設(shè)計(jì)，如領(lǐng)型、袖型、口袋等，具備功能性的同時(shí)，達(dá)到豐富視覺的目的。

色彩在連體工作服設(shè)計(jì)中的作用，主要表現(xiàn)在生理作用和心理作用兩大方面。色彩的生理作用取決于色彩的吸熱域反射等熱作用。色彩的心理作用則是色彩的警示特征，具有特殊波長的色彩或與環(huán)境色具有高度反差的色彩以達(dá)到引起人們高度注意的目的，從而實(shí)現(xiàn)對其生命安全的保護(hù)功能。

4 結(jié)語

連體工作服歷史悠久，在過去的幾十年里，連體工作服的發(fā)展有了很大改善。從使用具有一定防護(hù)性能的普通服裝，到使用先進(jìn)的現(xiàn)代材料和制造技術(shù)設(shè)計(jì)復(fù)雜的多功能防護(hù)系統(tǒng)，還需要很長的過程。

連體工作服屬于防護(hù)服裝的一種，是在專業(yè)環(huán)境和其他環(huán)境中為人們提供安全防護(hù)的設(shè)備。達(dá)到安全防護(hù)的作用需要從兩個(gè)層面思考:首先,工作流程、設(shè)備和產(chǎn)品是安全的,這意味著工周圍環(huán)境中沒有對工作人員主動產(chǎn)生傷害的隱患。第二，人們不得不接近危險(xiǎn)的環(huán)境，他們必須得到防護(hù)設(shè)備的保護(hù)。從這個(gè)兩個(gè)層面我們可以看到，使用防護(hù)服雖然不是安全措施的首選。然而，它仍然是一個(gè)非常重要的安全措施。

相較于日常服裝的防護(hù)性能，特殊環(huán)境下的防護(hù)服裝的具體要求有很大的差異，因此設(shè)計(jì)一種特定的防護(hù)服裝需要大量的研究以及不同的技術(shù)，如納米技術(shù)、工程技術(shù)、智能技術(shù)和具有特殊性能的紡織品等。在防護(hù)服領(lǐng)域工作的設(shè)計(jì)師必須善于發(fā)現(xiàn)新的材料，并提出相關(guān)解決方案，進(jìn)行綜合的科學(xué)創(chuàng)新。