新假體法檢測服裝保暖性能及應用實例

1 引言

隨著生活水平提高，人們對紡織服裝的舒適性和功能性的要求也越來越高，特別是羽絨服。在寒冷環境中生活和工作，羽絨服是保證人體舒適的必要裝備。因為人體是一個非常有效的溫度調節系統，讓人體中心溫度大致保持在相對恒定的37oC[1]。但當人體長時間暴露于低溫環境下，體內產生的熱量通常無法補償其散熱量，導致人體熱平衡被打破，出現低體溫、凍傷，甚至是死亡的風險[2]。為了維持人體熱量平衡，服裝保暖性能需要平衡人體正常新陳代謝產生的熱量。不然服裝不夠保暖或過于保暖，都會使人體感到不適[3]。因此，服裝的保暖性能能否真實地反映其實際應用的保暖狀態是非常重要的。

暖體假人作為模擬人體、服裝與環境之間熱濕交換的一種先進儀器設備, 因其具有較高的準確性和重現性，已經被廣泛地應用于服裝保暖性（克羅值）的測量和熱濕舒適性的評估[4-5]。但現行的“暖體假人”和“出汗假人”的儀器結構復雜、價格昂貴、尺寸規格單一，不能適應款式多變、號型分布較廣的市場銷售服裝，而且對于寬松類型的服裝，由于與儀器裸體間會有明顯空隙，形成“風洞效應”[6]，導致其真實穿著時的保溫效果差異很大，測試結果不具有對比性。此外，現行的暖體假人標準只適用于測試成套服裝的保暖性，對于單件衣服保暖性測試并不適用。由于以上問題的存在，使得暖體假人的應用價值不高。

因此，廣檢集團編制了《服裝保溫性能測定 假體法》，作為服裝保暖性能的標準測試方法，該標準是采用一套結構簡單、成本較低、適用性較廣的服裝保暖性測試儀器和測試技術，并通過規定標準測試環境、著裝方式和標準內衣而建立的服裝保暖性能測試方法。本文對新假體法在羽絨服裝中的應用價值進行詳細分析。

2 《服裝保溫性能測定 假體法》標準簡介

該標準在假人體技術的基礎上，結合人們實際生活穿著情況，更加合理和真實地體現服裝的保暖性能的測試方法。目前，該方法適用于各種成人上衣的保暖性能測試，其原理主要就是在環境穩定的條件下，先客觀模擬人體正常穿衣狀態下的人體—服裝—環境之間的熱交換過程，并使假人表面的溫度維持在35℃左右。當整個假人和服裝系統達到穩定狀態后，正式進入測量階段。根據測量階段假體皮膚表面溫度與環境溫度間的溫差及維持假體溫度恒定所需要的單位面積供熱量，經過相應的公式計算，從而得出測試服裝的熱阻、克羅值以及推薦使用溫度。

為了提高服裝保暖性能數據的可靠性和真實性，該方法中的簡易假體系統實現了對人體以下幾個生理特性的模擬：(1) 人體的代謝產熱；(2) 人體從體內到皮膚表面的傳熱特征 ；(3) 人體表面的溫度分布；(4) 蒸發散熱；(5) 體型和尺寸；(6) 姿勢；(7) 能定量化地測評各類型服裝 (如單衣、套裝) 的熱力學性能，并自動計算出熱力學性能指標。除此之外，對于試驗中各個影響參數，如環境傳感器與假體的距離、假人皮膚溫度、著裝方式、標準內衣、測試時間、測試環境溫濕度等，也都是經過一定的預試驗和優化確定。

其中著裝方式和標準內衣是該標準的新穎之處，如表1所示。

表1 測試春秋冬季外套所對應的標準內衣

由于該方法標準可以通過規定著裝方式和標準內衣能有效地減少由于服裝與測試儀器之間的空隙而產生“風洞效應”對保暖性能的影響，并且可以通過合理的搭配著裝方式和標準內衣，使測試過程更加接近真實使用中的穿著狀態。同時也使得不同測試服裝之間的保暖性能也具有可比性。因此，與其他保暖性能測試方法標準相比，該標準通過結合服裝實際使用情況，采用服裝套裝組合方式進行測試，并合理搭配使測試時組合著裝與真實使用中的著裝狀態接近，可以保證測試時服裝的保溫性或熱阻值能體現其使用時的實際性能。

3 應用實例分析

由前所述，現行的“暖體假人”和“出汗假人”應用價值不高的原因主要是成本相對高，組成結構復雜，同時也不能滿足各式各樣款型的市場銷售服裝。而且由于儀器和服裝之間的空隙還可能形成“風洞效應”，從而影響其真實穿著時的保溫效果。而本文介紹的新假體法不僅成本相對較低，而且其儀器檢測結構也比較簡單，同時也能檢測各種不同款型的市場銷售服裝。更重要的是，新假體法中的規定標準內衣，避免了儀器與測試服裝之間的空隙而形成的“風洞效應”，保證了測試服裝的保暖效果具有真實性。

為了能更好地得到服裝市場及檢測行業的認可和推廣，我們與某些知名服裝品牌合作，分別采用新假體法對知名品牌不同款型的秋冬季服裝進行了測試分析。測試結果如下：

例1：某品牌冬季新品休閑連帽短款青年時尚厚款羽絨外套，根據標準要求分類為有填充物的冬季外套，因此，標準測試內衣的選擇為棉毛衫+厚羊毛衫。其測試結果：羽絨外套熱阻為0.405m2·K/W，并通過公式計算得出其克羅值為2.61clo，最后依據其克羅值評價其服裝的推薦使用溫度為≤-25℃。

例2：某品牌輕薄秋冬新款外套修身立領休閑男士羽絨服短款，根據標準要求分為有填充物的冬季外套，其標準測試內衣同樣選擇為棉毛衫+厚羊毛衫。其測試結果：羽絨外套熱阻為0.294m2·K/W，由公式計算可知其克羅值為1.90clo，按照其克羅值評價其服裝的推薦使用溫度為≤-5℃。

例3：某品牌秋季新款青年男士時尚立領短款保暖茄克衫，根據標準要求分為無填充物的直筒形秋季外套，其標準測試內衣應當為棉毛衫。其對應測試結果：茄克衫熱阻為0.253m2·K/W，根據公式計算可知其克羅值為1.63clo，按照其克羅值評價其服裝的推薦使用溫度為≤0℃。

由上述3個實例分析可知，新假體法能滿足大多數市場上各種款型的服裝保暖性能的測試，不同的服裝外套測試時都是對應選擇不同的標準測試內衣，能檢測單件上衣外套的保暖性能。另外，不同服裝的測試數據之間也存在一定的可比性。而其推薦使用溫度更是為廣大消費者在選擇不同保暖效果的服裝時提供了重要又直觀的參考依據，讓消費者們都能知道如何去選擇那些適合時節穿著的服裝。因此，新假體法在羽絨外套服裝的保暖性能檢測中具有十分重要的應用價值。

4 結論

《服裝保溫性能測定 假體法》標準在假體技術的基礎上，通過建立著裝方式和標準內衣的規范標準，不僅可以對市場上大多數不同款型的成衣進行檢測，而且還能有效地避免“風洞效應”對服裝保暖性能檢測的影響，從而保證了測試時服裝的保溫性或熱阻值能反映其實際使用時的保暖性能。通過實例分析，該標準測試方法在服裝的保暖性能檢測中具有非常重要的作用和很好的應用前景。