新假體法檢測(cè)服裝保暖性能及應(yīng)用實(shí)例

1 引言

隨著生活水平提高，人們對(duì)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(huán)境中生活和工作，羽絨服是保證人體舒適的必要裝備。因?yàn)槿梭w是一個(gè)非常有效的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，讓人體中心溫度大致保持在相對(duì)恒定的37oC[1]。但當(dāng)人體長(zhǎng)時(shí)間暴露于低溫環(huán)境下，體內(nèi)產(chǎn)生的熱量通常無法補(bǔ)償其散熱量，導(dǎo)致人體熱平衡被打破，出現(xiàn)低體溫、凍傷，甚至是死亡的風(fēng)險(xiǎn)[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(chǎn)生的熱量。不然服裝不夠保暖或過于保暖，都會(huì)使人體感到不適[3]。因此，服裝的保暖性能能否真實(shí)地反映其實(shí)際應(yīng)用的保暖狀態(tài)是非常重要的。

暖體假人作為模擬人體、服裝與環(huán)境之間熱濕交換的一種先進(jìn)儀器設(shè)備, 因其具有較高的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于服裝保暖性（克羅值）的測(cè)量和熱濕舒適性的評(píng)估[4-5]。但現(xiàn)行的“暖體假人”和“出汗假人”的儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴、尺寸規(guī)格單一，不能適應(yīng)款式多變、號(hào)型分布較廣的市場(chǎng)銷售服裝，而且對(duì)于寬松類型的服裝，由于與儀器裸體間會(huì)有明顯空隙，形成“風(fēng)洞效應(yīng)”[6]，導(dǎo)致其真實(shí)穿著時(shí)的保溫效果差異很大，測(cè)試結(jié)果不具有對(duì)比性。此外，現(xiàn)行的暖體假人標(biāo)準(zhǔn)只適用于測(cè)試成套服裝的保暖性，對(duì)于單件衣服保暖性測(cè)試并不適用。由于以上問題的存在，使得暖體假人的應(yīng)用價(jià)值不高。

因此，廣檢集團(tuán)編制了《服裝保溫性能測(cè)定 假體法》，作為服裝保暖性能的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，該標(biāo)準(zhǔn)是采用一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、適用性較廣的服裝保暖性測(cè)試儀器和測(cè)試技術(shù)，并通過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境、著裝方式和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)衣而建立的服裝保暖性能測(cè)試方法。本文對(duì)新假體法在羽絨服裝中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行詳細(xì)分析。

2 《服裝保溫性能測(cè)定 假體法》標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

該標(biāo)準(zhǔn)在假人體技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合人們實(shí)際生活穿著情況，更加合理和真實(shí)地體現(xiàn)服裝的保暖性能的測(cè)試方法。目前，該方法適用于各種成人上衣的保暖性能測(cè)試，其原理主要就是在環(huán)境穩(wěn)定的條件下，先客觀模擬人體正常穿衣狀態(tài)下的人體—服裝—環(huán)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(dāng)整個(gè)假人和服裝系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，正式進(jìn)入測(cè)量階段。根據(jù)測(cè)量階段假體皮膚表面溫度與環(huán)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(jīng)過相應(yīng)的公式計(jì)算，從而得出測(cè)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(shù)據(jù)的可靠性和真實(shí)性，該方法中的簡(jiǎn)易假體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體以下幾個(gè)生理特性的模擬：(1) 人體的代謝產(chǎn)熱；(2) 人體從體內(nèi)到皮膚表面的傳熱特征 ；(3) 人體表面的溫度分布；(4) 蒸發(fā)散熱；(5) 體型和尺寸；(6) 姿勢(shì)；(7) 能定量化地測(cè)評(píng)各類型服裝 (如單衣、套裝) 的熱力學(xué)性能，并自動(dòng)計(jì)算出熱力學(xué)性能指標(biāo)。除此之外，對(duì)于試驗(yàn)中各個(gè)影響參數(shù)，如環(huán)境傳感器與假體的距離、假人皮膚溫度、著裝方式、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)衣、測(cè)試時(shí)間、測(cè)試環(huán)境溫濕度等，也都是經(jīng)過一定的預(yù)試驗(yàn)和優(yōu)化確定。

其中著裝方式和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)衣是該標(biāo)準(zhǔn)的新穎之處，如表1所示。

表1 測(cè)試春秋冬季外套所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)衣

由于該方法標(biāo)準(zhǔn)可以通過規(guī)定著裝方式和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)衣能有效地減少由于服裝與測(cè)試儀器之間的空隙而產(chǎn)生“風(fēng)洞效應(yīng)”對(duì)保暖性能的影響，并且可以通過合理的搭配著裝方式和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)衣，使測(cè)試過程更加接近真實(shí)使用中的穿著狀態(tài)。同時(shí)也使得不同測(cè)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(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)相比，該標(biāo)準(zhǔn)通過結(jié)合服裝實(shí)際使用情況，采用服裝套裝組合方式進(jìn)行測(cè)試，并合理搭配使測(cè)試時(shí)組合著裝與真實(shí)使用中的著裝狀態(tài)接近，可以保證測(cè)試時(shí)服裝的保溫性或熱阻值能體現(xiàn)其使用時(shí)的實(shí)際性能。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

由前所述，現(xiàn)行的“暖體假人”和“出汗假人”應(yīng)用價(jià)值不高的原因主要是成本相對(duì)高，組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)也不能滿足各式各樣款型的市場(chǎng)銷售服裝。而且由于儀器和服裝之間的空隙還可能形成“風(fēng)洞效應(yīng)”，從而影響其真實(shí)穿著時(shí)的保溫效果。而本文介紹的新假體法不僅成本相對(duì)較低，而且其儀器檢測(cè)結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，同時(shí)也能檢測(cè)各種不同款型的市場(chǎng)銷售服裝。更重要的是，新假體法中的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)衣，避免了儀器與測(cè)試服裝之間的空隙而形成的“風(fēng)洞效應(yīng)”，保證了測(cè)試服裝的保暖效果具有真實(shí)性。

為了能更好地得到服裝市場(chǎng)及檢測(cè)行業(yè)的認(rèn)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(duì)知名品牌不同款型的秋冬季服裝進(jìn)行了測(cè)試分析。測(cè)試結(jié)果如下：

例1：某品牌冬季新品休閑連帽短款青年時(shí)尚厚款羽絨外套，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求分類為有填充物的冬季外套，因此，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試內(nèi)衣的選擇為棉毛衫+厚羊毛衫。其測(cè)試結(jié)果：羽絨外套熱阻為0.405m2·K/W，并通過公式計(jì)算得出其克羅值為2.61clo，最后依據(jù)其克羅值評(píng)價(jià)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(lǐng)休閑男士羽絨服短款，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求分為有填充物的冬季外套，其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試內(nèi)衣同樣選擇為棉毛衫+厚羊毛衫。其測(cè)試結(jié)果：羽絨外套熱阻為0.294m2·K/W，由公式計(jì)算可知其克羅值為1.90clo，按照其克羅值評(píng)價(jià)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(shí)尚立領(lǐng)短款保暖茄克衫，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求分為無填充物的直筒形秋季外套，其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試內(nèi)衣應(yīng)當(dāng)為棉毛衫。其對(duì)應(yīng)測(cè)試結(jié)果：茄克衫熱阻為0.253m2·K/W，根據(jù)公式計(jì)算可知其克羅值為1.63clo，按照其克羅值評(píng)價(jià)其服裝的推薦使用溫度為≤0℃。

由上述3個(gè)實(shí)例分析可知，新假體法能滿足大多數(shù)市場(chǎng)上各種款型的服裝保暖性能的測(cè)試，不同的服裝外套測(cè)試時(shí)都是對(duì)應(yīng)選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試內(nèi)衣，能檢測(cè)單件上衣外套的保暖性能。另外，不同服裝的測(cè)試數(shù)據(jù)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(fèi)者在選擇不同保暖效果的服裝時(shí)提供了重要又直觀的參考依據(jù)，讓消費(fèi)者們都能知道如何去選擇那些適合時(shí)節(jié)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(cè)中具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)論

《服裝保溫性能測(cè)定 假體法》標(biāo)準(zhǔn)在假體技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過建立著裝方式和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)衣的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，不僅可以對(duì)市場(chǎng)上大多數(shù)不同款型的成衣進(jìn)行檢測(cè)，而且還能有效地避免“風(fēng)洞效應(yīng)”對(duì)服裝保暖性能檢測(cè)的影響，從而保證了測(cè)試時(shí)服裝的保溫性或熱阻值能反映其實(shí)際使用時(shí)的保暖性能。通過實(shí)例分析，該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法在服裝的保暖性能檢測(cè)中具有非常重要的作用和很好的應(yīng)用前景。