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服装热湿舒适性评价与研究随着人们对生活品质要求的提高，人们对服装的舒适性也越来越重视。
热湿舒适性作为衡量服装舒适性的重要指标之一，对于人们在不同环境下穿着服装时的舒适感受具有重要影响。
热湿舒适性是指人体在穿着服装的情况下，面对不同的环境温度、湿度等因素，能否保持体温平衡，并保持相对干燥的感觉。
对于服装的热湿舒适性评价与研究，既包括了对服装材料本身热湿透湿性能的研究，也包括了对人体穿着服装后的热湿适应能力的研究。
在对服装材料热湿透湿性能的研究中，一方面需要考虑材料的透湿性能，即材料对水蒸气的传输能力。
透湿性能好的材料能够快速将人体排出的汗水转移到外界环境中，保持人体相对干燥的感觉。
另一方面，还需要考虑材料的热传导性能，即材料对热能的传导能力。
热传导性能好的材料能够有效地将人体产生的热量转移到外界环境，保持人体的体温平衡。
在对人体穿着服装后的热湿适应能力的研究中，一方面需要考虑人体的热感受，即人体在不同环境条件下的热感觉。
人体会根据周围环境的温度、湿度等因素，调节自身的热产生和散热，以保持体温平衡。
另一方面，还需要考虑人体的湿感受，即人体在不同湿度条件下的湿感觉。
人体会根据周围环境的湿度，调节汗液的分泌和蒸发，以保持相对干燥的感觉。
通过对服装热湿舒适性的评价与研究，可以为服装设计与生产提供科学依据。
一方面，可以帮助设计师选择适合不同环境条件下穿着的材料，以提高服装的热湿透湿性能。
另一方面，可以帮助设计师优化服装的结构设计，以提高人体穿着服装后的热湿适应能力。
综上所述，服装热湿舒适性评价与研究对于提高人们穿着服装的舒适感受具有重要意义。
通过对服装材料热湿透湿性能和人体热湿适应能力的研究，可以为服装设计与生产提供科学依据，提高服装的热湿舒适性，满足人们对舒适性的需求。
服装舒适性调查报告关于G2000品牌服装舒适性的调查调查品牌：G2000 （无锡百盛）调查时间：1020年11月14日调查人：。
G2000品牌市场定位为时尚潮流的男仕及女仕职业装，其风格年轻而深沉，在白领的精致品位中加入了一点反叛色彩。
以下我将从运动舒适性、触觉舒适性、热湿舒适性等方面分析G2000某些款式服装的舒适性能。
服装的舒适性能是指服装这种客观物质在生产、选择、穿着过程中，满足人们生理和心理需要，从而产生舒适感觉的特性。
1，热湿舒适性热舒适性能主要是衡量服装保护体温的保暖性和散发体内热量的散热性，保持人体热量平衡。
通过不同机制影响热舒适环境的因素很多，如人体心理、生理因素，劳动强度、劳动时间、环境因素(空气温度、湿度、气流速度、辐射热强度)、服装因素(保温程度、透湿性能)等。
1.1面料成分比热容J/(g·℃) 导热系数W/(m (℃) 公定回潮率%羊毛 1.36 0.052—0.055 15.0粘胶纤维 1.26—1.36 0.055—0.071 13.0涤纶 1.34 0.084 0.4 G2000的面料成分为65%羊毛.、30%粘胶纤维和5%聚酯纤维（涤纶），为针织服装，里料100%涤纶。
导热系数越小，表示材料的导热性能越差，保暖性能好。
由上表可知，相对其他纤维面料，羊毛和粘胶纤维的导热系数较小，比热容较小，所以这种混纺面料保暖性能总体良好。
关于吸湿性，公定回潮率越高，吸湿性能越好，羊毛和粘胶纤维的公定回潮率较高，总体来讲，这种混纺面料的吸湿性较强，但是放湿过程缓慢，透湿性不佳。
里料涤纶，表面光滑，内部分子排列紧密，分子间缺少亲水结构，因此回潮率很小，吸湿性能差，作为里料穿着有闷热感，1.2款式结构G2000西装颜色基本是黑色系列，深色材料反光小、吸热多，适合秋冬季，女装为单排扣西服套装，两粒纽扣，属于流行的款式。
男装为黑色暗竖纹西服（双扣带西裤），后面侧开双叉，整体效果笔挺。
针织运动面料热湿舒适性的测试随着人们对健康意识和运动意愿的不断提高，运动衣服已成为现代人衣柜中不可缺少的一部分。
针织运动面料作为其中的一个重要领域，其热湿舒适性是人们关注的一个方面。
本文将介绍针织运动面料热湿舒适性的测试方法及其意义。
一、热湿舒适性的定义和重要性热湿舒适是指人体在环境温湿度条件下感到的舒适程度。
人体汗液的蒸发是人体降温的主要方式，而穿着服装则会对汗液的蒸发有着一定的影响。
因此，衣服的热湿舒适性直接影响着穿着者的舒适度和运动效果。
在不同的环境条件和不同的运动强度下，衣服热湿舒适性的表现也不尽相同。
因此，对针织运动面料的热湿舒适性进行测试具有重要的意义。
二、针织运动面料热湿舒适性测试的方法1. 热湿度传感器测试法这是一种通过测量人体周围空气的温湿度和人体表面温度湿度来评估衣服热湿舒适性的方法。
测试时需要将传感器安装在模拟人体的模型中，然后将模型穿上要测试的衣服进行测试。
这种方法测试结果较为真实可信，但需要专业设备和高昂的成本。
2. 人体生理测试法人体生理测试法是通过测量穿着者的皮肤温度、皮肤湿度、心率、呼吸等参数来评估衣服热湿舒适性的方法。
测试时需要让测试对象穿上要测试的衣服进行各种体制活动，然后使用专业仪器记录测试数据。
这种方法需要在实验室或者特定的环境中进行测试，测试成本相对较高。
3. 反应模型测试法反应模型测试法是一种简单快捷的测试方法，其原理是通过模拟人体的汗液排出行为来评估衣服的吸湿性和透湿性能。
测试时需要将衣服平铺在平整的工作台上，然后使用具有特定压力的吸水纸条在衣服表面压制，记录吸水时间和吸水量。
接着将带有汗液的试纸放入衣服内部，记录相对湿度和水份传递速率。
这种方法测试成本低，易于操作。
三、针织运动面料热湿舒适性测试的意义针织运动面料的热湿舒适性是评估一款运动服装的重要指标之一。
测试的结果可以指导面料的生产和设计，以提高其热湿舒适性能。
此外，测试结果还可以为针织运动面料生产厂商制定销售策略提供依据，让客户更好地了解产品特点，提高客户满意度。
研究与技术丝绸JOURNAL OF SILK着装人体热应激评估中热生理模型的研究进展Research progress on thermo-physiological models in the assessment of thermal stress in dressed human bodies刘冰清a ,王中昱a ,王云仪a ,b(东华大学a.服装与艺术设计学院;b.现代服装设计与技术教育部重点实验室,上海200051)摘要:在消防及工业场景中,穿戴防护服的作业人员于高温热环境下工作,可能面临体温升高㊁脱水㊁疲劳及中暑等热应激问题㊂相较于真人实验㊁假人测试及热应力预测模型,热生理模型具有建模灵活㊁预测稳定等优势,已被广泛应用于高温环境中的热应激评估㊂文章从人体建模仿真㊁人体环境传热模型和服装传热模拟三个方面,归纳了热生理模型评估的影响因素,并展望了未来研究的发展方向㊂首先,结合生理学㊁神经科学等领域的研究,以提高高温环境下人体热调节模拟的准确性;其次,整合动态传热系数于人体与环境传热模型,克服模型区段差异和高温热传递模拟的挑战;最后,进一步细化服装模型,并加强与热生理模型的结合㊂关键词:热生理模型;防护服;人体安全评估;热应激;体温调节中图分类号:TS 941.16㊀㊀㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀㊀㊀文章编号:10017003(2024)05006909DOI :10.3969/j.issn.1001-7003.2024.05.009收稿日期:20230930;修回日期:20240402基金项目:中央高校基本科研业务费专项基金项目(2232023G-08);上海市科学技术委员会 科技创新行动计划 一带一路 国际合作项目(21130750100)作者简介:刘冰清(1999),女,硕士研究生,研究方向为服装舒适性与功能服装㊂通信作者:王云仪,教授,wangyunyi @ ㊂㊀㊀在工业作业和消防救援过程中,作业人员经常面临外界高温㊁烈火㊁强辐射及蒸汽等极端环境的威胁[1],同时负担高强度的工作任务㊂他们穿戴的隔热防护装备,虽具有良好的隔热性能,但其有限的蒸汽渗透性制约了热湿传递,使得人体内部的代谢产热难以充分散失,从而增加作业人员生理负担的压力,导致体温失衡[2]㊂在高负荷工作㊁防护服和极端热环境的综合作用下,作业人员将产生一系列热应激反应,可能威胁人的生命安全[3]㊂热应激评估不仅能确定作业环境中潜在的热风险和不适情况,有助于及时调整各项环境参数如温度㊁湿度㊁通风控制等,以提供更舒适和安全的工作环境;同时,热应激可能会导致作业人员出现疲劳㊁注意力分散和工作效率降低等问题[4],通过评估安全状态并采取相应的措施,可以提高作业人员的舒适性和工作效率,进而提高整体生产力㊂然而,现有的评估方法存在一些局限性:真人实验成本高且存在安全风险;假人测试难以实现环境的动态响应;而现有的热应力预测模型更适用于稳态热环境[5],面对复杂热环境时评估能力不足,这些问题凸显了更为精细㊁全面的热应激评估工具的重要性㊂因此,热生理模型的开发和应用成为高温环境下人体热应激评估领域的重要研究方向㊂本文分析了热生理模型相对实验研究方法的优势,重点讨论了影响模型评估的关键因素,为后续热生理模型的建模方法优化及预测精度提升的深入研究提供路径参考,以期促进热环境下着装人体热应激评估技术的发展,以及进一步建立个体防护策略,保障作业人员的健康与安全㊂1㊀着装人体热应激的评估方法在评估高温环境下着装人体的热应激反应时,学者们主要从实验研究与模型预测的角度展开研究,分析人体生理参数的变化,并结合生理指标的安全阈值,确定最大工作时间,进而判断热环境下人体的安全状态㊂1.1㊀实验研究实验研究在热应激评估中处于关键的地位,通过实验评估高温环境下着装人体热应激时,可以采用真人实验和假人测试两种方法㊂1.1.1㊀真人实验真人实验通常在环境参数可控的人工气候舱内进行,受试者穿着各类防护装备进行体力劳动,通过对生理指标的实时监测,跟踪人体安全状态的变化㊂一些研究直接测取人体96Vol.61㊀No.5Research progress on thermo-physiological models in the assessment of thermal stress in dressed human bodies热生理指标进行热应激评估㊂其中,有学者探究了人体各项生理指标的影响机制,如Kim 等[6]设置两种实验条件,通过分析消防员核心温度和皮肤温度的变化,研究不同环境参数㊁劳动强度对人体热生理反应的影响;Marszałek 等[7]与Furma ski 等[8]从面料配置㊁服装搭配等角度,探究消防员在不同劳动强度下的热应激状态,旨在明确防护服设计对于改善热应激的贡献㊂另有学者针对人体的生理耐受极限展开研究,如Derrick 等[9]针对矿井工人面临的热环境的威胁,在实地环境下直接记录矿工的核心体温㊁心率㊁体液消耗等生理指标的变化,研究人体热耐受极限㊂此外,有学者在测取生理指标的基础上,记录了热环境下人体的主观评价指标,如Heus 等[10]记录了人体在热环境中的生理反应,同时获取消防员在低辐射环境下对热感觉㊁舒适感㊁疼痛感和劳累感的主观评分,研究人体辐射暴露的最高时限㊂这些方法能够全面地了解和评估人体在高温环境中的热应激状态和生理反应,但个体间在主观感知的显著差异可能会影响研究结果的统一性㊂在真人实验中,研究人员能够直观地测取人体生理参数及主观感知的动态变化,获取真实的环境与着装对人体生理反应的影响㊂但真人实验通常成本较高,易受到个体差异的影响,且极端热暴露环境可能威胁到受试者的健康与安全,这也推动了替代性假人设备的研发㊂1.1.2㊀假人测试美国海军研制了第一个单段式铜质假人,此后假人模型的发展经历了三次革命,逐步具备发热㊁出汗㊁行走等功能,可用于极端热环境下人体热应激的评估[11]㊂假人测试即将暖体假人㊁燃烧假人放置在模拟闪火㊁热辐射或高温的实验环境中,通过监测假人的各项指标,评估着装人体的热应激水平㊂部分研究将假人测试数据直接作为评估的指标,分析环境㊁防护服装㊁人体运动等因素对人体的影响,如Fu 等[12]利用出汗暖体假人,研究了水分和辐射热传递对于防护服性能的综合影响,量化了人体出汗引起的热损失和辐射热源造成的热增益;Guan 等[13]通过设定假人的步速和排汗率,量化了服装尺寸㊁步行速度和排汗量对着装人体蒸发散热的综合影响,但假人测试指标无法直接反应人体的生理状态㊂此外,有研究将假人测试与真人实验结合进行综合评估㊂Fontana 等[14]将出汗躯干假人测得不同防护服的热性能差异,结合真人实验进一步评估热辐射环境下不同防护服对人体热生理反应的影响,相比于直接使用假人测得的数据,该方法能够更全面反映真人在实际环境中的复杂生理反应,从而提供更准确和实用的评估结果㊂虽然假人测试具有重复性高㊁实验结果稳定等优点,然而现有假人虽然能够设定体温与出汗量,但在面对高温环境时并不具备生理调节功能,无法实现对环境的动态反应,因此在一定程度上限制了假人在人体安全研究领域的应用㊂1.2㊀模型预测相较于实验研究,基于经验数据或者热生理学建立的预测模型,能够模拟复杂的问题,在规避潜在危险性的同时,能够提供更灵活且全面的评估结果㊂常见的模型包括热应力预测模型㊁人体热生理模型㊂1.2.1㊀热应力预测模型人体热应力的预测有助于确定人体在热环境下的潜在风险和危害程度,评估人体的热应激水平㊂近年来,先后有学者提出了多种适用于高温环境下热应力预测的指标与模型,如热应力指数HSI (Heat stress index ),湿球黑球温度WBGT (The wet bulb globe temperature )指数及预测热应激模型PHS (Predicted heat strain )等㊂其中,HSI 基于人体热平衡方程提出,由热环境下人体所需蒸发散热量与环境最大蒸发散热量的百分比计算,但这种评估方式并不适用于高热应力环境,且复杂的计算方式限制了它的应用[15];WBGT 是一种相对简单且易于测量的综合指标,它考虑了环境的湿度㊁温度㊁辐射和风速等因素,但未考虑人体及服装对热应力的影响[16];综合了环境参数㊁服装参数和人体热响应开发的PHS 模型,其核心依据是人体热平衡方程,可以用来预测稳态高温环境下着装人体的核心温度和失水量㊂PHS 模型虽然考虑了环境和服装参数,但它将人体视为一个整体,在人体局部热反应的预测上不够精确,且在模拟动态环境变化(如温度㊁湿度的快速变化)或者人体活动变化(如从休息到剧烈运动)时存在局限性㊂一些研究还发现模型在高温环境中对热防护服的预测偏差超出了可接受范围[17]㊂上述热应力预测的指标与模型主要适用于稳态热环境的评估,但作业人员通常面临较为复杂的热环境,受到温湿度波动㊁不均匀热辐射等因素的影响,因此需要更为精细的评估工具㊂1.2.2㊀人体热生理模型基于热生理模型进行人体热应激评估时(图1),首先需要收集防护服㊁环境和穿着人体的生理数据,作为模型的输入参数;其次,建立热生理模型,模拟人体内部及人体服装环境之间的传热,同时模拟人体的热生理调节机制;再次,基于模型的预测结果(输出参数),可以评估穿着者在不同条件下的热应激情况,包括评估体温上升速率㊁出汗量㊁心率变化等生理响应指标,以确定是否存在热应激风险㊂相较于PHS 模型,多数人体热生理模型能够应用于瞬态不均匀热环境的评价分析㊂7第61卷㊀第5期着装人体热应激评估中热生理模型的研究进展图1㊀基于热生理模型的着装人体热应激评估Fig.1㊀Thermal stress assessment of dressed human body based on thermo-physiological models㊀㊀美国航天局NASA 和军队研发热生理模型的最初目的,就是为了评估极端热环境对人体生理指标的影响㊂随着时间的推移,热生理模型从将人体视为整体的单节点模型,到分层分块的二节点㊁多节点模型,再发展为将人体划分为多个元素,具有更高空间精度的多元模型,生理结构刻画得愈发精细,涉及人体的热调节机制的主控系统也愈发复杂㊂近年来,通过增加局部热调节特征㊁改进血液循环系统㊁考虑服装的传热传质过程,以及模型的个性化定制,进一步改进了人体热调节模型㊂这将有利于更好地理解与预测人体在冷㊁热环境下的生理反应,并为相关人员的作业安全和紧急救援提供更准确的指导㊂高温环境下着装人体热应激评估综合了实验研究和模型预测两种方法㊂真人实验提供深入的生理和主观数据,而假人测试与预测模型则为理解复杂环境中的热应激反应提供了更广泛的视角㊂这些方法相互补充,为制定有效的高温作业保护策略提供了坚实基础㊂2㊀热生理模型评估的影响因素热生理模型能够准确模拟和预测人体在各种环境和穿着条件下的热响应,从而实现个性化和高效的热应激评估㊂然而,在实际使用时,人体的建模仿真㊁人体与环境的传热模型和服装传热模拟都会影响评估的结果,需要在模型设计和优化过程中充分考虑这些因素㊂2.1㊀人体建模仿真热生理模型将人体生理结构简化为不同的区段和节点,利用数学建模方法建立被动传热系统与主动调控系统,以模拟人体对各种环境的热响应㊂因此,模型中对人体结构及其生理和物理特性的考虑,将在很大程度上影响热生理模型预测的准确性㊂2.1.1㊀人体几何模型在构建人体模型时,首先需精确定义模型的几何结构㊂早期为了方便计算,研究人员将人体简化为一个或几个区段,使用均匀的圆柱体描述各区段的形态,在此基础上进一步划分同心层,并根据身体不同组织的热容量㊁热导率等物理特性划分出热节点㊂本文对最常用的热生理模型进行介绍,如表1所示㊂其中,Stolwijk [18]的25节点模型用6个圆柱体代表人体头㊁手㊁躯干㊁手臂㊁腿和脚,每个区段包含4层,分别代表核心㊁肌肉㊁脂肪和皮肤,中央血池为模型的第25个节点㊂Tanabe 等[19]的65节点模型则把人体划分为16个或更多区段㊂随着学者们对建模方法的探索逐渐深入,在模拟非对称边界条件时,简单的圆柱体区段无法满足建模的需求,还需要考虑人体内部的三维热传导,一些模型对柱体的截面形状进行改进,如Ferreira 等[20]用椭圆截面的柱体来近似身体几何,Kang 等[21]用截断的圆锥形模拟四肢等㊂可见,多节点热生理模型的几何建构朝着越来越具体㊁精细的方向发展㊂表1㊀常用的热生理模型及其特点Tab.1㊀Common thermo-physiological models and their characteristics17Vol.61㊀No.5Research progress on thermo-physiological models in the assessment of thermal stress in dressed human bodies㊀㊀虽然以圆柱体为几何结构的模型不断发展,但它们在精确刻画人体的内部解剖结构方面仍存在局限,特别是结构高度复杂且具有异质性的器官㊁骨骼㊁肌肉等,多元模型的出现解决了这一问题㊂近年来,随着模拟软件和现代成像技术的进步,一些学者利用医学图像数据集或解剖模型来构建更加真实的人体几何模型[30-32]㊂这种接近真实人体的几何模型能够预测器官和组织在三维空间形态上的温度分布,但尚未有证据表明它的预测性能优于传统几何模型,且由于缺少人体内部组织和器官温度的实验数据,模型的验证也带来了较大的挑战㊂2.1.2㊀组织与血液传热特征体内热传递过程的模拟会影响模型对人体温度分布㊁热平衡和热响应的预测,早期的热生理模型通常将人体简化为简单的区段和节点,通过在节点间建立能量平衡方程来描述人体内部的热传递,而没有考虑血液循环系统的复杂架构㊂这些模型通常假设血液均匀分布,如Stolwijk模型将人体所有的血液循环简化为中央血池节点,血液的流动通过对流项来模拟,但忽视了详细的血液循环特性,导致模型瞬态热响应的结果偏差较大㊂随着热生理模型的发展,组织节点数量不断增多,研究人员基于Pennes生物热方程来模拟人体各节点内部传热[33],全面考虑组织内部热量传导㊁对流和代谢产热等因素㊂Fiala模型在利用生物热方程建模时仅考虑了节点内纵向温差造成的热传递,而简化了横向传热过程㊂如今多元模型不再进行节点的划分及均匀温度的设定[34],而是通过结合空间结构中的生物传热过程,更形象地描述人体的温度调节机制,同时也需要占用大量的计算资源㊂血液循环模型也发展得愈发精细,Wissler模型的血液系统由动脉㊁静脉和毛细血管组成,后来UC Berkeley模型㊁Fiala 模型㊁JOS-2模型均模拟了血液从心脏流向人体各部位的循环换热过程,并考虑了动静脉并行的逆流热交换㊂为了精确模拟血液在体内的分布与流动状态,研究人员开始建立血管树模型㊂Salloum等[35]考虑了动脉的脉动血流量和动脉系统对心率的依赖性,构建了较为经典的动脉树模型,但该模型无法根据人体热状态调整各节段的血流量㊂JOS-2模型还在手部和脚部增添了动静脉吻合(AVA)机制,提高了局部温度调节的准确性,Karaki等[36]在Salloum模型的基础上,优化血流控制过程,并改进了手指的AVA机制㊂在高温环境中手指等部位存在热诱导血管收缩(HIVC)的现象,这与AVA存在有关,但由于AVA的调节能力可能在超过40ħ的高温环境下受限,现有的AVA模型可能不适合模拟HIVC机制㊂2.1.3㊀人体热调节模拟准确模拟人体的热生理调节机制也是影响评估的重要因素,早期的模型通常设定单一的控制中心和反馈回路来调节体温[37]㊂Stolwijk模型利用负反馈调节理论搭建主动控制系统,假定模型各个节点存在温度感受器和独立的调定点温度㊂传入感受器的温度信号与调定点温度之间的差异,被定义为 误差 信号,中枢系统接受误差信号并处理反馈给各节点,这种建模思路为后续多节点㊁多元热生理模型发展做出了里程碑式的贡献㊂在此基础上,研究人员通过经验法建立热控制方程,并通过反复调整控制参数,以缩小模拟与实测数据间的误差㊂其中,Fiala模型利用从稳态与瞬态多工况实验中获取的生理参数(如皮肤温度㊁新陈代谢量等),采用线性回归方法反推出人体出汗㊁颤抖㊁血管扩张和收缩等生理响应的控制方程系数[24]㊂Wissler模型不再依赖实验数据的拟合,在控制方程中引入氧气㊁二氧化碳和乳酸的质量平衡关系,并根据身体组织的氧气需求,计算血液流速和代谢率[28],但未考虑血管舒张和收缩的热调节机制㊂然而,这种基于工程思想建立的模型,虽然可以在一定程度上模拟人体热调节反应,但缺乏足够的生理数据支撑㊂随着人们对于人体体温调节机制的了解逐渐深入,模型解剖元件更加复杂精密㊂体温调节被认为是一个平衡过程,涉及到多种生理机制的协同调节[38],包括神经㊁内分泌㊁心血管和代谢等方面,但如何在建模中准确反映这些因素,一直是学者们多年来探讨的问题㊂Kingma等[39]建立的ThermoSEM 模型将神经生理学的方法融入皮肤血流量的建模过程,即人体不会直接感觉到温度,而将温度编码为冷/热神经元的放电频率,并通过神经通路进行整合投射到下丘脑中枢,进而对皮肤血流进行控制㊂该研究发现,与先前的方法相比,基于神经生理学的ThermoSEM模型能够更为准确地模拟平均皮肤温度㊂在实际应用中,模型需要结合评估对象和环境特性,经过验证和优化,才能准确模拟人体在各种热环境中的反应㊂传统热生理模型主要适用于常温环境,对于频繁暴露于非均匀热环境的消防员或工业作业人员,其预测能力有限㊂因此有必要开发适用于高温环境的扩展模型,以精准地预测人体在不同热环境的生理响应和热应激水平㊂Yang等[40]考虑高温对产热㊁血流速率的影响,对Tanabe模型进行了扩展,能够预测45ħ高温环境下人体的生理反应;Weng等[41]将模型的适用温度进一步扩展至48ħ,但上述模型都未考虑高温对人体出汗的影响;Ooka等[42]结合人体在热环境中进行高代谢作业时的水分流失情况,将代谢率的影响纳入到二节点(2NM)的出汗模型中;后来Geng等[43]在先前研究的基础上,考虑局部热应激和热不适风险,构建了非均匀高温环境下的不对称人体模型㊂这是首次将热生理模型推广到非均匀热环境,并增添了热致脱水对出汗和血管舒张的影响㊂研究表明,体型㊁年龄㊁性别㊁脂肪含量等个体特征会显著27第61卷㊀第5期着装人体热应激评估中热生理模型的研究进展影响人体的体温调节机制㊂为此,许多热生理模型考虑个体特征差异,如Fiala模型基于身高㊁体重㊁年龄和性别四个参数建立了可变的人体测量模型,具备人体尺寸㊁形态特征㊁基础代谢率和皮肤表面积等个性化特征;UC Berkeley模型基于身高㊁体重等身体特征参数来估算如皮肤面积㊁代谢率及血流变化㊁出汗率等人体内部生理参数㊂但上述两个模型并没有全面地涵盖个体特征的所有影响因素,且应用比较复杂㊂后来Davoodi等[44]考虑了年龄㊁性别㊁体重和指数(BMI)等个体参数对皮肤热感受器热反应的影响,建立了个体体温调节模型,进一步将个体差异对人体热反应的影响细化至局部皮肤,改善了个性化模型的预测精度和适应性㊂而在为特定作业人群建模时,仅依赖上述个体参数可能不够全面㊂例如,由于人体存在适应机制,长期在高温环境下工作的人员在体温调节㊁汗腺分泌㊁水盐代谢㊁心血管系统可能会出现适应行为㊂同时,消防员等应急救援人员身体素质优于普通人,他们的热生理反应可能会有所差异[45]㊂目前已有大量的实验研究针对热环境下作业人群展开,其获得的个性化生理参数可作为未来热生理模型的输入数据㊂2.2㊀人体环境传热模型热生理模型评估的主要任务是预测着装人体在特定环境下的热反应,综合考虑环境与人体之间的传热传质特征,以更准确地获取人体在特定热环境下的热响应与热适应能力㊂2.2.1㊀热传递的类型人体与环境的热传递涉及辐射㊁对流㊁传导㊁呼吸和蒸发多种机制㊂起初,一些研究将显热交换视为整体建模,Stolwijk 模型使用了对流和辐射传热系数的组合形式,即复合传热系数,但仅适用于解决较为简单的问题,对于更为复杂的热传递分析,如在瞬态非均匀环境下的分析和预测,后续的研究多将对流传热和辐射传热分开来讨论㊂人体与环境间因传导交换的热量通常很小,因此在大多数研究的建模过程中被忽略不计㊂但是,在特殊环境中,如汽车内部,人体与周围物体的接触及姿势的变化可能导致热传导在人体与环境的热交换中占据重要地位,需要将导热系数适当地纳入模型中进行更准确的热响应预测[46]㊂当人体在高温环境中无法通过辐射和对流维持热平衡时,只能通过蒸发的方式散热㊂人体与环境的蒸发换热过程包括皮肤表面和呼吸道水蒸气的自然扩散及汗液蒸发[47]㊂皮肤表面水分的自然扩散,不受温度调节系统控制,主要与皮肤湿润度有关㊂在Stolwijk模型以常数给出,约为最大蒸发热损失的3%~4%,但可能无法反映复杂环境下蒸发热损失的变化㊂Tanabe模型在此基础上,将皮肤表面水蒸气扩散热损失表示为汗液蒸发量与最大蒸发量的函数,可以高效准确地计算相关参数,以预测出汗人体在高温环境下的生理反应和舒适度㊂一些模型还探讨了呼吸道水分蒸发的机制,在Fanger[48]提出的呼吸模型中,表示为肺通气量的函数,取决于全身代谢㊁水的气化潜热㊁排气和吸气之间的湿度差及周围空气的分蒸汽压㊂Smith[29]假定了双呼吸道模型,并将任意呼吸道元件的潜热交换表示为呼吸道内湿度比的函数,这种方法具有更好的模拟效果和准确性㊂2.2.2㊀传热系数的来源作为热生理模型的关键参数,传热系数量化了环境条件对人体热响应的影响㊂为了获取准确的换热系数,一些模型使用美国暖通空调与制冷工程师协会(American society of heating,refrigerating and air-conditioning engineers,ASHRAE)推荐参考的相关数据,它们由大量的测试数据汇总,并经过了研究的验证,容易获取,但可能无法准确地反映特定情况或个体差异㊂一些模型则直接通过实验计算传热系数,如UC Berkeley 利用暖体假人在不同姿势下的测试结果计算对流传热系数, de Dear等[49]通过在假人表面粘贴低发射率的薄膜,推导计算身体各部位的辐射和对流换热系数㊂实验研究能够提供更精确和个性化的数据,但耗时长且成本较高㊂一些研究还通过数值模拟来确定人体表面各部位的对流㊁辐射㊁蒸发换热系数值[50],如Fiala模型使用基于平均辐射温度和为每个区段指定的视图因子的线性化模型来计算辐射传热系数,UC Berkeley模型针对不均匀热环境,使用斯特潘波尔兹曼定律(Stefan-boltzmann law)的显式模型来改进计算的准确度,并增添了一个新的辐射热模型以区分长短辐射,这种方法也被以后的学者广泛采用㊂作为数值模拟的重要工具,计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)能有效地捕捉人体周围局部换热系数的动态变化㊂已经有学者利用CFD软件中的多表面辐射传热模型计算人体各部位的辐射换热系数[51];Xu等[52]利用CFD模拟计算了站姿和坐姿时人体的传热系数,获得的对流换热系数与Fiala模型中站立姿态的对流换热系数相似㊂数值模拟提供了实验研究难以达到的灵活性和广泛性,具有预测精度高㊁计算时间短的优势,但在实际应用中还需要适当地平衡预测精度和计算效率之间的关系㊂2.3㊀服装传热模拟2.3.1㊀简化服装参数服装影响着人体与环境之间的传热传质过程,一方面参与了模型的构建㊁评估;另一方面也可作为模型评估的对象㊂在模型中考虑服装因素主要包括输入简化的服装参数或者将热生理模型与开发的动态服装模型结合两种方法㊂人体与环境间的传热遵循热平衡方程,早期模型未考虑服装因素,主要是研究皮肤与环境的热交换㊂随着对 人体服装环境 系统的深入研究,人们意识到服装在体外热传递37。
织物热湿舒适性实验服装是织物的制成品， 它在人体—服装—环境系统中起着重要的调节作用。
服装舒适性 是人们对服装舒适效果的综合评价，这一概念涉及面很广，着装后，人们是否感到舒适不仅 与衣料和服装的物理性能和特征有关， 还与人们的活动方式、 环境条件以及人们的生理、心 理因素有关。
服装舒适性包括三个方面：热湿舒适性、接触舒适性 和视觉舒适性，其中热 湿舒适性是服装最重要的舒适性指标。
服装面料的热舒适性能是指服装面料对人体与外界热 能交换的调节能力。
当外界气候寒冷时，需要服装面料具有较好的保温性能以御寒；当外界 气候炎热时，则需要服装面料具有较好的散热性能，这些均与服装面料的热舒适性有关。
纺织品或服装的热湿舒适性是指人体在不同的气候环境中穿着服装时 , 人体与环境间 不断进行能量交换 , 在这种能量交换达到平衡时人体感到舒适满意的服用特性。
1 织物的温湿度的客观测试在服装热湿舒适性研究领域，温度和相对湿度是2 项重要的测量指标。
现代研究表明， 人体与服装及环境之间热、湿方面的相互耦合作用是影响服装舒适性的重要因素。
但多年来 使用的温湿度测量方法，主要是依靠简单的原始仪器进行测量，通常数据记录过程繁琐，精 度低，连续性差，给现场实时测量与分析带来了诸多不便。
因此就有了 LabVIEW 这个虚拟仪 器的诞生和应用。
该温度、湿度监测与控制系统应用数据采集、远程通讯、数据处理、数据 存储及远程控制等多种技术，可以进行连续的数据远程采集和存储，实时显示波形和相应的 处理结果，并完成远程控制，其可代替多个复杂的硬件设备，节约了测试成本。
特别是该系 统运用于自然条件恶劣、可靠性要求较高的地方，效果更为明显。
2 温湿度客观测试系统硬件结构组成温湿度客观测试系统由温湿度传感器、信号调理卡、数据采集卡、计算机几部分组成， 其原理结构如图所示。
外界的温湿度物理信号通过传感器转变为电信号，然后经过调理卡进 行信号调理（隔离、滤波、放大），随即通过数据采集卡将调理后的电信号送到计算机内存 中，最后通过 LabVIEW 软件的设计达到对温湿度测量的目的。
服装舒适度测试及评价方案探究小编（服装学院 ***专业 ***学号）一、研究目的人类懂得穿衣蔽体已有几万年的历史，但真正开始对纺织品和服装舒适性的科学研究仅有几十年的历史。
服装的舒适性是指人体着装后，服装具有满足人体要求并排除任何不舒适因素的性能。
人们对服装热湿舒适性的研究是在初步形成了服装舒适性的某些基本定义，指标和获取了大量实验数据并给出了相应的解释后逐步开展的。
目前，对于杜庄舒适性的研究主要集中在热湿舒适性方面，其中包括织物导热，导湿性能的研究[1]。
随着科技的发展和消费者需求的不断提高，消费者对服装的要求早已不只是简单的御寒或遮羞，而是有了更多的要求和期望。
因而，研究服装舒适度测试及评价方案具有极其重要的现实意义，有利于促进服装设计与生产水平的提高，以满足人们对于高标准服装质量的要求。
二、研究对象2.1 服装舒适性服装舒适性,涉及心理学、卫生学、物理学、社会学等诸多领域。
由于人们的感知不尽相同，所以对主观舒适性的判断也不同。
与人体、服装及服装的穿着环境都有关系。
Slater 给出的舒适性定义基本可以归纳为人与环境之间在生理、物理和心理方面互相协调的一种令人愉悦的状态[2]。
换言之，舒适型包含生理舒适性、物理舒适性和心理舒适性。
图2-1 生理舒适性、物理舒适性和心理舒适性关系图生理舒适性与人体维持生命状态的能力有关。
三者互相联系，互相影响。
在干制过程中，各个具体因素都是与另外的因素交互作用后得出综合感受，如图2-1所示。
2.2 服装舒适性的研究内容及其影响因素服装的穿着舒适性能是受到物理性因素、生理性因素、人体活动因素、环境气候因素等交叉影响的一种综合性能[3]。
在人体—服装—环境系统中，影响服装舒适性的因素很多。
从最终使用的角度来考虑，服装应当从心理、生理、感觉方面同时满足消费者对于舒适性的需要[4]。
一是服装的生理舒适性，包括着装后运动机能的舒适性（包括服装的弹性、刚柔性、平滑性、带电性、合身性，装结构尺寸、服装重量和服装款式等）和着装后卫生机能的舒适性（包括织物的吸湿性、透湿性、放湿性、透水性、透气性、含气性、保暖性等）。
收稿日期:2000-03-30作者简介:尹继亮(1975-)男,97级硕士研究生,现攻读博士。
服装穿着热湿舒适性的评价方法尹继亮 来侃 张一心(西北纺织工学院西安710048)唐世君(总后勤部军需装备研究所北京100010)文章编号:1002-3348(2000)04-0055-04 服装穿着热湿舒适性是服装的重要功能要求之一,服装穿着热湿舒适性就是指在一定气候条件和人体活动水平下服装调节人体与环境间的热量和水汽交换,从而维持使人体感觉舒适的衣内微气候的性能。
服装穿着热湿评价可采用以下几个步骤[1]:(1)利用平板仪和单值“出汗”系统测量织物的隔热和水汽传递特性,由于服装的款式和人体穿着合适度、身体姿势和运动等因素,这种方法不能测定服装的隔热特性。
(2)在“出汗”暖体假人上评价服装传热传湿性能。
测得的数据用于程序计算机模型,用来预测人体穿着的耐受极限。
这种方法可以获得服装配套的整体热湿传递性能,可以比较服装配套间舒适性的相对差异。
但由于现在还没有一套完整的评价人体着装舒适性的模型,所以这种方法还暂时不能确定服装穿着舒适性的程度。
同时由于目前假人系统还有待完善,所以要获得真实结果还需要进行真人穿着实验。
(3)对着装受试者在人工气候仓内进行实际穿着实验,测量人体生理参数。
用以建立、验证或修改数学模型预测系统。
同时在生理测定基础上,对受试者对服装舒适性感觉进行回答,即心理学评价。
(4)现场穿着实验,受试者穿着规定服装,作规定的工作,所引起的生理、心理变化与根据人工气候仓的结果比较,检验服装的性能。
综上所述,服装热湿舒适性的评价研究内容主要集中在三个方面:①织物单纯传热传湿和服装透气透湿的研究;②着装人体生理学研究;③着装人体心理学研究。
1 织物热湿传递评价和服装透气透湿评价单纯热传递测试方法:冷却法、恒温法、暖体假人法、平板仪法和热脉冲法。
单纯湿传递测试方法:透湿杯法包括蒸发法(包括倒杯法)和吸收法,密度梯度法包括R 管法和平板法。
浅谈服装热湿舒适性及评价方法作者：王涛吴浩宁来源：《中国纤检》2015年第10期摘要：本文综述了服装的热湿舒适性能的三个要素：热传递性能、湿传递性能、透气性能。
对服装热湿舒适性的评价标准和测试方法进行了阐述，从气候参数评价法、生理学评价法、心理学评价法三个方面进行了讨论。
关键词：热舒适；透气性；织物1 引言随着时代的发展，人们对服装的要求也在逐渐变化。
最初人们穿着服装无非为了避寒，而后为了装饰美，过去主要讲究结实、耐穿，随人们生活水平的提高，人们既要求服装款式新颖、穿着美观、大方得体，同时又要求服装穿着舒适，全面考虑服装功能。
服装的历史虽然久远，但对服装舒适性的系统研究才仅有几十年的历史，在这几十年中，国内外纺织服装领域的工作者做了大量的研究工作，初步形成了服装舒适性的某些基本定义、评判方法、仪器和指标。
服装是织物的制成品，它在人体—服装—环境系统中起着重要的调节作用。
服装舒适性是人们对服装舒适效果的综合评价，这一概念涉及面很广。
着装后，人们是否感到舒适不仅与衣料和服装的物理性能和特征有关，还与人们的活动方式、环境条件以及人们的生理、心理因素有关。
服装舒适性包括三个方面：热湿舒适性、接触舒适性和视觉舒适性，其中热湿舒适性是服装最重要的舒适性指标。
l941年，A.P.Gagge等人提出了与人的生理参数、心理感觉和环境条件相联系的服装隔热保暖指标——克罗（clo）值[1]。
1962年，A.H.Woodcock提出了服装的透湿指标Im，这两大指标为服装舒适性的评判研究工作奠定了基础。
从20世纪70年代后期开始，对服装（织物）的舒适性研究主要集中在对热湿舒适性方面，如何科学地定性、定量地对服装（纺织品）的热湿舒适性做出合理的评判是目前研究的主要课题。
人体是一个有机体，不断进行着新陈代谢，人体皮肤不断向环境散发热量和湿气来维持皮肤表面温度的恒定。
人体的舒适感觉取决于人体本身产生的热量水分和周围环境散失热量水分等之间能量交换的平衡，研究表明舒适的衣内气候范围是：温度（32±l）℃，相对湿度（50±10）% [2]，日常生活中，人们所期待的服装热湿舒适性是指服装能够适应自然环境和人体的活动状态转移热和水分，使衣内气候保持在舒适的范围内。
