"Walter"暖体假人测试服装的热湿传递特性

香港理工大学和浙江理工大学,在设置相同的实验环境下,采用"Walter"出汗暖体假人,测试了服装的热湿传递特性。3组着装分别为全棉针织T恤衬衣、全棉针织拉链外套和涤纶长裤;全棉休闲衬衣和长裤;全棉针织T恤衬衣和全棉休闲长裤。分析了实验结果的一致性及存在的差异。试验结果表明:在相同的环境条件下,3组不同着装方案在浙江理工大学与香港理工大学测试的结果基本一致。     

服装及其面料热传递性能的测试与比较

新型织物模拟的暖体出汗假人能够测试服装的热阻和湿阻,传统平板式织物保暖仪可以测试各种纺织品热传递性能。采用这2种方法,对1组衬衣及其面料的热阻进行测试与比较。结果显示:平板保暖仪与暖体假人均具有较高的试验精确度和重现性,但暖体假人测试得到的服装及其附面层空气热阻与平板式织物保暖仪测试得到的织物及其附面层空气热阻有一定的差异。     

出汗暖体假人的研究现状与发展方向

较系统地概述国内外出汗暖体假人的研究状况和服装舒适性的表征方法;综述出汗暖体假人在日常服装、特种防护服装等研究中的应用,重点指出出汗暖体假人在皮肤非均匀出汗、局部服装舒适性测试及假人皮肤材质等方面存在的缺陷;提出出汗暖体假人最迫切的发展方向,即服装舒适性测试标准的统一。     

中国20个少数民族男性服装整体和局部热阻的研究北大核心CSCD

服装热阻是影响人体着装舒适性的主要物理指标之一。选取具有代表性的20种不同少数民族的男性传统服装,根据款式特点将其分成六组,采用暖体假人测试了服装的整体和局部静态热阻,分析各组内、组间服装局部热阻的差异和变化趋势,以及影响服装热阻的相关因素。研究结果表明:服装的局部热阻与人体部位体形、服装局部结构、人体穿着方式和服装的总重量有关。各少数民族服装的局部热阻分布不均匀,躯干后部位的服装热阻大于前部,腹部和下背处的服装热阻大于胸部和上背,盆骨处的服装热阻最大。     

服装材料的保暖性与服装热阻之关系

本文探讨服装材料保暖性与服装热阻之间的关系，采用暖体假人进行对比测试，并得出了有关结论。     

暖体假人的出汗模拟方式与测量算法

应用出汗暖体假人来测量服装的热湿传递性能是服装热舒适性研究的重要手段。系统地回顾了出汗暖体假人的发展过程,对出汗暖体假人的出汗形式作了明确的分类,并详细阐述了不同出汗系统的设计原理、相应的测量算法以及可能的结果差异。通过分析指出,新型被动式出汗设计和一步法测量原理具有不需要任何假设条件就可以完成服装热阻和湿阻2个指标同时测量的特点,是比较先进且具有前途的方法,将会在出汗假人研制中得到更多的应用。     

新型充气夹克的研制与保暖性能评价

为实现防寒服保暖性能的动态调节,研发了以空气为保暖材料的Mountain充气夹克,采用外置手动按压充气泵连续改变充气量及其保暖性能。基于暖体假人实验,在不同充气量、有无袖子、是否穿抓绒衣3种实验条件下测试了充气夹克的局部热阻和总热阻,对比了NuDown充气夹克的隔热性能。实验结果表明:充气状态下的局部热阻和总热阻明显高于未充气状态,充气量会显著影响热阻,充气量越大服装热阻越高,且Moutain充气夹克在充气状态下比NuDown充气夹克具有更佳的保暖调节能力;有袖子时的局部热阻和总热阻明显高于无袖子状态,腹部和背部表现尤为明显;穿抓绒衣可有效增加服装系统热阻,但会很大程度地影响充气夹克的保暖调节能力。     

仿人体出汗比例的 Walter 暖体假人皮肤制备

为了使Walter 暖体假人各个部位具有与真人类似的相对出汗强度,采用了硅胶涂层的方法制备了非均匀出汗皮肤。通过对不同组分和不同厚度的硅胶涂层透湿率的分析,确定了最佳涂层工艺,以此工艺制备了3 种具有自相似结构的硅胶涂层,通过对3种涂层的分形维数的计算和热阻,湿阻的测量,选择出最佳涂层结构。使用此涂层结构制备了整套非均匀出汗皮肤。实验测量了使用非均匀出汗皮肤和均匀出汗皮肤的暖体假人的裸态与着装状态的热阻和湿阻。结果显示：分形维数最接近黄金分割数的涂层方法可使非均匀出汗皮肤具有最佳热湿性能;所制备的非均匀出汗皮肤与原始均匀出汗皮肤对比,假人裸态和着装状态下的热阻、湿阻测量结果均有增加。     

出汗暖体假人的研究现状与发展趋势

系统地回顾了出汗暖体假人的发展过程,介绍出汗暖体假人的测量系统及其测试方法,着重分析代表目前出汗暖体假人巅峰的"Walter"假人的特点;还对出汗暖体假人的应用领域进行了综述,展望了出汗暖体假人的发展趋势,即实现能够模拟人体非均匀出汗的出汗暖体假人、出汗暖体假人测量原理和方法的标准化、能够测量服装的局部热湿舒适性的出汗暖体假人、出汗暖体假人与服装之间的内气候、出汗暖体假人的皮肤。     

服装热湿性能测试系统——出汗假人

应用假人技术研究人与环境间的热传递是许多国家已经采用的先进技术,优点是精确度高、重复性好,并可在真人无法试验的极端环境条件下,进行服装舒适性能测试试验.目前已开发并用于服装舒适性能研究的假人主要有暖体假人和出汗假人,暖体假人主要用于测试、评价服装的防寒保暖性能,出汗假人主要用于测试、评价服装的透湿透气性能.文中介绍了出汗假人系统的构成、基本原理、主要特点、试验模式和服装热湿性能的测试与评价.     

Thermal resistance of fabrics vs. thermal insulation of clothing made of the fabrics

The protection of a human body against the negative environmental factors, especially the cold, is one of the crucial functions of clothing. Clothing creates a thermal barrier between the human body and the surroundings. The protective efficiency of clothing goods depends mostly on thermal insulation properties of textile materials applied in clothing. The clothing design, fitting to a user’s body, and a number of layers also play an important role in the phenomenon of the heat exchange between the human organism and its surroundings. The thermal insulation properties of textile materials can be measured by means of different testing devices, such as the “skin model,” the Alambeta, the Permetest, and the Thermo Labo. A measurement of clothing goods from the point of view of their thermal insulation is performed using a thermal manikin. The article presents an investigation of thermal insulation properties of vests by means of thermal manikin. The investigated vests have been made of different textile materials: woven and knitted. The thermal insulation properties of fabrics applied in vests have been measured by means of the Alambeta. The article presents and discusses the relationships between the thermal insulation of vests according to the thermal manikin and the thermal resistance of fabrics applied in the vests.     

热调节暖体假人在着装舒适性评价中的应用现状

为丰富暖体假人评价服装热湿舒适性的测评参数,基于对恒皮温、恒热流、热舒适3 种模式的原理及应用分析指出,有必要将体温调节模型引入假人系统,弥补常见模式无法模拟人体热调节的缺陷。以Fiala 模型为例,分析了生物热方程为基础的被动系统、包含四大热调节机制的主动系统构成及热调节假人系统的耦合机制。结合预测平均投票值及加州大学伯克利分校热感觉模型等,热调节假人可实现对人体稳态及瞬态热感觉的预测,从人体角度评价服装舒适性。对比热调节数值假人和暖体假人,前者灵活性更强,但需要考虑的因素过多,模拟准确性低于后者。     

Comfort properties of 3D-knitted seamless female body armour vests

This paper reports the comfort properties of 3D-knitted seamless female body armour vests evaluated by using a thermal manikin. The vests were designed as a complete garment with eliminating the conventional cutting and sewing, to improve fit and comfort for female police officers. The vests were tested on thermal manikin dressed with vests only and manikin dressed with a police officer’s uniform including the vests. Both dry thermal insulation and evaporative resistance were evaluated for comfort properties. The results showed that five-layer assembly of fitted-vest provided an acceptable level of thermal insulation. However, the evaporative resistance of the loose-vest showed better results compared to the fitted-vest, which was proved by the lower surface temperature on the thermal imaging. This research established that the 3D-knitted seamless body armour vests can provide an effective solution for the body armour requirement for female officers. The results also suggested that increasing the number of layers will increase the weight and reduced level of comfort, however they were effective in providing the necessary protection from low-level stab threats, which was shown in the earlier publication.     

衣下空气层对透气型防护服热阻和湿阻的影响

为确定适宜的服装宽松量,提升透气型核生化(NBC)防护服的热湿舒适性,设计了穿着实验。在温、湿度可控制的气候室内,借助出汗暖体假人和三维扫描技术,观察常温、静止状态下5套不同松量服装的热湿传递性能,探讨衣下空气层对NBC防护服热阻和湿阻的影响。研究结果表明:衣下空气层体积与平均厚度的增量变化相似,不同松量服装的衣下空气层对服装总热阻和总湿阻有显著影响;随着透气型NBC防护服松量的增大,服装总热阻随着衣下空气层的增加呈现先增后减的变化趋势,服装总湿阻随着衣下空气层的增加呈现逐渐增大的变化趋势。     

藏袍的非对称式隔热对人体热舒适的影响

以藏袍为研究对象,本文分析了非对称式着装方式对人体热舒适的影响。通过暖体假人测评和人体着装试验的方法,结合人体生理客观数据与主观评价,对照对称式着装变化过程,对藏袍的非对称式隔热方式对人体热舒适的影响进行实验评价。结果显示,由于人体自身的生理调节,未暴露身体部位的体表温度和热感觉都在着装状态改变而变化;与对称式相比,非对称式着装变化过程使人体体表温度小幅升高,也使冷暖主观感受有小幅变化。受试者在经过对称式着装改变过程后对暴露双臂的热感觉,较之非对称式着装改变过程后的热感觉偏冷。     

燃烧假人在火场热防护服装研究中的应用

热防护性是个体防护服装的重要功能。燃烧假人作为国际公认的定量评估防护装备阻燃性能的专用设备,在服装热防护研究中发挥着重要作用。通过对国内外相关研究成果的回顾,介绍了燃烧假人的热防护测评原理、发展历史及我国首个具有国际领先水平的燃烧假人-“东华火人”的创新特征,重点从不同火场状况的模拟、阻燃面料的评测与选择、服装款式结构对防护性能的影响以及阻燃防护服热传递机理研究等四个方面探讨了燃烧假人在服装热防护研究领域中的应用进展,最后对燃烧假人的应用前景进行了预测分析。     

婴儿被服热舒适性研究进展

为促进婴儿热生理舒适,推动婴儿被服热舒适性测评方法及理论体系的建立,回顾了婴儿被服热舒适性的相关研究,在分析婴儿与环境热传递机制的基础上,讨论了婴儿被服热舒适性的影响因素及测评方法,并根据当前研究现状提出了发展方向。研究表明：婴儿主要依靠传导、对流、辐射显热热交换维持人体热平衡,其体表热传递系数明显大于成人;被服的过高隔热、头部覆盖与俯卧姿势可能造成睡眠时婴儿的热应激反应;目前,婴儿暖体假人被认为是研究被服热舒适性最理想的装置,未来的发展应聚焦于婴儿被服热湿传递过程、使用数值模拟方法研究婴儿体表热传递及建立婴儿体温调节模型等方面。     

男士针织内衣热性能的测量与分析

为探明服装内空气层体积对男士针织内衣热性能的影响,并比较发热内衣与普通纯棉内衣热性能的差异,使用站立式暖体出汗假人分别对男士发热内衣及纯棉内衣的热阻与湿阻进行了测量,分别建立了2种内衣的空气体积与热阻和湿阻之间的多项回归模型。结果表明:在所测内衣尺码范围内,发热内衣的热阻和湿阻均逐渐增大,但二者的增加率均先增大后减小;而普通纯棉针织内衣的热阻和湿阻则先增大,达到一定值后逐渐减小;通过比较发现普通纯棉针织内衣的热阻和湿阻均高于相应尺码的发热内衣,但其透湿指数则小于相应尺码的发热内衣,说明发热内衣的热舒适性优于普通纯棉针织内衣。     

The influence of a sweat rate on heat losses of the selected segments of a sweating thermal manikin

Abstract

The procedure of determining the heat resistance, i.e. thermal insulation is described in a series of the European Standards. It is well recognised and disseminated across the world. However, there is no European Standard with regard to the procedure for determining clothing evapourative resistance (R_et). In 2016, ASTM published F2370 standard where it set out the method for determining R_et. The said standard however is lacking detailed information concerning the required sweat rate for a manikin. The aim of the present study was to examine the influence of a sweat rate on the segmental heat losses at the selected manikin’s parts in the so-called isothermal and non-isothermal conditions. The research was carried out on the NEWTON thermal manikin dressed in special fabric skin. Four sweating rates were considered, i.e. 100, 250, 500 and 650?g/(h m²). The results showed different segmental heat loss in isothermal and non-isothermal conditions. It was furthermore found that heat loss depended on a sweat rate, namely a lower sweat rate caused lower heat loss.