基于功能性的防護(hù)作訓(xùn)服優(yōu)化設(shè)計(jì)

葉雨薇，　郭曉芳

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 輕工與紡織學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

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基于功能性的防護(hù)作訓(xùn)服優(yōu)化設(shè)計(jì)

葉雨薇，郭曉芳*

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 輕工與紡織學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

摘 要：研究最新型防護(hù)作訓(xùn)服結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，針對(duì)其所具備功能性特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析并提出具體優(yōu)化措施，以提高整體的功能性與舒適性。兼顧人體結(jié)構(gòu)以及穿著者訓(xùn)練特點(diǎn)，基于人體工效學(xué)原則對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。上衣口袋采用傾斜設(shè)計(jì)，腰部增加收腰量，衣長(zhǎng)適當(dāng)減短，部分位置增加增強(qiáng)布，褲子腰圍和臀圍都適當(dāng)收縮，增加貼袋等，完成優(yōu)化作訓(xùn)服結(jié)構(gòu)圖與成品制作，并對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行服裝舒適性評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化分析；防護(hù)作訓(xùn)服

防護(hù)作訓(xùn)服作為一種特殊服裝，能夠阻擋外界不穩(wěn)定因素干擾，具有一定防護(hù)作用。基于最新防護(hù)作訓(xùn)服現(xiàn)狀及現(xiàn)代防護(hù)作訓(xùn)服發(fā)展趨勢(shì)研究發(fā)現(xiàn)：開(kāi)發(fā)高性能纖維和改進(jìn)加工技術(shù)應(yīng)用于防護(hù)作訓(xùn)服制作，例如對(duì)位芳綸、間位芳綸纖維等高性能纖維應(yīng)用；選擇性透過(guò)膜復(fù)合材料、相變材料等在高性能防護(hù)作訓(xùn)服上應(yīng)用，減輕了其質(zhì)量，增加了其透氣透濕性能，還可以調(diào)節(jié)溫度，顯著地改善防護(hù)作訓(xùn)服穿著舒適性[1-2]。針對(duì)目前防護(hù)作訓(xùn)服在散熱與防護(hù)性能方面的不足，文中對(duì)防護(hù)作訓(xùn)服結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，以適應(yīng)防護(hù)全方位要求與實(shí)際需要，提升多功能化要求，提高舒適性及智能化水平。

1防護(hù)裝備功能性設(shè)計(jì)優(yōu)化分析

1.1迷彩防護(hù)裝備舒適性優(yōu)化分析

1.1.1防護(hù)作訓(xùn)服散熱性優(yōu)化分析目前，防護(hù)作訓(xùn)服采用的直筒袖型和腋下打孔設(shè)計(jì)，便于袖子上卷，提高散熱性，但在實(shí)際使用中效果較不明顯。由于腋下氣孔只設(shè)計(jì)了兩個(gè)且很小，其透氣性較微弱；加之面料透氣性能不是很好(其面料各項(xiàng)性能參數(shù)[3]見(jiàn)表1)；再者，按規(guī)定將袖子上卷后，在大臂處的衣袖多達(dá)7層，既不美觀，同時(shí)排氣性和散熱性較差，還壓迫大臂肌肉，給訓(xùn)練和作戰(zhàn)帶來(lái)一定不便。夏季全國(guó)普遍高溫，盛夏季節(jié)很多地區(qū)氣溫接近或超過(guò)人體溫度，這使身穿防護(hù)作訓(xùn)服的穿著者感到不適，很多穿著者出現(xiàn)出痱子和中暑等癥狀。

表1　面料性能基本參數(shù)

優(yōu)化分析：可以借鑒俄國(guó)新型作戰(zhàn)服設(shè)計(jì)樣式，使用拉鏈?zhǔn)介L(zhǎng)袖，卸下拉鏈即可變成短袖。其散熱效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于多達(dá)7層的卷袖，同時(shí)也防止因卷袖壓迫肌肉給射擊帶來(lái)的不便。借鑒運(yùn)動(dòng)服飾增加網(wǎng)格狀內(nèi)襯面料的設(shè)計(jì)方式，在防護(hù)作訓(xùn)服軀干部位增加一定數(shù)量的通氣孔，以改善其散熱效果，提高防護(hù)作訓(xùn)服的穿著舒適性[4]。

1.1.2防護(hù)作訓(xùn)服膝部、肘部和肩部防護(hù)性優(yōu)化分析防護(hù)作訓(xùn)服通常在肘部、膝部和臀部采用內(nèi)補(bǔ)丁，為附加關(guān)節(jié)護(hù)墊預(yù)留了空間，但還是存在一些缺陷。其內(nèi)補(bǔ)丁處于針線縫死狀態(tài)，實(shí)際使用中很少有穿著者能拆開(kāi)加裝防護(hù)墊；沒(méi)有配套的制式防護(hù)墊，穿著者自行制作也不太方便。在訓(xùn)練特別是做專業(yè)動(dòng)作時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)著裝人員肘部、膝部受傷的情況；肩部缺少加置護(hù)肩的功能，比如槍炮專業(yè)人員經(jīng)?？怪鴻C(jī)槍、小炮沖鋒容易磨傷肩膀。

優(yōu)化分析：改進(jìn)膝部、肘部現(xiàn)有內(nèi)補(bǔ)丁用線縫死的設(shè)計(jì)，可采用粘貼式密封的方法，實(shí)現(xiàn)隨個(gè)人意愿隨時(shí)加裝防護(hù)襯墊并配發(fā)制式海綿類防護(hù)護(hù)墊；在肩部增設(shè)護(hù)肩的功能，并配發(fā)制式海綿類防護(hù)襯墊，以便需要時(shí)隨時(shí)加戴，從而滿足不同專業(yè)穿著者的需求。

1.1.3防護(hù)作訓(xùn)服靈活性優(yōu)化分析由于穿著者平時(shí)訓(xùn)練動(dòng)作幅度較大，加之專業(yè)訓(xùn)練，這對(duì)防護(hù)作訓(xùn)服的靈活功能性就有一定的要求。如果防護(hù)作訓(xùn)服的靈活性不夠，在穿著者進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)會(huì)對(duì)肌肉造成一定壓迫，使得行動(dòng)不便，影響行動(dòng)效率；同時(shí)因受到擠壓摩擦容易造成皮膚損傷，則會(huì)對(duì)穿著者的身體帶來(lái)不利的影響。

優(yōu)化分析：將衣袖下方腋窩部位采用弧形帶褶布料縫制，衣袖上揚(yáng)角度可達(dá)180°以上。這種設(shè)計(jì)可運(yùn)用到一些運(yùn)動(dòng)幅度較大的其他部位，如肘部、膝部、背部等。以提高穿著者在訓(xùn)練時(shí)穿著舒適性，更加活動(dòng)自如，增加防護(hù)作訓(xùn)服的使用功能性，提高穿著者的行動(dòng)與訓(xùn)練的效率，減少由于因穿著不適而造成的身體損傷，更加有利于著裝人員的身體健康。

1.2防護(hù)作訓(xùn)服功能性優(yōu)化分析

1.2.1防護(hù)作訓(xùn)服口袋優(yōu)化分析通常防護(hù)作訓(xùn)服全套服裝設(shè)有9個(gè)口袋，雖然提高了單兵口糧、急救包、地圖、通信器材等裝備物品的攜行能力[5]，但實(shí)際使用較不便捷。如大部分口袋均采用垂直開(kāi)口設(shè)計(jì)，取放裝備物品較不方便，不能適應(yīng)特殊環(huán)境下方便快捷的使用。特別在小腿部未設(shè)置口袋，不便于穿著者蹲姿及匍匐時(shí)取放物品。

優(yōu)化分析：改進(jìn)當(dāng)前口袋垂直開(kāi)口的設(shè)計(jì)，將垂直開(kāi)口改成傾斜式開(kāi)口方式，使用方便快捷。另外，可借鑒美軍及特警服飾特點(diǎn)，在小腿外側(cè)膝蓋至作戰(zhàn)靴口部位增設(shè)小型置物口袋，便于穿著者在蹲姿及匍匐是取放物品，減小因動(dòng)作幅度過(guò)大被發(fā)現(xiàn)的概率。

1.2.2防護(hù)作訓(xùn)服上衣開(kāi)口方式優(yōu)化分析無(wú)論部隊(duì)承擔(dān)戰(zhàn)爭(zhēng)任務(wù)，還是執(zhí)行非戰(zhàn)爭(zhēng)軍事行動(dòng)任務(wù)，最基本的要求是快速高效。而現(xiàn)有的防護(hù)作訓(xùn)服使用衣扣著裝，不利于穿著者快速穿著防護(hù)作訓(xùn)服，在不同程度上會(huì)影響緊急出動(dòng)速度。

優(yōu)化分析：將防護(hù)作訓(xùn)服上衣的衣扣改為拉鏈，由于其操作簡(jiǎn)單快捷，只需一步便可穿好服裝，較大程度地提高穿著者穿著速度。

1.2.3防護(hù)作訓(xùn)服褲腳優(yōu)化分析目前，最新式防護(hù)作訓(xùn)服褲腳主要采用粘貼式設(shè)計(jì)[6]。由于長(zhǎng)期水洗，在加上作戰(zhàn)、訓(xùn)練時(shí)的摸爬滾打難免沾上雜物，褲腳不牢固，久而久之就容易松脫，而根據(jù)作戰(zhàn)部隊(duì)的作戰(zhàn)特點(diǎn)，時(shí)刻要扎緊褲腳。另外，目前防護(hù)作訓(xùn)服生產(chǎn)廠家還沒(méi)有完全達(dá)到為所有穿著者量身定制的技術(shù)要求，穿著者配發(fā)的軍服不一定合尺寸，有的褲腳長(zhǎng)一些，有的則短一些，在訓(xùn)練與行動(dòng)中如果褲腳松脫，容易絆倒，給穿著者帶來(lái)安全隱患。

優(yōu)化分析：將防護(hù)作訓(xùn)服褲腳的設(shè)計(jì)改成暗扣型加黏貼型。內(nèi)置暗扣，外設(shè)黏貼，讓褲腳扎的更緊、更牢，擺脫褲腳粘貼不牢、松脫的煩惱。

1.2.4作訓(xùn)帽優(yōu)化分析作訓(xùn)帽帽檐加長(zhǎng)，便于射擊遮光，有利于雨水滑落。但由于防護(hù)作訓(xùn)服多在訓(xùn)練、作戰(zhàn)和施工穿著，野外作業(yè)機(jī)會(huì)多，受到風(fēng)的影響大，經(jīng)常會(huì)發(fā)生作訓(xùn)帽被風(fēng)刮掉的問(wèn)題。因此會(huì)影響作戰(zhàn)的隱蔽性，不利于穿著者方便安全使用。

優(yōu)化分析：可以參照常服帽子，在防護(hù)作訓(xùn)服帽子上設(shè)計(jì)制作松緊式風(fēng)帶讓穿著者在有風(fēng)時(shí)可以使用，防止作訓(xùn)帽被風(fēng)刮遺失現(xiàn)象發(fā)生，提高作訓(xùn)帽的功能使用性。

1.2.5防護(hù)作訓(xùn)服衣領(lǐng)優(yōu)化分析現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)通信非常重要，衣領(lǐng)下方的扣眼可以讓通信線纜穿過(guò)。但是穿著者普遍反映扣眼較小，只能通過(guò)耳機(jī)那種細(xì)線。一般通信的線纜都比較粗，不能很容易從扣眼穿出，這樣在使用時(shí)就會(huì)造成一定的不便。由于電線不整齊，會(huì)對(duì)著裝人員的行動(dòng)造成不便，在訓(xùn)練或野外作業(yè)時(shí)由于電線過(guò)長(zhǎng)會(huì)容易掛到物體造成通訊失效，同時(shí)影響穿著者的行動(dòng)效率。

優(yōu)化分析：可將扣眼擴(kuò)大一些，這樣有利于著裝人員在訓(xùn)練或野外作業(yè)時(shí)方便快捷地使用通信設(shè)備，還避免由于電線的凌亂對(duì)穿著者行動(dòng)的活動(dòng)靈動(dòng)造成影響，可使行動(dòng)更加快捷。保證通訊穩(wěn)定，保障人身安全。

1.3其他方面的優(yōu)化分析

臂章袢既可以用于佩戴臂章，也可以插入不同顏色的熒光識(shí)別條方便識(shí)別人員，還可以安插筆和其他小工具?？梢詫⑦@樣設(shè)計(jì)應(yīng)用到其他部位，以便于穿著者方便簡(jiǎn)捷拿取物品，更加適應(yīng)特殊環(huán)境與訓(xùn)練要求，減少動(dòng)作幅度，提高隱蔽性。將防護(hù)作訓(xùn)服背面增加一些插孔，可用于安插偽裝植物提高環(huán)境適應(yīng)性[7]。

2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用與評(píng)價(jià)

2.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與制作

就款式與結(jié)構(gòu)分析而言，在背部、襠部、臀部、袖窿和肘部及膝蓋應(yīng)采用褶裥設(shè)計(jì)適當(dāng)增大或縮小衣下空間便于人體活動(dòng)；同時(shí)兼顧一定的熱濕舒適性[8]。

文中通過(guò)調(diào)研相關(guān)穿著者對(duì)防護(hù)作訓(xùn)服反映的情況，從整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮增強(qiáng)服裝的嚴(yán)密性，尤其是防護(hù)作訓(xùn)服的褲腳口。參考國(guó)外的防護(hù)裝備，對(duì)防護(hù)作訓(xùn)服的衣長(zhǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p短，適當(dāng)?shù)募哟笫昭?；故?duì)口袋插入方式進(jìn)行改進(jìn)；對(duì)褲子的腰圍和臀部進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

設(shè)計(jì)中膝蓋和肘部采用增加耐磨補(bǔ)貼布方法。優(yōu)化設(shè)計(jì)款式[9]如圖1與圖2所示。

防護(hù)作訓(xùn)服結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案：

1) 長(zhǎng)度方面：衣長(zhǎng)減少2 cm，注重功能性的同時(shí)考慮美觀性能；

2) 腰圍方面：增加收腰2 cm，適當(dāng)?shù)卦黾邮昭鼤?huì)增加外觀美感；

3) 衣身方面： 左側(cè)胸袋和蓋袋改為傾斜設(shè)計(jì)，符合人體的工效學(xué)方便拿取物品；

4) 肘部方面：增加方形耐磨面料，增強(qiáng)肘部耐磨性；

5) 腰圍臀圍尺寸： 腰圍減2 cm，臀圍減4 cm，符合人體運(yùn)動(dòng)的松量，穿著精神；

6) 褲口尺寸：減少2 cm，便于褲腳塞進(jìn)鞋里；

7) 膝蓋方面：增加方形耐磨面料，增加膝蓋耐磨性；

8) 小腿方面：左側(cè)增加一個(gè)口袋，可以多放一些需要的物品，方便蹲姿時(shí)拿取物品。

(上述結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)編號(hào)與圖5編號(hào)所標(biāo)注位置相對(duì)應(yīng))

防護(hù)作訓(xùn)服結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)[10]如圖3與圖4所示。

防護(hù)作訓(xùn)服優(yōu)化設(shè)計(jì)后制作成衣的效果如圖5所示。

2.2優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服評(píng)價(jià)

對(duì)優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服采用服裝舒適性客觀與主觀評(píng)價(jià)[11]。主觀評(píng)價(jià)采用調(diào)查穿著者主觀感受進(jìn)行評(píng)分統(tǒng)計(jì)得出結(jié)果；客觀評(píng)價(jià)采用實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2.1主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)選取25名體型標(biāo)準(zhǔn)男性，每位受試者分別穿著原型和優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服進(jìn)行與訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)幅度盡量符合要求的指定動(dòng)作，包括：越野跑，投擲，射擊，跳躍，舉重。準(zhǔn)確完成每項(xiàng)規(guī)定動(dòng)作后，每位受試者分別對(duì)原型及優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服整體舒適感進(jìn)行評(píng)分，參考評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如圖6所示，總體評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

圖6主觀評(píng)分標(biāo)
Fig.6Subjective evaluation standard

表2　主觀評(píng)價(jià)結(jié)果

由表2可以看出，優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服舒適性較原防護(hù)作訓(xùn)服有所提高。說(shuō)明優(yōu)化建議運(yùn)用在防護(hù)作訓(xùn)服起到提高服用舒適性作用。

2.2.2客觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)客觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)選取5名身體健康，體型標(biāo)準(zhǔn)，平均年齡為22.6歲男性。地點(diǎn)為服裝舒適實(shí)驗(yàn)室，在平均溫度25.3 ℃、濕度22.8%環(huán)境下，使用跑步機(jī)和心肺測(cè)試儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每位受試者分別穿著原型及優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，受試者佩戴測(cè)試儀在跑步機(jī)進(jìn)行20 min漸進(jìn)加速跑步運(yùn)動(dòng)，以3 km/h開(kāi)始持續(xù)5 min；在第10 min提高到8 km/h持續(xù)5 min；在第15 min達(dá)到最高時(shí)速12 km/h持續(xù)5 min。3個(gè)階段加速運(yùn)動(dòng)以此盡量達(dá)到訓(xùn)練所需強(qiáng)度要求，最后5 min逐漸減速直至停止。實(shí)驗(yàn)期間測(cè)試儀實(shí)時(shí)記錄受試者呼吸變化數(shù)據(jù)，得到同種測(cè)試類型防護(hù)作訓(xùn)服各項(xiàng)心肺性能指標(biāo)數(shù)據(jù)最終結(jié)果，以此對(duì)原型與優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　客觀評(píng)價(jià)結(jié)果

由表3可以看出，穿著原防護(hù)作訓(xùn)服時(shí)比優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服時(shí)攝氧量與排放二氧化碳量大。由此可以推得穿著原作訓(xùn)服時(shí)運(yùn)動(dòng)受到阻礙，需要消耗更多體能去運(yùn)動(dòng)，而優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服穿著較舒適，可以適應(yīng)高強(qiáng)度訓(xùn)練。因此，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)加強(qiáng)防護(hù)作訓(xùn)服服用與運(yùn)動(dòng)舒適性有一定作用[12]。

3結(jié)語(yǔ)

與最新型防護(hù)作訓(xùn)服相比，優(yōu)化防護(hù)作訓(xùn)服整體耐磨性、舒適性和防護(hù)性都有所提高，不但提高穿著者在訓(xùn)練效率保護(hù)穿著者人身安全，并且更能適應(yīng)現(xiàn)代訓(xùn)練方式和環(huán)境變化。

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(責(zé)任編輯：邢寶妹)

Protective Training Uniform Optimization Design Based on Functionality

YE Yuwei，GUO Xiaofang*

(College of Light Industry and Textile,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051，China)

Abstract：This paper introduces the application of the clothing structure design in the professional protection for training clothing for the purpose of increasing the practicability of clothing and making it more suitable for the training needs of the wearer.It focuses on the structure design of the latest protective training uniform,analyzes the functional characteristics of the training uniform and puts forward specific measures to improve the overall functionality and comfort.Give more consideration to the human body structure and wearing characteristics of training,based on ergonomics principle of the structural optimization design,coat pocket turns tilted,waist amount is added,coat with proper length becomes shorter,some parts are reinforced with cloth,the waist and hip are appropriately contracted,patch pockets are added，all of which have been examined by products and the comfortable sensation has been evaluated.

Key words:clothing structure design,optimization analysis,protective training uniform

中圖分類號(hào)：TS 941.731

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-1928(2016)01-0085-05

作者簡(jiǎn)介：葉雨薇(1989—)，女，碩士研究生。*通信作者:郭曉芳(1979—)，女，副教授，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)榉b舒適性。Email:516240244@qq.com

收稿日期：2015-08-25；

修訂日期：2015-11-20。