新世紀(jì)國(guó)內(nèi)外測(cè)試服裝保溫性的暖體假人比較

陶 俊,王府梅,聶鳳明,羅勝利

(1.東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上海 201620；2. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201210)

新世紀(jì)國(guó)內(nèi)外測(cè)試服裝保溫性的暖體假人比較

陶 俊1,2,王府梅1,2,聶鳳明1,2,羅勝利1,2

(1.東華大學(xué) 紡織學(xué)院，上海 201620；2. 東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201210)

為模擬人體與環(huán)境之間熱濕交換，近80年研發(fā)出100款“假人”，它是形體和發(fā)熱、散濕功能類似人體的儀器設(shè)備，能夠科學(xué)地測(cè)試評(píng)價(jià)服裝整體的熱學(xué)性能，可避免真人實(shí)驗(yàn)中個(gè)體差異的影響，實(shí)驗(yàn)精度高，可重復(fù)性好，被公認(rèn)為是服裝工效學(xué)研究必不可少的手段。主要分析比較最新的幾款代表性“假人”的優(yōu)缺點(diǎn)及之間的差異，研發(fā)地有美國(guó)、日本、瑞典、韓國(guó)和中國(guó)，發(fā)現(xiàn)可以歸為2類，重點(diǎn)比較了一類出汗假人和另一類上裝保溫儀在測(cè)量服裝熱阻、濕阻之間的差別，以及各自所具有的優(yōu)勢(shì)，為測(cè)量服裝保溫性提供新的參考，為中國(guó)以后服裝工效學(xué)研究提出建議。

暖體假人 服裝保溫性 測(cè)試系統(tǒng) 差異性

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(lái)越高，而“假人”作為一種先進(jìn)的儀器設(shè)備，在測(cè)量人體、服裝與環(huán)境之間的熱濕交換行為方面有著較高的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用于服裝熱阻、濕阻的測(cè)量以及評(píng)價(jià)服裝的熱濕舒適性[1]。

服裝層中因溫度梯度而產(chǎn)生的熱流阻力，稱為熱阻(m2·℃/W)，其物理意義是服裝層兩面的溫差與垂直通過(guò)服裝單位面積的熱流量之比，反映了服裝的隔熱保暖能力。服裝濕阻(m2·Pa/W)即服裝的透濕阻力，指服裝層兩面的水蒸氣壓力差與垂直通過(guò)服裝單位面積的蒸發(fā)熱流量之比[2]。服裝的熱阻與濕阻是反應(yīng)服裝的熱濕舒適性的重要指標(biāo)。

1 暖體假人的發(fā)展歷史

從上個(gè)世紀(jì)四十年代發(fā)展至今，總共有三代暖體假人“假人”，第一代為單段暖體假人系統(tǒng)，誕生于20世紀(jì)40年代，其不能反映人體溫度分布，且不能活動(dòng)，只能用于服裝熱阻的一般測(cè)試[3，4]。第二代為多段暖體假人誕生于20世紀(jì)60年代，參見(jiàn)圖1，可以單獨(dú)控制每段體表溫度和加熱系統(tǒng)，且假人本體可以模擬人體的不同姿勢(shì)，做一些簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)[5，6]。第二代暖體假人不僅可以滿足服裝熱阻的靜態(tài)試驗(yàn)，也可以滿足動(dòng)態(tài)試驗(yàn)要求。第三代“假人”也叫出汗暖體假人，從20世紀(jì)80年代發(fā)展至今，可以模擬人體出汗的情況，并可做較復(fù)雜的動(dòng)作，能更真實(shí)地、更全面地反映人體、服裝和環(huán)境的熱濕交換過(guò)程，對(duì)服裝的熱濕傳遞性能做出綜合評(píng)價(jià)[7-9]。而我國(guó)從1978年起才開始對(duì)假人技術(shù)進(jìn)行研究，至今已經(jīng)成功研制出多種類型的暖體假人，為我國(guó)的航空航天事業(yè)和紡織事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)[10]。

圖1 多段暖體假人身體結(jié)構(gòu)

目前，“假人”或服裝熱濕舒適性測(cè)試儀器在國(guó)內(nèi)外有多個(gè)品種，研發(fā)國(guó)有美國(guó)、丹麥、芬蘭、德國(guó)、瑞典、日本和中國(guó)。不同國(guó)家的“假人”之間存在一定差異，研究不同國(guó)家“假人”的共同點(diǎn)和差異性，有助于我們認(rèn)清與國(guó)外在技術(shù)上的差距，并且為我國(guó)的暖體假人發(fā)展提供參考。

2 國(guó)外暖體“假人”發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 ADAM暖體假人[11]

ADAM 是由美國(guó)國(guó)家可再生資源實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)西北測(cè)試科技公司(MTNW) 于2003年共同研制的新型出汗假人，是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的測(cè)試人體舒適度模型之一。其規(guī)格尺寸按照西方男性平均尺寸，由3D電腦建模設(shè)計(jì)，身高175cm，體重約60kg。

假人體表分為120個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域可以獨(dú)立加熱，假人的這些獨(dú)立的控制熱能區(qū)域中，所有電子元件有防潮保護(hù)措施，但是人體模型不得在水中使用。假人能夠快速加熱和保持恒溫，從加熱到穩(wěn)定的時(shí)間在一個(gè)小時(shí)左右，整個(gè)過(guò)程采用探針自動(dòng)窺探身體表面的溫度并且用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，直到測(cè)試結(jié)束。

除此之外，ADAM還擁有126個(gè)獨(dú)立的發(fā)汗區(qū)，如圖2所示，由電腦控制水流分配系統(tǒng)，每個(gè)區(qū)域自行控制供應(yīng)的流速和流量。該系統(tǒng)的水流供應(yīng)使用了一個(gè)恒定的外部壓力泵接入假人體內(nèi)。水泵通過(guò)一個(gè)可快速連接的連接器，連接著模型的內(nèi)部管道。假人里的每個(gè)區(qū)域控制器通過(guò)控制板上的水流控制閥，調(diào)節(jié)水流流量。定量的水流被分配到假人的多孔滲水金屬皮膚表層，再均勻地?cái)U(kuò)散到區(qū)域的內(nèi)層，然后通過(guò)皮膚表層進(jìn)行蒸發(fā)。

圖2 ADAM的分區(qū)結(jié)構(gòu)

2.2 暖體假人SAM

SAM是瑞士在2001年研制出來(lái)的出汗假人，如圖3所示，全身分為30個(gè)部位，能夠很好的模擬人體的行走、攀爬和出汗，行走速度可達(dá)8km/s，出汗速率可以在20ml/h～4000ml/h之間變換，能夠測(cè)量動(dòng)態(tài)和靜態(tài)時(shí)不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下服裝的熱阻和濕阻。

為了能夠模擬人體真實(shí)的運(yùn)動(dòng)，在肩、肘、髖和膝關(guān)節(jié)處安裝了連接機(jī)構(gòu)，可以保證肢體在垂直平面內(nèi)自由移動(dòng)，并且每一個(gè)肢體都和兩軸直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。

SAM的每一個(gè)部位都可以恒定的表面溫度或者恒定的功率加熱，因此整個(gè)身體表面可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO TC 38 WG17進(jìn)行恒溫加熱，或者以不同的熱功率來(lái)模擬人體的各種活動(dòng)。

圖3 SAM的30個(gè)身體部位

為了能夠模擬不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的人體出汗，SAM的身體表面分布有125個(gè)出汗孔，SAM主要是用蒸餾水代替汗水，控制閥門安裝在SAM 的臉上，用于調(diào)節(jié)出汗量。假人的表面覆蓋有特殊的織物，以確保內(nèi)部的水在較低的出汗率下蒸發(fā)時(shí)模擬人體的隱汗，在較高的出汗率下蒸發(fā)或者以液體的形式流出時(shí)模擬人體的顯汗?？偟某龊孤视蒘AM體外的供給箱水的減少?zèng)Q定[12]。

2.3 暖體假人NEWTON

“NEWTON”是韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)人類生態(tài)學(xué)院和英國(guó)拉夫堡大學(xué)人體環(huán)境工程學(xué)研究中心于2003年前后合作開發(fā)的暖體假人，假人的身高為175 cm，身體表面積為1.8m2，質(zhì)量為30 kg，其外殼是由可以熱傳導(dǎo)的鋁與環(huán)氧碳復(fù)合制成的，系統(tǒng)的構(gòu)造嚴(yán)格遵守ASTM F 1291和 ISO/DIS 15831標(biāo)準(zhǔn)[13]。

NEWTON的身體由34個(gè)獨(dú)立的區(qū)域組成，并且腳踝、膝蓋、肩膀、臀部和手肘這十個(gè)地方由活動(dòng)節(jié)點(diǎn)連接，可以模擬人體的多種姿勢(shì)。

假人的身體是由碳復(fù)合層里面填充金屬鋁組成，每個(gè)區(qū)域的最上層嵌入有加熱和溫度測(cè)量系統(tǒng)，因此，假人采取電加熱的方式加熱。在穩(wěn)態(tài)條件下，假人的供熱量等于給定區(qū)域的熱損耗，這種結(jié)構(gòu)使每個(gè)區(qū)域內(nèi)的熱量平均分布并且對(duì)外部環(huán)境的變化能有更快的響應(yīng)。假人的皮膚溫度設(shè)定為34攝氏度左右，比較接近人體的皮膚溫度。

假人通過(guò)其皮膚表面及皮膚的溫度測(cè)量顯熱通量，為了將顯熱和潛熱區(qū)分開，假人選擇了低發(fā)射率的涂層，主要是將薄鋁錫紙覆蓋在假人表面，如圖4(左)。在涂層時(shí)用海藻酸鈉與水混合使用，這樣保證了鋁箔和假人身體能夠緊密結(jié)合，如圖4(右上)。測(cè)試時(shí)，假人被放在一個(gè)氣候室內(nèi)，用來(lái)提供理想的輻射和環(huán)境溫度，由于輻射和環(huán)境溫度相同，假人的熱損失可以分為對(duì)流散熱和輻射散熱[14]。

圖4 NEWTON的身體表層

2.4 暖體假人JUN

“JUN”是日本2004年研究出來(lái)的新型暖體假人，假人的皮膚是由FPR塑料和肉色的磨砂材料做成的，因此皮膚的輻射散熱很低，能夠很好的模擬人體的運(yùn)動(dòng)和出汗，比較精確的測(cè)量服裝的熱阻和濕阻。

假人身體的外部三維結(jié)構(gòu)是根據(jù)日本成年男性的平均數(shù)據(jù)制作的，分成了17個(gè)部分。假人的肩部、髖部和膝蓋都采用鉸鏈?zhǔn)竭B接，這保證了他能夠行走和坐下。整體來(lái)看，假人由兩部分組成(核心部分和外殼部分)，核心層主要由頭、胸、腹、臀組成，外面的殼覆蓋在對(duì)應(yīng)的17個(gè)身體部位的外面[15]。

假人采用電阻絲進(jìn)行加熱，采用鎳絲測(cè)量假人皮膚表面的平均溫度。假人的17個(gè)身體部分中，每一個(gè)部分都可以單獨(dú)控制來(lái)調(diào)整假人的熱量輸出和皮膚溫度。當(dāng)環(huán)境溫度從18℃～28℃之間變化時(shí)，假人的核心部分溫度能夠保持穩(wěn)定，并且外殼也可以通過(guò)持續(xù)加熱控制穩(wěn)定。但是隨著外部環(huán)境溫度的下降，假人四肢的溫度也會(huì)降低，這能夠更加精確的模擬出假人的軀干和四肢在穿衣和暴露在空氣中時(shí)的溫度變化，也可以更加準(zhǔn)確的測(cè)量假人不同部位衣服的形狀和結(jié)構(gòu)的效果。

在假人的皮膚表面每100cm2都會(huì)有一個(gè)出汗孔，每個(gè)孔都通過(guò)水管和外部的水泵連接，并且用36℃的蒸餾水代替人體的出汗，其出汗速率在0.02g/min～0.15g/min范圍內(nèi)。假人的表面由針織材料緊緊的覆蓋，以此來(lái)保證出汗孔中的蒸餾水可以擴(kuò)散到整個(gè)皮膚表面，產(chǎn)生的水蒸氣主要通過(guò)皮膚下面的精密天平測(cè)量。并且外部的顯示器可以隨時(shí)顯示假人的表面溫度、熱消耗量、外部溫度和相對(duì)濕度、熱功率以及服裝的熱阻(clo)[16]。

2.5 暖體假人KEM[17]

KEM是一個(gè)新型的暖體假人，是京都電子制造公司(Kyoto Electoronics Manufacturing)于2004年研究開發(fā)的。假人的身體由17個(gè)部分組成，在膝蓋肩膀手肘等部位都嵌入了可移動(dòng)關(guān)節(jié)，幾乎可以完成所有的人體姿勢(shì)。

除此之外，假人身體的每個(gè)部分都有出汗孔，出汗速率可以控制在0g/m2～1500 g/m2的較大范圍內(nèi)，可以通過(guò)控制系統(tǒng)設(shè)定出汗速率為0g/m2～1500 g/m2中的任何一個(gè)數(shù)值。一般其他的出汗假人都需要額外穿著加濕針織內(nèi)衣或者透氣織物，以使汗液可以在皮膚表面很好的擴(kuò)散，但是KEM不需要，因?yàn)樗谋砻媸怯梢环N厚重的材料做成，具有良好的透氣性透濕性，通過(guò)控制身體每個(gè)部位的活塞滴定管還可以控制不同部位的出汗率測(cè)試服裝熱阻時(shí)，服裝熱阻由皮膚和環(huán)境的溫度差異以及假人的顯熱消耗量計(jì)算，而在同時(shí)傳熱和傳質(zhì)的情況下，顯熱通量可以通過(guò)總的熱通量減去潛熱通量計(jì)算。

3 國(guó)內(nèi)暖體假人研發(fā)情況

3.1 “walter”出汗假人

3.1.1 簡(jiǎn)介

香港理工大學(xué)研制的暖體假人“Walter”是世界上第一臺(tái)用水和特種織物制作的暖體假人[18]，如圖5。由于假人的皮膚采用了含有微孔結(jié)構(gòu)PTEF膜的GORETEX織物制成，因此可以通過(guò)更換不同透氣性的皮膚來(lái)調(diào)節(jié)假人的出汗速率，從而模擬人體不同部位的出汗分布。同時(shí)假人還可以很好的模擬人體的溫度分布和步行運(yùn)動(dòng)，能夠很好的測(cè)量服裝的熱阻和濕阻等參數(shù)。

圖5 暖體假人walter

3.1.2 測(cè)試系統(tǒng)

“Walter”出汗暖體假人的測(cè)試系統(tǒng)包括水循環(huán)系統(tǒng)，出汗暖體假人行走系統(tǒng)，蒸發(fā)用水在線供水系統(tǒng)和數(shù)據(jù)測(cè)量與采集系統(tǒng)[19]。

水循環(huán)系統(tǒng)可以將來(lái)自外部水箱的水在假人內(nèi)部的中心部位加熱，然后通過(guò)水管分配到人體的全身。行走系統(tǒng)可以模擬人體的步行，主要通過(guò)在假人的肩部、肘部、臀部、膝蓋等部位安裝四連桿曲柄控制機(jī)構(gòu)，從而帶動(dòng)手臂和腿的移動(dòng)，其行走速度可達(dá)到4km/h[20]。蒸發(fā)用水在線供給系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)監(jiān)控的電子天平、外部的水箱、水閥和虹吸管路構(gòu)成，原理則是利用虹吸作用在線供給。數(shù)據(jù)測(cè)量與采集系統(tǒng)由32個(gè)溫濕度傳感器組成，可以很好的監(jiān)測(cè)假人核心溫度、皮膚溫度及其變化、環(huán)境溫濕度及其變化、水的蒸發(fā)量及其變化，并且可以自動(dòng)計(jì)算出服裝的熱阻與濕阻。

3.2 LD-1型服裝保溫儀

LD-1型服裝保溫儀是東華大學(xué)和山東萊州電子儀器有限公司于2014年聯(lián)合研制服裝熱阻測(cè)試儀，參見(jiàn)圖6(c)。儀器的形體類似一個(gè)去掉四肢的模特，我們稱其為“假體”或上裝保溫儀，假體前身和后身為二臺(tái)獨(dú)立的曲面保溫儀，通過(guò)調(diào)節(jié)前后身間的距離實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)測(cè)試儀器上測(cè)量不同尺碼的服裝，其三圍如表1所示[21]。

(a) (b) (c)

三圍大小/cm胸圍92～102腰圍76～86臀圍91～101

3.2.2 測(cè)試系統(tǒng)

儀器總共分為8塊，儀器前后身的中部被設(shè)計(jì)為試驗(yàn)板，上部、下部以及斷臂面被設(shè)計(jì)為熱護(hù)板。測(cè)試過(guò)程中試驗(yàn)板、熱護(hù)板和底板都恒溫在33±0.2℃范圍?？紤]服裝保溫性的不均勻性，每一測(cè)試板和熱護(hù)板都被分為2～4區(qū)域，每個(gè)區(qū)域獨(dú)立測(cè)試并獨(dú)立進(jìn)行溫控如圖6(a)、(b)。在假體外圍設(shè)置2～4個(gè)空氣層溫度傳感器，距離假體表面15cm～30cm，用于測(cè)試假體周圍的空氣溫度。

儀器的加熱系統(tǒng)主要分為實(shí)驗(yàn)板和保護(hù)板。考慮到羽絨服等紡織品的結(jié)構(gòu)和保溫性能不均勻，每個(gè)實(shí)驗(yàn)板內(nèi)表面被劃分為2～4個(gè)區(qū)域，各區(qū)域分別安裝1組溫控元件(假體表面溫度傳感器和加熱元件等)使該區(qū)域的假體表面溫度不超出A±0.1℃范圍，其中A可以在30℃～38℃范圍內(nèi)自己設(shè)置。而各塊保護(hù)板內(nèi)表面被分為1～3個(gè)區(qū)域，每一區(qū)域分別安裝一套溫控元件，用于控制該區(qū)域假體外表面溫度不超出A±0.1℃范圍，這里的A與實(shí)驗(yàn)板中設(shè)置的相同。

4 國(guó)內(nèi)外暖體假人的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍分析

上述服裝保溫性的測(cè)試儀器可分為2類，一類是模擬人的體形和溫度、出汗、運(yùn)動(dòng)的“假人”；另一類是模擬人的軀干體形和溫度、可準(zhǔn)確測(cè)試不同款式、尺碼上裝的代表性部位熱阻的“假體”。

前者可以很好的模擬人體的溫度分布以及出汗情況，可以根據(jù)人體的不同運(yùn)動(dòng)量調(diào)節(jié)人體的出汗情況，并可做出較復(fù)雜的動(dòng)作，因而可以測(cè)量動(dòng)態(tài)條件下服裝的熱阻和濕阻，能更真實(shí)地、更全面地反映人體、服裝和環(huán)境的熱濕交換過(guò)程，對(duì)服裝的熱濕傳遞性能做出綜合評(píng)價(jià)。對(duì)于極地工作服、登山服等特種職業(yè)裝的測(cè)試評(píng)價(jià)有不可或缺的作用。但是其體形是固定的，只能測(cè)量固定尺碼的服裝，并且儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，使用操作復(fù)雜，在服裝保溫性的市場(chǎng)監(jiān)管領(lǐng)域普及和推廣困難。

在計(jì)算服裝的熱阻和濕阻時(shí)，由于假人身體由多段組成，并且每一段的溫度有所差異，所以一般會(huì)采取并行法或串行法的計(jì)算方式。并行算法先計(jì)算各個(gè)區(qū)域的加權(quán)平均干熱散失量、平均蒸發(fā)散濕量，如公式(1)、(2)[2]：

(1)

(2)

串行算法先計(jì)算假人各個(gè)區(qū)域的熱阻、濕阻，再區(qū)域加權(quán)如公式(3)、(4)：

(3)

(4)

式中 ：Rct,p、Ret,p分別為并行法計(jì)算的總熱阻(m2·℃/W)、總濕阻(m2·Pa/W)；Rct,s、Ret,s分別為串行法計(jì)算的總熱阻(m2·℃/W)、總濕阻(m2·Pa/W)；A為假人體表面積(m2)；Ts、Ta分別為環(huán)境溫度、假人表面溫度(℃)；Ps、Pa分別為環(huán)境水蒸氣壓、假人表面水蒸氣壓；Hdi、Hei分別為假人身體各個(gè)區(qū)域表面積的干熱散失量和蒸發(fā)散熱量；Ai為假人身體各個(gè)區(qū)域表面積(m2)；i為假人身體各個(gè)區(qū)域編號(hào)(i=1，2， …，n)。

后者在儀器的結(jié)構(gòu)上得到了較大的簡(jiǎn)化，凡是服裝結(jié)構(gòu)容易變化的部位(如開領(lǐng)低、開衩大等)都設(shè)計(jì)為熱護(hù)板，避免對(duì)服裝熱阻測(cè)試產(chǎn)生影響；同時(shí)由于儀器主體分為前胸和后背兩部分，通過(guò)擴(kuò)胸可以改變儀器的三圍，從而可以測(cè)量一定尺寸范圍的服裝，適用范圍更廣。但是，該儀器只能測(cè)試上裝的靜態(tài)熱阻，并且由于不能模擬人體出汗，儀器不能測(cè)試服裝的濕阻，只能通過(guò)單一的熱阻測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)服裝的熱舒適性。

在傳統(tǒng)的熱阻計(jì)算方法中，由于服裝的面積難以測(cè)量或計(jì)算，并且同一尺碼的服裝表面積因款式而變化，所以在使用LD-1服裝上裝保溫儀進(jìn)行熱阻測(cè)試時(shí)，定義熱阻為：人體穿上服裝由瞬態(tài)傳熱轉(zhuǎn)變到穩(wěn)態(tài)傳熱條件下(即紡織品處于穩(wěn)定的溫度梯度條件下)，人體表面和服裝外表面的溫差與體表單位面積散失的氣態(tài)熱流功率之比(m2·k/w)，該氣態(tài)熱流可能由傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射中的一種或多種形式傳遞[22]。它直接表示服裝對(duì)人體單位面積散失的氣態(tài)熱流量的阻礙能力，服裝熱阻越高，人體單位面積散失的熱流量越小。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)比較全球各國(guó)測(cè)試服裝熱濕舒適性的“假人”可知，目前國(guó)外多數(shù)國(guó)家“假人”研究重心是模擬人類體溫、出汗和運(yùn)動(dòng)，越來(lái)越接近人的生理行為，其共同點(diǎn)和差異性在于：

(1) 現(xiàn)在的出汗假人都是分段假人，全身至少分為17段，多者分為126段，每一段都可以獨(dú)立加熱和測(cè)量溫度。而且假人的身體分段越來(lái)越細(xì)，主要因?yàn)槿梭w的溫度分布不是均勻的，這樣能夠更好的模擬人體的體溫分布，然后每一段的熱阻、濕阻加權(quán)計(jì)算，使其結(jié)果更加接近真實(shí)情況。

(2)出汗假人的膝蓋、手肘、臀部和肩部基本都安裝有能夠活動(dòng)的關(guān)節(jié)，從而保證了假人能夠模擬人體的大部分姿勢(shì)。如果使假人的手臂或者腿與外部的動(dòng)力裝置連接，那么假人就能夠模擬人體的行走，從而可以測(cè)量出動(dòng)態(tài)的熱阻和濕阻。在這一點(diǎn)上，各個(gè)國(guó)家的暖體假人基本相同。

(3)各個(gè)國(guó)家的出汗假人都能夠模擬人體的出汗，一般都是以蒸餾水代替人體的出汗，通過(guò)水管使外部的蒸餾水流入假人的內(nèi)部。有的假人是通過(guò)假人內(nèi)部中心的一個(gè)總的水泵，將蒸餾水壓到假人的全身，從出汗孔滲出皮膚，例如“walter”出汗假人；有的假人則是每一個(gè)出汗孔都連接一個(gè)水管，可以單獨(dú)控制每一個(gè)出汗孔的出汗量，例如暖體假人“JUN”。

(4)各個(gè)國(guó)家假人的皮膚各有差別，例如“Walter”采用的是特種織物，NEWTON采用的是鋁與環(huán)氧碳復(fù)合材料，“JUN”采用的是FPR塑料和肉色的磨砂材料。采用這些材料多半考慮“出汗”的需要，對(duì)于測(cè)試服裝時(shí)所需的體表溫度恒定不能同時(shí)顧及，由于材料存在熱滯后性，特別是含濕材料的熱滯后性會(huì)比較大，所以，出汗假人體表溫度的實(shí)時(shí)控制精度有限，這會(huì)影響其熱阻的測(cè)量精度。

(5)LD-1型服裝上裝保溫儀在儀器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化和測(cè)試服裝尺寸的范圍上有一定的優(yōu)越性，其熱阻的計(jì)算也避免了服裝面積的影響，更加簡(jiǎn)單靈活。但是其不能測(cè)量服裝的濕阻和動(dòng)態(tài)熱阻，也不能測(cè)量成套的服裝熱阻。因此，下一代的儀器應(yīng)該在完善現(xiàn)有的功能的基礎(chǔ)上，嘗試著去模擬人體出汗，使之更加接近人體的生理行為。

[1] 雷中祥,錢曉明.出汗暖體假人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].絲綢,2015,9(52)：32-36.

[2] 劉穎,戴曉群.服裝熱阻和濕阻的測(cè)量與計(jì)算[J].檢驗(yàn)與測(cè)試技術(shù),2014(1)：32-36.

[3]BeldingHS.ProtectionAgainstDryCold[M].Philadelphia:SaundersCo., 1949. 351-367.

[4]WisslerEH.Steady-statetemperaturedistributioninman[J].JournalofAppliedPhysiology, 1961, 16(4): 734-740.

[5]GoldmanRF.Clothingdesignforcomfortandworkperformanceinextremethermalenvironments[J].TransactionsoftheNewYorkAcademyofScience, 1974, 36(6): 531- 544

[6]FonsecaGF.Sectionaldryheattransferpropertiesofclothinginwind[J].TextileResearchJournal, 1975, 45(1): 30-34

[7]TamuraT,TomizawaM.Thermalcontrolsystemforasweatingmanikin[J].JournalofHomeEconomicsofJapan, 1993, 44(8):671-677.

[8]FanJ,ChenYS.Measurementofclothingthermalinsulationandmoisturevaporresistanceusinganovelperspiringfabricthermalmanikin[J].MeasurementScienceandTechnology, 2002, 13(6):1115-1123.

[9] 李俊, 張渭源, 李學(xué)東. 暖體出汗假人的研制 [J]. 東華大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 29(6): 62-65.

[10]倪冰選.假人技術(shù)在紡織領(lǐng)域的發(fā)展與運(yùn)用[J].上海紡織科技,2012,9(40)：7-9.

[11]潘進(jìn),唐曉宇.美國(guó)ADAM暖體假人簡(jiǎn)介[J].檢測(cè)與檢驗(yàn),2007(5):27-28.

[12]Dr.MarkG.M,Richards,NiklausG.Mattle.ASweatingAgileThermalManikin(SAM)DevelopedtoTestCompleteClothingSystemsUnderNormalandExtremeConditions[J].RTOHFMSymposium,2001.

[13]王發(fā)明,胡鋒,周小紅,范金土,王善元．“Walter”暖體假人測(cè)試服裝的熱濕傳遞特性[J]. 現(xiàn)代紡織技術(shù), 2007( 6) :32-34.

[14]Determinationofconvectiveandradiativeheattransfercoefficientsusing34-zonesthermalmanikin:Uncertaintyandreproducibilityevaluation[J].ExperimentalThermalandFluidScience, 2016, 77: 257-264.

[15]TerukoTAMURA.DevelopmentofaTow-LayerMovableSweatingThermalManikin[J].IndustrialHealth, 2006,44:441-444.

[16]HeringAM,WederM,RiccherdsM,MattleN,CamezindM,DerlerS,HuberR.EvaluationofPhysiolosicalPropertiesofMotorcycleSafetyHelmetsUsingaNewSweatingThermalHeadManikin[J].Proceedingsofthe4thInternationalMeetingonThermalManikins, 2001,4.

[17]TakakoFukazawa,GungLee,TakeshiMatsuoka,KiyotsuguKano,YutakaTochihara.Heatandwatervapourtransferofprotectiveclothingsystemsinacoldenvironment,measuredwithanewlydevelopedsweatingthermalmanikin[J].EurJApplPhysiol,2004,92:645-648.

[18]FanJ,ChenY,ZhangWY.APerspiringFabricThermalManikin:ItsDevelopmentandUse[C].ProceedingsoftheFourthInternationalMeetingonThermalManikins,Lechenfeldstrasse,Switzerland:SwissFederalLaboratoriesforMaterialsTestingandResearch,2001:1-6.

[19]QIANXiaoming,FANJintu.Theapplicationandtechnologyofwalkingfabricsweatingthermalmanikin[C].The7thFunctionalTextilesandNanotechnologySymposium,2007.

[20]FANJT,QIANXM.NewfunctionsandapplicationsofWalter,thesweatingfabricmanikin[J].EuropeanJournalofAppliedPhysiology,2004,92( 6) : 641-644.

[21]潘霞,王府梅.新型上裝保溫儀的穩(wěn)定性和精確度考查[J].成都紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2015(4):68-71.

[22]王府梅,陶俊,聶鳳明.一種模擬體形的成衣保溫儀的熱阻計(jì)算方法:中國(guó),201610254834.4[P].2016-04-25.

2016-10-12

陶俊(1991-)，男，碩士研究生，研究方向：服裝保暖標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法研究。

王府梅(1958-)，女，博士，教授，博士生導(dǎo)師。

TS941

A

1008-5580(2017)01-0181-06