環(huán)衛(wèi)工人作業(yè)服裝功能設(shè)計與研發(fā)初探

趙蒙蒙， 李艷梅

(1. 上海工程技術(shù)大學(xué) 服裝學(xué)院，上海 201620；2. 東華大學(xué) 現(xiàn)代服裝設(shè)計與技術(shù)教育部重點實驗室，上海 200051;3. 閩江學(xué)院 現(xiàn)代服裝技術(shù)協(xié)同中心，福建 福州350121)

隨著城市的不斷發(fā)展，生活垃圾越來越多。雖然環(huán)衛(wèi)工人被贊譽為“城市美容師”，而惡劣的馬路作業(yè)環(huán)境和單一的勞動，使環(huán)衛(wèi)工人長期保持身體一個部位用力，極易患上靜脈曲張、關(guān)節(jié)炎等勞損性疾病[1]。因此，他們的身心健康問題值得關(guān)注[2]。

歐洲早在1994年就制訂了EN471《職業(yè)用高可視性警示服》標(biāo)準(zhǔn)。警示服可極大地保證馬路作業(yè)人員的人身安全。然而，我國職業(yè)警示服的發(fā)展與發(fā)達(dá)國家相比，起步較晚、發(fā)展較慢[3]。環(huán)衛(wèi)工人作業(yè)服裝給人以雜亂的印象，并且在服裝款式設(shè)計上缺乏新意與流行元素的運用，也未考慮作業(yè)人員的真實工作環(huán)境，更沒有統(tǒng)一的行業(yè)機構(gòu)進行服裝規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。因此，迫切需要功能完善的作業(yè)服裝，以保障環(huán)衛(wèi)工人的人身安全。

環(huán)衛(wèi)工人作業(yè)服裝設(shè)計的基本理念[4-7]是：根據(jù)人體工效學(xué)原理，將功能性設(shè)計融入環(huán)衛(wèi)工人作業(yè)服設(shè)計中，以保證在特定的作業(yè)環(huán)境下服裝安全、舒適以及易洗滌、可重復(fù)利用。依據(jù)這一理念，本文通過問卷調(diào)研收集了上海地區(qū)女環(huán)衛(wèi)工人對作業(yè)服的意見，結(jié)合問卷結(jié)果設(shè)計了一款新型的作業(yè)服裝。通過受試者著裝評價試驗，對作業(yè)服裝的運動舒適性、安全辨識度進行了評價。研究結(jié)果揭示了環(huán)衛(wèi)工人作業(yè)環(huán)境及其作業(yè)服現(xiàn)狀，為特種職業(yè)服裝的設(shè)計與研發(fā)提供參考。

1 問卷調(diào)研

1.1 調(diào)研對象

功能服裝的設(shè)計研發(fā)一般遵循“分析應(yīng)用需求、確定設(shè)計手段、評價實現(xiàn)方案”的流程模式[6]。本文針對上海地區(qū)的女環(huán)衛(wèi)工人進行問卷調(diào)研，搜集她們對于作業(yè)服裝的意見，從而了解環(huán)衛(wèi)工人的作業(yè)環(huán)境與現(xiàn)狀。通過對街道女環(huán)衛(wèi)工人隨機投放問卷的方式進行調(diào)研，共發(fā)放30份問卷，收回有效問卷26份。

1.2 調(diào)研結(jié)果

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，女環(huán)衛(wèi)工人年齡大多處于41～50歲之間，年齡大于50歲的占比為34%，說明目前環(huán)衛(wèi)工人多為中老年女性。

調(diào)研對象的工作狀態(tài)基本處于步行移動中，且60%的調(diào)研對象表示下半身的運動量大于上半身，85%的調(diào)研對象認(rèn)為穿著專業(yè)的作業(yè)服裝可以幫助日常工作。工作服耐穿、耐洗可以防止內(nèi)穿衣物接觸到垃圾，70%的調(diào)研對象認(rèn)為作業(yè)服需要改進，改進方面總結(jié)如下：

(1) 作業(yè)服能夠更加美觀合體；

(2) 作業(yè)服能增加口袋，方便儲物；

(3) 作業(yè)服能更加顯眼；

(4) 作業(yè)服可以防曬。

2 作業(yè)服樣衣設(shè)計

2.1 面料選擇

目前大部分環(huán)衛(wèi)工人作業(yè)服面料采用滌棉紗卡和制服呢。滌棉紗卡容易起球，縮水率小[7]。制服呢是指用羊毛織制的質(zhì)地厚實的粗紡毛織物。根據(jù)問卷調(diào)研結(jié)果，考慮到穿著舒適度以及功能性問題，本文選擇厚度為0.57 mm、透氣率為134 mm/s、質(zhì)地較為柔軟的全棉紗卡，該面料表面光潔勻整、吸濕耐磨性較好。

為了滿足作業(yè)服足夠顯眼的要求，還選擇了熒光黃的反光布作為輔料。反光布是由高折射率的玻璃微珠通過特定的工藝覆蓋在布料表面，在燈光照射下可以反射光線，通常用于道路交通安全產(chǎn)品[8]。

2.2 樣衣款式及規(guī)格

考慮到環(huán)衛(wèi)工人希望作業(yè)服更加合體，樣衣上下裝款式如圖1所示，其規(guī)格尺寸如表1所示。

(a) 上衣正面

(b) 上衣背面

(c) 褲裝正面

(d) 褲裝背面

衣長袖長褲長胸圍肩寬袖口寬褲腰圍褲臀圍腳口寬6857951004712709618

根據(jù)環(huán)衛(wèi)工人作業(yè)性質(zhì)，該作業(yè)服樣衣具有如下特點：

(1) 上衣與褲裝的口袋共8個。褲裝有兩個斜插袋，其余口袋全部采用帶袋蓋的貼袋，袋蓋上配有釘扣，防止袋內(nèi)物體因劇烈運動跳出。

(2) 上衣門襟與褲裝門襟均采用穿脫方便的拉鏈方式。門禁起始和末端的釘扣增加服裝的合體性。

(3) 與市面上常見的環(huán)衛(wèi)工人作業(yè)服相比，在上衣背面增加了兩條反光帶。

(4) 袖口配有釘扣，上衣增加了肩袢，方便環(huán)衛(wèi)工人放置手套或其他工具。

3 作業(yè)服樣衣著裝評價

3.1 樣衣動態(tài)舒適性評價試驗

3.1.1 受試者的選擇

選取10名女性受試者穿著樣衣進行動態(tài)舒適性評價。其年齡以及身高等生理特征為：年齡(21±2)歲、身高(160±1)cm、體重(49±3.2)kg、體重指數(shù)BMI(body mass index)為(19.3±1.1)kg/m2。所有的受試者均身體健康，同意參與本試驗。

為了評估改進款作業(yè)服(簡稱改進款)是否在性能上有所提升，選取一款市面常見的作業(yè)服(簡稱原有款)進行穿著試驗的對比。

3.1.2 試驗過程

3.1.2.1 樣衣動態(tài)舒適性主觀評價試驗

環(huán)衛(wèi)工人屬于體力勞動者，在問卷調(diào)研結(jié)果中也可以看出她們平時的工作處于行走移動中。因此，樣衣動態(tài)舒適性試驗旨在揭示樣衣是否能為穿著者提供較好的運動舒適度。

人體著裝運動角度ROM(range of movement)是量化服裝運動舒適性常用的指標(biāo)[9-11]。本文通過記錄上肢運動不同角度時的主觀感覺量化作業(yè)服的運動舒適性。首先，10名受試者分別穿著改進款樣衣和原有款樣衣，進行抬手45°、 90°、 135°以及180°的測試(如圖2所示)，在抬手時詢問其主觀感受。其次，10名受試者穿著樣衣以正常步伐行走20 m詢問其主觀感受。此外，環(huán)衛(wèi)工人還會蹲下拾取垃圾，因此，還設(shè)計了蹲下起身的試驗來評價樣衣的動態(tài)舒適性。

樣衣動態(tài)舒適性評價等級為：輕松、一般、輕微拉扯感、較大拉扯感以及很大拉扯感，分別對應(yīng)的量化評價等級為1、 2、 3、 4、 5。試驗結(jié)果為10名受試者的均值和標(biāo)準(zhǔn)差(SD)。

圖2 樣衣ROM試驗Fig.2 Experiment of the range of movement

3.1.2.2 樣衣動態(tài)形變客觀評價試驗

人體在穿著服裝時，由于身體的運動導(dǎo)致服裝產(chǎn)生拉扯形變。通過對服裝局部拉扯形變進行量化，可以進一步評價服裝能為人體提供的動態(tài)舒適性。

本文采用動態(tài)捕捉系統(tǒng)(NDI optotrak certus)進一步量化樣衣的動態(tài)舒適性，該系統(tǒng)主要包含了位移傳感器、標(biāo)志點、Maker連接器、數(shù)據(jù)接收單元、中央控制單元和電腦主機，如圖3所示。

圖3 動態(tài)捕捉系統(tǒng)Fig.3 The system of the NDI optotrak certus

試驗原理是將標(biāo)識點貼在服裝設(shè)定的位置，通過傳感器記錄人體運動時的位移情況，可同時記錄x、y、z軸3個方向的形變位移。

試驗中受試者穿著作業(yè)服樣衣模擬掃地動作，測量部位為服裝腋點、臀部、后腰部。

3.2 樣衣安全性試驗評價

在馬路作業(yè)環(huán)境下，環(huán)衛(wèi)工人的生命安全受到來往車輛的威脅。作業(yè)服樣衣采用色彩鮮艷的橙色，并使用熒光黃的反光布。為了評估樣衣的辨識度，本文還設(shè)計了樣衣安全性評價試驗。

選取一名受試者穿著樣衣并站立于街角，選擇8名路人司機作為觀察者進行辨識。受試者背對觀察者10、 20、 30、 40 m，二者之間無障礙物阻隔視線。工作人員詢問并記錄觀察者的觀察結(jié)果(如圖4所示)。試驗評價等級為：清晰且醒目、清晰、可見、可見易忽視以及模糊，對應(yīng)的量化評價等級分別為1、 2、 3、 4、 5。

圖4 作業(yè)服樣衣安全性評價試驗Fig.4 The safety evaluation experiment

4 試驗結(jié)果與分析

4.1 樣衣動態(tài)舒適性試驗

作業(yè)服樣衣改進款和原有款抬手運動評價結(jié)果如圖5所示。由圖5可以看出，手臂抬起的角度越大，樣衣給予人體的拉扯感越強。當(dāng)手臂抬起45°時，受試者比較輕松無拉扯感，而環(huán)衛(wèi)工人經(jīng)常進行掃地運動手臂抬起角度一般不超過45°。超過45°的手臂運動為向垃圾車倒垃圾，此時的手臂運動角度會接近135°和180°，手臂會有較大的拉扯感。另外，與原有款樣衣相比，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的改進款作業(yè)服能為穿著者提供更好的手臂運動舒適度。

圖5 樣衣抬手運動試驗結(jié)果Fig.5 The results of the sample clothes when arm raised at different angles

改進款和原有款樣衣行走運動的主觀評價等級分別為1.1和1.3，下蹲運動的主觀評價等級分別為1.4和1.7。由此表明，無論是行走還是下蹲再站起運動，受試者穿著兩款樣衣均能較輕松地完成這兩個動作。因此，試驗樣衣能為環(huán)衛(wèi)工人提供較好的運動舒適度。

兩款樣衣各個部位最大的形變量如表2所示。

表2 兩款樣衣各部位形變

由表2可以看出，受試者穿著改進款作業(yè)服樣衣模擬掃地運動時，服裝在臀部的z軸向形變最大，為3.89 mm。由于人體彎腰掃地，臀部服裝形變較大，但也說明樣衣能為人體臀部提供較大的動態(tài)舒適性。穿著原有款作業(yè)服時，服裝在腋下z軸向形變最大，為1.97 mm。原有款樣衣在腋下y軸向、腰部y軸向的形變比改進款稍高，其余部位的形變均小于改進款樣衣。說明改進款樣衣能為人體提供更好的動態(tài)舒舒適度，這與改進款樣衣在面料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計上進行的優(yōu)化有關(guān)。

4.2 樣衣安全性試驗

樣衣安全性評價試驗結(jié)果如圖6所示。由圖6可以看出，隨著觀察距離的增加，對樣衣的辨識度逐漸減弱，表明觀察者看到著裝者的能力越來越模糊。當(dāng)距離穿著者40 m時，觀察者依然能較清楚地看見穿著改進款樣衣的受試者，而穿著原有款作業(yè)服時，觀察者易忽略著裝者。這說明改進款上衣后背以及褲裝兩側(cè)的反光條能較好地為著裝者提供安全辨識保護，而且40 m的距離足夠讓司機及時避讓。

圖6 兩款樣衣安全性評價試驗結(jié)果Fig.6 Evaluation on safety protection of the sample clothes

5 結(jié) 語

本文通過問卷調(diào)研和著裝試驗對環(huán)衛(wèi)工人作業(yè)服裝進行了優(yōu)化設(shè)計和研究。問卷調(diào)研結(jié)果表明，上海環(huán)衛(wèi)工人多為中老年女性，且70%的受訪者希望對作業(yè)服裝進行合體性、美觀性以及安全性方面的改進。

與原有款相比，設(shè)計的改進款作業(yè)服無論是抬手、行走或是下蹲起身運動，都能提供較好的運動舒適度。改進款樣衣在臀部z軸向的形變最大，為3.89 mm，而原有款樣衣在腋下z軸向的形變最大，為1.97 mm；改進款在腋下、臀部、腰部的形變總體大于原有款樣衣。在白天光線良好的情況下，距離改進款樣衣著裝者40 m時仍可以清楚地辨認(rèn)到著裝者。因此，改進款作業(yè)服裝能為環(huán)衛(wèi)工人提供較好的舒適度和安全保障。