基于人體工學(xué)的軍用防蚊服設(shè)計(jì)研究

劉銘

（大連工業(yè)大學(xué) 南安普頓國(guó)際學(xué)院，遼寧 大連116034）

引言

蚊子幾乎遍布于我國(guó)的所有地區(qū)，不僅給人們生產(chǎn)、生活造成困擾，而且可能傳播登革熱、瘧疾等疾病[1]。在一些人煙稀少、草木繁盛的特殊地區(qū)，蚊蟲大量聚集，甚至嚴(yán)重影響到人類的基本活動(dòng)[2]。例如，新疆阿勒泰某些地區(qū)每立方米的蚊蟲達(dá)1700 只，小咬（蠓、蠛蚊或者墨蚊）達(dá)到3500 余只[3]，嚴(yán)重影響了軍隊(duì)和警察在野外正常執(zhí)行任務(wù)。為了保護(hù)軍人的身體健康和在戶外執(zhí)行任務(wù)的順利進(jìn)行，我國(guó)軍隊(duì)很多兵種開始使用防蚊服，以保護(hù)指戰(zhàn)員戶外執(zhí)行任務(wù)的安全性。隨著我國(guó)軍隊(duì)裝備的先進(jìn)性不斷提高，防蚊服的面料和工藝也在不斷改進(jìn)，為最大限度減少軍人中暑和被蚊蟲叮咬的可能性，以適應(yīng)氣候變化和野外執(zhí)行任務(wù)的需要。

1 防蚊服的面料

防蚊服面料是防蚊服制作的基礎(chǔ)。蚊子一般在夏季出現(xiàn)，蚊子成蟲和幼蟲生存的適宜溫度為（30±5）℃。然而，夏季人體最舒適的溫度是19～24 ℃，這需要服裝面料具有排汗和排熱功能。在蚊蟲比較少的區(qū)域，人們穿著輕薄面料的衣服就會(huì)涼爽舒適，即便在有少量蚊子出沒的地方，可以使用驅(qū)蚊花露水，達(dá)到減少被蚊蟲叮咬的目的。但在多蚊蟲區(qū)域，這些措施根本無濟(jì)于事，蚊蟲的口器極容易穿透輕薄面料叮咬到皮膚吮吸人血。軍人在野外作業(yè)，要防止蚊蟲叮咬，如果服裝面料增厚，則服裝的透氣性和排濕功能下降，容易造成人員中暑，甚至誘發(fā)熱射?。皇褂秒S身攜帶的電動(dòng)制冷設(shè)備降溫，不僅增加了軍人自身負(fù)重，還由于電池蓄電能力原因，使野外執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間受到限制。設(shè)計(jì)一種具備防蚊、排濕、排熱功能同時(shí)還具有穿著舒適、便于清洗等多種特點(diǎn)的軍用防蚊服，是幾代防蚊服設(shè)計(jì)者的追求。

蚊蟲叮咬人的行為特征是附著于人的皮膚表面，依靠口器嚼吸人體血液。目前具有防蚊功能的面料大致包括四類。第一類：網(wǎng)格狀、透氣、松軟、輕薄面料，該面料具有排濕、排熱功能，適用于不緊貼皮膚的一些服飾，與皮膚距離一般大于蚊蟲口器即可使用該面料。目前該面料主要用于制作防蚊帽的圍擋部分，即保障面部和頸部的透氣、透視功能。第二類：混合有驅(qū)蚊纖維、藥物的面料[4]。為了使該類面料中的驅(qū)蚊藥物能夠持久，且不會(huì)因?yàn)檠趸?、水洗而快速流失，一般?huì)使用防水膜的形式進(jìn)行固化。也有的織品使用混合纖維的形式，在紗線中使用微膠囊化技術(shù)，使紗線具有防蚊效果。還有的制品使用3D 打印技術(shù)，使服裝具有防蚊效果[5]。目前該面料是制作軍用防蚊服的主要面料。但該面料也有一些缺點(diǎn)：由于軍用防蚊服的應(yīng)用地點(diǎn)特殊，蚊蟲密度過大，防蚊服隨著暴露在空氣中的時(shí)間延長(zhǎng)[6]，或者水洗次數(shù)增加，防蚊效果下降，從而大大縮短了防蚊服的使用壽命。第三類：光滑的特殊面料。研究此面料為的是解決傳統(tǒng)防蚊服的污染（驅(qū)蚊藥物）、排濕和排熱能力差等問題。因?yàn)榉牢眉喚€會(huì)因暴曬和水洗等而降低防蚊效果，那么，如果防蚊面料通過增加厚度和堅(jiān)韌性以提高物理防蚊效果，反而使得該面料的排濕、排熱能力下降。光滑的特殊面料防蚊原理是，蚊蟲在足夠光滑的面料上難以附著，增加其叮咬難度。但這實(shí)際效果并不明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在低密度蚊蟲分布的情況下，有一定概率被叮咬[7]。

2 基于人體工學(xué)的防蚊服設(shè)計(jì)

由于軍用防蚊服一般是高密度蚊蟲區(qū)域的軍人穿用，首先要具有排濕、排熱功能，防蚊服的構(gòu)成要用輕薄的面料。其次，根據(jù)軍人野外活動(dòng)特征，防蚊服還可以由多種面料構(gòu)成。軍人在高密度蚊蟲區(qū)的執(zhí)行任務(wù)時(shí)，并不是身體的所有皮膚都暴露在外，見圖1。雖然我們并不認(rèn)為蚊蟲有智商，但是大自然中的每一種生物都具有本能的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。當(dāng)軍人在野外作業(yè)時(shí)，身體部分區(qū)域會(huì)因身體的活動(dòng)而發(fā)生碰撞、擠壓、摩擦，蚊蟲附著在這些區(qū)域，危險(xiǎn)系數(shù)會(huì)增大，應(yīng)該說，這些區(qū)域即為蚊蟲叮咬概率較低的區(qū)域。如果在蚊蟲叮咬概率較低的區(qū)域使用棉質(zhì)或者速干等面料，在叮咬概率較高的區(qū)域使用有防蚊功能的面料，則可以有效實(shí)現(xiàn)防蚊、排濕和排熱的功能。

圖1 軍人活動(dòng)示意圖

人體工學(xué)理論和人體特征，可以輔助分析出身體不同部位被蚊蟲叮咬可能性。人體工學(xué)誕生于第二次世界大戰(zhàn)后，其本質(zhì)是人在活動(dòng)或者工作時(shí)，能夠盡力處于一種舒適和自然的狀態(tài)。軍人在高密度蚊蟲區(qū)域進(jìn)行的主要工作一般包括巡邏、訓(xùn)練、射擊和格斗等。可以觀察出身體被蚊蟲叮咬概率較低的區(qū)域分別是頸部、腋下、肘部?jī)?nèi)測(cè)、大腿內(nèi)側(cè)、膝蓋部?jī)?nèi)測(cè)和腰部等，見圖2。

圖2 被蚊蟲叮咬概率較低的區(qū)域（陰影部分）

頸部不易受到蚊蟲叮咬的原因有兩點(diǎn)：其一，防蚊帽可以覆蓋頸部，使頸部處于一個(gè)相對(duì)安全的區(qū)域。防蚊帽、防蚊手套原則上也是防蚊服的一部分。所以，頸部不需要重復(fù)使用防蚊面料。其二，衣領(lǐng)的設(shè)計(jì)使得該區(qū)域面料厚實(shí)，蚊蟲的口器無法穿透，類似的區(qū)域還包括小腹和臀與腰的銜接處。該區(qū)域處于上衣和褲子的銜接部位，布料疊加，外層面料與皮膚間距離大于蚊蟲口器長(zhǎng)度。且由于軍人在野外作業(yè)大多肢體活動(dòng)頻繁，外層面料和內(nèi)層面料間經(jīng)常摩擦，蚊蟲口器即便穿透多層面料，也不可能傷及皮膚吮吸血液。

腋下和大腿內(nèi)側(cè)通常不容易受到蚊蟲叮咬的原因是運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦。野外作業(yè)不論是行走還是從事各種活動(dòng)，這些區(qū)域均屬于不斷摩擦的區(qū)域，蚊蟲沒有相對(duì)附著的機(jī)會(huì)，更沒有叮咬人體皮膚的可能。相似的區(qū)域還包括肘部及膝蓋的內(nèi)測(cè)。所以，提高織物間的摩擦一般情況下也可以起到防蚊的效果。

腰部不易受到蚊蟲叮咬的原因是面料距離皮膚遠(yuǎn)。相對(duì)于胸部和臀部，腰部自然凹陷，軍服大多比較寬松，蚊蟲附著于這些區(qū)域的表面，即便口器穿透織物，也無法到達(dá)皮膚表面。所以，該區(qū)域不易被蚊蟲叮咬。

容易受到蚊蟲叮咬的區(qū)域通常包括胸部、肩背部，上肢和下肢的外側(cè)。

3 多種工藝混合設(shè)計(jì)的防蚊軍服

軍服制作標(biāo)準(zhǔn)的目的之一是保護(hù)軍人，使其能夠在惡劣環(huán)境中保護(hù)自身安全的同時(shí)，完成規(guī)定的任務(wù)。為了提高軍服的舒適度和安全性，陸軍、海軍和空軍的軍服均有不同。不同國(guó)家、不同環(huán)境的軍服也不盡相同。在多蚊蟲區(qū)域保護(hù)軍人安全的防蚊服，最重要的功能是防蚊和排熱，防止軍人被蚊蟲叮咬和出現(xiàn)中暑等，以免影響軍事任務(wù)的完成。根據(jù)人體特征分析的被蚊蟲叮咬低概率區(qū)域，著重于排熱和排濕；蚊蟲叮咬高概率區(qū)域則著重于防蚊。但是，被蚊蟲叮咬低概率區(qū)域并非“絕對(duì)無蚊”，所以，本防蚊服設(shè)計(jì)考慮了多種工藝。

蚊蟲叮咬低概率區(qū)域的多皺褶設(shè)計(jì)。不易受到蚊蟲叮咬的區(qū)域也可能由于人體的特殊動(dòng)作而增加該區(qū)域被蚊蟲叮咬的概率。例如，腋下雖不易受到蚊蟲叮咬，但在軍人肩扛物品時(shí)，該區(qū)域即刻轉(zhuǎn)變?yōu)槲孟x叮咬高概率區(qū)域。如果該區(qū)域使用輕薄透氣面料，則無法有效防止該區(qū)域被大量蚊蟲叮咬。所以，在蚊蟲叮咬低概率區(qū)域采用多皺褶工藝制作，能起到短暫防蚊效果，即通過皺褶增加棉質(zhì)輕薄面料與皮膚的距離。當(dāng)蚊蟲附著于皺褶表面，則口器不足以抵達(dá)皮膚，當(dāng)蚊蟲鉆入皺褶時(shí)，其翅膀或其他部位可能受損，進(jìn)而起到防蚊效果。多皺褶設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)是4個(gè)/厘米。

防蚊服的蚊蟲叮咬高概率區(qū)域采用多層面料設(shè)計(jì)。由于防蚊織物水洗或者暴露時(shí)間過長(zhǎng)，防蚊效果就會(huì)相對(duì)減弱。所以，在防蚊面料下方增加一層粗網(wǎng)格面料和一層棉質(zhì)面料，可以提高物理防蚊效果。粗網(wǎng)格面料主要起支撐作用，物理增加防蚊面料與皮膚的距離。這種設(shè)計(jì)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減少防蚊藥物對(duì)人體的影響，同時(shí)，也減少汗水對(duì)防蚊面料的浸濕，避免防蚊面料過早損壞。棉質(zhì)面料主要用于排熱和排濕，以提高人體舒適度。這樣的三層設(shè)計(jì)，既提高了防蚊服防蚊功能，也延長(zhǎng)了防蚊服的使用壽命。

4 結(jié)論

我國(guó)幅員遼闊，地理環(huán)境復(fù)雜。舒適的著裝可以保持軍人在不同環(huán)境中的旺盛精力，使其能夠高質(zhì)量的完成各種任務(wù)。在多蚊蟲區(qū)域使用全防蚊面料制作服裝，雖然可以減少蚊蟲叮咬，但是卻降低了服裝的排濕和排熱功能，對(duì)軍人的體力和精力都會(huì)有不同程度的消耗。根據(jù)人體工學(xué)設(shè)計(jì)的防蚊服使用了多種面料和多種工藝，滿足了軍用防蚊服排熱、排濕和防蚊功能，非常值得推廣使用。