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1防護服裝舒適性量化研究

關于汗液（ESW），有專家的研究結果如下：夏季在室內靜坐，一天出汗量為3L左右；輕微勞動，每天出汗量為5～6L；極度出汗，每小時為1～2L，不能持續太久；每人每天最大出汗量約為10～15L。圖1為考慮了人體及服裝熱性能的著衣軀干圖。圖1中符號說明：θc—人體核心溫度37℃；θS—人體皮膚溫度33℃；θF—服裝表面溫度；θA—環境溫度；Rt—人體組織隔熱性能；RF—服裝隔熱性能。Rt與RF都稱為熱阻。熱阻是用托格表（Togmeter）測量的，其方法是：將服裝組件或多層織物放在已知熱阻的標準件上，標準件表面溫度為33℃，即皮膚溫度。熱流垂直穿過標準件和織物，當熱流處于平衡時，測量標準件和織物的兩面溫差，溫差應與熱阻成正比。已知標準件熱阻和溫差，就能算出織物的熱阻。

熱阻單位用“托格（Tog）”表示。1tog的隔熱值，是指熱輸出率為每平方米1/10W時，測定織物兩邊的溫差為1℃。1940年，美國曾用“克羅（Clo）”作為服裝的熱阻單位。生理學家使用“千卡/米2/時（Kcal/m2/h）作為熱阻單位。1Clo熱阻是指一位產熱量為50Kcal/m2/h靜態的人，在大氣溫度為21℃、相對濕度小于50%、風速小于10cm/s的狀態下，長時間感到舒適的所需服裝的熱阻值。織物的熱阻是由多種因素確定的。例如毛毯的熱阻，纖維因素占10%、空氣占90%；衣料的熱阻值，纖維因素占25%、空氣占75%。空氣的熱傳導性低，作為隔熱體，優于纖維約10倍，優于金屬約100倍。纖維具有良好的隔輻射熱性能，空氣則易透過輻射熱；而纖維是優于空氣的熱傳導體。織物太稀松，會產生過多的熱輻射和空氣對流；織物太密實，纖維會傳導過多的熱。織物越厚，截留的空氣越多，熱阻就越大。織物的保暖性=熱阻（tog）/重量（g/m2）。比值越高，表示服裝越輕，保暖性越好。服裝熱阻典型值如下：背心為0.2～0.5tog，空隙為0.3tog；襯衣為0.1tog，空隙為0.5tog；運動衫為0.5～1.5tog。多數織物纖維能吸收一定量的水汽，使汗液從身體散逸到大氣當中去。水汽通過服裝散逸的量必須不少于身體排出的量，否則將會出現凝結。常用的紡織品水汽阻力見表1。

2防護服裝的保健性

防護服裝既要滿足舒適性，更要滿足保健性。防護服裝的保健性，主要是滿足服裝的生理衛生方面要求的性能，詳細分類如圖2所示。本文研究的是防護服裝的防護性能，主要涉及到以下性能。

2.1防寒性防寒保濕的原則：服裝的保溫功能主要是指防止體熱向外界散發，因此要采用導熱性小的材料。服裝的原材料若是纖維，則不僅導熱性小，舒適性也比較好。空氣的導熱性更小，因此以保溫為原則，提出了兩種方法：一是穿著含空氣多的纖維制品；二是在服裝中形成空氣層。在極寒的氣候環境中，僅依靠上述方法保溫是不行的。為抵擋這類極端天氣環境，最早發明的是電熱服、電熱手套和電熱靴等功能性服裝。后來由于宇航員的需要，又發明了通風服、通風手套、通風靴等，服裝內既可以通涼風，也可以送熱氣。

2.2防暑性防暑的方式有兩種：一種是防止外熱；第二種是散發內熱。服裝內熱的散發有兩種方式：一是增大材料的透氣性；二是加大服裝的開口，即增加服裝的露體部分。在極端高溫的環境下也可使用通風服，向服裝內輸送涼風，于人體表面形成微舒適環境。

2.3防雨性防雨的服裝織物，最好既能防水，又能透氣。這類織物的典型代表有英國的文泰爾密實棉織物、美國的戈爾特克斯夾層織物，它們都具有這種特性。

2.4護身性為了保護身體，服裝一般是使露體的部分少些，覆蓋部分多些，因此要采用厚而堅實的服裝材料。對特殊作業人群而言，要采取特殊的防護措施，如使用具有防傷、防火、防毒和防塵、防風等功能的特殊材料，或使用防護用具來保護身體的各個部分，也可以用各種面具、眼鏡、口罩、手套和保護器等。有關防護服裝的合體性、適應性和耐久性，在本文中不再贅述。為了提高服裝的保健性，已經發明了種類繁多的防護服裝，技術都已成熟，且各類防護服的防護性能都已有了量化指標，特別是航空、航天方面所用的防護服，如代償服、抗荷服、抗浸服、通風服、宇航服等。這些服裝都需要專文進行詳細介紹，本文不再涉及。

3防護服保健性試驗方法概述

關于防護服保健性量化指標的試驗方法概述如下，以供參考：（1）托格表熱阻試驗儀：見上文描述。（2）吹拂試驗臺：該試驗臺為大型吹拂試驗臺，直徑為1.5～2m，風速可調節。被試驗的防護服穿在銅質假人身上。假人穿好防護服后，安置在固定的座椅上，放置在吹拂試驗臺風口處用高速風吹。當防護服被吹損時即停止吹拂。這樣便可知防護服的防風性能。（3）海上救生水池：此水池可以模擬海浪與海風狀況，水深8～10m，有2m高的跳板。穿著抗浸服的試驗員，從2m跳板上跳入池中（相當于跳傘員著水速度6m/s），可知抗浸服穿著者入水后浮起時間與防水性能。救生背心與救生船入水的深度性能，以及著水后張滿時間等性能均可在救生水池中進行試驗。雨水試驗室：大型雨水試驗室可以模擬小雨、中雨、大雨等天氣。穿防雨衣的試驗者，可在雨水試驗室中行走一定時間，從而得到防雨服裝的防水性能。恒溫銅人：給假人通一定量的電流，保持銅人體表溫度為33℃，可試驗防護服裝的隔熱性能等。出汗假人：假人體表可以維持一定的出汗率，可試驗防護服裝的透氣性能等。燒傷銅人：銅人表面裝有多個熱敏感元件，防火服穿在假人身上，向假人身上噴一定量的火焰，維持一段時間，從假人體表燒傷情況可知防火服的防火性能。

4結語

防護服裝除了要具有各種防護功能外，其舒適程度也是非常重要的，尤其是熱舒適性。在保證防護服的保健性的同時，也不能犧牲服裝的舒適性，以免降低穿著者的工作能力或影響他們的健康。為了保證防護服裝的熱舒適性，應采取必要的措施，得出量化的指標，才能從根本意義上達到防護服設計的目的。

作者：朱錚劉長明單位：湖北襄陽航宇救生裝備有限公司