張昭華， 翟世瑾， 尹思源

(1. 東華大學(xué) 服裝·藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院， 上海 200051；2. 東華大學(xué) 現(xiàn)代服裝設(shè)計(jì)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 200051)

衣下間隙對(duì)織物系統(tǒng)熱濕阻的影響

張昭華1,2， 翟世瑾1， 尹思源1

(1. 東華大學(xué) 服裝·藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院， 上海 200051；2. 東華大學(xué) 現(xiàn)代服裝設(shè)計(jì)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 200051)

為研究人體皮膚與織物之間存在的衣下間隙對(duì)織物系統(tǒng)傳熱透濕性能的影響，利用出汗熱平板儀測(cè)試織物系統(tǒng)的熱阻和濕阻，并通過(guò)在熱板與織物之間放置不同厚度的分隔板來(lái)模擬衣下間隙厚度，實(shí)現(xiàn)了定量測(cè)試皮膚—衣下間隙—織物之間的熱濕傳遞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：織物系統(tǒng)的熱阻和濕阻先隨衣下間隙厚度的增大而增加，但在衣下間隙達(dá)到12 mm時(shí)出現(xiàn)下降，隨后又進(jìn)一步增加；雖然織物厚度影響著織物系統(tǒng)的熱阻與濕阻，但衣下間隙對(duì)織物系統(tǒng)熱濕阻的影響更為顯著。綜合服裝的合體美觀與舒適保暖性能，建議防寒類服裝設(shè)計(jì)采用胸圍放松量6～8 cm之間為宜。本研究有助于理解服裝寬松量設(shè)計(jì)與服裝隔熱透濕性能之間的相互關(guān)系，對(duì)服裝產(chǎn)品的舒適設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義。

織物系統(tǒng)； 熱阻； 濕阻； 衣下間隙； 出汗平板儀

衣下間隙是位于人體皮膚與服裝之間的空氣層，集中體現(xiàn)著服裝設(shè)計(jì)的2個(gè)方面：服裝款式設(shè)計(jì)及熱功能設(shè)計(jì)。不同款式的服裝造就不同的立體形態(tài)，在人體與服裝之間形成具有不同衣下間隙的服裝合體風(fēng)格[1-2]；同時(shí)，衣下間隙在人體皮膚與服裝之間所形成的靜止空氣層具有較好的隔熱性能，在外環(huán)境有風(fēng)的條件下，還有利于服裝的通風(fēng)散熱效能。Chen等[3]研究了服裝合體性對(duì)服裝熱阻的影響發(fā)現(xiàn)，服裝的熱阻和濕阻都隨著衣下間隙的增大而增加，并在衣下間隙1 cm時(shí)達(dá)到最大值；Havenith[4]的研究表明站在或坐在有風(fēng)的環(huán)境中，緊身服裝的熱阻值比寬松服裝要低 6%～31%。近年來(lái)，衣下間隙分布與服裝熱防護(hù)性能之間的關(guān)系越來(lái)越受到研究者的關(guān)注。Young Kim等[5]采用三維人體掃描儀分別對(duì)裸體以及穿著防護(hù)服后的火人進(jìn)行掃描，結(jié)果發(fā)現(xiàn)人體表面的燒傷嚴(yán)重程度隨空氣層厚度的降低而增加。Tannie Mah等[6-7]通過(guò)三維人體掃描儀測(cè)量了女性燃燒假人與防護(hù)服之間的空氣層大小和分布，結(jié)果表明服裝的款式和合體性影響防護(hù)性能，女性的某些部位更易受到燒傷傷害。這些研究表明衣下間隙影響著服裝的傳熱透濕性能及熱防護(hù)性能，是服裝熱功能設(shè)計(jì)不可缺少的重要因素。

在由人體皮膚—衣下間隙—織物所構(gòu)成的織物系統(tǒng)熱濕傳遞中，評(píng)價(jià)其整體隔熱透濕性能最重要的指標(biāo)之一是織物系統(tǒng)的熱濕阻，分析其影響因素并建立預(yù)測(cè)模型且受到研究者的關(guān)注。一些研究者通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)分析具有不同厚度、透氣率、線密度、面密度的紡織材料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)織物厚度是影響織物熱濕阻的最重要因素，隨著織物厚度的增大，織物熱阻和濕阻也線性增加[8-9]。隨后，研究者們通過(guò)實(shí)驗(yàn)及理論模擬等方法，進(jìn)一步探討衣下間隙對(duì)服裝系統(tǒng)熱濕傳遞性能的影響。Farnworth等[10]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，在典型的情況下，當(dāng)兩加熱表面的溫度梯度為 5 ℃，間隙厚度小于13 mm時(shí)，兩表面間的傳熱應(yīng)按導(dǎo)熱處理，超過(guò)此范圍將會(huì)出現(xiàn)自然對(duì)流。Dan等[11-12]建立了模擬皮膚—衣下間隙—織物—環(huán)境間熱濕傳遞的數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用該數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)分析了環(huán)境條件、面料性能、空氣層等因素對(duì)織物系統(tǒng)熱阻和濕阻的影響。以往的研究成果已證明衣下間隙對(duì)服裝系統(tǒng)熱濕傳遞性能的重要作用，然而在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬不同衣下間隙厚度，并定量測(cè)試其對(duì)織物系統(tǒng)熱濕阻的影響還鮮見(jiàn)報(bào)道。本文研究通過(guò)構(gòu)造人體皮膚與織物之間不同的衣下間隙厚度，利用出汗熱平板儀實(shí)現(xiàn)定量測(cè)試織物系統(tǒng)的熱阻和濕阻，從而分析衣下間隙對(duì)織物系統(tǒng)熱濕傳遞的影響規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材 料

實(shí)驗(yàn)選用了5種具有不同厚度及透氣率的織物，詳細(xì)信息如表1所示。其中織物1#與5#厚度不同，但透氣率相近；而織物2#、3#與4#厚度相同，但透氣率不同。每種織物均被切割成3塊50 cm×50 cm大小的試樣，并預(yù)先放置于人工氣候艙內(nèi)((25±0.5) ℃,(65±4)%,(1±0.1) m/s)24 h進(jìn)行調(diào)溫調(diào)濕處理。

表1 織物規(guī)格參數(shù)表Tab.1 Fabric specification parameters

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

1.2.1 衣下間隙分隔板

為模擬人體皮膚與織物之間的衣下間隙，采用隔熱性能良好的亞克力板，如圖1所示的模擬衣下間隙分隔板，其厚度每隔3 mm遞增，從而模擬3、6、9、12和15 mm的衣下間隙。隔板的大小與面料一致，為50 cm×50 cm，中間掏空，四周留邊5 cm，構(gòu)成了用于模擬衣下間隙的分隔板。

實(shí)驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中，為防止面料因自重產(chǎn)生下垂影響實(shí)際的衣下間隙大小，分隔板邊緣規(guī)律排列小孔，并用強(qiáng)力尼龍編制網(wǎng)格承托面料，保障系統(tǒng)穩(wěn)定的衣下間隙厚度且不影響實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)測(cè)量。測(cè)試時(shí)，將待測(cè)面料用透明膠粘附于分隔板之上，防止熱量從分隔板的四周散失，每種面料在每種衣下間隙厚度下均重復(fù)測(cè)量3次。

1.2.2 出汗熱板儀

實(shí)驗(yàn)采用出汗熱平板儀(美國(guó)西北測(cè)試技術(shù)公司，SGHP 306-200/400)測(cè)試織物系統(tǒng)的熱阻和濕阻。該平板儀由人工氣候箱、測(cè)試板、防護(hù)板組成，測(cè)試板可模擬人體皮膚溫度和出汗，防護(hù)板用于防止熱量從底部及側(cè)面損失。

實(shí)驗(yàn)構(gòu)造了測(cè)試板—衣下間隙隔板—織物系統(tǒng)來(lái)模擬人體皮膚—衣下空氣—織物間的熱濕傳遞過(guò)程，整個(gè)系統(tǒng)如圖2所示。人工氣候箱可模擬不同的外界環(huán)境溫濕度及風(fēng)速條件。

1.3 測(cè)試方法

在測(cè)試織物熱阻時(shí)，根據(jù)ASTM F186—2002《用出汗熱平板儀測(cè)試服裝材料熱阻和濕阻的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法》，熱板的溫度控制在(35±0.5) ℃，環(huán)境艙內(nèi)的溫度控制在(25±0.5) ℃，濕度(65±4)%，風(fēng)速(1±0.1) m/s，則織物的總熱阻可通過(guò)下式得出：

Rct=(Ts-Ta)A/Hc

式中：Rct為織物與邊界空氣層總熱阻，℃·m2/W；Ts為熱板表面溫度,℃；Ta為環(huán)境溫度，℃；A為平板儀實(shí)際測(cè)試面積,m2；Hc為消耗的功，W。

濕阻測(cè)試采用等溫濕阻測(cè)試方法，消除了干性散熱的影響。該方法要求熱板和環(huán)境艙溫度控制在(35±0.5) ℃，濕度(40±4)%，風(fēng)速(1±0.1)m/s，則織物的總濕阻可通過(guò)下式得出：

式中：Ret為織物與邊界空氣層總濕阻,kPa·m2/W;Ps為熱板表面的水蒸氣壓,kPa；Pa為環(huán)境的水蒸氣壓,kPa；A為平板儀測(cè)試面積,m2；HE為濕傳遞所消耗的功,W。

織物的有效熱阻與有效濕阻為排除了邊界空氣層影響后的值：

Rcf=Rct-Rco

Ref=Ret-Reo

式中：Rcf為織物的有效熱阻,℃·m2/W；Rco為邊界空氣層的熱阻,℃·m2/W；Ref為織物的有效濕阻,kPa·m2/W；Reo為邊界空氣層的濕阻,kPa·m2/W。

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析與制圖使用Origin 9.0 完成，一元線性回歸擬合用于分析衣下間隙厚度與織物的有效熱阻和濕阻間的相互關(guān)系，在顯著性水平p< 0.05下，表明有顯著的線性相關(guān)性。

2 分析與討論

2.1 熱阻分析

當(dāng)衣下間隙厚度從0增加到15 mm時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試的各織物系統(tǒng)有效熱阻如圖3所示。

1)當(dāng)衣下間隙厚度不大于9 mm時(shí)，織物系統(tǒng)的有效熱阻隨著衣下間隙增加而增大。在不存在衣下間隙時(shí)，較厚的織物其熱阻值也較大。當(dāng)衣下間隙厚度逐漸增加到9 mm時(shí)，5種織物系統(tǒng)的有效熱阻都隨著衣下間隙的增大而顯著增加，這說(shuō)明在人體皮膚與服裝之間增加間隙量可有效提高服裝的熱阻，體現(xiàn)了靜止空氣層所發(fā)揮的優(yōu)良隔熱性能。一元線性回歸分析的結(jié)果如圖4所示，織物系統(tǒng)熱阻與衣下間隙厚度之間有顯著的線性相關(guān)性(調(diào)整R2=0.9, 皮爾遜相關(guān)系數(shù)r=0.94,p<0.01)，回歸方程可表示為

y=0.022 4+0.017 2x

式中：y為織物系統(tǒng)的有效熱阻，℃·m2/W；x為衣下間隙厚度，mm。

2)當(dāng)衣下間隙厚度增加到12mm時(shí)，織物系統(tǒng)的有效熱阻開(kāi)始減小。隨衣下間隙的進(jìn)一步增大，實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)當(dāng)衣下間隙達(dá)到12mm時(shí)，織物系統(tǒng)的有效熱阻開(kāi)始下降。為檢驗(yàn)衣下間隙之內(nèi)是否出現(xiàn)了自然對(duì)流，有必要從理論上分析空氣傳熱系數(shù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)M的衣下間隙可認(rèn)為是水平封閉腔體，根據(jù)傳熱學(xué)原理，判斷衣下間隙內(nèi)是否出現(xiàn)自然對(duì)流取決于瑞利數(shù)Ra，當(dāng)瑞利數(shù)小于臨界值1 700時(shí)，浮力克服不了黏性阻力，腔體內(nèi)不存在自然對(duì)流[13]；否則會(huì)出現(xiàn)自然對(duì)流，瑞利數(shù)Ra可表示為

Ra=gβ(Ts-Tin)L3/αγ

式中：β為流體的容積膨脹系數(shù)，1/℃；L為衣下間隙厚度，m；Ts和Tin分別為熱板與織物內(nèi)表面的溫度，℃；g為重力加速度，m/s2；α和γ分別為熱擴(kuò)散率和運(yùn)動(dòng)黏度，m2/s。

在本文實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)模擬皮膚溫度35 ℃，環(huán)境溫度25 ℃，衣下間隙12mm時(shí)，計(jì)算所得的瑞利數(shù)Ra為1 724，表明衣下間隙內(nèi)出現(xiàn)了自然對(duì)流。自然對(duì)流的出現(xiàn)增加了通過(guò)織物系統(tǒng)的散熱量，導(dǎo)致織物系統(tǒng)熱阻的下降。可見(jiàn)，在存在衣下間隙的條件下，織物系統(tǒng)熱阻由逐漸增大到開(kāi)始下降的臨界點(diǎn)為衣下間隙12 mm處，此時(shí)，熱量通過(guò)衣下間隙的傳遞方式也從導(dǎo)熱轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀粚?duì)流。

3)在存在衣下間隙的情況下，織物厚度對(duì)織物系統(tǒng)有效熱阻的影響變得不顯著。織物熱阻與織物厚度之間存在顯著的線性相關(guān)性，較厚的織物一般熱阻值也較大，如表2所示。然而在皮膚與服裝之間存在衣下間隙時(shí)，衣下間隙厚度對(duì)織物系統(tǒng)熱阻的影響更加顯著。如表2所示，織物5#的厚度為2.488 mm，織物1#的厚度為0.431 mm，因此織物5#的厚度比織物1#大82.7%，在不存在衣下間隙時(shí)，織物5#的熱阻比1#增大了63.6%，說(shuō)明織物厚度對(duì)熱阻有顯著影響。但當(dāng)加入9 mm的衣下間隙時(shí)，織物系統(tǒng)5#比1#的熱阻只增大了18%，表明空氣層的加入弱化了織物厚度本身對(duì)熱阻的影響。

表2 織物熱阻的變化Tab.2 Change of fabric thermal insulation

當(dāng)加入衣下間隙時(shí)，織物系統(tǒng)的熱阻顯著增加，以2#織物為例，當(dāng)加入3 mm的衣下間隙時(shí)，織物系統(tǒng)的熱阻增加了49.5%；加入6 mm的衣下間隙時(shí)，織物系統(tǒng)熱阻增加了84.4%。從以上分析可看出，在存在衣下間隙的情況下，間隙厚度對(duì)織物系統(tǒng)熱阻的影響大于織物厚度的影響，因此，在人體實(shí)際著裝的條件下，服裝寬松量的設(shè)計(jì)(衣下間隙)對(duì)服裝系統(tǒng)的熱阻有重要作用。

4) 織物透氣率對(duì)織物系統(tǒng)有效熱阻的影響不如織物厚度顯著?？椢?#， 4#， 2#的厚度相同，但透氣率逐漸增大，此3種織物在不同衣下間隙時(shí)的織物系統(tǒng)有效熱阻如圖5所示。當(dāng)衣下間隙厚度為0時(shí)，織物的有效熱阻隨著透氣率的增加而增大，與3#織物相比， 2#織物的透氣率增加了63.7%，而熱阻僅增加了34.7%，可見(jiàn)其影響不如織物厚度顯著。在Dan Ding等[12]的數(shù)值模擬中認(rèn)為，當(dāng)織物的孔隙率增加68.4%時(shí)，織物的熱阻增加了23.5%，該研究結(jié)果同樣證實(shí)了孔隙率與熱阻之間的線性關(guān)系，與本研究結(jié)果一致。由于孔隙率與織物密度都與織物內(nèi)存儲(chǔ)的靜止空氣量有關(guān)，因此，孔隙率與密度越大的織物，空氣含量越大，則熱阻越高。

當(dāng)衣下間隙逐漸增加到12 mm時(shí)，織物透氣率幾乎對(duì)熱阻沒(méi)有影響，特別是在15 mm的衣下間隙時(shí)，透氣率最大的2#織物，熱阻最小，這與衣下間隙內(nèi)的空氣流動(dòng)有關(guān)，透氣率大的面料更易與外界進(jìn)行熱交換，造成熱阻的減小。

2.2 濕阻分析

實(shí)驗(yàn)采取了等溫模式測(cè)試濕阻，從而排除了干性散熱的影響，可分析衣下間隙對(duì)人體蒸發(fā)散熱的影響。圖6示出不同衣下間隙時(shí)織物系統(tǒng)的有效濕阻。

1)隨著衣下間隙的增加，有效濕阻逐漸增大，但當(dāng)衣下間隙達(dá)到12 mm時(shí)，濕阻下降。

織物系統(tǒng)濕阻與衣下間隙厚度之間的關(guān)系與熱阻的變化規(guī)律一致，織物系統(tǒng)濕阻開(kāi)始下降的臨界厚度也是12 mm。由圖6可看出，當(dāng)衣下間隙厚度由0增大到9 mm時(shí)，5種織物系統(tǒng)的有效濕阻都隨之增加。此時(shí)衣下間隙內(nèi)的空氣相對(duì)靜止時(shí)，水蒸汽通過(guò)衣下間隙以分子擴(kuò)散的潛熱方式傳遞。當(dāng)衣下間隙增加到12 mm時(shí)，自然對(duì)流的出現(xiàn)使得水蒸汽的傳遞方式從分子擴(kuò)散演變?yōu)閷?duì)流傳質(zhì)，通過(guò)衣下間隙的蒸發(fā)散熱增加，濕阻減小。

進(jìn)一步繪制散點(diǎn)圖并作一元線性回歸分析，如圖7所示?？砂l(fā)現(xiàn)織物系統(tǒng)濕阻與衣下間隙厚度之間有顯著的線性相關(guān)性(調(diào)整R2=0.82，皮爾遜相關(guān)系數(shù)r=0.91,p<0.01)，二者之間的回歸方程可表示為

y=8.017 5+1.702 4x

式中：y為織物系統(tǒng)的有效濕阻，kPa·m2·W-1；x為空氣層厚度，mm。

當(dāng)空氣層進(jìn)一步增加到15mm時(shí)，熱阻和濕阻的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均再次增加，且超過(guò)了空氣層9mm時(shí)的實(shí)驗(yàn)值。其可能的原因是，雖然空氣自然流動(dòng)增加了熱板向織物的傳熱量，但由于實(shí)驗(yàn)裝置較好的封閉性，更大的衣下間隙仍然構(gòu)成較大的傳熱阻力，未來(lái)的實(shí)驗(yàn)可進(jìn)一步加大衣下間隙厚度，從而觀察熱阻和濕阻的變化情況。由于目前相關(guān)文獻(xiàn)還未涉及如此大的衣下間隙厚度，這一現(xiàn)象還未見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)。

2)織物厚度對(duì)織物系統(tǒng)有效濕阻的影響小于衣下間隙厚度的影響。

與熱阻類似，在存在衣下間隙的情況下，織物厚度對(duì)織物系統(tǒng)濕阻的影響小于不存在衣下間隙的情況。由表3中數(shù)據(jù)可計(jì)算出，織物5#比1#的厚度大82.7%，在不存在衣下間隙時(shí)，織物5#的濕阻比織物1#相應(yīng)大63%。然而當(dāng)衣下間隙為9mm時(shí)，織物5#的濕阻比織物1#大17%，可見(jiàn)在加入了衣下間隙后，織物厚度對(duì)織物系統(tǒng)濕阻的影響作用減小。

相應(yīng)的，對(duì)同一織物而言，存在衣下間隙可顯著增加織物系統(tǒng)的濕阻。以2#織物為例，當(dāng)加入3mm的衣下間隙時(shí)，織物系統(tǒng)濕阻增加了2.8倍；加入6mm的衣下間隙時(shí)，織物系統(tǒng)濕阻增加了4.3倍。可見(jiàn)，衣下間隙厚度的設(shè)計(jì)對(duì)服裝系統(tǒng)的濕阻也有重要影響。

3) 織物透氣率與織物系統(tǒng)有效濕阻的關(guān)系。

國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)[12-14]，織物濕阻與透氣性之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，透氣性越大的織物，濕阻越小。但在本文的研究中，受限于樣本容量的制約，未能發(fā)現(xiàn)織物透氣率與濕阻間的線性關(guān)系。然而織物透氣率在服裝的熱濕舒適性中仍起到重要作用：一方面它是設(shè)計(jì)防風(fēng)保暖服裝的重要指標(biāo)；另一方面，為有助于人體汗液的蒸發(fā)，適當(dāng)增加織物的透氣率有利于減少濕阻，保持人體皮膚干燥。

表3 織物濕阻的變化Tab.3 Change of fabric evaporative insulation

3 結(jié) 論

本文的研究基于出汗熱平板儀測(cè)試原理，通過(guò)在熱板與織物之間增加衣下間隙分隔板，模擬了人體皮膚—衣下間隙—織物之間的熱濕傳遞過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了定量測(cè)量與分析衣下間隙對(duì)織物系統(tǒng)熱濕阻的影響。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，織物系統(tǒng)的熱阻與濕阻都隨著衣下間隙的增加而逐漸增大，在皮膚與織物之間增加3 mm的空氣層，可提高織物系統(tǒng)的熱濕阻1倍以上，但是衣下間隙與織物系統(tǒng)熱濕阻的關(guān)系并非完全線性增長(zhǎng)的，當(dāng)衣下間隙增大到12 mm時(shí)，由于自然對(duì)流的出現(xiàn)，織物系統(tǒng)的熱濕阻反而下降。紡織科學(xué)的相關(guān)研究已經(jīng)證明，織物熱阻與織物厚度之間有顯著的線性相關(guān)性，但本實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明，在存在衣下間隙的情況下，織物厚度對(duì)熱濕阻的影響不如衣下間隙的影響作用顯著。這一研究成果對(duì)服裝設(shè)計(jì)有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義，在設(shè)計(jì)防寒保暖類的防護(hù)服裝時(shí)，不僅要考慮織物本身的厚度性能，還要考慮服裝的合體性，即寬松量設(shè)計(jì)。假設(shè)人體為一圓柱體，則衣下間隙量×2π為服裝的寬松量。綜合服裝保暖性與合體美觀性的雙重要求，建議采用衣下間隙量10～12 mm，對(duì)應(yīng)于服裝的胸圍松量在6～8 cm之間。

值得注意的是，本文的實(shí)驗(yàn)所模擬的衣下間隙是一個(gè)封閉的水平空間，而在實(shí)際著裝條件下，人體直立或坐姿，衣下間隙也并非完全的封閉體，領(lǐng)口、袖口、下擺等處的服裝自然開(kāi)口會(huì)產(chǎn)生煙囪效應(yīng)，在外界風(fēng)速較大的時(shí)候，還有鼓風(fēng)效應(yīng)，這些因素可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。未來(lái)的研究建議針對(duì)實(shí)際服裝，采用出汗暖體假人，改變環(huán)境溫濕度及風(fēng)速，進(jìn)一步深入探討人體實(shí)際著裝條件下，衣下間隙對(duì)服裝系統(tǒng)熱濕阻的影響。

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Influence of air gaps on thermal and evaporative resistances of fabric system

ZHANG Zhaohua1,2, ZHAI Shijin1, YIN Siyuan1

(1. Fashion·Art Design Institute, Donghua University, Shanghai 200051, China; 2. Key Laboratory of Clothing Design & Technology, Ministry of Education, Donghua University, Shanghai 200051, China)

To investigate the effect of air gaps located between human skin and fabric on the heat and moisture transfer properties of fabric system, the sweating hot plate was used to test the thermal insulation and evaporative insulation of fabric. The research used a spacer with different thicknesses to simulate different air gaps, in such way, the heat and moisture transfer through human skin-air gap of the fabric was quantitively tested. The experimental results show that the thermal insulation and evaporative insulation of fabric system increase with the air gap firstly, and then disease when the air gap reaches 12 mm, after that they increase again. Although the fabric thickness influences the thermal insulation and evaporative insulation of the fabric system, the experiment proves that the influence is more significant for air gap under clothing. Taking into account of the fit and warm properties of clothing, the allowance of chest for cold protective clothing is suggested to be 6-8 cm. This paper is helpful to understand the relationship between clothing ease design and heat transfer property, which provides an instruction to clothing comfort design.

fabric system; thermal insulation; evaporative insulation; air gap; sweating hot plate

10.13475/j.fzxb.20150403307

2015-04-17

2016-02-04

高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金新教師類資助課題(20130075120008)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)資助項(xiàng)目(16D110709)

張昭華(1977—)，女，副教授，博士。主要研究方向?yàn)榉b舒適性與功能。E-mail: zhangzhaohua@dhu.edu.cn。

TS 941.16

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