风速与步速对服装表面空气层热阻的影响
服装衣下空气层热传递性能研究进展
服装衣下空气层热传递性能研究进展一、本文概述服装衣下空气层热传递性能研究是服装科学和人体热舒适领域的重要研究方向。
随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们对于服装的舒适性和功能性需求日益增加。
服装衣下空气层作为人体与外部环境之间的热交换媒介，其热传递性能直接影响到人体的热舒适感受。
因此，深入了解和研究服装衣下空气层的热传递性能，对于提高服装的穿着舒适性、设计更加合理的服装结构以及优化服装的保暖和散热性能具有重要的理论和实践意义。
本文综述了近年来关于服装衣下空气层热传递性能的研究进展，包括衣下空气层的形成机理、热传递机制、影响因素以及测试和评价方法等方面。
通过对相关文献的梳理和分析，本文旨在总结当前研究的热点和难点，探讨未来的研究方向和趋势，以期为服装设计和人体热舒适研究提供有益的参考和借鉴。
在接下来的章节中，本文将详细介绍衣下空气层的形成过程和热传递机制，分析影响其热传递性能的主要因素，如服装材料、服装结构、环境条件以及人体活动等。
本文还将介绍现有的衣下空气层热传递性能测试和评价方法，以及它们在实际应用中的优缺点。
本文将对未来的研究方向和趋势进行展望，以期推动服装衣下空气层热传递性能研究的深入发展。
二、衣下空气层的形成机制衣下空气层的形成机制是一个复杂的过程，涉及多个物理因素之间的相互作用。
当人体穿着服装时，由于人体表面和服装内表面之间的温差，会在接触面产生热交换。
这种热交换导致人体表面的热量传递到服装内表面，服装内表面也会向周围环境释放热量。
由于人体表面的温度通常高于周围环境，这种温差促使空气在服装与人体之间形成一层热空气层。
服装材料的物理特性，如纤维结构、透气性和热阻等，对衣下空气层的形成也有显著影响。
例如，高透气性的服装材料允许更多的空气流动，从而在服装与人体之间形成较厚的空气层。
而热阻较高的服装材料则能减缓热量传递，使衣下空气层保持较高的温度。
人体活动水平也是影响衣下空气层形成的重要因素。
建筑环境学课后习题答案朱颖心版
厚毛衣
0.37
厚长大衣
0.63
厚裤子
0.32
工作服
0.2
夹克
0.4
15
服装的热阻Icl
人运动时由于人体与空气之间存在相对流速， 会降低服装的热阻。 Icl = 0.504 Icl + 0.00281Vwalk – 0.24
椅子给人增加0.15 clo以下热阻 Icl = 0.748 Ach – 0.1
18
服装的潜热热阻
服装的蒸发换热热阻(干燥服装)：
Ie,cl = Icl / LR = Icl / 16.5 (kPa m2/W) 服装被汗湿润后热阻会下降，显热换热加强，
又增加了潜热换热，故总传热系数增加：
活动强度
服装热阻 (clo)
1 clo干燥服装被汗湿润后的热阻
静坐
坐姿售货 站立售货 站立但偶 行走
少人体散热量吗？ 皮肤湿润度增高皮肤黏着性增加不适 可能引起不舒适的皮肤湿润度的上限
w < 0.0012 M + 0.15
47
垂直温差
尽管受试者处于热中性状态，头足温差仍然 使人感到不舒适。
28℃
20℃
48
垂直温差
地面应该保持的温度是多少？
49
垂直温差
击 服装热阻：影响所有换热形式
10
影响人体与外界交换的几个环境指标
平均辐射温度 或tr Tr
近似式：
准确的应该是四次方
黑球温度 Tg
k
tr (Fnjtnj )
j 1
k
(Fnj jTn4j )
4
Tr
j 1
0
Tr Tg 2.44 v (Tg Ta )
操作温度：反映了环境空气温度ta和平均辐射 温度 tr 的综合作用
服装热阻、湿阻的测量方法及影响因素
服装热阻、湿阻的测量方法及影响因素作者：张文欢钱晓明牛丽来源：《丝绸》2017年第05期摘要：介绍了人体热量散失的两种方式，由此引入服装热阻和湿阻的含义及其表征意义。
在此基础上，总结概括了测量纺织品材料、服装面料热阻和湿阻的测量设备及方法，进一步介绍了客观测量服装总热阻、湿阻的设备——出汗暖体假人，对其“两步测量法”与“Walter 一步测量法”的测量原理、测量系统、计算方法进行了详细说明。
文章还总结分析了服装本身、人体生理活动、环境条件三个方面对服装热阻和湿阻的单因素影响及综合影响。
最后说明了服装热湿舒适性研究的具体意义，并展望其未来研究的发展趋势。
关键词：热湿舒适性；热阻；湿阻；暖体假人；测量方法；影响因素中图分类号： TS941.17文献标志码： A文章编号： 10017003（2017）05004308引用页码： 051108Abstract： This paper introduces two methods of human heat loss， and explains the meaning and significance of thermal insulation and moisture resistance of clothing. On this basis， this paper summarizes the measurement equipment and method of thermal insulation and moisture resistance of fabrics and clothing. Besides， this paper further presents the equipment to objectively measure total thermal insulation and moisture resistance of clothingsweating thermal manikin. As well，measurement principle，system and calculation methods of “twostep measurement” and “Walter onestep measur ement” are elaborated respectively. Moreover， this paper sums up single factor influence and comprehensive influence of clothing， physiological activity and environmental conditions on thermal insulation and moisture resistance of clothing. Finally， this paper explains the specific significance of heat and moisture comfort research and predicts the future research development trend.Key words： heat and moisture comfort； thermal resistance； moisture resistance； thermal manikin； measurement methods； influential factor服装热湿舒适性[1]指着装人体在不同环境条件及人体活动水平下，与环境之间进行热量和水气交换，直至达到平衡状态，并使人体感觉舒适的服装性能。
消防服衣下空气层热传递机制研究进展
了 空 气 层 的 热 传 递 机 制 ，提 出 不 同 条 件 下 空 气 层 传 热 模 型 建 立 的 基 本 思 路 ，并 对 未 来 消 防 服 衣 下 空 气 层 热 传 递 机
制 的 研 究 动 向作 出 了预 测 。
关 键 词 消 防 服 ；空 气 层 ；热 传 递 ；数 值 模 拟
收 稿 日期 ：２０１５一Ｏ１—２７
中图 分 类 号 ：Ｘ ９２４．３；ＴＳ ９４１．７３
文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ａｉｒ ｇａｐ ｕｎｄｅｒ ｆ ｉｒｅｆ ｉｇｈｔｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｃｌｏｔｈｉｎｇ
ＳＵ Ｙｕｎ 一 ．Ｗ ＡＮＧ Ｙｕｎｙｉ ＇。｜ｆ ＬＩ Ｊｕｎ。’ ， ，
（１．Ｆａｓｈｉｏｎ＆ Ａｒｔ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００５ １，Ｃｈｉｎａ；
２． Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００５ １， Ｃｈｉｎａ；
传 递 数值 模 拟 的 精 确 度 。在 阐述 了热 防 护 性 能 测 试 中 空 气 层 的 作 用 以 及 空 气 层 热 传 递 机 制 和 空 气 层 热 传 递 模 型
的研 究 现 状 的 基 础 上 ，分析 了 服 装 与 人 体 之 间 空 气换 热 和 辐 射 换 热 ３个 方 面 总 结
第 ３７卷 第 １期 ２０１６年 １月
ＤＯＩ：１０．１３４７５／ｊ．ｆｚｘｂ．２０１５０１０５３０６
纺 织 学 报
风速与含湿率对棉针织物热湿传递性能的影响
风速与含湿率对棉针织物热湿传递性能的影响作者：史佳玲王利君来源：《现代纺织技术》2018年第04期摘要：为了分析风速、含湿率对棉针织物的具体影响程度，针对棉针织物的保暖性问题，选取12种常见的棉针织物以及棉/涤混纺针织物为研究对象，用KES织物风格测试仪和平板保温仪对不同含湿率、风速下针织物的热阻、热传导率、接触冷暖感以及保暖率进行了测试，利用方差分析和回归分析法研究了风速和含湿率对织物保暖性的影响程度。
结果表明：含湿率对棉针织物热学性能有显著的影响；在含湿率和风速同时变化的环境下，在棉纤维中混入一定的涤纶可使织物保暖率提高10%；含湿率、风速以叠加的方式对织物保暖性产生影响，保暖率与风速、含湿率、接触冷暖感之间为多元线性关系。
关键词：风速；含湿率；棉针织物；热学性能中图分类号：TS941.15文献标志码：A文章编号：1009-265X（2018）04-0025-06Abstract：In order to analyze the influence of wind speed and moisture content on the heat preservation of cotton knitted fabric， 12 common cotton knitted fabrics and cotton/polyester blended knitted fabrics were selected as the research object， and the thermal resistance， thermal conductivity， contact temperature and heat preservation rate of knitted fabrics were tested with KES fabric style tester and flat plate thermal insulation， then the effects of wind speed and moisture content on the warmth retention property of fabrics were studied by means of variance analysis and regression analysis. Results show：the moisture content has a significant effect on the thermal properties of cotton knitted fabric； under the condition of moisture content and wind speed changing，adding a certain amount of polyester fiber in the cotton fiber can improve the fabrics warmth retention by 10%； the moisture rate and wind speed affect fabric warmth retention property in the way of a superposition manner， and the warmth retention and wind speed， moisture content and temperature have a linear relationship.Key words：wind speed； moisture content； cotton knitted fabric； thermal properties棉针织物由于其优良的吸湿性、良好的卫生性与透气性、以及松软的质地使其在紧身衣、内衣、运动服等方面得到了广泛的应用，近年来，国内外学者对影响针织物热学性能的因素进行了多方面的探讨，纤维原料、纱线、组织结构以及编织工艺条件都会对针织物的热学性能造成影响[1-4]，同时不同润湿状态下织物的热性能也有显著的差别[5-6]，但少有学者对不同风速下的汗湿针织物热性能进行探讨。
服装热湿传输机理探讨
服装热湿传输机理探讨作者：惠杰刘庚鑫来源：《轻纺工业与技术》 2012年第3期惠杰，刘庚鑫（驻济南军代室，山东济南２５００００）【摘要】从热质传输理论和纺织材料学方面阐述了服装在穿着过程中的热湿传递机理，从宏观和微观上对服装热湿传递过程进行了分析研究。
【关键词】热湿传输；服装舒适性；织物；热湿耦合中图分类号： TS101.92+3.4文献标识码： B文章编号： 2095-0101（2012）03-0047-03服装热湿传递性能研究发展至今，己积累了一系列相关的测试方法和评价指标，产生了各种测试仪器和装置，其中不乏一些兼具科学性、合理性和实用性的仪器和指标。
但全面正确反映纺织品和服装传热传湿特性的测试评价体系的建立仍有待于进一步的深入研究，而且已经建立的某些科学指标（例如服装隔热指标）的概念、特点和使用的条件也有待于澄清，以便于生产实践中合理使用。
１服装热传递的机理分析所谓传热就是由温差而引起的能量的转移。
不论什么时候，只要在一个介质之中或是两个介质之间存在温差，就有传热发生。
如图１所示，我们把不同类型的传热过程称为传热的不同模式。
当在静态介质中存在着温度梯度时，在这介质中都会有传热发生，这种传热过程称之为传导；当一个表面和一种运动流体处于不同温度时，它们之间发生的传热称为对流；第三种传热模式称为热辐射，所有具有一定温度的表面都以电磁波的形式发射能量，因此，如果这些表面之间没有参与传热的介质，那么在两个不同温度的表面之间只依靠辐射进行热交换［１］。
１．１热传导１．１．１显热传递服装材料是由空气层、空气孔以及含有水份的纤维所组成的不均一的集合体。
其显热的传递过程可分为三个环节来讨论，参见图２。
皮肤表面（一般认为体表平均温度为３３℃［２］）散发的热量通过辐射和对流透过皮肤与服装间空气层传递到服装内表面Ａ，设人体皮肤与服装内表面间空气层之间热阻为ＲＡ１，则传递的热量应为：由此可见，人体所散发的热量取决于身体和外界环境之间的温差以及服装系统的总热阻。
风速对大气层扩散能力的影响研究
风速对大气层扩散能力的影响研究大气层对于地球上的生物和环境有着重要的影响，而其中一项关键指标就是其扩散能力。
而风速，作为大气运动的重要因素，对于大气层扩散能力具有直接的影响。
本文将探讨风速对大气层扩散能力的影响，并从不同角度论述其在气象和环境科学研究中的重要性。
首先，我们可以从理论上来分析风速对大气层扩散能力的影响。
风速的增加意味着更大的空气流动，这将加速大气层中各种气体的混合和分散。
在风速较小的情况下，大气层中的污染物或其他有害气体可能会被限制在一个较小的区域内，难以得到有效的稀释和扩散。
而当风速增加时，气体颗粒的扩散区域将更广，使得有害物质能够更快速地被稀释掉，从而减少其对环境和人体的危害。
其次，风速对大气层扩散能力的影响也可以从实际观测和数据分析中得出。
气象学家和环境科学家通过观测和记录不同风速下的大气污染情况，得出了一系列与风速相关的数据。
这些数据显示，当风速较小时，大气层中的有害气体浓度较高，扩散能力较差。
而当风速增加时，气体浓度下降，扩散能力也随之提高。
这些数据的分析和研究将有助于我们更加准确地了解风速对大气层扩散能力的影响规律，并为环境保护和空气质量改善提供科学依据。
此外，风速对于大气层的扩散能力还与地理环境和大气稳定度有关。
在地理环境复杂的地区，如山区或城市中的高楼大厦间，风速的变化会导致气体扩散的不均匀性，从而造成污染物集聚的现象。
此时，我们需要更加细致的研究，以便制定更有效的环境保护和污染治理措施。
同时，大气稳定度也会影响风速对大气层扩散能力的影响。
在稳定的大气层中，风速增加时，气体扩散能力的提高可能不如不稳定的大气层明显。
因此，在具体应用中，需要综合考虑地理环境和大气稳定度等因素，以便更好地评估风速对大气层扩散能力的影响。
综上所述，风速对大气层的扩散能力具有重要影响。
风速的增加有助于气体的混合和分散，提高了大气层的扩散能力，从而减少了对环境和人体的危害。
通过实际观测和数据分析，我们可以更加准确地了解风速对大气层扩散能力的影响规律，为环境科学和气象学研究提供依据。
略微变化风扇速度对空气流通有何影响？
略微变化风扇速度对空气流通有何影响？一、风扇速度对空气流通的基本原理风扇作为一种常见的通风设备，通过旋转叶片产生气流，使空气形成流动，从而改善空气质量和环境舒适度。
而风扇速度则是控制风扇运转的重要参数，对空气流通产生影响。
1. 风扇速度与气流量的关系风扇速度的增加会导致风扇旋转的频率加快，从而增加风扇产生的气流量。
以家用电风扇为例，当风扇速度较低时，旋转的叶片没有足够的动能来推动空气，所产生的气流量较小；而当风扇速度较高时，叶片旋转速度增加，动能增大，气流量也相应增加。
2. 风扇速度与气流速度的关系风扇速度的变化还会对气流的速度产生影响。
较低的风扇速度会产生较缓慢的气流，速度较慢，无法形成持续的通风效果；而较高的风扇速度则会产生较快的气流，速度较快，能够更好地将室内的污浊空气排出。
二、略微变化风扇速度的影响略微变化风扇速度对空气流通能够产生以下影响：1. 提高空气流通效果适度调节风扇速度可以提高空气流通效果。
在空气质量较差或室内温度较高时，适当加大风扇速度，可以加快气流速度和气流量，将室内的热空气和污浊空气迅速排出，使新鲜空气更快速地进入室内，提高空气质量。
2. 节约能源略微调低风扇速度可以节约能源。
当室内环境较为清洁、温度适宜时，将风扇速度调至较低档位，既能保持良好的舒适度，又能减少能源消耗，降低电费开支。
3. 降低噪音干扰适度调低风扇速度还可以减少噪音干扰。
高速旋转的风扇产生的噪音较大，特别是在夜间休息时容易造成睡眠的干扰，影响休息质量。
适当调低风扇速度可以减少噪音，提供更加安静舒适的室内环境。
4. 增加运行寿命过高的风扇速度可能会导致电机过热，进而影响风扇的运行寿命。
适度调低风扇速度可以避免电机过热的问题，延长风扇的使用寿命。
综上所述，略微变化风扇速度对空气流通的影响是多方面的。
通过适当调节风扇速度，我们可以提高空气质量、节约能源、降低噪音干扰，同时延长风扇的运行寿命。
因此，在使用风扇时，我们可以根据实际需求和环境情况，选择合适的风扇速度，以达到最佳的空气流通效果和舒适度。
服装设计中出现的物理原理
服装设计中出现的物理原理服装设计中会应用到很多物理学原理,主要有以下几方面:1.力学原理服装在设计中需要考虑到身体的运动,遵循平衡和稳定的力学原理。
如衣服的肩缝设计要使肩部获得平衡,衣角及下摆要有合适的重量感等。
2.材料力学原理不同纤维和面料的张力、弹性弹性模块等参数,会影响服装的饰曲及垂坠效果。
设计时需考虑面料性能。
3.流体动力学原理服装设计要考虑空气的流动性,通风透气性好可以增强舒适性。
流线型设计可以减少空气阻力。
4.热学原理不同面料和颜色的热传导率、吸收与反射热量不同,影响保暖性和通风性。
设计时要考虑使身体适温。
5.光学原理色彩的光谱构成对视觉效果有很大影响。
要运用色光原理make搭配色彩。
面料表面处理会改变反射,影响服装外观。
6.电学原理一些智能化服装或装饰会用到发光二极管、电路等电子元件,需要遵循电路设计原理。
7.结构设计原理服装的版型设计遵循几何结构原理,要考虑人体工程学数据。
衣服构造也涉及力学结构。
8.材料科学原理面料的选择需按其密度、强度、润湿性等参数设计,使舒适性及功能性优化。
9.数学原理设计师会用到数学中的对称、变换、比例等原理构思CreationTime。
也需应用数学计算确定设计尺寸。
10.生物学原理设计要考虑人体工程学、人体动力学参数,符合身体结构、机能特点,使舒适性最优。
综上所述,服装设计中渗透了多种物理学原理,设计师需要全面运用这些原理,使服装具有良好的美观性、舒适性和功能性。
这需要设计师具备扎实的物理学基础知识。
大气层中的风速和气候
大气层中的风速和气候大气层是地球周围的气体层，由不同的气体和颗粒物组成。
风是大气中的空气流动，是由于空气温度和气压的差异引起的。
风速的变化对气候和天气条件有重要影响。
本文将探讨大气层中的风速对气候的影响，并分析其在不同气候区域的变化情况。
1. 风的形成和类型风的形成是由于气压和温度的差异引起的。
热空气会上升形成低气压区，冷空气则下沉形成高气压区。
高气压区和低气压区之间的差异会导致空气从高气压区流向低气压区，形成风。
根据风向和风速的不同，风可以分为恒风、季风和风暴等多种类型。
恒风是指恒定的风向和风速，如定期吹向同一方向的东北季风。
季风则呈现明显的季节性变化，如亚洲的夏季风和冬季风。
风暴是指风速较高且伴随着强烈的气压变化的风，如台风和龙卷风。
2. 风速与气候的关系风速对气候条件有重要影响。
风的强度和频率会影响植物的生长、水循环和气候条件的稳定性。
风可以影响气温分布，通过风向和风速的变化，将热空气和冷空气带到不同的地区，从而影响气候的缓和程度。
在沿海地区，海风可以带来湿润的空气，影响气温的变化。
在沙漠地区，风的强劲会导致沙尘暴的发生，对当地的气候和土壤质量产生重要影响。
在高山地区，山谷风可以改变温度和湿度的分布，形成特殊的局部气候。
此外，风速还对海洋环流和全球气候系统起着重要作用。
季风会带来不同方向的湿润气流，促进海洋表面的混合和养分的循环，对温室效应和全球气候变化具有重要影响。
3. 大气层中的风速变化大气层中的风速具有地域性和季节性的变化。
在不同的气候区域，风速和风向会有所不同。
在赤道附近的热带地区，常常存在着高风速的恒风，如东北贸易风和东南贸易风。
这些风经常东北和东南方向吹向赤道地区，影响着热带地区的气候和生态系统。
在温带地区，风速和风向会随着季节的变化而变化。
例如，在北半球的冬季，西风带会向南移动，给欧洲带来寒流和寒潮。
在极地地区，风速非常高，而且经常伴随着低温和降雪天气。
这些极地风对极地地区的气候条件和冰雪的形成具有重要影响。
北京冬奥会“战袍”中的黑科技
北京冬奥会“战袍”中的黑科技作者：来源：《军事文摘·科学少年》2022年第03期冬奥会竞速类的项目，为了最大限度地提高运功员的速度，这些运动员大都穿着紧身运动服。
而运动员对紧身衣的主要要求就是减小阻力。
减阻效果受比赛服装面料的影响。
空气动力学中，一般用阻力系数来判断布料的减阻性能，阻力系数越大，受到的阻力越大，减阻效果越不好。
科学家们通过开展面料空气摩擦阻力研究、风洞试验等，模拟各比赛项目的场景和风速、运动员的比赛姿态，对不同材质的服装面料进行探究。
比如，从它的空氣摩擦阻力、气动阻力系数等指标来判断这块布料是不是具有良好的减阻效果。
以速度滑冰紧身服为例，面料采用类似高尔夫球上的蜂窝结构的粗糙纹理结构，可以减少尾流的湍流现象，从而达到减阻效果。
打个比方，将高尔夫球和乒乓球用同样的力甩出去，高尔夫球能飞得更远，一是因为高尔夫球的质量比乒乓球大，二是高尔夫球表面粗糙，阻力较小。
乒乓球的表面光滑，在空气中运动时会产生尾流湍流现象，受到的空气阻力更大。
而高尔夫球表面凹凸不平，能避免在空气中运动的尾流湍流现象，所以受到的空气阻力也较小。
此外，科学家还发现裁剪、拼接也是减少阻力的关键。
面料接缝方向与气流方向一致或远离迎风位置，可以减少拼接处褶皱而增加阻力。
其实，一件好的紧身服装可以减少运动中的软组织振动，在运动员做一些转向、跳跃等高冲击力的动作时，压缩性较好的紧身服可以紧紧包裹住软组织和肌肉，从而减少运动员的软组织或肌肉损伤。
同时，适当并合理分布的服装压力，有利于减少不必要的肌肉振动，从而使运动员减少体能消耗，有助于提升速度。
冬奥会的项目大多具有冲撞性。
像速度滑冰，冰刀要比普通冰刀长，稍不留神运动员就会受伤。
高山滑雪项目也充满了各种危险。
因此，对冲撞性项目的运动服，要特别注意“护”。
短道速滑采用的比赛服整体使用高弹性切割面料，大家想象一下，我们用刀切割纸张和切割泡泡糖是不是两种结果？弹性越高，越不容易被划烂。
运动引起服装热阻变化的实验分析
运动引起服装热阻变化的实验分析赵巧宁;邓光宇;马保科【摘要】为分析常规着装下人体运动对服装隔热、保暖性的影响,从服装热力学、卫生学与运动学角度出发,通过实验统计,拟合分析了在"静止"和"运动"两种情况下,人体皮肤温度、环境温度等服装热舒适性指标的变化,对服装热阻的影响.实验结果表明,运动环境下,环境温度、相对湿度、人体行走的步速以及环境风速等物理参量的变化均会对服装热阻产生一定的影响.其中,人体运动引起服装内空气层的流动以及服装衣料纱线间死腔空气量的多少,是影响服装热阻变化的最主要因素.【期刊名称】《纺织高校基础科学学报》【年(卷),期】2015(028)003【总页数】6页(P385-390)【关键词】风速;步速;相对湿度;服装热阻【作者】赵巧宁;邓光宇;马保科【作者单位】西安工程大学体育部,陕西西安710048;青海交通职业技术学院汽车工程系,青海西宁810003;西安工程大学理学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TS941.15服装在人体皮肤与周围环境之间既起着导热作用,又起着阻热(隔热)作用,它是人体从周围环境吸热以及向外散热的主要途径．在服装的热舒适性评价中,服装热阻一般由基本热阻以及服装表面边界空气层热阻构成,受服装材料、环境和皮肤温度、相对湿度、服装覆盖面积、衣下空气层厚度、面料的透气性等多因素的综合影响[1-2]．在有关服装保暖性、热舒适性研究方面,文献[3]研究了裸态及常规着装两种情况下,服装表面空气层热阻与人体皮肤表面空气层热阻的关系;文献[4-6]通过运用暖体假人,研究了服装的穿着方式,服装材料的保暖性与服装热阻之间的关系；文献[7-8]分析了运动服装及结构设计对其热舒适性的影响；文献[9]基于“热流计”法测量服装热阻,自行研制了一台服装热性能测试仪,该仪器能多路径、多点测量人体皮肤温度及人体皮肤表面与服装之间空气层的热流量,并对不同着装、不同环境下的服装热阻及其保暖性进行定量分析．虽然国内外在服装热阻的研究上开展了大量的工作,但这些还不能完全反映出各种着装环境下服装隔热、保暖以及舒适性的变化,事实上,很多因素亦影响了服装的热舒适性[1-2,10-12]．文中从服装热学与卫生学角度出发,研究了在常规着装下,人体运动所引起的相关物理参量的变化对服装热阻的影响．在服装传热学中,通常把一个稳定传热过程的热流密度Q与温差Δt之比,即定义为服装单位面积上的热阻，即服装热阻[n],℃·m2·W-1．图1为人体穿着多层服装的简单模型,右侧放大部分依次表示人体皮肤、多层服装和服装边界空气层．根据传热学原理[13],图1中的多层服装在一个传热过程的总热阻应等于该过程各串联环节的热阻之和,若T1,T2分别表示人体皮肤和周围环境的温度,Ra表示空气层的热阻,则服装热阻RCL可表示为式中,热流密度Q、皮肤温度T1均应为各测点对应皮肤面积占总面积比率的加权平均[9]．服装热阻的测量原理及实验系统设计如图2所示,主要由测量输入单元、通道电路单元、计算单元和输出单元4部分构成．其中,输入单元共接有10个传感器测头,其中1个用来测量环境温度,1个备用,其余8个用来测量人体皮肤温度以及空气层的热流密度;同时,该部分还分别考虑了外部环境因素的影响,如环境风速,被测者不同的运动步速等．在通道电路单元,输入的热流密度信号(为μV级)被放大了1.5×104,温度信号(为mV级)被放大了36倍,再经计算单元处理,最后的测量结果采用打印显示或直接经电脑屏幕可视化输出．实验时,特制的内部植入热流和温度传感器的硅胶片测头被分别贴在被测试者身体的不同测量点上,传感器测头的外形尺寸约为50mm×30mm×2mm,较柔软,易与人体皮肤接触．其中,热流密度传感器为热阻式,标定误差为±5%;温度传感器为负温度系数的PN结,标定误差为±0.2℃．实验中,被测者分别采取“坐姿”和在跑步机上“行走”两种姿态,且待测头与被测者以及环境达到热平衡(即测量数据的变化相对稳定)后,开始记录各物理量的测量数据,每个测量点一般重复测量3次,取其平均值．当人在从事一定的体力劳动或体育锻炼时,人体皮肤、服装以及周围环境之间会发生相互作用,使得皮肤温度、皮肤与服装间空气层的温度以及服装周围环境空气层的流速等随人体的运动发生相对变化,进而导致服装热阻发生变化．实验利用自行研制的服装热性能测试仪来测量不同穿着搭配下服装热阻的变化,选取全棉男衬衫单穿(厚度约为0.40mm)、圆领套头羊毛衫单穿(厚度约为0.70mm)以及衬衫外加圆领羊毛衫的套穿组合(厚度约为1.30mm)3种不同的服装搭配形式,测量人体在“静坐”和“匀速行走”两种姿态下,上述3种不同服装搭配形式的服装热阻随运动等相关参量的变化．实验中,服装热性能测试仪的1个测头用来测量被测者所处的环境温度,其他8个传感器测头分别粘在被测者上身的胸、腹、腰、背部以及上臂8个不同的测试点,用来测量不同的测试点处人体皮肤温度以及衣下空气层的热流量,每个测量点每隔30s采集数据1次,采集3次数据并取其平均值记录为1次有效测量数据,共记录3次．2.1 不同环境温度下服装热阻的变化在服装热工学中,通常用ICL和Ia分别表示服装以及边界层空气的热阻,它们与人体皮肤表面温度T1以及环境温度T2之间的关系，以克罗(clo)为单位表示为图3为当被测者上身着套头羊毛衫“静坐”时,羊毛衫热阻随环境温度的变化．实验中,被测者皮肤的温度T1以及热流密度Q由服装热性能测试仪读出,无风,温度T2经恒温装置控制在6～26℃之间变化，T2由干湿球温度表读取．本次实验中,服装空气层热阻取Ia=0.59clo,图3中的实线是对本次实测数据经拟合后的结果,两者的相关系数为0.92,拟合得到的服装热阻随环境温度的变化关系为从图3可知,被测者着套头羊毛衫时,服装热阻随环境温度的增大呈逐渐增大趋势,但热阻的变化范围并不是很大,可见环境温度对服装热阻的单方面影响相对较小.2.2 不同环境风速下服装热阻的变化一件衣服的保暖性在很大程度上取决于织物衣料纤维及纱线之间的死腔空气,而就人体运动对服装热阻的影响来看,空气的流动即风速是一个及其重要的影响因素[14].服装周围空气层的热阻与风速的关系可表示为式中,V0为衣下层静止空气的风速(站姿时取0.11m/s,坐姿时取0.07m/s),系数a=0.67,Vwalk为人体行走的速度,Vwind为环境空气风速．下面进一步实验分析环境风速的变化对服装热阻以及服装周围空气层热阻的影响.实验中,对3种不同的服装搭配进行测试,3名被测者上衣的着装层序、材料、材料厚度(由数字式织物厚度仪测量给出)以及测试部位及测量结果分别由表1～3给出．实验时,被测者采取“静坐”或“匀速行走”两种姿态,被测者运动的步速由跑步机控制并读取,其他部分参数的值由服装热性能测试仪读取．表1～3给出的不同服装搭配,不同测量部位的3次实验中,被测者胸、腹和背部的皮肤温度、环境温度及热流密度的变化相对稳定,且测量值中温度、热流密度变化的相对误差均小于相应传感器的标定误差值.同时,表1～3中各测量结果完全在生理卫生学有关人体温度和热舒适性变化的指标体系内．对实验数据的处理和计算中,先由式(5)计算得到服装周围空气层热阻,再由式(3)计算得到服装热阻,表1～3中,热阻的标准差由下式给出:式中,n为测量次数．另外,表1～3中,服装热阻的测量、计算结果及其标准差与相关文献的测量结果基本吻合,这也间接说明了本次实验环节的设计和测量结果是真实可靠的．从表1～3可知,当环境风速一定时,对于3种不同穿着搭配的测量结果,其边界空气层的热阻几乎保持不变.因为同一风速造成服装周围边界空气层的流动状况基本相同,因而3种服装其边界空气层的热阻基本保持了某一稳定值;但随着风速的进一步增大,服装边界空气层的热阻也从表1中的0.11clo变化到了表3中的0.06clo,可见边界层空气的热阻随风速的增大呈逐渐减小趋势．同时,随着环境风速增大以及受其他内外因素变化的共同影响,服装热阻也有所增大,这一结果与图3中,单纯对环境温度与服装热阻关系的研究结果保持了一致．2.3 不同步速下服装热阻的变化为进一步研究常规着装下,人体运动对服装热阻的影响,实验在表1(被测者静止)的基础上,表2～3分别给出了当被测者以一定的步速运动时,被测者运动对服装及其边界空气层热阻的影响．从表2～3可知,当被测者行走的步速增大(如从表2的Vwalk≈0.30m/s到表3的Vwalk≈1.00m/s)时,服装边界空气层的热阻反而越小,原因是当被测者行走的步速增大时,服装周围空气层的相对风速以及衣下层空气的鼓风作用均逐渐增强,即运动导致服装内外空气层的流动性增大,进而导致服装空气层的热阻降低,服装的隔热性能变差．另外,当被测者运动的步速增大时,运动导致被测者衣下空气层的热流密度、皮肤温度的改变量均发生变化,进而使得服装热阻发生了变化,由此可见,人体运动对服装热阻的影响,是一个极其复杂的综合效应．另外,服装材料的厚度对其热阻也构成一定的影响,材料越厚,服装热阻相应的也有所增大,但变化并不是很明显．2.4 不同环境相对湿度下服装热阻的变化实验表明,服装热阻与环境相对湿度之间亦存在一定的联系[15],图4是在服装静电实验室的微恒温室内(温度约为25℃),被测者着衬衫外套加羊毛衫搭配时,服装热阻随环境相对湿度的变化．图4中,散点数据是利用服装热性能测试仪每隔10min采集一次,实线是根据实测数据拟合得到的,两者的相关系数约为0.82．从图4可知,当恒温室内的温度维持一定时,随着被测者运动,服装热阻随环境相对湿度的增大呈减小趋势．其原因是:随着环境相对湿度的增大,服装纤维中的吸湿性水分也逐渐增大,挤掉了服装纤维以及纱线之间大量的静止空气,特别是死腔空气,从而使得服装层与层之间的热传导增强,导致服装的热阻下降．同时,实验中还注意到,当环境相对湿度增大时,由于被测者运动,服装衣料的线体受人体汗液的浸湿而变硬和逐渐失去弹性,与干净、干燥的衣服相比,更容易紧贴人的皮肤,从而也会加速服装热阻的下降．(1) 人体运动会增加或减小服装内外空气层空气的流动速度,也会改变服装衣料纱线间的死腔空气量,从而对服装热阻产生较为明显的影响.(2) 人体皮肤表面空气层热阻、服装热阻以及服装表面空气层热阻均与环境风速、环境温度、相对湿度以及人体活动等因素密切相关．同时,穿着不同搭配的服装,服装热阻亦有所不同,但服装热阻主要取决于构成服装织物的厚度、织物纤维的组织结构以及织物纱线间所含死腔空气的数量.(3) 在诸多的服装热阻影响因素中,人体运动所引起服装内空气层的流动、死腔空气量的多少是决定服装热阻的一个主要因素．最后,应当看到,影响服装热阻的因素众多,实验测量也相对复杂．受实验设计环节、实验手段、测量环境以及仪器灵敏度等多因素的制约,故所得结论的可靠性,仍需今后更进一步的实验验证．【相关文献】[1] 张渭源.服装舒适性与功能[M].北京:中国纺织出版社,2005:32-53.ZHANG Weiyuan.Clothing comfort and function[M].Beijing:China Textile & Apparel Press,2005:32-53.[2] 陈东生.服装卫生学[M].北京:中国纺织出版社,2000:31-78.CHEN Dongsheng.Clothing and hygienics[M].Beijing:China Textile & ApparelPress,2000:31-78.[3] 于瑶,钱晓明,范金土.风速与步速对服装表面空气层热阻的影响[J].纺织学报,2009,30(8):108-112. YU Yao,QIAN Xiaoming,FAN Jintu.Effect of wind velocity and walk speed on thermal insulation of clothing[J].Journal of Textile Research,2009,30(8):108-112.[4] 李东平.服装的穿着层序与服装热阻之关系[J].纺织学报,1997,18(6):351-354.LI Dongping.The relationship between thermal insulation value of clothing and assembled clothing[J].Journal of Textile Research,1997,18(6):351-354.[5] 王云仪,张爱萍,黄甫孝东.着装方式对服装隔热性能的影响[J].纺织学报,2014,35(6):95-99. WANG Yunyi,ZHANG Aiping,HUANGFU Xiaodong.Influence of wearing methods on clothing thermal resistance[J].Journal of Textile Research,2014,35(6):95-99.[6] 李东平.服装材料的保暖性与服装热阻之关系[J].纺织学报,1998,19(5):292-294.LI Dongping.The relationship between fabric warmth retention and thermal insulation value of clothing[J].Journal of Textile Research,1998,19(5):292-294.[7] 张睿,刘冰冰.不同年龄段运动服装的功能性设计[J].西安工程大学学报,2011,25(3):321-324. 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ZHANG Xianghui,LI Jun,WANG Yunyi.Effects of clothing construction design on protective clothing comfort[J].Journal of Xi′an Polytechnic University,2009,23(2):60-66.[9] 傅维纲,马峰,马保科,等.FRY型服装热性能测试仪的研制、改进和应用[J].纺织高校基础科学学报,2002,15(1):17-21.FU Weigang,MA Feng,MA Baoke,et al.The development improvement and application of FRY clothing thermal property apparatus[J].Basic Sciences Journal of Textile Universities,2002,15(1):17-21.[10] 宋增仁.服装卫生学[M].北京:纺织工业出版社,1984:23-92.SONG Zengren.Clothing and hygienics[M].Beijing:China Textile & Apparel Press,1984:23-92.[11] 曹俊周.服装的舒适性与功能[M].北京:纺织工业出版社,1984:47-83.CAO Junzhou.Clothing comfort and function[M].Beijing:China Textile & ApparelPress,1984:47-83.[12] 傅维纲.服装隔热值概念辨析[J].纺织高校基础学报,1993,6(2):160-163.FU Weigang.A discussion on the concept of clothing thermal impedance value[J].BasicSciences Journal of Textile Universities,1993,6(2):160-163.[13] 王竹溪.热力学[M].北京:北京大学出版社,2005:21-50.WANG Zhuxi.Thermodynamics[M].Beijing:Peking University Press,2005:21-50.[14] 胡松涛,范琼文,刘国丹,等.低气压环境下空气流速对人体热感觉影响的研究[J].青岛理工大学学报,2009,30(2):1-5.HU Songtao,FAN Qiongwen,LIU Guodan,et al.A study on effect of air velocity on human thermal sensation under low pressure enviroment[J].Journal of Qingdao Technological University,2009,30(2):1-5.[15] 及二丽,郑智毓,周小红,等.环境湿度对服装热湿特性的影响[J].青岛大学学报:工程技术版,2006,21(4):6-9.JI Erli,ZHENG Zhiyu,ZHOU Xiaohong,et al.Heat and moisture transfer of clothing influenced by environmental climate[J].Journal of Qingdao University:Engineering & Technology Edition,2006,21(4):6-9.。
风速对单双层织物热阻的影响
风速对单双层织物热阻的影响丁殷佳;王利君【摘要】选取12种T恤面料、9种外套面料,采用美国SGHP-10.5服装热阻和湿阻检测系统针对3种风速环境进行热阻测试,探究风速对织物热阻的影响.按单层织物的热阻测试结果,将最小值及最大值所对应的T恤、外套面料进行两两组合测试,分析双层织物的总热阻与其各单层热阻之间的关系及风速对单双层织物热阻的影响.结果表明:在软风风力范围内,随风速的增大热阻RCT近似呈线性下降,并得出织物热阻与风速的关系式;单层面料两两组合后总热阻小于各单层热阻之和,并建立了不同风速下双层织物总热阻的模型.【期刊名称】《毛纺科技》【年(卷),期】2016(044)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】热阻;保暖性;织物;风速【作者】丁殷佳;王利君【作者单位】浙江理工大学服装学院,浙江杭州310018;浙江理工大学服装学院,浙江杭州310018;浙江省服装工程技术研究中心,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TS101.923.4人体与环境进行热交换的过程中，服装起调节作用，可以在一定范围内保护人体免受外界环境变化的影响[1]。
此前，许多学者研究了服装热湿舒适性，认为服装的热阻由基本热阻和外表面边界空气层的热阻组成[2]，受到服装材质、服装开口、织物结构等内在因素,以及风速、人体动作等外在因素的影响[3]。
蒋培清[4]在研究动态热湿舒适性时发现织物通透性的结构因素对热阻测试结果有不同影响。
陆水峰[5]通过羊毛的染整加工处理改变静止空气含量，研究对其保暖性的影响。
外界的有风环境会扰乱边界空气层与织物内部的含气量，并增强对流散热，最终导致服装热阻下降，人们常通过多层着装的方式来阻止热量的流失。
为研究风速对织物热阻的影响，本文对不同风速下单、双层面料的热阻进行了测试与分析，为服装的选料及人们的多层着装提供一定的指导意见，并为研究织物热阻时合理处理空气对实验结果的干扰提供参考。
通过市场调研了解休闲服常用的面料，最终选用21种面料(12种T恤面料，9种外套面料)，试样规格见表1。
风速与表面换热的关系
风速与表面换热的关系引言：风速是指气流在单位时间内通过某个面积的速度，它是气象学中的一个重要参数。
而表面换热是指物体表面与周围环境之间进行的热量交换过程。
风速与表面换热之间存在着密切的关系，下面将从不同角度探讨这种关系。
一、风速对表面换热的影响风速对表面换热有直接的影响。
当风速较小时，气流在物体表面的停留时间较长，导致表面换热增加。
而当风速较大时，气流在物体表面的停留时间减少，导致表面换热减少。
因此，风速越大，表面换热越强烈。
二、风速对对流换热的影响对流换热是指通过流体的对流传热，其中对流传热系数与风速密切相关。
当风速较小时，对流传热系数较小，换热效果较差；而当风速较大时，对流传热系数较大，换热效果较好。
因此，风速越大，对流换热越强。
三、风速对辐射换热的影响辐射换热是指物体表面通过辐射向周围环境传递热量。
风速对辐射换热的影响主要体现在两个方面。
首先，风速的增大会导致辐射传热系数的减小，从而减弱辐射换热。
其次，风速的增大会加快热量的远离物体表面，从而减少了辐射传热的路径，导致辐射传热减弱。
因此，风速越大，辐射换热越弱。
四、风速对蒸发换热的影响蒸发换热是指物体表面水分蒸发时，所带走的热量。
风速对蒸发换热有重要影响。
当风速较小时，空气在物体表面停留时间较长，水分蒸发较慢，导致蒸发换热较弱；而当风速较大时，空气在物体表面停留时间减少，水分蒸发加快，导致蒸发换热增强。
因此，风速越大，蒸发换热越强。
五、风速对传导换热的影响传导换热是指物体内部通过分子振动、传导热量的过程。
风速对传导换热的影响主要体现在两个方面。
首先，风速的增大会导致空气与物体表面的接触面积增大，从而增加传导换热。
其次，风速的增大会加快热量的远离物体表面，减少传导传热的路径，导致传导换热减弱。
因此，风速对传导换热的影响是复杂的，既有增强作用，又有减弱作用。
六、总结风速与表面换热之间存在着密切的关系。
风速的增大会使表面换热增强，对流换热和蒸发换热增强，辐射换热减弱；而风速的减小则会使表面换热减弱，对流换热和蒸发换热减弱，辐射换热增强。
风速对下垫面附近空气温度的影响
温度℃
33
多项式 (Y104-1)
32
多项式 (Y217-2)
多项式 (Y114-3)
31
多项式 (T042-4)
多项式 (T032-5)
30
多项式 (Y221-6)
29
28 0
100 200 300 400 时间
1.5米高处的温度拟合曲线（修正后）
温度℃
33
多项式 (Y104-1)
32
多项式 (Y114-3)
31
多项式 (T032-5)
30
多项式 (Y221-6)
29
28 0
100 200 300 400 时间
040603 11:00:00 040603 11:05:30 040603 11:11:00 040603 11:16:30 040603 11:22:00 040603 11:27:30 040603 11:33:00 040603 11:38:30 040603 11:44:00 040603 11:49:30 040603 11:55:00 040603 12:00:30 040603 12:06:00 040603 12:11:30 040603 12:17:00 040603 12:22:30 040603 12:28:00 040603 12:33:30 040603 12:39:00 040603 12:44:30 040603 12:50:00 040603 12:55:30 040603 13:01:00 040603 13:06:30 040603 13:12:00 040603 13:17:30 040603 13:23:00 040603 13:28:30 040603 13:34:00 040603 13:39:30 040603 13:45:00 040603 13:50:30 040603 13:56:00
传热效率和风速的关系
传热效率和风速的关系传热效率是指传热过程中热量传递的效率，即单位时间内传递的热量与单位时间内供给的热量之比。
风速是影响传热效率的因素之一。
本文将探讨传热效率与风速之间的关系。
传热是物体之间热量传递的过程。
在传热过程中，热量从高温物体传递到低温物体。
传热效率是衡量传热过程中热量传递效果的指标。
传热效率越高，热量传递越充分，传热速度越快。
风速是影响传热效率的重要因素之一。
风是空气在地球表面上水平移动的大规模气流，其速度称为风速。
风速的大小对传热过程有着显著的影响。
风速可以增强对流传热。
对流传热是指通过流体介质的传热过程。
当物体表面与流体接触时，流体会带走物体表面的热量，从而实现热量传递。
风速的增加可以增强流体对物体表面的冲击和剥离作用，使得热量传递更加迅速。
因此，风速越大，对流传热越显著，传热效率也就越高。
风速还可以增强蒸发传热。
蒸发传热是指液体表面发生蒸发过程中伴随的热量传递。
当风吹过液体表面时，会带走液体表面的水分，从而增强蒸发传热。
风速越大，蒸发传热越强，传热效率也就越高。
然而，并非所有传热过程都受风速的影响。
例如，辐射传热是指通过电磁波辐射传递热量的过程，不需要介质的参与。
在辐射传热中，风速对传热效率的影响很小。
因为辐射传热不依赖于介质的传递，而是通过电磁波直接传递热量。
因此，风速对辐射传热的影响非常有限。
风速还可能对传热效率产生一些副作用。
当风速过大时，可能会带来风阻力，增加传热设备的能耗。
同时，风速过大也可能增加噪音和风蚀等问题。
传热效率与风速之间存在一定的关系。
风速的增加可以增强对流传热和蒸发传热，从而提高传热效率。
然而，在辐射传热和一些特定情况下，风速对传热效率的影响较小。
此外，风速过大可能带来额外的问题。
因此，在实际应用中，需要综合考虑风速对传热效率的影响以及可能带来的副作用，选择合适的风速以提高传热效率。
热线风速仪的工作原理
热线风速仪的工作原理热线风速仪是一种常用的测量风速的仪器，它通过测量风的流动对热线的冷却效应来计算风速。
它的工作原理非常简单，但却非常有效。
热线风速仪通常由一个细长的热丝（也称为热线）和一个温度传感器组成。
这个热丝通常是由金属或陶瓷制成的，具有较高的电阻率。
当电流通过热丝时，它会发热，产生一定的热能。
当热丝处于静止空气中时，它的温度会逐渐升高，并达到一个稳定状态。
这时，温度传感器会检测到热丝的温度，并将其转化为电信号。
根据热丝的温度和电阻的关系，可以计算出热丝的电阻值。
然而，当热丝暴露在流动的空气中时，会发生不同的情况。
流动的空气会带走热丝周围的热量，使热丝的温度降低。
由于热丝的电阻与温度成正比，因此电阻值也会随之下降。
热线风速仪通过测量热丝的电阻变化来计算风速。
当热丝暴露在流动的空气中时，它的电阻会随着风速的增加而下降。
根据热丝的电阻变化和预先测定的热丝特性曲线，可以确定风速的大小。
为了提高测量的准确性，热线风速仪通常会进行自校准。
它会在测量之前先将热丝加热到一个已知的温度，然后再测量热丝的电阻值。
通过比较测量值和已知值的差异，可以对热丝的特性进行校正，从而提高测量的精度。
热线风速仪的工作原理基于热传导的基本原理。
当热丝处于静止空气中时，热量通过传导的方式传递给周围的空气。
而当热丝暴露在流动的空气中时，热量的传递速度会增加，导致热丝的温度降低。
通过测量热丝的电阻变化，热线风速仪可以准确地计算出风速的大小。
不仅如此，热线风速仪还可以测量非常小的风速，因为热丝的电阻值与风速的变化呈线性关系。
总的来说，热线风速仪是一种简单而有效的测量风速的仪器。
它的工作原理基于热传导的原理，通过测量热丝的电阻变化来计算风速的大小。
通过自校准和精确的测量方式，热线风速仪可以提供准确可靠的风速数据，广泛应用于气象、航空、环境监测等领域。
织物的透湿性之影响因素及提高途径.
织物的透湿性之影响因素及提高途径
2.纱线设计
职业教育“现代纺织技术”专业国家教学资源库
织物的透湿性之影响因素及提高途径
捻度低、结构松的、或经向分布 中吸湿性好的纤维向外移动的，其织 物的透湿性较好。 涤/棉包芯纱由于棉包覆于纱外表 面，有利于吸湿，因此其织物的透湿 性也较普通涤/棉织物好。
职业教育“现代纺织技术”专业国家教学资源库
织物的透湿性 之影响因素及提高途径
嘉兴职业技术学院 曹颖
职业教育“现代纺织技术”专业国家教学资源库
织物的透湿性之影响因素及提高途径
什么是
织物的透湿性
？？？
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织物的透湿性之影响因素及提高途径
织物透过水蒸气的程度 称为透湿性。
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织物的透湿性之影响因素及提高途径
织物排列密度和紧度越大，经纬纱 间的压力越大；纱线的捻度越大、纤维 间的作用点越多，且接触越好。这些均 有利于水分在纤维中和纤维间的传导， 古湿阻变小。
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织物的透湿性之影响因素及提高途径
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织物的透湿性之影响因素及提高途径
3.织物结构设计
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织物的透湿性之影响因素及提高途径
织物结构松散时透汽量大，透湿 性好。
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织物的透湿性之影响因素及提高途径
4.后整理工艺
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织物的透湿性之影响因素及提高途径
如棉、黏胶纤维织物树脂整理后 透湿性下降；织物表面涂以吸湿层后 可明显改善透湿性。
消防服的传导热阻、蒸发热阻和热散失量指标
消防服的传导热阻、蒸发热阻和热散失量指标消防服是消防员在火灾救援工作中必备的防护装备，它的传导热阻、蒸发热阻和热散失量指标对于保护消防员的安全起着重要作用。
下面我将从人类视角出发，为您描述消防服的这些指标。
消防服的传导热阻是指它对热量传导的阻碍程度。
在火灾现场，高温环境会产生大量的热量，如果消防服传导热阻不足，热量会通过服装快速传导到消防员的身体，造成烫伤等严重后果。
因此，消防服必须具备较高的传导热阻，以降低热量传导的速度，保护消防员免受高温的侵害。
蒸发热阻是指消防服对水分蒸发的阻碍程度。
在火场工作中，消防员会出汗，如果消防服的蒸发热阻过高，汗水无法迅速蒸发，会导致消防员体温升高，甚至中暑。
因此，消防服需要具备一定的蒸发热阻，保证汗水能够快速蒸发，保持消防员身体的舒适。
热散失量指标是指消防服在一定时间内散失的热量。
消防员在火场工作时，会不断受到高温环境的热辐射，如果消防服的热散失量指标不合理，无法及时将热量散发出去，会导致消防员体温过高，危及生命安全。
因此，消防服需要具备适当的热散失量指标，确保消防员能够在高温环境下有效散热，保持身体健康。
消防服的传导热阻、蒸发热阻和热散失量指标是保护消防员安全的重要指标。
只有具备合理的传导热阻，消防员才能在高温环境下受到有效的保护；只有具备适当的蒸发热阻，消防员才能保持身体的舒适；只有具备合理的热散失量指标，消防员才能在高温环境下保持体温平衡。
因此，对于消防服的设计和制造，这些指标的合理性至关重要，它们直接关系到消防员的生命安全。
通过以上的描述，希望能够让读者更加了解消防服的传导热阻、蒸发热阻和热散失量指标的重要性。
这些指标不仅关系到消防员的个人安全，也关系到火灾救援工作的效果和效率。
在未来的设计和制造中，我们应该注重提高消防服的防护性能，以更好地保护消防员的安全。
高温阻燃材料隔热防护服的热传导
高温阻燃材料隔热防护服的热传导
高温阻燃材料隔热防护服具有很强的热防护性能，能够有效地隔离高温环境对人体产
生的热传导。
热传导是通过物体内部的分子传递热量的一种方式。
高温环境下，人体所处的空气温
度很高，会对皮肤产生热传导，导致局部或全身发热、烧伤等不良反应。
高温阻燃材料隔
热防护服通过减缓热传导的速度，有效地避免了这种不良反应的发生。
高温阻燃材料的热传导主要受以下几个因素影响：
1. 材料的导热系数：导热系数是描述材料热传导能力的指标，导热系数越小，材料
的隔热性能就越好。
高温阻燃材料通常采用导热系数较低的特殊纤维材料制成，使其在高
温环境下能够有效地减缓热传导速度。
2. 材料的厚度：隔热防护服的厚度也是影响热传导的重要因素。
厚度越大，热传导
速度越慢，隔热性能越好。
高温阻燃材料隔热防护服往往采用多层设计，以增加整体厚度，提高隔热性能。
3. 材料的密度：密度也会对热传导造成一定影响。
在相同的厚度下，密度越大，材
料内部的分子结构越紧密，热传导速度越慢。
高温阻燃材料往往采用高密度的纤维材料制成，以达到更好的隔热效果。
除了以上几点，高温阻燃材料的热传导还受到外界因素的影响，例如湿度、风速等。
湿度高会导致材料吸水，影响其热传导能力；风速高会加速热量的传递，使隔热效果变弱。
在设计高温阻燃材料隔热防护服时，还需要考虑到这些因素，并进行相应的优化设计。
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０．１ ｍ／ｓ的环境条件下，静坐或从事轻度脑力劳动的
人感到舒适时所穿服装的隔热值为１克罗（ｃｌｏ）。
此时人体平均皮肤温度为３３℃，单位面积人体的产
热量约为５８．２ ｗ／ｍ２。根据克罗值定义，１ ｃｌｏＪ］［曼装的
热阻为０．１５５℃·ｍ２／Ｗ¨Ｊ。
１．１计算公式
服装热阻通常有总热阻、有效热阻、基本热阻
气从服装的开口处排出。根据服装开口部位、服装
的合体性及服装的款式等的不同，风箱效应可使服
注：Ａ区域表示皮肤与服装之间的傲气候； Ｂ区域表示服装表面空气层。
装总热阻减少５％一５０％。人体步行的速度是影响 服装热阻的重要因素，服装热阻会随步行速度的增
图１人体、服装、环境相对位置关系
大而减小‘引。
Ｆｉｇ．１ Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｕｍａｎ，ｃｌｏｔｈｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
ｔ是人体皮肤温度，ｏＣ；ｔ是环境温度，℃；Ａ。是人
体表面积，ｍ２；Ｈ。是显热，也就是当人体与环境存在
温差时，以热传导、热对流和热辐射的方式与外界环 境交换的热量，Ｗ／ｍ２。
２）人体表面积
Ａ．＝０．２０２，，，０馏危：７２５
（２）
式中：饥是人体质量，ｋｇ；ｈｂ是人体高度，ｍ。
３）服装面积因子
上Ｉ＝Ａ。／Ａ。
摘要从服装舒适性角度出发，以服装热舒适性的研究为人口，着重分析风速与步速对服装表面空气层热阻的
影响，给出服装的热阻与风速及步速的关系公式。在设定的环境条件下，通过人体假人进行测试，验证公式的预测
性和实用性，并找出裸态人体表面空气层热阻和着装后服装表面空气层热阻之间的差异。服装的热阻，以服装的
表面为分界线，分为基本热阻与着装人体服装外表面边界空气层的热阻。实验结果表明：风速、行走速度会使服装
１ 理论分析
在人体一服装一环境这个复杂的热交换过程中，
服装处在人体皮肤与环境之间，起着阻碍人体与环
境间热量交换的作用，即热阻作用。热阻值的大小
是服装隔热性能的体现，反映了服装及其材料的隔
热保温能力。服装的隔热保温性能常用克罗（ｃｌｏ）
值表示。克罗值越大，服装的保温性越好。克罗值
的定义：在空气温度２１℃、相对湿度５０％、风速小于
图２为人体通过服装散热的示意图，可以清晰
地看出温度的变化过程‘酬。
７、，、
一
’、
‘≮ 矗 ，ｃｌ 乞’
人体 空气层 衣服
注：Ｔ。为皮肤温魇；咒和ｒｄ分别是 服装变化前后的温度；Ｔ。为环境温度。 图２人体通过服装散热示意图
Ｆｉｇ．２ Ｈｕｍａｎ’ｓ ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｎｇ ａｃｌ－ｏｓｇ ｃｌｏｔｈｉｎｇ
速的条件下，海拔越高，边界层的隔热性能越好Ｈ１。
着装人体服装表面空气层的热阻与风速之间关系公
式‘３１为
，。．：—————；：兰：：：一（７） 一 ５＋８．３√％＋卢ｙ。．１ｋ＋ｙ划
式中：ｖ０是静止空气的风速，ｒｉｄｓ，人体站立时为 ０．１１ ｍ／ｓ，人体坐着时是０．０７ ｒｒｄｓ；参数卢＝０．６７；
（３）
式中：Ａ。是服装表面积，ｍ２；Ａ．是皮肤表面积，ｍ２。
服装在合体的情况下，根据经验公式，取
工ｌ＝１＋１．９７１。
（４）
４）服装热阻
，。＝，。一，。，九
（５）
式中：，．也称为服装的基本热阻，ｍ２·。Ｃ／Ｗ，是从皮
肤到服装表面的热阻，排除了着装后人体表面增大 带来的影响。
５）着装人体服装表面空气层的热阻
当讨论服装的总热阻时，微气候部分会对服装 ２实验条件与方法
的总热阻存在一定的影响作用，从图１可以看出，人 体产生的热量与湿汽首先通过微气候，然后经服装 层传到外部环境。人体皮肤一服装层一外界环境三者 之间形成的微小气候和服装外层空气边界层是影响 人体舒适性的重要因素。一方面，微小气候空气层 直接与人体接触，其状态决定了人体是否舒适；另一 方面，微小气候区与服装外层空气层间的压差会引 起空气的整体移动，直接决定着服装内部的热质传
风速、气温和大气压力等因素的影响。外界风速的
增加会扰乱人体表面的空气层，使边界层变薄，使对
流散热显著增加，这样就导致边界层的隔热性下降。
环境气温对边界层隔热性能的影响，主要是空气的
密度变化引起的。气温下降，空气密度增加，其导热
性就会增加，隔热性能下降。大气压力降低，空气密
度减小，边界层的隔热性能有所增加，因此在同样风
Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ№妙，Ｔ／ａｎｊ／ｎ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ，Ｔｉａｎ舛ｎ
３００１６０，Ｃｈ／ｎａ；
Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎ／ｃ‰毋，胁昭Ｋｏｎｇ，Ｃｈ／ｎａ） ２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ ａｎｄ Ｃｌｏｔｈｉｎｇ，ｍ Ｈｏｎｇ ｇｏｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ｖｉｅｗｐｏｉｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｆｏｒｔ ｏｆ ａ ｇａｒｍｅｎｔ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ
万方数据
第８期
于瑶等：风速与步速对服装表面空气层热阻的影响
‘１０９·
一 皮肤
服装
是受服装外表面风速及平均辐射温度高低的影响， 所以，当风速增大时，服装的基本热阻和服装外表面 的热阻都会降低，从而服装的总热阻降低＂Ｊ。
同样，着装人体在运动过程中，会因步行等动作
使服装形成一个风箱效应，这种效应使衣服内的空
ａｎ４／ｏｒ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｗｉｎｄ
ｗａｌｋ ｃａｎ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｉｒ ｌａｙｅｒ ｎｅｘｔ ｔｏ ｔｈｅ ｏｕｔｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｏｔｈｉｎｇ
ｄｅｃｒｅａｓｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｏｆ ｃｌｏｔｈｉｎｇ
ｓｐｅｅｄ ｏｆ埘ｎｄ；ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ；ｃｌｏｔｈｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ；ｓｕｒｆａｃｅ ａｉｒ ｌａｙｅｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ
１．３风速与人体运动对服装热阻的影响 由式（５）可知，服装总热阻，。包括服装热阻，。
和着装人体服装表面空气层热阻，。。服装热阻，ｃ 是由服装微气候与服装面料的热阻共同构成，由于 服装面料材质的不同，其透气性也不同。当风速一 定时，服装的热阻会随服装中空气渗透多少而有所 不同。因为，通过服装的气流也会导致服装的基本 热阻，ｃ下降。着装人体服装表面空气层的热阻Ｌ
ｍａｎｉｋｉｎ ｔｏ ｔｅｓｔ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ａＩｅ ｕｓｅａｂｌｅ．Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ａｉｒ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｍａｎｉｋｉｎ ｗｉｔｈ ｃｌｏｔｈｉｎｇ ａｎｄ ｔｈａｔ ｗｉｔｈｏｕｔ ｃｌｏｔｈｉｎｇ ａｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｃｌｏｔｈｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｌｏｔｈｉｎｇ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ａｉｒ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ
‰为人体踏步行走时的速度，ｍ／ｓ；‰为风
速，ｍ／ｓ。 式（１）．（５）阐述了式（６）的推导过程，并分析了
其意义，本文对式（６）、（７）进行实验数据的对比验 证，考察式（７）的适用性和预测性。
１．２人体一服装一环境之间的关系 服装介于人体与外界环境之间，作为人体与外
界环境湿热传递的介质，直接影响二者之间的热湿 交换。人在穿着服装时，在人体皮肤与服装之间会 形成１个空气层，该空气层中的温度和湿度与外界 环境存在着较大的差异，被称作服装微气候。另外， 在服装的外表面由于空气的黏滞性，会存在一层表 面的空气层。这三者在人体与环境间的热湿交换过 程中起着一定的调节作用，一定范围内可以保护人 体免受环境气候变化的影响，使人体保持正常的热 平衡，处于舒适的温湿度环境中ｂ】。图１示出了人 体、微气候、服装和环境的相对几何位置。
热阻的影响都是一个复杂的过程，都是可深入研究 的方向。本文根据热舒适性的相关理论，着重分析 风速及步速与热阻的关系，通过人体假人实验测试 数据，印证风速与步速对热阻的影响。
截止到目前，研究人员一直把裸态人体的表面 空气层热阻近似为着装后服装表面空气层的热阻， 这种情况在无风和人静止不动时是符合的（如 ＩＳ０９９２０等），但有风或者人运动时，由于服装透气性 和通风性，二者就会存在偏差。本文通过实验分析 风速和人的步行速度与热阻的关系，进而找出裸态
外表面空气层的热阻减小。
关键词 风速；热舒适性；服装热阻；服装表面空气层热阻
中国分类号：＇ＩＳ ９４１．１５
文献标志码：Ａ
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗｉｎｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｗａｌｋ ｓｐｅｅｄ ｏｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｌｏｔｈｉｎｇ
ＹＵ Ｙａ０１，ＱＩＡＮ Ｘｉａ来自ｍｉｎ９１，ＦＡＮ Ｊｉｎｔｕ２
图３行走中的暖体假人Ｗａｌｔｅｒ Ｆｉｇ．３ Ｗａｌｔｅｒ ｉｎ ｗａｌｋｉｎｇ
根据暖体假人测量服装热阻的基本原理，将着 装的暖体假人置于人工气候室内，以一定的功率加 热暖体假人本体，使其平均体表温度稳定在设定水 平，当暖体假人与环境之间处于热平衡状态时，加热 功率等于通过服装的散热量，根据假人平均体表温 度与环境温度的差值及加热功率来计算服装的 热阻憎１。
ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｗｉｎｄ ａｎｄ ｃｌｏｔｈｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｇｉｖｅｓ ｔｈｅ ｆｏｒｍｄａｅ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｂｏｔｈ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｗａｌｋ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｃｌｏｔｈｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｕｇｔ．粥ａ