服装舒适性

感知蒸发(出汗) 感知蒸发(出汗)
精神性出汗，味觉性出 汗。 温热性出汗是人体在高 温环境中一种有效的散 热手段。
受试者进入高温 房间出汗情况随 时间的变化状况
蒸发散热的影响因素： 1、环境温度 2、环境湿度 3、代谢产热水平 4、风速 5、习服 6、大气压力 7、服装
五、四种散热方式的影响因素
2．服装有效热阻(Rclo) ．服装有效热阻(Rclo)
是从皮肤到服装表面的热阻，其中包含着装后 人体体表面积增大带来的影响(f 人体体表面积增大带来的影响(fcl)。
Rclo = Rt- Ra＝6.45(ts-ta)/q- Ra )/q式中：R ——服装有效热阻，clo； 式中：Rclo——服装有效热阻，clo； Ra——着装人体表面边界空气层的阻抗，clo。 ——着装人体表面边界空气层的阻抗，clo。
四、蒸发散热
蒸发是由水变成水汽的物理过程。 蒸发是由水变成水汽的物理过程。 计算公式为： φe＝αG
不感知蒸发与感知蒸发(出汗) 不感知蒸发与感知蒸发(出汗)
不感知蒸发：又称为非显汗、 非显性蒸发。皮肤与呼吸道进 行，是一种被动的物理弥散现 象，其中30％从内呼吸道蒸发， 象，其中30％从内呼吸道蒸发， 70％从皮肤表面蒸发。一般而 70％从皮肤表面蒸发。一般而 言，在安静状态时，成年人每 天的不感知蒸发量为700一 天的不感知蒸发量为700一 1200g，可散热1680—2100kJ， 1200g，可散热1680—2100kJ， 约占人体散热总量的25％。 约占人体散热总量的25％。
二、多层服装的导热
从人体皮肤表面到第1 从人体皮肤表面到第1层衣服的每平方米热流量为： ql＝0．382(ts—t1)／Rl 从第1层衣服到第2 从第1层衣服到第2层衣服的每平方米热流量为： q2＝0．382(t1—t2)／R2 从第2层衣服到第3 从第2层衣服到第3层衣服的每平方米热流量为： q3＝0．382(t2—t3)／R3 从最外层服装外表面到边界空气的每平方米热流量为： q4＝0．382(t3—ta)／Ra 根据传热学原理，在稳定传热状态下，通过各层服装的每 平方米热流量相等。即 ql＝q2＝q3＝q4= qt。
热阻的米制单位是即度· 热阻的米制单位是即度·米2·小时／焦或 度·米2／瓦，又称为热欧姆（T- ） 。 ／瓦，又称为热欧姆（T 英国学者也提出了另一个类似的热阻单 位——Tog。 ——Tog。 热阻、克罗值、Tog间的换算关系为 热阻、克罗值、Tog间的换算关系为 1T- ＝6.45clo＝10 Tog 1T6.45clo＝ 1clo＝ 1clo＝0.155 T- ＝4．3×10-5 ℃·㎡·h／J T1Tog＝ T1Tog＝0.1 T- ＝2.78 ×10-5℃·㎡·h／J 1Tog＝ 1Tog＝0.645 clo
人体、服装、环境对四种散热方式的影响因素
方式 传导 对流 气温和风速 辐射 环境物体的表面温度、空气温 度；物体表面的立体角、辐射率 蒸发 辐射率，表面温度 暴露部分、服装覆盖部分的 比率，表面温度 防风性能和服装的密闭程度 环境因素 温度差 服装或介质因素 材料或空气层的热阻 人体因素 人体表面温度 暴露部分与服装覆盖部分的 比率，表面温度
这里所求的服装的热阻是服装自身的热阻 和服装表面静止空气层的热阻R Rcl和服装表面静止空气层的热阻Ra之和。
Ra=0.12℃·m2/W（风速0.1m／s）； =0.12℃ /W（风速0.1m／ Rcl=R-Ra=0.275-0.12＝0.155℃·m2/W， =R- =0.275-0.12＝0.155℃ /W， 因此，l clo=0.155℃ 因此，l clo=0.155℃·m2/W 。 clo(克罗) clo(克罗) 考虑了人体的生理状态、心理感觉和环 境气候条件，除反映纺织材料本体的隔热效果 外，还反映了服装的表面积、款式、尺寸、适 体性对服装整体隔热效果的影响。服装的克罗 值越大，隔热保暖性能就越好。
第一节 服装（织物） 服装（织物）热传递的基 本方式与理论
热传递的基本途径： 传导、对流、辐射、蒸发
蒸发散热伴随水分蒸发的过程，又称为潜热 蒸发散热伴随水分蒸发的过程，又称为潜热(湿 潜热( 传递； 热)传递； 传导、对流、辐射散热则称为显热 干热)传递。 传导、对流、辐射散热则称为显热(干热)传递。 显热(
将上述各层热流量相加，则得： qt＝0．382(ts—ta)／(Rl+R2+R3+Ra) 令Rcl＝Rl+R2+R3，则上式改写为： qt＝0．382(ts—ta)／(Rcl +Ra) qt＝0．382(ts—ta)／Rt 由此可见，可以简单认为通过服装由皮肤传递到 由此可见，可以简单认为通过服装由皮肤传递到 外界环境的热量与服装层数无关， 外界环境的热量与服装层数无关，只与皮肤到服 装最外层的温度变化值成正比， 装最外层的温度变化值成正比，与服装及边界层 的总热阻成反比。 的总热阻成反比。
第三节 服装的热阻
服装层中因温度梯度而产生的热流阻力， 称为热阻。 物理意义是服装层两面的温差与垂直通过 服装单位面积的热流量之比。 热阻反映了服装及其材料具有的隔热保暖 能力，也称隔热值或保暖量。 表征服装隔热性能指标中，clo(克罗) 表征服装隔热性能指标中，clo(克罗)是目前 国际上的一个通用指标。
克罗（clo） 克罗（clo）
1941年，加吉（Gagge）和勃顿（Burton）对服装 1941年，加吉（Gagge）和勃顿（Burton）对服装 的隔热性能进行了研究，弄清了服装防寒保暖的 原理，从人体生理卫生角度出发，提出了服装热 阻和隔热的定量单位—克罗（clo）。它是这样规 阻和隔热的定量单位—克罗（clo）。它是这样规 定的： 一个静坐着或从事轻度劳动的人， 一个静坐着或从事轻度劳动的人，其代谢作用产 生热量约为210 kJ／ h)（ 生热量约为210 kJ／(m2·h)（=58.15W/m2，即 50kcal/(m2·h) ），在室温为 20～21oC，相对湿 ），在室温为 20～ 50％， ％，风速不超过 0.1m/s的环境中 的环境中， 度小于 50％，风速不超过 0.1m/s的环境中，人体 表面平均温度维持在33℃ 表面平均温度维持在33℃，感觉舒适时穿着服装 的隔热值定义为1 clo。 的隔热值定义为1 clo。
二、对流
(一)基本概念 对流散热 自然对流 强迫对流 对流散热过程 中导热和对流 两种形式同时 存在。
(二)计算公式 对流散热量的计算公式：
Φ cv = hcv F (t s − t a ) Acv
三、辐射散热
（一）基本概念 辐射散热 (二)计算公式 人体向周围环境的辐射散热量的计算公式
(t s + t r ) Ar ϕ r = εσf r {(t s + 273) − (t r + 273) } = εσ • 4{ + 273}3 • (t s − t r ) Ab 2
空气中的水蒸气压力， 温度和相 水蒸气的扩散阻力，透湿指数，服 对湿度 装的润湿面积
Fra Baidu bibliotek
表面温度和润湿面积
第二节 服装导热的原 理
一、单层服装层的导热
按照傅利叶导热定律，服装在人体与环境 之间得到 Q＝0.382λAT·∆t／d 0.382λAT·∆t／ 将上式改写为： Q ∆t = 0.382 AT d /λ (2—8) (2— 类比于电学中的欧姆定律，称Q (AT)为热 类比于电学中的欧姆定律，称Q／(AT)为热 流量(W／ ，相当于电流强度；温差∆ 流量(W／m2)，相当于电流强度；温差∆t相 当于电位差；则d/λ相当于电阻，称热阻 当于电位差；则d/λ相当于电阻，称热阻 R(℃·m2/W)。 R(℃ /W)。
式中：R ——总热阻，clo； 式中：Rt ——总热阻，clo； q——每平方米皮肤表面积上的显热损失，W/m2；q ——每平方米皮肤表面积上的显热损失，W/m 前的0.155为热阻单位换算系数； 前的0.155为热阻单位换算系数； ts——皮肤平均温度，℃； ——皮肤平均温度，℃ ta——环境气温，℃。 ——环境气温，℃
服装热阻(克罗值) 服装热阻(克罗值)的不同表示方 法
1．总热阻(Rt) ．总热阻(R
指从皮肤表面到环境的热阻，包括体表面积增 大的影响(f 大的影响(fcl)和着装人体表面边界空气层的阻抗 (Ra)。
Rt＝(ts-ta)/0.155q＝6.45(ts-ta)/q (2—19) )/0.155q＝ (2—
4 4
若令
(t s + t r ) hr = 4εσ { + 273}3 2
，则
ϕ r = hr (t s − t r )
将hr中各项的近似值代入得：hr≈4．65W／ hr中各项的近似值代入得：hr≈4．65W／ (m2． (m2．℃)，计算公式即简化为： φr ＝4.65(ts—tr) 着装条件下辐射散热主要与以下因素有关： 1、衣服表面黑度； 2、衣服表面温度； 3、着装条件下有效辐射面积； 4、平均辐射温度；
人体的热交换方程式： M—(φc+ φr+φe+W)=∆φ 式中：M——每平方米的代谢产热量．W/m 式中：M——每平方米的代谢产热量．W/m2； φc——传导和对流散热量，W/m2； φc——传导和对流散热量，W/m φr——辐射散热量，W/m2； φr——辐射散热量，W/m φe——蒸发散热量，W/m2； φe——蒸发散热量，W/m W——对外做功所消耗的热量，W/m2； ——对外做功所消耗的热量，W/m ∆φ——身体的热蓄积，W/m2。 ——身体的热蓄积，W/m 若∆φ＞0，则体温上升；∆φ＜0，则体温下降； ，则体温上升；∆ ∆φ＝0，则人体获得温度性舒适。
为了达到既不微热又不稍冷的状态，其最基本的 条件是维持人体热平衡，使人体热平衡差等于零， W=0，且∆ W=0，且∆φ＝0。假定此时人体的干性散热(传导、 。假定此时人体的干性散热( 对流、辐射)每平方米散热量为φ 对流、辐射)每平方米散热量为φd，则： φd＝φr+φc＝M-φe (2—17) (2— 服装的热阻为R，皮肤平均温度为t 服装的热阻为R，皮肤平均温度为ts，环境气温为 ta，则： R=(ts-ta)/ φd (2—18) (2— 人体能量代谢中，蒸发散热为25％、干性散热为 人体能量代谢中，蒸发散热为25％、干性散热为 75％．即φd =0.75M。因此服装热阻为： 75％．即φ =0.75M。因此服装热阻为： R=(33—21)／(0.75×58.15)＝0.275(℃ R=(33—21)／(0.75×58.15)＝0.275(℃·m2/W)
第二章
服装的热传递性能
服装（面料）的舒适性中，温度舒适性是 服装（面料）的舒适性中，温度舒适性是 服装（面料）舒适性中最基本 服装（面料）舒适性中最基本、最核心的 最基本、 内容。 内容。 所谓温度性舒适，即指既不感到热（微 热），也不觉得凉（稍凉）的状态； 或者，按照美国采暖、制冷和空气调节工 程师学会（ASHRAE）的定义，热舒适是人 程师学会（ASHRAE）的定义，热舒适是人 在心理上感到满足时的状态，而相应状态 在心理上感到满足时的状态，而相应状态 时所处的环境则称为热舒适环境 时所处的环境则称为热舒适环境。 热舒适环境。
各种途径的传热量
一、热传导
(一)基本概念 热传导（导热） 等温面 温度场 温度梯度 非稳定态传热 稳定态传热 导热系数
（二）计算公式 人体向与其接触的低温物体的传导散热量 的计算公式：
Φ cd = hcd Acd (t s − to )
20℃时各种材料的导热系数 20℃
材料 棉 羊毛 蚕丝 粘胶纤维 醋酯纤维 锦纶 系数λ 系数λ值 0.0710.071-0.073 0.0520.052-0.055 0.050.05-0.055 0.0550.055-0.071 0.05 0.2440.244-0.337 材料 涤纶 晴纶 丙纶 氯纶 静止空气 水 系数λ 系数λ值 0.084 0.051 0.2210.221-0.302 0.042 0.027 0.697