新假体法检测服装保暖性能及应用实例

1 引言

随着生活水平提高，人们对纺织服装的舒适性和功能性的要求也越来越高，特别是羽绒服。在寒冷环境中生活和工作，羽绒服是保证人体舒适的必要装备。因为人体是一个非常有效的温度调节系统，让人体中心温度大致保持在相对恒定的37oC[1]。但当人体长时间暴露于低温环境下，体内产生的热量通常无法补偿其散热量，导致人体热平衡被打破，出现低体温、冻伤，甚至是死亡的风险[2]。为了维持人体热量平衡，服装保暖性能需要平衡人体正常新陈代谢产生的热量。不然服装不够保暖或过于保暖，都会使人体感到不适[3]。因此，服装的保暖性能能否真实地反映其实际应用的保暖状态是非常重要的。

暖体假人作为模拟人体、服装与环境之间热湿交换的一种先进仪器设备, 因其具有较高的准确性和重现性，已经被广泛地应用于服装保暖性（克罗值）的测量和热湿舒适性的评估[4-5]。但现行的“暖体假人”和“出汗假人”的仪器结构复杂、价格昂贵、尺寸规格单一，不能适应款式多变、号型分布较广的市场销售服装，而且对于宽松类型的服装，由于与仪器裸体间会有明显空隙，形成“风洞效应”[6]，导致其真实穿着时的保温效果差异很大，测试结果不具有对比性。此外，现行的暖体假人标准只适用于测试成套服装的保暖性，对于单件衣服保暖性测试并不适用。由于以上问题的存在，使得暖体假人的应用价值不高。

因此，广检集团编制了《服装保温性能测定 假体法》，作为服装保暖性能的标准测试方法，该标准是采用一套结构简单、成本较低、适用性较广的服装保暖性测试仪器和测试技术，并通过规定标准测试环境、着装方式和标准内衣而建立的服装保暖性能测试方法。本文对新假体法在羽绒服装中的应用价值进行详细分析。

2 《服装保温性能测定 假体法》标准简介

该标准在假人体技术的基础上，结合人们实际生活穿着情况，更加合理和真实地体现服装的保暖性能的测试方法。目前，该方法适用于各种成人上衣的保暖性能测试，其原理主要就是在环境稳定的条件下，先客观模拟人体正常穿衣状态下的人体—服装—环境之间的热交换过程，并使假人表面的温度维持在35℃左右。当整个假人和服装系统达到稳定状态后，正式进入测量阶段。根据测量阶段假体皮肤表面温度与环境温度间的温差及维持假体温度恒定所需要的单位面积供热量，经过相应的公式计算，从而得出测试服装的热阻、克罗值以及推荐使用温度。

为了提高服装保暖性能数据的可靠性和真实性，该方法中的简易假体系统实现了对人体以下几个生理特性的模拟：(1) 人体的代谢产热；(2) 人体从体内到皮肤表面的传热特征 ；(3) 人体表面的温度分布；(4) 蒸发散热；(5) 体型和尺寸；(6) 姿势；(7) 能定量化地测评各类型服装 (如单衣、套装) 的热力学性能，并自动计算出热力学性能指标。除此之外，对于试验中各个影响参数，如环境传感器与假体的距离、假人皮肤温度、着装方式、标准内衣、测试时间、测试环境温湿度等，也都是经过一定的预试验和优化确定。

其中着装方式和标准内衣是该标准的新颖之处，如表1所示。

表1 测试春秋冬季外套所对应的标准内衣

由于该方法标准可以通过规定着装方式和标准内衣能有效地减少由于服装与测试仪器之间的空隙而产生“风洞效应”对保暖性能的影响，并且可以通过合理的搭配着装方式和标准内衣，使测试过程更加接近真实使用中的穿着状态。同时也使得不同测试服装之间的保暖性能也具有可比性。因此，与其他保暖性能测试方法标准相比，该标准通过结合服装实际使用情况，采用服装套装组合方式进行测试，并合理搭配使测试时组合着装与真实使用中的着装状态接近，可以保证测试时服装的保温性或热阻值能体现其使用时的实际性能。

3 应用实例分析

由前所述，现行的“暖体假人”和“出汗假人”应用价值不高的原因主要是成本相对高，组成结构复杂，同时也不能满足各式各样款型的市场销售服装。而且由于仪器和服装之间的空隙还可能形成“风洞效应”，从而影响其真实穿着时的保温效果。而本文介绍的新假体法不仅成本相对较低，而且其仪器检测结构也比较简单，同时也能检测各种不同款型的市场销售服装。更重要的是，新假体法中的规定标准内衣，避免了仪器与测试服装之间的空隙而形成的“风洞效应”，保证了测试服装的保暖效果具有真实性。

为了能更好地得到服装市场及检测行业的认可和推广，我们与某些知名服装品牌合作，分别采用新假体法对知名品牌不同款型的秋冬季服装进行了测试分析。测试结果如下：

例1：某品牌冬季新品休闲连帽短款青年时尚厚款羽绒外套，根据标准要求分类为有填充物的冬季外套，因此，标准测试内衣的选择为棉毛衫+厚羊毛衫。其测试结果：羽绒外套热阻为0.405m2·K/W，并通过公式计算得出其克罗值为2.61clo，最后依据其克罗值评价其服装的推荐使用温度为≤-25℃。

例2：某品牌轻薄秋冬新款外套修身立领休闲男士羽绒服短款，根据标准要求分为有填充物的冬季外套，其标准测试内衣同样选择为棉毛衫+厚羊毛衫。其测试结果：羽绒外套热阻为0.294m2·K/W，由公式计算可知其克罗值为1.90clo，按照其克罗值评价其服装的推荐使用温度为≤-5℃。

例3：某品牌秋季新款青年男士时尚立领短款保暖茄克衫，根据标准要求分为无填充物的直筒形秋季外套，其标准测试内衣应当为棉毛衫。其对应测试结果：茄克衫热阻为0.253m2·K/W，根据公式计算可知其克罗值为1.63clo，按照其克罗值评价其服装的推荐使用温度为≤0℃。

由上述3个实例分析可知，新假体法能满足大多数市场上各种款型的服装保暖性能的测试，不同的服装外套测试时都是对应选择不同的标准测试内衣，能检测单件上衣外套的保暖性能。另外，不同服装的测试数据之间也存在一定的可比性。而其推荐使用温度更是为广大消费者在选择不同保暖效果的服装时提供了重要又直观的参考依据，让消费者们都能知道如何去选择那些适合时节穿着的服装。因此，新假体法在羽绒外套服装的保暖性能检测中具有十分重要的应用价值。

4 结论

《服装保温性能测定 假体法》标准在假体技术的基础上，通过建立着装方式和标准内衣的规范标准，不仅可以对市场上大多数不同款型的成衣进行检测，而且还能有效地避免“风洞效应”对服装保暖性能检测的影响，从而保证了测试时服装的保温性或热阻值能反映其实际使用时的保暖性能。通过实例分析，该标准测试方法在服装的保暖性能检测中具有非常重要的作用和很好的应用前景。