服装透湿指数及其影响因素

服装的透湿指数及其影响因素服装的透湿性能：人们常抱怨的的确良衣服闷热，并认为是的确良衣料透气性不好。其实不然，的确良衣料的透气性是比较好的，那为什么穿着的确良衣服使人感觉闷热呢？回答这个问，需要了解服装的透湿性能和透湿指数的生理卫生学意义。在凉爽和寒冷气候条件下，人体通过辐射、对流和汗液蒸发来维持内外热平衡。在炎热的夏天，当外界气温与人体表面温度相等，甚至高于体表温度的时候，辐射和对流散热不能进行，或者从环境中通过辐射和对流得热。此时人体唯一的散热途径就是蒸发散热。在寒冷环境中，服装的隔热值是维持人体热平衡的主要因素；而在热环境中，隔热值一般就不是人们所要求的条件了。可以说服装的透湿性能才是在热环境中维持人体热平衡的决定性因素。虽然，在冷环境中，服装的透湿性能一般不被人们注意。但在冷环境中进行重体力活动时，汗液蒸发散热也很重要，此时服装的透湿性能也是不可轻视的因素。服装的透湿性能由三部分组成。第一，衣服的调气作用。由于衣料纱线之间的空隙允许空气透过，当接近皮肤的衣下空气层中水蒸汽分压大于周围环境中水蒸汽分压时，水蒸汽便从分压高的地方向低的地方弥散，这是汗液蒸发的主要方式。第二，衣服的吸湿性。服装纤维具有的相对湿度很高，当衣服被汗水浸湿时，湿度大、温度高的衣下空气离开人体表面,动时，这种对流去湿作用更加明显。在着装情况下，人体的总散热量包括流散热，这一部分称为显热或干性散热；定的吸湿能力，同时又有放湿能力（吸湿以后再蒸发服装纤维吸收水汽以后相对湿度增加，呈液体状态的中间水分向周围环境蒸发。）。皮肤出汗时，衣下空气层并向相对湿度较低的周围环境放湿。?第三，衣下空气层对流。即以周围环境中湿度低的空气取而代之。在人体运3个组成部分：（1）通过服装向周围环境辐射和对（2）汗液蒸发散热；（3）呼吸道空气加温（对流）和蒸发散热。因为在普通着装情况下，呼吸道散热与服装无关，所以应从总散热量中减去；实际上通过服装的总散热量H=Qg+He。服装的透湿指数：服装的透湿指数又称为透汽指数。于1962年由服装生理卫生学家伍德科克提出。这是继1941年格杰提出服装隔热值之后的第2项服装生理卫生学指标。它的简写符号为im，为无因次量。透湿指数的计算式:根据计算式，完全可以按照服装隔热值的测定方法，利用“出汗”模型或直接在人体皮肤完全潮湿的情况下，测定服装的透湿指数。但是目前通用的方法，不可能在不限制活动的自然条件下，从人体身上直接同时测定服装的隔热值和透湿指数。因为测服装隔热值时，不允许出汗，皮肤潮湿面积不能大于20%•而测透湿指数时，必须全身出汗，所以二者不能同时进行。许多从事温度和服装生理卫生学研究的专家，正在研究可同时测定服装隔热值和透湿指数的新方法。从理论上讲，im值的变动范围在0—I之间。im等于零是可能的，例如穿着完全不透气的橡皮防毒服，汗液不能蒸发，im=0。可是im=1,在一般情况下是不可能的，即使不穿衣服的裸体人，在风速小于3米/秒的环境中，im也不可能等于1（在无风条件下，裸体状态时，im约等于0•53）。因为人体周围助空气边界层仍有蒸发阻力，只有当风速大于3米/秒，边界层空气的蒸发阻力微不足道了，im才可能接近于I。在一般无风的环境中，夏季服装的im值小于0.5。一股说来，夏季服装的im值大，It小。冬季服装的im值小，It大。如果It不变，衣服的im值必须随着环境温度和湿度升高而增大才能维持热平衡（图38），或者说，服装的i血值越大，越容易在高温高湿环境中维持人体热平衡。TOC\o"1-5"\h\zHYPERLINK\l"bookmark2"\o"CurrentDocument"~7*427刘…环境吒iS（*C）图38压不同七灑彌湿度条件下皐持人律热平撕所需美的im慢（Hd+H«=MW千卡用•卜时.It-2克罗）'I"为了在寒冷和炎热的不同气侯条件下，对任何职装的透湿性能进行定量评价，通常采用im和，im/It之比值联合判定。im/1t称为蒸发散热效能。这就进一步说明了透湿指数和隔热值之间的内在联系。显然，服装的隔热值愈大，蒸发散热效能愈低。隔热值小，则蒸发散热效能高。服装透湿指数影响因素：一、风对透湿指数的影响风是透湿指数的一个重要影响因素。一般来说，在气温较高的环境中，蒸发散热量（He）大于非蒸发散热量（Hd）。在这种情况下，透湿指数与风速成正比，风速增大，im增大；风速变小，则im减小。（表28）姦28在不同速条臂下•出汗・樣型的imlfi风速米/抄]>-0.250330.350.6310,5010.70二、人体运动对透湿指数的影响人体运动对im的影响，实际上就是衣服内外层流动速度对im的影响。人体在活动时产生相对风速，同时衣下空气层发生对流（鼓风作用）。相对风速和鼓风作用的大小与人的运动速度有关。因为人体活动时，代谢产热量成倍的增加，必然引起全身出汗。此时虽然对流散热有所增加，但在一般着装情况下，汗液蒸发散热仍起着主导作用，He>Qg，所以im增大。人在进行活动时，一方面服装透湿指数增大，另一方面衣服隔热值下降（图39）,所以蒸发散热效能（im/It）增加。相对风速与环境中的自然风速是联合起作用的，服装生理卫生学家提出了有效风速（含鼓风系数）的概念。例如，人在室内行走，室内风速为0.3米/秒，相对风速是1.5米/秒，实际有效风速为0.3十1.5=1.8m/s,在这种情况下，服装隔热值从1.43cLo下降到1.20clo，透湿指数从0.37增加到0.48，蒸发散热效能从0.26增加到0.47。、KAtt母克葬」嘔•“J■Jasjfift一冲图39服段透厘脂敦及斷热僅与风建的关插三、环境湿度对透湿指数的影响人体周围空气中的湿度与服装透湿指数的关系，主要是考虑环境中的水蒸气分压，因为人体皮肤上的汗液蒸发后，水蒸气通过服装纱线之间的空隙弥散到周围空气中去，这个蒸发散热过程决定于生理饱和压差（Ps—Pe）。当环境中水蒸气分压增大时，（Ps—Pe）变小，蒸发散热阻力增大，He显著减小，所以透湿指数减小。乍看起来，这里似乎与透湿指数的计算式有矛盾，因为在该式中表明，im与（Ps—Pe）成反比，应当说（Ps—Pe）变小时，im值增大。实际上在It不变的情况下，（Ps—Pe）减小以后，蒸发阻力显著增大，He减小更甚，所以im是减小的。此外，在（Ps—Pe）比较小的条件下，势必有衣服汗湿的情况，因而衣服的隔热值It也会减小。而且，当衣服汗湿的时候，汗水占据了纱线之间的空隙，阻碍了皮肤汗液蒸发，所以He大大地减小。由此可知，环境湿度增加将引起一系列的变化，从实际效果看来im值是减小的。反之，若Ps与Pe之差值增大，He增加更甚，It值基本不变，实际效果表明im增加。四、衣服隔热值对透湿指数的影响从透湿指数的计算式来看，似乎im与It成正比，实际上im值随着衣服隔热值增大而减小，因为任何服装都有蒸发阻力。实验证明，It值的增大是有限的，且It值稍有增大，He就减少很多，所以im值减小，同时蒸发散热效能（im/lt）也降低。由于衣服厚度增加，蒸发阻力增大，im值下降，所以在寒冷环境中，穿过厚的衣服运动或快速行走时，也可能发生体热蓄积或中暑。五、服装透气性对透湿指数的影响服装的透气性能主要决定于衣料的纺织特点和服装的形式。有些衣料，各层经纬纱之间形成直通气孔，透气性好，有利于水汽弥散。有些衣料，各层经纬纱交错排列，构成不定形气孔，这种衣料透气性较差，蒸发阻力大。此外，衣料的密度也是影响透湿指数的重要因素，致密的衣料透气性差，例如衣料的密度增加l倍时，它的透气性大约减少65％。透气性差的衣料，im值小。服装的设计形式也是一个值得考虑的因素，一般在厚度相同的条件下，多层的衣服透气性较好，尤其在人体活动时增加衣下空气层对流，有利于水汽离开人体；肥大、开放式的衣服透气性好，透湿指数大；连身服装及颈部、手腕和脚踝处紧口服装，透气性差，透湿指数小；密闭性的特种服装，透气性很小或完全不透气，im值很小或等于零。六、衣服的吸湿性对透湿指数的影响服装的吸湿性是由纺织纤维特性决定的，吸湿性强且放湿快的衣服，例如亚麻和棉织品衣服，吸湿率高，蒸发速度快，透湿性能好。毛织品衣服虽然能够大量吸收水汽，但放湿过程缓慢，所以透湿性能不如麻和棉织品衣服好。