织物动态热湿舒适性测试的方法

通过学者们多年的研究，对服装的热湿舒适性已经建立起了多种测试方法和评价指标，其中一类是单纯测热或测湿的，测热方法的主要有圆筒法、平板法、热脉冲法等，评价指标主要有保暖率、热传导率、热阻值等［1，3］；测湿方法的主要有透湿杯法、湿度梯度法、敏感器件法等，评价指标主要有透湿率、芯吸率、保水率、脱湿率等［4，5］；另一类是测定热湿综合传递性能的，测试方法主要有微气候仪法、出汗暖体假人法。

单纯热传递或湿传递研究方法仅考虑了织物的两侧所形成温度差或水汽浓度差。而织物两侧的温、湿度差是同时存在的，在织物中热流和质流是同时传递着并相互作用的。为了更好模拟实际穿着情形，尤其是人体出汗时，应采用热湿同时测定的方法，这已成为近年来研究的重点。这方面的测试仪器主要是织物微气候仪。

织物微气候仪通常是模拟在外界环境中，检测模拟皮肤与试样间的微气候变化情况及热湿传递情况，即检测人体热量和汗汽通过织物内空气层、织物及织物外空气层与环境进行能量交换、质量交换的全过程，用温度梯度法和湿度梯度法测试出织物能量交换和质量交换的状态变化，从而反应织物对能量流和质量流的阻力。

自从1979年，赫理斯提出服装材料的舒适性是热、湿耦合作用的结果，并设计了一种能发汗的湿平板以来，织物微气候仪的研究一直受到广泛关注［6］。

原田［7］于1982年研制了具有同时测量热、湿传递的织物微气候仪，可以模拟人体无感出汗和显性出汗。环境温度、湿度和风速风向是可调节的。该仪器可以模拟人体在各种活动状态引起的热湿状态，利用温湿度传感器，测出这些状态下微气候的状态，并测出织物的回潮率。

随后，王云翔［8］、法恩沃斯［9］、赫理斯［10］、金姆（Kim）［11］、蒋培清［12］等作了相关研究。法恩沃斯研制的出汗平板仪可以测量出汗平板的加热功率，并利用计算机处理测量结果，实现传热传湿的动态测试。赫理斯和金姆在发汗热平板上使用加湿麂皮，模拟人体皮肤出汗，测量了织物微气候内外的温度和湿度的动态变化。蒋培清研究了织物传热传湿的静态和动态过程。

姚穆、施楣梧［13］等研制的织物微气候仪核心区域设置了水温同步跟踪内水杯的外水槽，从而保证了内水杯四周及底面无热量迁移，使内水杯加热器功率恒等于通过织物的总热流速率，并在内水杯上方形成一维单向热湿流场，便于利用现有的传热传质理论进行分析运算。在一维流场中，测量微气候和织物附近的温度和湿度，仪器运用不同透湿能力的模拟皮肤，模拟人体不同的出汗状态；试样夹具是可调节的，可用于多层织物的热湿传递；内杯相连的毛细管测出透过织物的透湿率。(www.xing528.com)

王和亚苏达［14，15］研制的多层织物热湿动态传递测试仪，能模拟人体微气候环境温度37℃，相对湿度100%，最外层环境温度18℃，相对湿度8%，可测得各层织物之间的温度和相对湿度。

魏纳（Wehner）［16］将不同相对湿度的湿蒸汽分别通过织物两侧表面，并保证织物两侧的温度和压力相等，研究织物湿度梯度下的水蒸气动态传递。电子天平随时称取试样的重量，确定试样因吸湿而产生的重量变化，试样一侧通过空气，另一侧通过饱和水蒸气，两侧流体经过试样后，温度、湿度发生变化，计算水蒸气透过织物的质量流量。

吉普森［17］基于魏纳的织物传湿动态测试模型，在1995年研制了织物传湿动态自动测试仪（DMPC）。含有一定水蒸气的氮气流经试样上下表面，已知入口处氮气的浓度和温度，测试出口处氮气的浓度和温度，得到水蒸气透过试样的流量，计算得到试样的湿阻。DMPC可测试织物以及一切膜状材料的透湿性，特别是需要研究一些难以实现的实验条件下的材料的透湿性能。

崔慧杰［18］研制的动态织物微气候仪，模拟穿着者身体运动所造成的织物小气候中空气的真实流动对热湿传递的影响。试样由4根吊链夹持，并做上下有规则的运动。

周小红［19］研制的织物微气候仪能模拟低温微气候的测试环境，包括壳体、微气候模拟机内胆。内胆里是微气候模拟空间，下方是一恒温水浴池，该恒温水浴池上部设置一层模拟皮肤，模拟皮肤上再设置待测织物。壳体与内胆、恒温水浴池之间设有保温材料，微气候模拟空间内设一风扇，内胆外设温度控制器。

以上的微气候热湿传递测试装置主要是出汗热平板仪，而热平板只考虑织物的一维传热传湿，不能真实模拟人体实际着装时的传热传湿情况。本书采用出汗圆筒仪来测试织物微气候的热湿传递性能，圆筒仪能模拟人体的躯干形态，进行二维传热传湿的测试，更接近人体的实际穿着情况。