提取温湿度曲线的特征值

（一）温度曲线的分析

测得微气候区温度曲线的基本形状如图4－9所示。

图4－9　微气候区的温度曲线图

从图4－9可以看出，微气候区的温度变化曲线在开始出汗的瞬间出现小高峰，这是由于模拟皮肤出汗蒸发的水汽被织物吸收释放的热量（包含纤维吸湿放热）［12，24］，导致温度升高，这将阻碍热量的蒸发，但是这一过程持续的时间很短，对全过程的影响不大。汗液蒸发不仅要从模拟皮肤表面带走热量，还要从微气候吸走热量，这样随着蒸发的进行，微气候区的温度逐渐降低，当蒸发带走的热量等于热板补偿给微气候区的热量时，温度逐渐达到平衡值；之后，随着出汗停止，热板补偿给微气候区的热量恢复到初始水平，而微气候区及面料残余的湿气继续蒸发带走热量，同时由于织物的放湿吸收热量，使得微气候达到平衡的温度又有所下降；最后，当蒸发和放湿带走的热量逐渐减少到小于热板补偿给微气候区的热量时，微气候区温度开始回升并逐步恢复到原有水平。

微气候区温度曲线的特征值有以下几个：

（1）T0——模拟皮肤开始出汗前，t＝t0时刻，微气候区温度达到热平衡后的初始温度值（℃）；

（2）Tmax——t＝t1时刻，由于织物吸湿放热，而使微气候区内温度达到的最高值（℃）；

（3）KTs——由于汗液蒸发而使微气候区内温度下降的初始速率（℃/10s），通过t1到t1＋3min的时间段内，也即温度开始下降3min内温度曲线的拟和直线的斜率来表示；

（4）Tequ——微气候区的温度平衡值（℃），通过t2－5min到t2的时间段内，也即出汗停止前5min内的温度平均值来表示；

（5）Tmin——t＝t3时刻，由于残余汗液蒸发和织物的放湿吸热，而使微气候区温度下降达到的最低值（℃）；

（6）KTe——由于蒸发和放湿减少而使微气候区内温度回升的初始速率（℃/10s），通过t3到t3＋3min的时间段内，也即温度开始回升3min内温度曲线的拟和直线的斜率来表示。

（二）湿度曲线的分析

测得微气候区湿度曲线的基本形状如图4－10所示。

从图4－10可以看出，皮肤开始出汗后，由于汗液的蒸发，微气候区的水汽量开始增加，湿度迅速上升；然后在新的水平下达到动态平衡；之后，随着出汗的停止，微气候区的湿度逐渐降低，最终又回复到出汗前的水平。

微气候区湿度曲线的特征值有以下几个：

（1）RH0——模拟皮肤开始出汗前，t＝t0时刻，微气候区的初始湿度值（%）；

（2）KRHs——从t0时刻开始，即模拟皮肤开始出汗后，微气候区湿度上升的初始速率（%/10s）；

图4－10　微气候区的湿度曲线图

（3）RHequ——微气候区的湿度平衡值（%），通过t2－5min到t2的时间段内，也即出汗停止前5min内的湿度平均值来表示；(www.xing528.com)

（4）KRHe——从t2时刻开始，即模拟皮肤停止出汗后，微气候区湿度下降的初始速率（%/10s）。

（三）温、湿度曲线特征值的提取

人体在显汗条件下，皮肤开始出汗以后，人体皮肤与服装间微气候区的温度下降越快，越有利于皮肤尽快散热；平衡温度越低，越不易觉得闷热；但在出汗结束以后，又希望温度下降不至于过低，并能尽快回升，这样可以减少出汗后产生的冷感。因此在模拟皮肤“出汗——蒸发——干燥”的过程中，希望微气候区的温度下降快，上升也快。

下面对温、湿度曲线的特征值进行分析和提取。

T0与RH0是在微气候达到热平衡后，开始出汗前的温度值和湿度值，经试验，这两个值对不同的织物差别不大，故在此不予考虑。

Tmax是由于织物吸湿放热，而导致温度升高达到的最高值，但是这一过程持续的时间很短，对全过程的影响不大，并且有些试样的吸湿放热不明显，故在此不予考虑。

KTs是由于汗液蒸发，而使微气候区内温度下降的初始速率，该值越大，越有利于皮肤尽快散热，这是影响织物热湿舒适性的一个重要因素，因而是值得提取的一个特征值。

Tequ是微气候区温度达到的平衡值，该值直接与织物的闷热感相关，数值越大，微气候区的温度越高，越觉得闷热，因而也是值得提取的一个特征值。

Tmin是由于残余汗液蒸发和织物放湿吸热，而使微气候区温度下降达到的最低值，与运动后的冷感相关。这里考虑一个更有意义的指标，人体从停止出汗前的平衡温度到温度下降到最低的差值，△T＝Tequ－Tmin，该差值越大，人体感觉到的运动后的冷感越强烈，因而温度差△T是一个更值得提取的特征指标值。

KTe是由于蒸发和放湿减少，而使微气候区内温度回升的初始速率，该值越大，越有利于温度尽快回升，这样运动后的冷感持续的时间越短，因而也是值得提取的一个特征值。

KRHs是开始出汗后，微气候区湿度上升的初始速率，该值越大，湿度上升越快，但是这一过程持续的时间很短，对全过程的影响不大，故在此不予考虑。

RHequ是微气候区的湿度平衡值，该值越大，微气候内湿度越高，织物的潮湿感和粘体感感觉越强烈，因而是值得提取的一个特征值。

KRHe是停止出汗后，微气候区湿度下降的初始速率，该值越大，湿度下降越快，运动后的冷感持续时间越短，但是该数值与△T、KTe表征的意义相同，故在此不予考虑。

从上面对温、湿度曲线的特征值进行分析可知，最能全面反映织物的热湿舒适性的几个动态特征值是：KTs、Tequ、△T、KTe、RHequ。用这五项指标来作为面料的动态热湿舒适性客观评价指标。

本书之所以较多选取微气候区温度曲线的特征值，主要考虑到人体对温度变化的敏感性较湿度变化的敏感性强，而且就目前传感器的精度而言，温度传感器的精度和稳定性远高于湿度传感器，因而较多选取微气候区温度曲线的特征值来研究织物的热湿舒适性更可靠。

36种织物的动态热湿舒适性客观评价值见表4－1。

表4－1　面料的动态热湿舒适性客观评价值

续表