孟祥紅，陸明艷，戴曉群，2

（1.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州215006；2.南通蘇州大學(xué)紡織研究院，江蘇 南通226018）

隨著人們對健康的重視，運(yùn)動健身成為了一種潮流。運(yùn)動的過程是一個大量發(fā)熱、發(fā)汗的過程，為了提高運(yùn)動效率，滿足人們在大量運(yùn)動條件下出汗時仍能夠保持衣內(nèi)干爽舒適的要求，運(yùn)動服裝的熱濕舒適性受到了廣泛的關(guān)注。運(yùn)動文胸作為女性運(yùn)動服裝的一類，主要功能是對胸部的強(qiáng)支撐和約束，使乳房與身體形成整體，減小運(yùn)動過程中所帶來的震動。運(yùn)動文胸（bra）由面料、罩杯等多層材質(zhì)組成，所以對熱量和汗液的散失有阻礙，如果過多的熱量和濕度不能得到及時的散失，就會使人感覺不舒服，消耗大量不必要的能量，影響運(yùn)動效率。賈娟［1］對連身文胸的濕舒適性進(jìn)行了研究，主要通過對面料的透氣導(dǎo)濕等測試結(jié)合主觀舒適性評價，證明了不同面料對連身文胸的總體濕舒適感有一定的影響，并且在不同的人體活動狀態(tài)下，面料有不同的表現(xiàn)。

Park［2］通過測量人體直腸溫度、唾液乳酸濃度等生理指標(biāo)研究了在熱環(huán)境下服裝吸濕性對業(yè)余棒球手投球速度與生理反應(yīng)的影響，結(jié)果表明：穿著高吸濕的純棉服裝比低吸濕的服裝投球速度更高。Kang［3］通過測量七位健康男性的耗氧量、直腸溫度、皮膚溫度、出汗率和心率來評價兩種運(yùn)動T恤對人體的影響，證明了穿著100%純棉T恤的人體直腸和皮膚溫度比穿著100%純滌綸T恤時要高，而且穿著滌綸T恤的耗氧量也較低。

Gonzales等人［4］對不同線圈大小的滌綸運(yùn)動衫的熱平衡進(jìn)行了研究，通過對10名騎行功率車的專業(yè)運(yùn)動員溫度等的測試，發(fā)現(xiàn)線圈大小對熱感知和皮膚溫有明顯影響，而對心率和成績的發(fā)揮沒有明顯影響。Sousa等人［5］對純棉運(yùn)動衫和滌綸合成運(yùn)動衫的熱濕舒適性進(jìn)行了研究，通過測量10名健康男性在運(yùn)動過程中的直腸溫度、皮膚溫度和SR，結(jié)合每5min測試的心率和主觀評價，最終得出合成滌綸運(yùn)動衫的熱濕舒適性能優(yōu)于純棉運(yùn)動衫。Dai等人［6］對大豆纖維棉運(yùn)動衫和純棉運(yùn)動衫進(jìn)行了疏水性對比測試，通過對6名勻速運(yùn)動的男性溫度等的測試，發(fā)現(xiàn)大豆纖維棉混合運(yùn)動衫能保持皮膚溫在較低的溫度，熱濕性能優(yōu)于純棉運(yùn)動衫。Satsumoto［7］利用出汗暖體假人，在夏天的高溫環(huán)境下，評價三款不同吸濕排汗內(nèi)衣的水分吸收對服裝內(nèi)微型氣候短暫變化的影響。

張云［8］對高爾夫服裝的熱濕舒適性做了研究，采取動靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和主客觀評價相結(jié)合的方式得出了八種新型面料拼接成的服裝在服用性能上具有較大的優(yōu)勢。王麗敏［9］對女性乒乓球服的熱濕舒適性進(jìn)行了研究，對受試者的皮膚溫度和衣內(nèi)溫度等進(jìn)行測試，結(jié)合主觀評價，證實(shí)了實(shí)驗(yàn)中所選擇的采用異型截面纖維制成的乒乓球服熱濕性能較好，尤其是采用平針組織織造的運(yùn)動服裝的熱濕舒適性能最為突出。吳海燕［10］從受試者主觀評價并結(jié)合運(yùn)動后的人體紅外圖像，發(fā)現(xiàn)對改變服裝面料拼接對提高運(yùn)動服裝熱濕舒適性有一定的意義。李亞娟等人［11］利用出汗假人和主觀實(shí)驗(yàn)，對吸濕快干型服裝熱濕舒適性和主客觀測試結(jié)果的一致性進(jìn)行研究，證明了在大運(yùn)動量條件下，在對服裝穿著舒適性總體評價方面，出汗假人與主觀測試結(jié)果一致性較好；但在主觀穿著實(shí)驗(yàn)中，受試者對服裝的濕、熱、悶和粘感覺方面，出汗假人實(shí)驗(yàn)與主觀測試結(jié)果之間存在一定的差異性。段杏元［12］采用主觀評價的方法對運(yùn)動狀態(tài)下文胸?zé)釢袷孢m感覺和各點(diǎn)壓力感覺進(jìn)行了測試，結(jié)果表明運(yùn)動對文胸的濕熱感、悶熱感及粘體感的影響較大，且隨著運(yùn)動的進(jìn)行，這三方面的感覺明顯增強(qiáng)；總體舒適感在運(yùn)動前最好，運(yùn)動結(jié)束時最差；壓迫舒適性也是逐漸變差的。

綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者對運(yùn)動服裝熱濕舒適性的研究方法主要采用的穿著實(shí)驗(yàn)來測量生理指標(biāo)，結(jié)合主觀評價，并取得了一定的突破和成果。本文通過受試者穿著實(shí)驗(yàn)，測量皮膚溫、攝氧量、代謝當(dāng)量和心率等生理指標(biāo)，對三種運(yùn)動文胸的熱濕舒適性進(jìn)行了初步研究，為生產(chǎn)者開發(fā)新的運(yùn)動面料有一定的參考價值，并為其尋找熱濕阻小的罩杯提供理論指導(dǎo)。

1 研究方法

1.1 受試者和試樣

實(shí)驗(yàn)受試者選擇五名年齡24周歲左右的健康大學(xué)生，身高在160±3cm，體重為50±2kg，胸圍84±2cm，罩杯大小為B。試樣選擇某公司型號為75B的可拆卸罩杯的運(yùn)動文胸（如圖1）：無罩杯bra a、普通海綿杯bra b和立棉杯bra c三件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分為兩組：無罩杯bra a和普通海綿杯bra b；普通海綿杯bra b和立棉杯bra c。

1.2 測量指標(biāo)及儀器

（1）人體皮膚溫度：人體皮膚溫度是反應(yīng)環(huán)境因素及自身因素對人體影響的重要生理指標(biāo)，可以反映人體的冷、熱感覺及熱舒適性。胸部皮膚溫測試選擇著裝生理舒適性客觀測試系統(tǒng)（AMI株式會社，日本），每5s記錄一次數(shù)據(jù)，測試點(diǎn)如圖2所示。

（2）METS、攝氧量和心率：人體在進(jìn)行劇烈運(yùn)動時，代謝量增大，其能量的產(chǎn)生是由于人體內(nèi)物質(zhì)氧化的結(jié)果，在物質(zhì)氧化的過程中需要血液所攜帶的氧的參與，所以攝氧量、心率都會有所變化。測試儀器選擇Cortex METAMAX 3B（CORTEX Bio-physik GmbH，Germany），每秒記錄一次數(shù)據(jù)。

圖1 運(yùn)動文胸

圖2 皮膚溫測試點(diǎn)

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

由于人的體溫在24h里是有波動的，而且還容易受到人的心理等因素的影響，所以實(shí)驗(yàn)設(shè)定在上午9點(diǎn)開始，到11點(diǎn)半結(jié)束，完成一組對照試驗(yàn)，運(yùn)動文胸的測試順序?yàn)殡S機(jī)。實(shí)驗(yàn)在安靜的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室（愛斯佩克環(huán)境儀器有限公司，日本）進(jìn)行，溫度26℃，相對濕度60%。實(shí)驗(yàn)前受試者在恒溫恒濕試驗(yàn)室以7km／h運(yùn)動熱身5min，然后靜坐40min來適應(yīng)環(huán)境。整個實(shí)驗(yàn)過程持續(xù)1h（如圖3），受試者皮膚溫全程測試。第一階段為靜坐休息階段，靜態(tài)休息15min，10min后測試5min的靜態(tài)休息的心肺功能；第二階段為運(yùn)動階段，受試者在速度為7.3Km／h的跑步機(jī)上勻速跑13min；第三階段為靜坐恢復(fù)階段，運(yùn)動結(jié)束后迅速將心肺功能儀取下，受試者靜坐休息32min。

圖3 實(shí)驗(yàn)流程圖

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

將每組實(shí)驗(yàn)中每個受試者的每組數(shù)據(jù)進(jìn)行SPSS分析，并對每件運(yùn)動文胸的五組數(shù)據(jù)測量值的平均數(shù)進(jìn)行SPSS分析。對平均皮膚溫的三個階段分別進(jìn)行了配對t檢驗(yàn)；而攝氧量、METS以及心率均是取靜坐休息的數(shù)據(jù)（t＝600～900s）、運(yùn)動穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)（即t＝1 400～1 680s）進(jìn)行配對t檢驗(yàn)，顯著水平設(shè)成0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 無罩杯和海綿杯運(yùn)動文胸

如圖4所示，整個實(shí)驗(yàn)過程穿著兩件文胸各測量值變化趨勢一致。第一階段，在圖（a）中，由于受試者穿戴上心肺功能儀，隨著時間的增加，皮膚溫逐漸上升；圖（b）（c）（d）中 METS、攝氧量及心率都維持在一個較為平穩(wěn)的狀態(tài)，分別是1.8、0.3L／min和98B／min，都在正常范圍內(nèi)。第二階段，如圖（a），運(yùn)動起始階段產(chǎn)熱大于散熱，所以皮膚溫上升到最高點(diǎn)。隨著運(yùn)動時間的增加，人體開始大量出汗，皮膚表面的汗液通過罩杯內(nèi)部的面料及時的吸收，并傳遞到最外層的面料蒸發(fā)，大量的熱量得到了散失，所以皮膚溫逐漸下降。結(jié)合圖（b）（c）（d）在劇烈運(yùn)動時，METS增加，為提供更多能量，攝氧量增加，并且心率增大。第三階段，如圖（a），將心肺功能儀迅速取下，增大了汗液蒸發(fā)面積，所以皮膚溫驟降。此時，受試者不再運(yùn)動產(chǎn)熱，但仍在大量出汗，較高的皮膚溫度向中樞傳遞體溫高的信息，進(jìn)一步加強(qiáng)散熱器官的功能；而且運(yùn)動產(chǎn)生的大量汗液還殘留在皮膚表面和衣物，隨著蒸發(fā)帶走大量熱量。所以皮膚溫下降到最低點(diǎn)，逐漸恢復(fù)接近初始溫度。

圖4 無罩杯和海綿杯

第一階段，如圖（a）中穿著bra a和bra b的前胸起始皮膚溫雖然不同，但隨著時間的增加溫度平行上升，沒有明顯差異；圖（b）（c）（d）中 METS、攝氧量及心率處于平穩(wěn)狀態(tài)。第二階段，圖（a）中穿著bra a和bra b的前胸皮膚溫同一時間瞬間上升，大約0.5℃。隨著運(yùn)動時間的增加，穿著bra a大量的汗液沒有罩杯的阻礙，得到及時的轉(zhuǎn)移散失，所以體溫下降的幅度較大；而bra b中的大量汗液通過海綿杯進(jìn)行轉(zhuǎn)移，因?yàn)楹穸却笞璧K了水分子的傳遞，汗液蒸發(fā)散失較慢，所以皮膚溫下降幅度較慢。在運(yùn)動穩(wěn)定后，結(jié)合圖（b）（c）（d），穿著bra b的 METS比bra a大約高0.6，攝氧量比bra a大約高0.1L／min，心率比bra a大約高2B／min。第三階段，將心肺功能儀取下，如圖（a），皮膚溫瞬間下降，由于bra a比bra b薄，濕阻小，所以在皮膚溫恢復(fù)過程中bra a皮膚溫低于bra b。從圖（a）整個實(shí)驗(yàn)過程可以明顯看出，穿著bra a皮膚溫溫降大于bra b，即穿著bra a振動所帶來的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于bra b罩杯厚度所帶來的影響。經(jīng)過配對t檢驗(yàn)各個測量值在兩件文胸間都有顯著的差異（p＜0.05）。

圖5 海綿杯和立棉杯

2.2 普通海綿杯和立棉杯運(yùn)動文胸

各測量值整個實(shí)驗(yàn)過程曲線變化與第一組變化一致。穿著bra b和bra c各測量值曲線圖特點(diǎn)分析。第一階段，如圖（a），穿著bra b和bra c的皮膚溫沒有明顯差異；結(jié)合圖（b）（c）（d），由于沒有大量能量的消耗，穿著這兩種罩杯的受試者的新陳代謝等都處在一個平穩(wěn)的狀態(tài)，METS約1.41，攝氧量約0.24L／min，心率在約90B／min，無明顯差異。第二階段，如圖（a），皮膚溫都有個瞬間的上升，大約0.5℃，隨著運(yùn)動時間的增加，人體產(chǎn)生大量汗液，隨著蒸發(fā)的過程，皮膚表面溫度逐漸降低，起到顯著的散熱作用。經(jīng)過配對t檢驗(yàn)bra b和bra c無顯著差異。結(jié)合圖（b）（c）（d），穿著bra b和bra c的平均METS、攝氧量和心率沒有顯著差異。第三階段，如圖（a）穿著bra b和bra c的皮膚溫達(dá)到最低，在bra c皮膚溫逐漸回升到初始皮膚溫時，bra b仍有下降的趨勢，說明在靜態(tài)休息狀態(tài)下穿著bra c熱量散失較快。

3 結(jié)論

通過對穿著三種運(yùn)動文胸的受試者的平均皮膚溫、攝氧量、代謝當(dāng)量和心率等生理指標(biāo)的測量和分析，得到主要結(jié)果如下：有無罩杯對運(yùn)動文胸?zé)釢袷孢m性有明顯的影響，無罩杯優(yōu)于普通海綿杯運(yùn)動文胸；在本次實(shí)驗(yàn)條件下，兩種不同罩杯材質(zhì)的運(yùn)動文胸?zé)釢袷孢m性沒有發(fā)現(xiàn)差異，罩杯材質(zhì)不同所帶來的影響還有待于進(jìn)一步的研究。

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