代萌婷 屠曄

摘要：

為確定適宜的服裝松量，提升低溫作業(yè)防寒服的保暖性，文章以咖啡碳纖維防寒服為研究對(duì)象，在低溫環(huán)境下設(shè)計(jì)穿著實(shí)驗(yàn)，通過暖體假人、人體著裝和三維掃描實(shí)驗(yàn)，探究了咖啡碳纖維作為填充材料時(shí)衣下空氣層變化對(duì)防寒服保暖性的影響。結(jié)果表明：防寒服衣下空氣層平均厚度和總體積增量變化相似，不同胸圍松量的衣下空氣層對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)防寒服保暖性影響顯著;隨著胸圍松量的增加，靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的防寒服保暖性均呈先增后減的變化趨勢(shì);對(duì)于H型短款男士常規(guī)防寒服170/88A號(hào)型而言，防寒服胸圍松量為26 cm、衣下空氣層平均厚度為34.13 mm、總體積為24.74 dm3時(shí)，咖啡碳纖維防寒服可達(dá)到良好的保暖性。

關(guān)鍵詞：

咖啡碳纖維;熱阻;紅外熱像;暖體假人;衣下空氣層

中圖分類號(hào)： TS941.17

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 10017003（2021）11003307

引用頁碼： 111107

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.11.007

Influence of air layer entrapped in clothing on thermal insulation property ofcoffee carbon fiber cold protective clothing

DAI Mengtinga， TU Yeb

（a.School of Fashion Design Engineering; b.School of International Education， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract：

In order to determine the suitable clothing ease and to improve thermal insulation property of cold protective clothing during low temperature operation， taking coffee carbon fiber cold protective clothing as the research object， this paper designed a wearing experiment in low temperature environment， investigated the influence of changes of air layer entrapped in clothing on thermal insulation property of cold protective clothing with coffee carbon fiber as the filling material. The results indicated that the changes in the average thickness of the air layer was similar with the changes of the total volume increment， and air layer of different bust ease had a significant impact on the thermal insulation property of the cold protective clothing in static and motion states. With the increase of the bust ease， the thermal insulation property of cold protective clothing in static and motion states increased first and then decreased. For short H-type mens cold protective clothing of 170/88A size， when the bust ease is 26 cm， the average thickness of the air layer is 34.13 mm， and the total volume is 24.74 dm3， the coffee carbon fiber cold protective clothing can achieve good thermal insulation property.

Key words：

coffee carbon fiber; thermal resistance;infrared thermography; thermal manikin; air layer entrapped in clothing

作者簡介： 代萌婷（1996），女，碩士研究生，研究方向?yàn)榉b舒適性。通信作者：屠曄，講師，buyinew@163.com。

從事低溫?zé)o采暖的中高強(qiáng)度作業(yè)時(shí)，人們需要穿著防寒服以避免環(huán)境對(duì)肌體產(chǎn)生傷害，此時(shí)防寒服的保暖性就顯得尤為重要。現(xiàn)有研究從衣下空氣層、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、填充材料、外界環(huán)境等方面對(duì)防寒服的保暖性進(jìn)行探討[1-4]，并證實(shí)衣下空氣層對(duì)防寒服保暖性影響顯著。Hu等[5]設(shè)計(jì)了靜風(fēng)，以及正面、側(cè)面和背面3種風(fēng)向，并考慮7個(gè)水平的服裝松量，利用暖體假人探究風(fēng)向與服裝松量對(duì)運(yùn)動(dòng)服保暖性的影響。結(jié)果表明，風(fēng)向?qū)ν尾亢透共康谋Ｅ杂绊戄^大，不同水平的服裝松量之間保暖性差異不顯著。Jussila等[6]通過暖體假人實(shí)驗(yàn)和三維掃描實(shí)驗(yàn)，研究了在靜止?fàn)顟B(tài)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及不同風(fēng)速（0.3 m/s與8 m/s）下，不同組合服裝（3層材料為最內(nèi)層針織內(nèi)衣、中間層毛衣、最外層防寒服，3種尺寸）的隔熱性能差異。研究表明，在靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)速分別為0.3、8 m/s時(shí)，假人穿著中間層、最外層為歐碼56（中間層、最外層腰圍松量分別為29、46 cm）時(shí)，服裝的隔熱性最好;在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，風(fēng)速分別為0.3、8.0 m/s時(shí)，假人穿著中間層、最外層為歐碼52（中間層、最外層腰圍松量分別為18、35 cm）時(shí)，服裝的隔熱性最好。馮銘銘等[7]通過暖體假人與三維掃描技術(shù)，探究衣下空氣層對(duì)雙板滑雪服保暖性的影響。研究表明，衣下空氣層隨服裝寬松量的增加而增大，滑雪服保暖性隨寬松量的增加呈先增后減再趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)。這些文獻(xiàn)表明，從衣下空氣層的角度探究防寒服的保暖性具有重要意義。

本文以新型咖啡碳纖維絮料作為男士防寒服填充材料，結(jié)合暖體假人、人體著裝和三維掃描實(shí)驗(yàn)，測(cè)定服裝衣下空氣層隨胸圍松量變化、靜止?fàn)顟B(tài)服裝的熱阻和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)服裝表面溫度的變化，探究衣下空氣層對(duì)防寒服保暖性的影響，以期為科學(xué)設(shè)計(jì)低溫作業(yè)防寒服提供數(shù)據(jù)參考。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 服 裝

根據(jù)100款男士熱銷冬季防寒服款式造型的市場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)市面上的男式防寒服以H型廓形為主（占82%），中間體號(hào)型多采用170/88A（占76%）。故本文防寒服廓形設(shè)計(jì)選擇寬松直筒的H型，170/88A號(hào)型，款式如圖1所示。

服裝松量是影響衣下空氣層分布的關(guān)鍵因素，在防寒服松量的研究中，本文制作5件不同胸圍松量的男士防寒服，著重研究胸圍松量。防寒服面料、里料、膽料、填充材料分別采用全彈春亞紡、半彈春亞紡、復(fù)合無紡襯、咖啡碳纖維絮料，實(shí)驗(yàn)材料規(guī)格如表1所示。在防寒服尺碼設(shè)計(jì)時(shí)，胸圍檔差采用4 cm，長度方向保持不變。對(duì)5件實(shí)驗(yàn)服進(jìn)行編號(hào)，分別為1#～5#，尺寸設(shè)計(jì)如表2所示。

1.2 設(shè) 備

尺寸為胸圍89.2 cm、腰圍75.1 cm、臀圍75.1 cm的PT TEKNIK 22區(qū)段暖體假人（丹麥PT TEKNIK公司），佑美U3H型跑步機(jī)（中國華為技術(shù)有限公司），F(xiàn)LIR E85 24紅外熱像儀（美國菲力爾公司），2NX-16非接觸式三維人體掃描儀（美國TC2公司）。

1.3 方 案

1.3.1 暖體假人實(shí)驗(yàn)

用暖體假人模擬靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)防寒服穿著情況，其著裝測(cè)試如圖2所示。每件服裝穿著之前，先給假人穿上基礎(chǔ)服裝，即貼體針織長袖內(nèi)衣和襪子。在人工氣候室完成暖體假人實(shí)驗(yàn)，人工氣候室溫度、濕度分別設(shè)置為（5±1） ℃和45%±5%，風(fēng)速小于0.1 m/s[8]。假人采用恒溫（34±0.2） ℃控制加熱模式，每次實(shí)驗(yàn)保持假人發(fā)熱時(shí)間恒定在30 min以上，每隔1 min記錄假人各區(qū)段的熱流量。重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，結(jié)果取平均值。

1.3.2 人體著裝實(shí)驗(yàn)

用人體著裝模擬運(yùn)動(dòng)狀態(tài)防寒服穿著情況。根據(jù)GB/T 1335.1—2008《服裝號(hào)型男子》，以170/88A為實(shí)驗(yàn)參照對(duì)象，選取5名男性在校大學(xué)生作為受試者，受試者上身圍度數(shù)據(jù)如表3所示。在人工氣候室完成人體著裝實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)境與暖體假人實(shí)驗(yàn)相同，通過紅外熱像儀測(cè)試受試者穿著防寒服的服裝表面溫度，紅外熱像儀如圖3所示，用跑步機(jī)提供人體靜止與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)前，在同一時(shí)間段內(nèi)對(duì)受試者進(jìn)行腋下生理溫度采集，5名受試者的腋下生理溫度在（36.6±01） ℃，溫度波動(dòng)范圍較小，表明受試者間的生理溫度誤差可忽略不計(jì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，受試者穿著統(tǒng)一貼體針織長袖內(nèi)衣、防寒服靜立10 min后正式開始，包括P1慢走（4 min，4 km/h）、P2快走（3 min，6 km/h）、P3慢跑（3 min，8 km/h）3種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，流程如圖4所示。

1.3.3 三維掃描實(shí)驗(yàn)

用非接觸式三維人體掃描儀對(duì)穿著防寒服的受試者進(jìn)行三維掃描，非接觸式三維人體掃描儀如圖5所示。為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，使掃描數(shù)據(jù)具有穩(wěn)定性和統(tǒng)一性，對(duì)5名受試者的胸圍、肩寬、腰圍、臀圍、臂長等部位尺寸求平均值，選出最接近平均值的受試者a，作為三維掃描實(shí)驗(yàn)對(duì)象。根據(jù)GB/T

23698—2009《三維掃描人體測(cè)量方法的一般要求》，利用三維人體掃描儀分別掃描了裸態(tài)受試者（穿著貼體針織長袖內(nèi)衣）和防寒服著裝受試者（穿著貼體針織長袖內(nèi)衣和防寒服）。為了保證獲得的掃描數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，規(guī)范受試者站立姿態(tài)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)5次，結(jié)果取平均值。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 服裝熱阻測(cè)定

根據(jù)ISO 15831—2004《Clothing-physiological effects-measurement of thermal insulation by means of a thermal manikin》，測(cè)定防寒服的總熱阻與局部熱阻。采用并聯(lián)法計(jì)算防寒服總熱阻，包括胸部、腹部、背部、腰部、左右上臂、左右下臂8個(gè)上體區(qū)段。暖體假人局部熱阻與總熱阻計(jì)算公式為[9]：

式中：Rt為暖體假人對(duì)應(yīng)區(qū)段的熱阻，（m2·℃）/W;As為暖體假人對(duì)應(yīng)區(qū)段的皮膚表面積，m2;Ts為暖體假人對(duì)應(yīng)區(qū)段的皮膚表面溫度，℃;Te為人工氣候室內(nèi)的空氣溫度，℃;Hd為暖體假人對(duì)應(yīng)區(qū)段的熱流量，W;R′為暖體假人的總熱阻，（m2·℃）/W;A為暖體假人的總皮膚表面積，m2。

1.4.2 服裝表面溫度測(cè)定

在正式實(shí)驗(yàn)過程中，紅外熱像儀操作者以1 次/min的頻率拍攝受試者的正面、側(cè)面、背面的紅外熱成像圖，用FLIR Tools圖像處理軟件對(duì)紅外熱成像圖進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，包括防寒服胸部、腹部、手臂、背部、腰部5個(gè)部位的表面溫度，采集方式如圖6所示。防寒服保暖性可由人體著裝后防寒服的表面溫度表征，數(shù)值越低表明防寒服的保暖效果越好[10-11]。

1.4.3 衣下空氣層測(cè)定

將掃描后的三維圖像導(dǎo)入Geomagic Wrap逆向工程軟件中進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的優(yōu)化、擬合，可得到裸態(tài)模型和著裝模型。進(jìn)一步對(duì)兩個(gè)模型進(jìn)行對(duì)齊、測(cè)量，則兩個(gè)模型間的水平距離差值即為衣下空氣層平均厚度，體積差值即為衣下空氣層總體積。衣下空氣層總體積計(jì)算公式為：

式中：Vi為受試者著裝模型總體積，dm3，i=1，2，…，5;Va為受試者裸態(tài)模型總體積，dm3;Vn為衣下空氣層總體積，dm3，n=1，2，…，5，該體積包含防寒服材料體積。

由于1#～5#防寒服的厚度幾乎相同，因此不考慮衣下空氣層測(cè)定時(shí)服裝厚度這一誤差因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 防寒服衣下空氣層

2.1.1 衣下空氣層形態(tài)分析

對(duì)上身著裝而言，胸圍和腰圍是最關(guān)鍵的兩個(gè)水平圍度。為了清晰地觀察防寒服衣下空氣層的分布情況，本文在對(duì)齊后的三維著裝模型和裸態(tài)模型的胸圍、腰圍部位進(jìn)行橫截面切割，截面圖如表4所示。從表4可以看出，隨著防寒服胸圍松量的增加，外層著裝模型與內(nèi)層裸態(tài)模型之間空氣層厚度也逐漸增大。其中，服裝前中與后中部位增大不明顯，衣下空氣層增大主要集中在側(cè)面，且人體外輪廓曲線向內(nèi)凹陷的腰部部位衣下空氣層厚度較大，人體曲線向外凸起的胸部部位衣下空氣層厚度相對(duì)較小。

2.1.2 衣下空氣層平均厚度和總體積分析

防寒服衣下空氣層平均厚度和總體積如表5所示。

由表5可以看出，隨著胸圍松量的均勻增加，防寒服衣下空氣層的平均厚度與總體積呈增大的趨勢(shì)，衣下空氣層的平均厚度與總體積增加速率呈減小的趨勢(shì)。具體如下：不同胸圍松量防寒服衣下空氣層的平均厚度變化范圍為25.22～4225 mm，最大空氣層5#平均厚度比最小空氣層1#大6753%，2#、3#、4#、5#防寒服衣下空氣層的平均厚度增長率分別為16.37%、16.31%、14.59%、8.03%。不同胸圍松量防寒服衣下空氣層的總體積變化范圍為17.51～31.05 dm3，最大空氣層5#總體積比最小空氣層1#總體積大79.90%，2#、3#、4#、5#防寒服衣下空氣層的總體積增長率分別為18.49%、1784%、16.65%、9.15%。

由此可見，隨著胸圍松量的增加，衣下空氣層的平均厚度與總體積增加速率減小。這是由于當(dāng)胸圍松量均勻增加時(shí)，防寒服橫截面對(duì)應(yīng)的周長增加，但增加不均勻，增加量多集中于防寒服側(cè)面，造成服裝側(cè)面衣下空氣層平均厚度與總體積增加速率較快，正面與背面衣下空氣層平均厚度與總體積增加速率較慢，整體衣下空氣層增長量減少，從而減緩了衣下空氣層平均厚度與總體積的增加速率。

對(duì)5件防寒服的胸圍松量、衣下空氣層平均厚度與總體積進(jìn)行圖像分析，如圖7所示。用SPSS進(jìn)一步建立防寒服胸圍松量與衣下空氣層回歸方程，考慮到裸態(tài)的情況，回歸方程要過點(diǎn)（0，0）。方程式如下式所示：

式中：ΔB為胸圍松量，cm;Dair為防寒服衣下空氣層的平均厚度，mm;Vair為防寒服衣下空氣層的總體積，dm3。

2.2 暖體假人與著裝實(shí)驗(yàn)測(cè)試

2.2.1 靜止?fàn)顟B(tài)防寒服熱阻

通過暖體假人測(cè)試靜止?fàn)顟B(tài)不同胸圍松量的防寒服（1#～5#）的總熱阻和局部熱阻，結(jié)果如表6所示。由表6可知，防寒服的總熱阻變化范圍為0.551～0.634（m2·℃）/W。

在胸圍松量變化初期（1#～3#），防寒服的總熱阻隨服裝胸圍松量的增加逐漸增大;當(dāng)胸圍松量增加至3#時(shí)，總熱阻達(dá)到最大值0.634（m2·℃）/W;在胸圍松量變化后期（3#～5#），防寒服的總熱阻隨服裝胸圍松量的持續(xù)增加逐漸減小。最高總熱阻3#防寒服比1#和5#防寒服分別大15.06%、6.55%。防寒服局部熱阻變化范圍為0.418～1.732（m2·℃）/W，其中胸部、手臂和背部熱阻較低，腹部和腰部熱阻較高。這是由于腹部、腰部與服裝間的空隙大，能容納更多的靜止空氣，造成此區(qū)域局部熱阻值相對(duì)較高。

2.2.2 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)防寒服表面溫度

1） 防寒服表面溫度R型聚類分析。針對(duì)防寒服表面溫度，主要采集了胸部、腹部、手臂、背部、腰部5個(gè)部位。為了減少變量個(gè)數(shù)，達(dá)到降維的目的，對(duì)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下防寒服5個(gè)部位表面溫度進(jìn)行SPSS層次聚類的R型聚類分析，結(jié)果如圖8所示。

從圖8可知，5個(gè)部位可以分為兩類，一類為胸部、手臂和背部，一類為腹部和腰部，這與靜止時(shí)防寒服各部位熱阻趨勢(shì)相同。進(jìn)一步用復(fù)相關(guān)系數(shù)法從兩類中選出兩個(gè)具有代表性的部位，即從第1類胸部、背部、手臂中選擇復(fù)相關(guān)系數(shù)最大的部位作為代表性部位，從第2類腹部和腰部中選擇復(fù)相關(guān)系數(shù)最小的部位作為代表性部位，各類復(fù)相關(guān)系數(shù)結(jié)果如表7所示。從表7可以看出，第1類的各復(fù)相關(guān)系數(shù)為手臂與（胸部、背部）：0.988，背部與（胸部、手臂）：0.966，胸部與（背部、手臂）：0.989，因此選胸部作為代表。第2類的各復(fù)相關(guān)系數(shù)為腹部與胸部：0.976，腰部與胸部：0.971，故選腰部作為代表。因此，選擇胸部、腰部作為代表部位參與后續(xù)分析。

2） 不同胸圍松量防寒服代表部位表面溫度差異分析。受試者穿著5件不同胸圍松量防寒服運(yùn)動(dòng)時(shí)，防寒服胸部、腰部兩個(gè)代表部位表面溫度隨時(shí)間變化如圖9所示。

為了探究不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)防寒服保暖性是否存在顯著差異，本文對(duì)胸部、腰部防寒服表面溫度進(jìn)行多配對(duì)樣本的Friedman檢驗(yàn)。在0.05顯著水平下，不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)防寒服胸部表面溫度概率P值均小于顯著性水平（P1：χ2=14.800，P=0.005;P2：χ2=10.933，P=0.027;P3：χ2=11.864，P=0.018），防寒服腰部表面溫度概率P值均小于顯著性水平（P1：χ2=15.443，P=0004;P2：χ2=12.000，P=0.017;P3：χ2=12.000，P=0.017），表明受試者在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的防寒服胸部、腰部表面溫度的分布存在顯著差異，即防寒服的保暖性有顯著差異。受試者在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)穿著防寒服胸部、腰部表面溫度Friedman檢驗(yàn)秩均值結(jié)果如表8所示，秩均值數(shù)值越小表明防寒服保暖性越好。

由表8可知，不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，防寒服胸部與腰部表面溫度秩均值變化趨勢(shì)一致，均為3#防寒服數(shù)值最小，其次為4#、2#、5#，而1#防寒服數(shù)值最大。表明3#防寒服對(duì)熱量傳遞阻礙最大，保暖性最好，1#防寒服對(duì)熱量傳遞阻礙最小，保暖性相對(duì)較差，4#、2#、5#防寒服保暖性居中。這與靜止時(shí)不同胸圍松量防寒服熱阻變化趨勢(shì)一致。

這是由于當(dāng)受試者穿上防寒服后，人體與服裝之間形成了一定量的空氣層，防寒服的保暖性會(huì)隨衣下空氣層的變化而變化。在一定胸圍松量范圍內(nèi)，衣下空氣層會(huì)隨胸圍松量的增加而增大，此時(shí)人體與服裝間聚集了大量的靜止空氣，靜止空氣是熱的不良導(dǎo)體，故防寒服表現(xiàn)出良好的隔熱性能;當(dāng)胸圍松量范圍持續(xù)增加，人體穿著服裝后服裝表面會(huì)形成一定量的褶裥，在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)增大服裝衣下空氣層和其表面的自然對(duì)流與強(qiáng)迫對(duì)流，故服裝的保暖性不會(huì)繼續(xù)增加。相反，較大的胸圍松量會(huì)造成防寒服衣下空氣層平均厚度與總體積過大，當(dāng)兩者增加到一定程度時(shí)，空氣層內(nèi)的部分靜止空氣會(huì)變成流動(dòng)空氣，空氣層之間形成熱對(duì)流，造成服裝的保暖性下降。

2.3 衣下空氣層對(duì)防寒服保暖性的影響

由2.2節(jié)可知，靜止?fàn)顟B(tài)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下不同胸圍松量防寒服的保暖性變化趨勢(shì)相似，故以靜止?fàn)顟B(tài)為例，分析衣下空氣層對(duì)防寒服保暖性的影響。通過平均厚度與總體積將衣下空氣層進(jìn)行量化，探究靜止?fàn)顟B(tài)下不同胸圍松量的衣下空氣層對(duì)防寒服總熱阻的影響。衣下空氣層平均厚度與防寒服總熱阻關(guān)系如圖10所示。

1）對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)下不同胸圍松量的防寒服總熱阻進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果表明，不同胸圍松量的衣下空氣層對(duì)防寒服總熱阻影響顯著（P<0.05）。進(jìn)一步進(jìn)行LSD多重比較，檢驗(yàn)表明，1#與2#～5#防寒服總熱阻存在顯著差異，4#、5#防寒服總熱阻無顯著差異。由此可知，胸圍松量較小的防寒服與胸圍松量較大的防寒服之間總熱阻差異顯著，但較大胸圍松量的防寒服之間總熱阻差異不顯著。這是由于胸圍松量持續(xù)增加后，服裝受重力等因素影響導(dǎo)致衣下空氣層增加量減小，熱阻變化差異較小。2）防寒服總熱阻隨衣下空氣層的增大呈先增后減的變化趨勢(shì)，即衣下空氣層的平均厚度為25.22～3413 mm，總體積為17.51～24.74 dm3，防寒服保暖性呈上升趨勢(shì);衣下空氣層的平均厚度為34.13～42.25 mm，總體積為24.74～31.50 dm3，防寒服保暖性呈下降趨勢(shì)。這一變化趨勢(shì)與其他學(xué)者的研究結(jié)論一致[13]，表明衣下空氣層對(duì)防寒服總熱阻的影響存在臨界值。故為了達(dá)到良好的保暖效果，防寒服的胸圍松量設(shè)計(jì)應(yīng)選擇對(duì)熱量傳遞阻力較大的范圍。3）防寒服胸圍松量越小其對(duì)總熱阻變化率的影響越大，防寒服在1#、2#階段總熱阻增長率達(dá)到最大值8.53%;防寒服胸圍松量較大時(shí)其對(duì)總熱阻變化率的影響較小，防寒服在2#、3#階段的增長率和3#、4#階段的下降率均較小，而4#、5#階段總熱阻下降率僅為1.82%。4）不同胸圍松量的防寒服中，3#防寒服的總熱阻最大，表明此階段防寒服對(duì)熱量傳遞阻礙最大，服裝的保暖性較好，胸圍松量設(shè)計(jì)較優(yōu)，其對(duì)應(yīng)的衣下空氣層平均厚度為34.13 mm，衣下空氣層的總體積為24.74 dm3。

3 結(jié) 論

本文在低溫環(huán)境下對(duì)5件不同胸圍松量的咖啡碳纖維男士防寒服進(jìn)行暖體假人、人體著裝和三維掃描實(shí)驗(yàn)，分析了衣下空氣層對(duì)防寒服保暖性的影響。得出以下結(jié)論：

1） 防寒服衣下空氣層平均厚度和總體積的增量變化相似，5件防寒服平均厚度和總體積變化范圍分別為25.22～42.25 mm和17.51～31.50 dm3。

2） 衣下空氣層對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)防寒服保暖性影響顯著。在靜止?fàn)顟B(tài)下，不同胸圍松量防寒服總熱阻變化范圍為0.551～0.634（m2·℃）/W，防寒服的總熱阻隨著胸圍松量的增加呈先增后減的變化趨勢(shì)，測(cè)試服裝中在胸圍松量26 cm時(shí)總熱阻達(dá)到最大值0.634（m2·℃）/W，其對(duì)應(yīng)的衣下空氣層平均厚度為34.13 mm，總體積為24.74 dm3。

3） 衣下空氣層對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)防寒服保暖性影響顯著。在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，防寒服的表面溫度隨著胸圍松量的增加呈先減后增的變化趨勢(shì)，不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)防寒服保暖性均在胸圍松量26 cm時(shí)最佳。

就本文實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)，針對(duì)H型短款男士常規(guī)防寒服170/88A號(hào)型，在滿足運(yùn)動(dòng)自由度的條件下，防寒服胸圍松量為26 cm、衣下空氣層平均厚度為34.13 mm、總體積為24.74 dm3時(shí)，防寒服的保暖性達(dá)到一個(gè)良好的狀態(tài)，此時(shí)可較好地發(fā)揮咖啡碳纖維絮料的保暖作用。

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