摘 要：為研究不同種類的被子睡眠舒適性，提出了睡眠質量、熱濕舒適性、主觀評價等評價被子睡眠舒適性的主客觀數據指標，通過真人實驗對比分析了被子睡眠舒適性能的差異。在人工氣候室內模擬冬季暖氣房環(huán)境（溫度20℃，濕度40%），選擇紗布夾棉被、羽絨被、蠶絲被、化纖被、羊毛被5種被子作為實驗樣品，測試受試者在使用不同被子睡眠過程中睡眠質量、平均皮膚溫、肩腰部濕度和心率，以及睡眠后的熱濕舒適性和睡眠質量的主觀評價?？陀^數據結果表明：在冬季暖氣房環(huán)境下，被子材料顯著影響睡眠質量，對熱濕舒適性影響較??；化纖被和紗布夾棉被睡眠效率較高，深睡眠時長較長，平均皮膚溫和肩腰部濕度均處于舒適范圍，在冬季暖氣房下睡眠效果較好；蠶絲被睡眠效率和深睡眠占比均較低，睡眠舒適性最差。此外，主觀評價結果顯示，化纖被和紗布夾棉被的睡眠滿意度更好，這與客觀數據相一致，說明在冬季暖氣房下可以優(yōu)先覆蓋化纖被或紗布夾棉被入睡。

關鍵詞：被子；睡眠質量；熱濕舒適性；冬季暖氣房；深睡眠

中圖分類號：TS941.75

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2024）09-0083-08

收稿日期：2023-09-20

網絡出版日期：2024-04-19

基金項目：江蘇省高等學?；A科學（自然科學）重大項目（21KJA540004）；蘇州市科技計劃項目（SS202147）

作者簡介：翟若彤（1997—），女，安徽宿州市人，碩士研究生，主要從事睡眠舒適性評價方面的研究。

通信作者：盧業(yè)虎，E-mail：yhlu@suda.edu.cn

睡眠作為人體生命過程中必不可少的一項生理活動，約占人一生1/3的時間，其質量好壞對人類日常生活具有很大影響。研究發(fā)現睡眠質量差的人不僅具有更高患病率，而且伴隨有心理健康問題的風險^［1］。St-Onge等^［2］發(fā)現睡眠障礙與心臟血管和代謝疾病的風險增加有關，因此對于睡眠舒適性的研究是非常有必要的。

睡眠質量受到眾多因素影響，大致可以分為兩類，一類是自身心理因素，另外一類是客觀存在的睡眠條件。在心理因素方面，壓力、焦慮等情緒易引起睡眠障礙發(fā)生，如失眠、易覺醒等^［3］，對于此類睡眠問題可以通過尋求心理醫(yī)生幫助或服用藥物進行調節(jié)^［4］。在睡眠條件方面，它主要包括睡眠環(huán)境和睡眠寢具，其中睡眠寢具由于其長時間與人體直接接觸，因此對睡眠有重大影響^［5-6］。但對于睡眠寢具影響睡眠舒適性的研究多集中于床墊上^［7-9］，對于其他床上用品的研究較少。被子作為睡眠寢具的另一重要產品，它的存在能夠使床上用品與室內環(huán)境隔絕開來，彌補因環(huán)境條件的改變而帶來生理參數的差異^［10］。He等^［11］針對中國北方無供暖環(huán)境，對比分析了鴨絨被、鵝絨被以及棉被的睡眠舒適性能差異，結果顯示鵝絨被在11℃的氣候條件下睡眠質量和熱濕舒適性最好，棉被最差；Zheng等^［10］對比了不同重量的滌綸被在環(huán)境溫度為14、16、18℃和22℃下的保暖效果，證明了被褥保暖性越好，受試者熱舒適性越好。然而這些研究僅局限于少數幾種被子類型上，不同被子種類對睡眠質量和熱濕舒適性的影響仍需深入研究。

被子可以在一定程度上幫助人們削弱不同季節(jié)變換導致的睡眠參數差異^［12］。研究顯示，寒冷的環(huán)境比炎熱的環(huán)境更容易影響睡眠，且冷暴露會影響心臟的自主活動，從而對健康造成顯著的影響^［13］。因此本文章環(huán)境條件選擇為冬季暖氣房，通過比較不同被子在該環(huán)境下的熱濕舒適性和睡眠質量差異，來探究被子對人體睡眠舒適性的影響，為不同環(huán)境下被子的科學選擇提供參考。

1 實驗

1.1 受試者

招募10名受試者（5男5女）進行睡眠試驗。選用匹茲堡睡眠質量調查表評估招募人員近一個月的睡眠質量情況^［14］，如果受試者PSQI評分大于5則被排除，以確保受試者平時睡眠質量較好，不存在入睡困難、失眠、易覺醒等睡眠障礙。女性參與者的實驗日期避開月經期。他們的平均年齡、身高、體重、體表面積以及身體質量指數分別為（23.4±1.2）歲、（1.7±0.1）m、（60.2±6.8）kg、（1.7±0.1）m²、（20.5±1.2）kg/m²。所有受試者在實驗前24 h內禁止飲酒和含有咖啡因的飲料，也禁止進行高強度的運動。實驗前，受試者被告知實驗流程和注意事項。

1.2 實驗被子

本文選擇北方冬季暖氣房臥室中較為廣泛使用的5種被子作為實驗樣品：紗布夾棉被、羽絨被、蠶絲被、化纖被和羊毛被，分別對應1#、2#、3#、4#和5#，基本規(guī)格信息如表1所示。

1.3 實驗過程

睡眠實驗在人工氣候室（ESPEC公司，日本）中進行，采用純棉床單和絲綿枕頭，床墊為獨立彈簧床墊，受試者統(tǒng)一穿著薄款純棉針織長袖和長褲。氣候室尺寸為4.0 m×3.0 m×2.5 m，床架尺寸為2.0 m×0.9 m。為模擬冬季暖氣房環(huán)境，氣候室內設定溫度（20±1）℃，濕度（40±5）%，風速0.2 m/s。待氣候室條件穩(wěn)定后，受試者進入人工氣候室靜坐休息30 min，佩戴多導睡眠記錄儀，分別連接腦電電極、眼電電極并配備心率帶，設置儀器為每30 s獲取一次數據。在受試者額頭、小臂、手、肩胛、大腿、小腿、腰后、腰前以及腳上貼上溫濕度傳感器，每1 min監(jiān)測一次數據；濕度測試位置選擇為肩胛和后腰，以此來監(jiān)測整個夜間的熱濕舒適性，儀器佩戴效果如圖1所示。以上準備工作完成后，受試者在氣候室放置的床上躺好，并覆蓋被子樣品，關燈正式開始睡眠實驗，直至受試者早晨醒來實驗結束（從關燈起達到8 h喚醒受試者）。

1.4 數據測量

1.4.1 睡眠和熱濕數據測試

采用多導睡眠記錄儀（SOMNO medics GmbH，德國）監(jiān)測整個夜間睡眠質量，包括睡眠效率、深睡眠時長、REM時長、清醒時長及心率。另外，使用MSR145溫濕度傳感器（MSR公司，瑞士）記錄睡眠過程中人體皮膚表面溫濕度，采用7點法計算人體平均皮膚溫度^［15］。

1.4.2 主觀評價

為了評估受試者的睡眠舒適性和睡眠質量，于每日早晨喚醒受試者后要求其對昨晚睡眠情況作出主觀評分。如表2所示，睡眠質量采用5級評分量表，涉及5個指標，即睡眠是否平靜、昨晚是否容易入睡、昨晚是否容易醒來、醒后是否神清氣爽和對昨晚的睡眠滿意度。熱感覺采用9級評分量表，評分范圍為-4到4，分別為-4（非常熱）、-3（熱）、-2（暖）、-1（較暖）以及0（舒適）、1（較涼）、2（涼）、3（冷）、4（非常冷）；濕感覺采用7級評分量表，分別為-3（非常干燥）、-2（干燥）、-1（輕微干燥）、0（舒適）、1（輕微潮濕）、2（潮濕）和3（非常潮濕）。

1.4.3 熱阻測試

參照T/HOMETEX21—2021 《被子舒適使用溫度測定方法》，采用34區(qū)出汗暖體假人Newton（Thermetrics，美國）測試被子的熱阻。每個樣品測試3次取平均值。假人使用的被子、枕頭、床單、床墊和服裝均與真人睡眠實驗一致。

1.5 統(tǒng)計分析

測試數據以均數±標準差的形式表示。采用SPSS分別對5種被子在冬季暖氣房（20℃，40%）下的REM時長、清醒時長以及深睡眠時長和睡眠效率進行單因素重復測量方差分析。當違反Mauchly球度檢驗時，采用Greenhouse-Geisser校正作為統(tǒng)計顯著性。所有檢驗的顯著性水平均為P<0.1（標記為^*），P<0.05（標記為^**），以及P<0.01（標記為^***）。使用雙向重復方差分析平均皮膚溫、肩胛濕度以及腰部濕度，評估被子種類（紗布夾棉被、羽絨被、化纖被、蠶絲被和羊毛被）與時間［（即第0、1、2、3、4、5、6、7 h和8 h）］對溫濕度的影響。當測量結果具有顯著性時，在每個時間點進行配對樣本T檢驗。此外，采取非參數檢驗的Mann-Whitney U 檢驗分析在主觀評價指標上各被子樣品之間的差異性。

2 結果分析

2.1 睡眠質量

不同種類被子夜間睡眠質量情況如圖2所示。在冬季暖氣房條件下，被子填充材料對睡眠質量具有很大影響，5種被子之間存在顯著性差異。其中，在REM時長上，2#極顯著高于4#（P＜0.01），REM時長占比最大；對于清醒時長，5#清醒時長占了總睡眠時長的6.93%，占比最大，同1#差異顯著（P＜0.1）；相應地，1#睡眠效率最高，且顯著高于2#（P＜0.05）；另外，1#深睡眠時長較2#、3#以及5#高，占整體睡眠的28.63%，因此睡眠效果較好；4#深睡眠時長最長，占整體睡眠的33.51%，顯著高于3#（P＜0.05），并且與2#差異顯著（P=0.1）。

深睡眠作為衡量睡眠質量好壞的標準之一，使人從生理和心理的疲勞中恢復過來，得到有效休息^［16］，深睡眠的增加對人體睡眠健康極為重要。1#和4#較為輕盈，透氣性較好，因此深睡眠占比較另外3種被子好，取得了較好的睡眠效果；蠶絲被的深睡眠占比最小，這可能與其覆蓋較為厚重，舒適性體驗較差不易進入深度睡眠有關；另外，由于環(huán)境條件為冬季暖氣房，羊毛被保暖性好，但透氣性差，可能夜間睡眠過程中存在燥熱的情況出現，因此睡眠期間清醒次數較多，睡眠效果稍差。綜上，在睡眠質量上，1#和4#睡眠效果最好，其次是5#和2#，3#睡眠效果差。

2.2 熱濕舒適性

不同種類被子熱阻比較如圖3所示，可以看出5#熱阻最大（3.2 clo），極顯著高于1#和3#（P<0.01），同4#差異顯著（P<0.05）；3#熱阻最小，除極顯著小于5#外，與2#和4#之間也存在顯著性的差異（P<0.05）。此外，不同種類被子夜間平均皮膚溫度變化趨勢如圖4所示，可以看出5種被子平均皮膚溫在整個睡眠期間的變化趨勢相似，均在實驗開始1 h內不斷上升，之后逐漸趨于穩(wěn)定。其平均皮膚溫度分別為33.88、33.93、33.80、33.87℃和34.00℃，最大差值僅有0.2℃。重復測量方差分析結果顯示該5種被子之間的差異不顯著，說明在冬季暖氣房環(huán)境下，被子材料的改變對平均皮膚溫度不存在顯著性的影響。研究表明，人體熱中性平均皮膚溫為34.1℃，可接受舒適溫度區(qū)間為32.5～35.7℃^［16］，因此，即使3#熱阻顯著小于其他被子，但在冬季暖氣房條件下仍可以保持良好的熱舒適性。

不同種類被子肩腰部濕度變化趨勢如圖5（a）和圖5（b）所示。5種被子平均肩胛濕度分別為50.96%、51.48%、54.85%、52.95%和47.93%，平均腰后濕度分別為48.26%、51.9%、47.54%、46.82%以及46.65%，均與氣候室內濕度條件相接近，兩兩之間差異不顯著。SONG等^［17］的研究表明當人體處于熱舒適時被內微氣候的濕度區(qū)間為40%～60%，因此，該5種被子無論是肩胛濕度還是腰后濕度均處于舒適范圍內，濕舒適性均較好。

進入睡眠時有一個過渡期，在此期間發(fā)生漸進性血管擴張引起皮膚溫度值增加，導致身體核心體溫下降，而睡眠通常發(fā)生在核心體溫下降時期^［16］。因此，5種被子在睡眠開始1 h內平均皮膚溫均逐漸升高，說明此時正在進入睡眠，這與He等^［11］的研究結果一致。但本文不同種類被子間熱濕舒適差異不顯著，與He等研究結果不同，這可能與其環(huán)境條件為冬季無供暖的室內，而本文是較為舒適的冬季暖氣房，且被子樣品的選擇為冬季暖氣房較常使用的被子有關。

由圖3熱阻數據可以看出5#熱阻最大，其次是2#，因此圖4中的5#和2#平均皮膚溫均較高。說明被子熱阻越大，對應平均皮膚溫越大，保暖性越好；但1#熱阻較4#小，平均皮膚溫卻高于4#，這可能是因為受試者覆蓋1#睡眠過程中包裹性較好造成的。此外，1#和4#透濕性較好，對應肩腰部濕舒適性也較好，5#透濕性最差，對應濕舒適性也最差。說明被子材料可以通過其透濕性的差異對夜間濕舒適性產生影響，透濕性越好，濕舒適性對應也越好。由圖2可以看出，1#和4#深睡眠占比較大，睡眠效率較高，說明良好的熱濕舒適性可以促進睡眠質量的提升；3#由于平均皮膚溫度最低，深睡眠占比最小，說明冬季暖氣房下，保暖性是促進深睡的重要條件。此外，1#面密度較小，較為輕盈，3#面密度較大，較為厚重，壓力舒適性較差，這也是影響睡眠質量的原因之一；但4#在面密度較2#大的情況下，睡眠質量卻較2#好，說明被子的熱濕舒適性對睡眠質量的影響較大，面密度影響較其小。

綜上，1#和4#由于較好的保暖性和透濕性，熱濕舒適性較好，睡眠效果較好；3#保暖性較差，透濕性稍差，因此熱濕舒適性較其他被子差，深睡時長較短，但其仍處于熱濕舒適區(qū)間范圍內，可以保證夜間基本處于舒適狀態(tài)。

2.3 心率分析和主觀評價結果

不同種類被子心率分布如圖6所示，受試者覆蓋1#、2#、3#、4#和5#入睡時的睡眠心率呈現出正態(tài)分布，平均心率分別為48.0、56.4、57.4、56.9 bpm和55.4 bpm，均低于70 bpm，說明受試者睡眠狀態(tài)穩(wěn)定。1#平均心率最低，低頻心率占比較高，在40～55 bpm的心率范圍內，占比較其他被子高，尤其在45～55 bpm范圍內表現更為明顯，占比高達39.5%，這與其睡眠效率最高的結果一致，表明心率可以從側面反映睡眠效果。有研究表明，整個睡眠期間，深睡眠時期心率值最低^［17］，清醒階段心率較快，因此心率低頻占比較大的情況下，受試者睡眠平靜度高，深睡占比較大，有效休息程度較好。這也與部分市售手環(huán)等產品使用心率表征睡眠質量的原理一致。

聯(lián)系上文可知3#熱濕舒適性最差，而本節(jié)顯示其平均心率最大，說明夜間熱濕舒適程度對受試者心率具有一定影響，熱濕舒適性較差易引起心率升高，從而導致易覺醒，這也解釋了3#清醒期較長的原因。1#熱濕舒適性較好，其對應心率較低，低頻占比較大，因此深睡占比也較大。此外，1#較為輕盈，He等^［11］的研究表明，人們更偏好較輕的被子，這也可能是受試者覆蓋1#入睡心率較為平靜和睡眠質量較好的原因之一。

受試者對于自己夜間睡眠情況作出的主觀評價如圖7所示。對于主觀熱感覺和濕感覺，評價等級均接近舒適，其中除5#是中性偏暖感外，其余被子熱感覺均處于微涼區(qū)間，尤其是3#更為明顯，說明5#的保暖性能優(yōu)于其他被子，這與前面熱舒適的結果一致。通過統(tǒng)計分析的數據結果顯示，3#與5#在主觀熱感覺上存在一定的差異性（P＜0.1），說明被子材料對熱感覺具有一定影響。對于舒適度，5種被子均被認為比較舒適，尤其是4#和5#舒適度最好（評分均為0），主觀上被認為最舒適。關于睡眠質量的主觀評價指標，結果顯示5種被子間均不存在顯著性差異。其睡眠平靜程度都比較好；對于是否容易入睡和睡眠滿意度，3#優(yōu)于其他被子，且不易覺醒，其次是1#和2#表現最差；另外，1#醒后神清氣爽程度最好，說明夜間睡眠效果較好，有效休息程度高，3#醒后神清氣爽度最差。

聯(lián)系前文客觀數據可以看出：5#熱阻最大，保暖性最好，睡眠過程中平均皮膚溫較高，因此主觀暖感也較好，在冬季暖氣房條件下，睡眠效果較好，與其主觀舒適度最好、較好的睡眠滿意度一致；3#主觀熱感覺評分較差，感覺偏冷，與其平均皮膚溫度較低的結果一致，說明客觀熱濕數據可以反映主觀熱濕舒適性的情況。另外，3#醒后精神狀態(tài)最差，說明睡眠期間不易進入深度睡眠，與其深睡眠占比最低的結果一致；1#醒后神清氣爽度最高，有效休息程度最好，與其較高的深睡眠占比一致，且其睡眠效率最高，因此睡眠效果好。以上結果均反映了睡眠體驗對主觀睡眠評分有著一定的影響。但3#客觀睡眠數據較差，睡眠滿意度卻最高，被認為容易入睡，這可能是因為其材質柔軟，親膚性較好。說明主觀結果的評分不僅受被子睡眠體驗的影響，還受到被子物理特性和受試者本人偏好的影響。

3 結論

本文通過比較5種不同填充材料的被子在冬季暖氣房下的睡眠質量和熱濕舒適性能的差異，結合受試者的主觀評定結果，評估了被子的整體睡眠舒適性能，得出以下結論：

a）5種被子在冬季暖氣房下的睡眠質量存在顯著性差異，化纖被和紗布夾棉被睡眠效率較高，深睡眠時長較長，蠶絲被睡眠效率和深睡眠占比均最低，羽絨被和羊毛被處于中間。

b）在冬季暖氣房條件下，被子材料對睡眠過程中的熱濕舒適性不存在顯著性影響，5種被子熱濕舒適性均處于舒適區(qū)間范圍內。

c）在冬季暖氣房下，被子材料對睡眠質量的影響主要是體現在夜間睡眠的熱濕舒適性上，受試者使用熱濕舒適性較好的被子睡眠質量較好。此外，被子面密度引起的壓力舒適性也是影響睡眠質量的原因之一，但影響程度較熱濕舒適性小。

d）在冬季暖氣房下，受試者對被子保暖性和透氣性的需求仍較大，主客觀的數據結果均顯示紗布夾棉被和化纖被睡眠效果較好，建議優(yōu)先考慮覆蓋熱阻較大、透氣性較好的被子入睡。

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Study on the sleep comfort of quilts in a winter heating room environment

ZHAI Ruotong¹， SHI Tingting²， SONG Haibo²， LU Yehu¹， YIN Lanjun²

（1.College of Textile and Clothing Engineering， Soochow University， Suzhou 215006， China;

2.Shenzhen Purcotton Technology Co.， Ltd.， Shenzhen 518110， China）

Abstract： The study， with sleep quality， thermal and moisture comfort， and subjective assessments as the key evaluation indicators， aimed to assess and compare the sleep comfort provided by different types of quilts in a winter heating room environment， so as to provide reference for exploring how different quilts affect human sleep comfort and to facilitate the scientific selection of quilts in various environments.

This paper analyzed the differences in quilt sleep comfort through human trial tests. Five types of quilts， namely gauze quilts with cotton padding， down quilts， silk quilts， chemical fiber quilts and wool quilts， were selected in a climate chamber simulating a winter heating room environment （20℃， 40%）， and subjects' subjective assessments of thermal and moisture comfort， as well as sleep quality， were collected by using polysomnography and temperature and humidity sensors， which were used to characterize sleep quality， mean skin temperature， shoulder and waist humidity and heart rate during sleep with the different quilts.

The filling materials of quilts had a significant effect on the measured sleep quality （P＜0.1）， for instance， the gauze quilts with cotton padding exhibited the highest sleep efficiency， which was significantly greater than that of the down quilts （P＜0.05）， and the gauze quilts with cotton padding ranked second only to the chemical fiber quilts in terms of deep sleep duration， accounting for 28.63% of the total time in bed. Furthermore， the chemical fiber quilts were significantly better than the silk quilts in terms of deep sleep duration. The sleep quality results indicated that the gauze quilts with cotton padding and chemical fiber quilts provided the best sleep quality， followed by the wool quilts and the down quilts， and the silk quilts were the lowest. The quilt filling material had little effect on thermal and moisture comfort property and all five quilts performed well. To be specific， the gauze quilts with cotton padding had the best thermal and moisture comfort， the wool quilts showed the greatest thermal resistance and provided the best thermal insulating property. The gauze quilts with cotton padding had a higher percentage of low frequency heart rate and better sleep performance. The subjective thermal and moisture sensation ratings were all close to comfort， locating in the slightly cool range， especially for the silk quilts， whereas that for the wool quilts was between neutral and slightly warm. All five quilts were rated as comfortable， with the chemical fiber and wool quilts receiving the highest comfort ratings （both rated 0）. For the ease of falling asleep and sleep satisfaction， the silk quilts were better than the others and less likely to wake up， followed by the gauze quilts with cotton padding， and the down quilts were the worst. In addition， the gauze quilts with cotton padding were the best in terms of being refreshed after sleep， and the silk quilts were the worst.

The chemical fiber quilts show the longest deep sleep duration， the highest sleep efficiency and the best sleep performance， the gauze quilts with cotton padding have the highest sleep efficiency， the second longest deep sleep and also achieve better sleep quality， the wool quilts have the highest thermal resistance to provide good warmth and the best thermal and moisture comfort， but are thicker and have a poorer fit， the silk quilts have the worst sleep quality and the lowest proportion of deep sleep， and the down quilts provide a better sleep performance. In summary， in a winter heating room， chemical fiber quilts or gauze quilts with cotton padding can lead to better sleep performance. If the indoor temperature is slightly lower than this simulated environment， wool quilts can provide good thermal and moisture comfort during the night. Therefore， it is recommended to select quilts with higher thermal insulation and improved breathability to ensure optimal sleep quality.

Keywords： quilts; sleep quality; thermal and moisture comfort; winter heating room; deep sleep