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防护服装的舒适性与保健性范文

时间:2022-05-21 09:10:18

防护服装的舒适性与保健性

1防护服装舒适性量化研究

关于汗液(ESW),有专家的研究结果如下:夏季在室内静坐,一天出汗量为3L左右;轻微劳动,每天出汗量为5~6L;极度出汗,每小时为1~2L,不能持续太久;每人每天最大出汗量约为10~15L。图1为考虑了人体及服装热性能的着衣躯干图。图1中符号说明:θc—人体核心温度37℃;θS—人体皮肤温度33℃;θF—服装表面温度;θA—环境温度;Rt—人体组织隔热性能;RF—服装隔热性能。Rt与RF都称为热阻。热阻是用托格表(Togmeter)测量的,其方法是:将服装组件或多层织物放在已知热阻的标准件上,标准件表面温度为33℃,即皮肤温度。热流垂直穿过标准件和织物,当热流处于平衡时,测量标准件和织物的两面温差,温差应与热阻成正比。已知标准件热阻和温差,就能算出织物的热阻。

热阻单位用“托格(Tog)”表示。1tog的隔热值,是指热输出率为每平方米1/10W时,测定织物两边的温差为1℃。1940年,美国曾用“克罗(Clo)”作为服装的热阻单位。生理学家使用“千卡/米2/时(Kcal/m2/h)作为热阻单位。1Clo热阻是指一位产热量为50Kcal/m2/h静态的人,在大气温度为21℃、相对湿度小于50%、风速小于10cm/s的状态下,长时间感到舒适的所需服装的热阻值。织物的热阻是由多种因素确定的。例如毛毯的热阻,纤维因素占10%、空气占90%;衣料的热阻值,纤维因素占25%、空气占75%。空气的热传导性低,作为隔热体,优于纤维约10倍,优于金属约100倍。纤维具有良好的隔辐射热性能,空气则易透过辐射热;而纤维是优于空气的热传导体。织物太稀松,会产生过多的热辐射和空气对流;织物太密实,纤维会传导过多的热。织物越厚,截留的空气越多,热阻就越大。织物的保暖性=热阻(tog)/重量(g/m2)。比值越高,表示服装越轻,保暖性越好。服装热阻典型值如下:背心为0.2~0.5tog,空隙为0.3tog;衬衣为0.1tog,空隙为0.5tog;运动衫为0.5~1.5tog。多数织物纤维能吸收一定量的水汽,使汗液从身体散逸到大气当中去。水汽通过服装散逸的量必须不少于身体排出的量,否则将会出现凝结。常用的纺织品水汽阻力见表1。

2防护服装的保健性

防护服装既要满足舒适性,更要满足保健性。防护服装的保健性,主要是满足服装的生理卫生方面要求的性能,详细分类如图2所示。本文研究的是防护服装的防护性能,主要涉及到以下性能。

2.1防寒性防寒保湿的原则:服装的保温功能主要是指防止体热向外界散发,因此要采用导热性小的材料。服装的原材料若是纤维,则不仅导热性小,舒适性也比较好。空气的导热性更小,因此以保温为原则,提出了两种方法:一是穿着含空气多的纤维制品;二是在服装中形成空气层。在极寒的气候环境中,仅依靠上述方法保温是不行的。为抵挡这类极端天气环境,最早发明的是电热服、电热手套和电热靴等功能性服装。后来由于宇航员的需要,又发明了通风服、通风手套、通风靴等,服装内既可以通凉风,也可以送热气。

2.2防暑性防暑的方式有两种:一种是防止外热;第二种是散发内热。服装内热的散发有两种方式:一是增大材料的透气性;二是加大服装的开口,即增加服装的露体部分。在极端高温的环境下也可使用通风服,向服装内输送凉风,于人体表面形成微舒适环境。

2.3防雨性防雨的服装织物,最好既能防水,又能透气。这类织物的典型代表有英国的文泰尔密实棉织物、美国的戈尔特克斯夹层织物,它们都具有这种特性。

2.4护身性为了保护身体,服装一般是使露体的部分少些,覆盖部分多些,因此要采用厚而坚实的服装材料。对特殊作业人群而言,要采取特殊的防护措施,如使用具有防伤、防火、防毒和防尘、防风等功能的特殊材料,或使用防护用具来保护身体的各个部分,也可以用各种面具、眼镜、口罩、手套和保护器等。有关防护服装的合体性、适应性和耐久性,在本文中不再赘述。为了提高服装的保健性,已经发明了种类繁多的防护服装,技术都已成熟,且各类防护服的防护性能都已有了量化指标,特别是航空、航天方面所用的防护服,如代偿服、抗荷服、抗浸服、通风服、宇航服等。这些服装都需要专文进行详细介绍,本文不再涉及。

3防护服保健性试验方法概述

关于防护服保健性量化指标的试验方法概述如下,以供参考:(1)托格表热阻试验仪:见上文描述。(2)吹拂试验台:该试验台为大型吹拂试验台,直径为1.5~2m,风速可调节。被试验的防护服穿在铜质假人身上。假人穿好防护服后,安置在固定的座椅上,放置在吹拂试验台风口处用高速风吹。当防护服被吹损时即停止吹拂。这样便可知防护服的防风性能。(3)海上救生水池:此水池可以模拟海浪与海风状况,水深8~10m,有2m高的跳板。穿着抗浸服的试验员,从2m跳板上跳入池中(相当于跳伞员着水速度6m/s),可知抗浸服穿着者入水后浮起时间与防水性能。救生背心与救生船入水的深度性能,以及着水后张满时间等性能均可在救生水池中进行试验。雨水试验室:大型雨水试验室可以模拟小雨、中雨、大雨等天气。穿防雨衣的试验者,可在雨水试验室中行走一定时间,从而得到防雨服装的防水性能。恒温铜人:给假人通一定量的电流,保持铜人体表温度为33℃,可试验防护服装的隔热性能等。出汗假人:假人体表可以维持一定的出汗率,可试验防护服装的透气性能等。烧伤铜人:铜人表面装有多个热敏感元件,防火服穿在假人身上,向假人身上喷一定量的火焰,维持一段时间,从假人体表烧伤情况可知防火服的防火性能。

4结语

防护服装除了要具有各种防护功能外,其舒适程度也是非常重要的,尤其是热舒适性。在保证防护服的保健性的同时,也不能牺牲服装的舒适性,以免降低穿着者的工作能力或影响他们的健康。为了保证防护服装的热舒适性,应采取必要的措施,得出量化的指标,才能从根本意义上达到防护服设计的目的。

作者:朱铮刘长明单位:湖北襄阳航宇救生装备有限公司

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