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电加热防寒服性能测试与评价(下)

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(二)结果讨论

1.服装热阻服装全身、腹部及腰部的热阻在加热状态时都明显大于不加热时的热阻,说明加热可有效减少人体向周围环境散失热量。首先,在各类试验条件下,上身热阻均大于下身热阻,主要原因是上身服装多一层抓绒内胆,相对下身较厚。其次,服装加热时对上身的影响比下身大,这可能与加热片的数量和面积有关,上身加热片的覆盖率要高于下身。此外,风速会影响服装热阻。同一位置,风速为0.4m/s时的热阻整体大于风速为1.5m/s时的热阻。在风速为0.4m/s时,加热的热阻显著大于不加热时的热阻;而在风速为1.5m/s时,加热和不加热时的服装热阻几乎没有差异。在高风速条件下,增强的对流散热增加了向周围环境的散热量,服装热阻显著下降,因而减弱了高风速下加热与不加热的热阻之间的差异。这与Song等_8的研究结果一致。


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2.皮肤温度全身、腰部、上身以及下身的皮肤温度都随着时间逐渐下降,并且在加热时下降的温度少于不加热时下降的量。这说明加热状态下,服装能够更好地维持身体的温度。在加热条件下,服装具有较大的热阻,使人体保持较高的温度,这在上述暖体假人试验中已得到了证明。而腹部的差异相对较小,这可能是由于服装较宽松,且试验者均以坐姿进行试验,致使加热片距离腹部较远,加热效率不高。从试验结果来看,腹部皮肤温度略有上升,可能是因为人体处于坐姿,服装堆积在腹部,增加了服装的厚度,热阻增加,保暖性提高了。在实际状况下,服装的防寒性能只有进一步通过真人试验进行实地评价,才能获得更好的效果。


3.主观感受人体的热感觉和舒适度均随着时间逐渐下降,并且在加热条件下下降的起点较晚且降得比较缓慢。这与皮肤温度随时问逐渐下降且加热状态下降量较少的结果相符合,证实本试验结果的可靠性。在加热条件下,服装的热阻较高,因而保暖性更好,人体的热感觉和舒适度指标也较高。尽管在试验环境下(一4℃),考察加热与不加热两种情况时,人体的主观感受均会下降,但在加热条件下,人体会感觉有些凉或稍微不舒服,而在不加热条件下,人体会觉得冷或不舒服。这也在一定程度上反映了新研制的服装可以提高着装者的穿着舒适性,至于新研制的防寒服装适用的穿着环境可能需要进一步的试验加以验证。


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(三)结语

本研究采用电加热片、智能温控装置和Omni—Heat银色超薄热能反射层,设计并制作了一款户外防寒服装,并通过恒温模式下的暖体假人试验和真人试验,分别从客观和主观角度评价服装在加热和不加热两种状态下的保暖性能,得到的结论如下:

(1)在风速为0.4m/s时,防寒服加热时的热阻要明显大于不加热时的热阻;在风速为1.5m/s时,防寒服的热阻几乎不受电加热片的影响,即加热或不加热,服装热阻几乎不变;在风速为0.4m/s时,防寒服装的热阻显著大于风速为1.5m/s时的热阻。

(2)防寒服在加热时的人体平均皮肤温度高于不加热时的平均皮肤温度,并且在放置加热片的部位,加热时的温度高于不加热时的温度。

(3)在寒冷环境中,人体的热感觉和舒适度均呈下降趋势,但加热状态下,下降的起始点明显晚于不加热状态时的起点,并且下降得比较缓慢。

(4)比起不加热状态,加热后的服装总体的保暖性能更好,且更加舒适。


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