服装局部通风机制及其与热湿舒适性关系研究

Clothing ventilation affects the heat and mass transfer processes between clothed human body and its around environment directly. It is one of the most important factors in comfort and ergonomics design/evaluation of functional garments. In this project, clothing local ventilation will be taken as the research object, considering the local differences between clothing ventilation and the complexity of ventilation processes. A local ventilation measuring system with high performance and wide application fields will be built, based on tracer gas method and the law of mass conservation. Then clothing local ventilation pathways and mechanism will be analyzed. And the effective ventilation prediction model will be developed. In addition, the project will study on the relationship between clothing local ventilation and its biophysics properties, combing sweating thermal manikin testing and heat-mass transfer theory. Besides, quantitative relationship between local ventilation and human subjective thermal-wet comfort sensations, objective thermal response indicators will be studied. Then a model based on local ventilation to predict human thermal-wet sensations will be built. Finally, the effect mechanism of local ventilation on thermal-wet comfort will be clarified. The results of this project can provide experimental and theoretical basis on the functional garment design, selection and evaluation. And it will offer helpful suggestions on reconciling the contradictions between clothing comfort and protective properties. The project will have important theoretical significance and practical value.

服装通风直接影响着装人体与周围环境间的热湿交互过程，是功能服装工效性和舒适性设计与评价中的重要因素。由于服装通风的局部差异性和通风过程的复杂性，本课题将以服装局部通风为研究对象，通过示踪气体法，基于质量守恒定律，构建一种性能高且适用性广泛的服装局部通风表征系统；解析服装局部通风产生途径，阐明扩散和对流通风机制，建立有效通风预测模型；采用出汗暖体假人，根据传热传质学理论，研究局部衣下空间内气体交换与服装生物物理学性能的相关性；通过着装人体生理实验，探索局部通风与人体主观生理舒适感、客观生理工效学特征值之间的定量关系，建立基于服装局部通风的人体热湿舒适感预测模型，并阐明局部通风对着装人体热湿舒适性的影响机制。课题的研究成果将为功能服装设计、选择和评价提供实验和理论基础，同时可以为协调服装防护性和舒适性之间的矛盾提出参考建议，具有重要的理论意义和应用价值。

服装通风直接影响着装人体与周围环境间的热湿交互过程，是功能服装工效性和舒适性设计与评价中的重要因素。由于服装通风的局部差异性和通风过程的复杂性，本课题以服装局部通风为研究对象: 1）基于质量守恒原理和示踪气体法，设计分析气体回流系统以及示踪气体分析系统，优化了服装局部通风测评系统。新系统在精度和适用性方面都有所提高。2）通过开口闭合法，研究了不透气服装前胸、后背和手臂的局部通风路径；基于服装局部通风机制理论，探究了雨衣不同部位开口条件下的服装局部和整体通风，为雨衣开口设计提供相关理论和实践参考。3）探索服装局部通风与热湿舒适性关系。通过暖体假人，研究了服装局部通风与热阻的相关性；证实胸背部通风和局部热阻存在显著的线性负相关关系。采用人体着装生理实验，研究了服装局部通风与人体主观和客观热湿舒适性的关系。实验结果表明，服装后背部通风与服装外表面温度具有显著的线性相关关系；手臂处热感和服装通风关系显著。4）基于服装局部通风与热湿舒适性理论的功能服装开发、设计和评价。基于课题研究成果，探索研究服装局部通风理论在功能服装开发中的应用实践。为别开发设计了具有调温功能的军训服装、矿工服装和通风服装，并对所开发的服装进行工效性和舒适性评价。证实基于通风理论的功能服装开发均具有良好的性能。本项目的研究成果可以为功能服装的设计、选择和评价提供实验和理论基础，具有重要的理论意义和应用价值。