Chap12 织物的舒适性

1. 第一节 舒适性概述 随着时代的发展，人们对服装的要求也产生了新的变化。过去，主要是讲究结实、耐穿；现在，人们对服装的欣赏和使用提出了更高的要求，既要款式新颖、穿着美观、大方得体，又要穿着舒适，全面考虑服装的功能。 纺织品流行的主题已从单纯的造型款式逐渐朝着以织物材料的热湿舒适、触觉舒适性为中心的方向转移。因此，纺织材料的热湿传递及力学特性是决定人体着装的舒适性的主要因素。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

2. 一、舒适性的概念 舒适性定义为人与环境之间生理、心理及物理协调的一种愉悦状态，它是在穿着过程中影响人体生理状态及心理感觉的各种性能，涉及人体神经生理、热生理和生物力学特征，人的感觉心理物理过程，人体与服装和环境的动态的能量和质量交流的物理过程以及力学的相互作用过程。 舒适性研究范围包括物理、生理、神经生理和舒适生理4个基本领域。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

3. 人时时处在某种特定的环境之中，环境对人有一定的作用，纺织品的舒适性正是借助于纺织品的服用性能来抵御环境的特定作用，以满足人体的心理、生理要求。如利用纺织品的保暖性来抵御外界气候的寒冷，使人达到满意的热平衡；利用吸湿性好的纺织品来促进汁液的吸收与蒸发，使人达到满意的湿平衡等。人时时处在某种特定的环境之中，环境对人有一定的作用，纺织品的舒适性正是借助于纺织品的服用性能来抵御环境的特定作用，以满足人体的心理、生理要求。如利用纺织品的保暖性来抵御外界气候的寒冷，使人达到满意的热平衡；利用吸湿性好的纺织品来促进汁液的吸收与蒸发，使人达到满意的湿平衡等。 总之，舒适是一个多种性能复杂结合的概念。广义地说，只有当一系列生理、心理与物理因素以令人满意的方式发生综合的良好反映时，才能使人感到舒适。狭义地说，只有当人体本身产生的湿、热量和向周围环境散失的湿热量之间的能量交换达到平衡时，人才有舒适的感觉。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

4. 表12－1列出了影响服装舒适性的各种因素。在一定条件下，影响人们着装后的舒适性感觉的主要因素有以下几个方面：表12－1列出了影响服装舒适性的各种因素。在一定条件下，影响人们着装后的舒适性感觉的主要因素有以下几个方面： Chap12织物的舒适性 纺织物理

5. （1）服装的热、湿传递平衡。 在不同的气候环境中，人体穿着衣服后，身体与环境之间恒处于能量交换之中，人体的舒适感觉取决于人体本身产生的热量和向环境散发热量之间能量交换的平衡，服装在能量交换中通过热、湿传递过程起着调节作用。服装最重要的舒适性标准是处于满意的热平衡。 在温度较高的环境中，或者由于体力劳动或作剧烈运动，人体即产生大量热量，这时人体的体温调节中枢可以通过两个机制增加散热的速度：①刺激汗腺出汗引起蒸发散热；②抑制下丘脑后部的交感中枢，解除皮肤血管正常的血管收缩神经的紧张度，使血管扩张，增加热量从皮肤散失。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

6. 在寒冷的环境中，人体交感中枢会使血管发生收缩作用，阻止热量从身体内部大量传导到皮肤。下丘脑的体温调节中枢使出汗停止，即使蒸发散热停止，这时人体的服装如不足以保暖，来自皮肤和脊髓的冷信号会刺激下丘脑后部的寒战运动中枢，引起全身骨骼肌发生非节律性的颤动，使人体总产热量增加。虽然可以通过上述机制在调节体温，但人体总是不会感到舒适的，必须借助于服装加以调节。因此，从生理学角度出发，在热的环境中或人在剧烈运动时，服装应有利于散热、透湿；在寒冷的环境中，服装应有利于保暖而不易散热。在寒冷的环境中，人体交感中枢会使血管发生收缩作用，阻止热量从身体内部大量传导到皮肤。下丘脑的体温调节中枢使出汗停止，即使蒸发散热停止，这时人体的服装如不足以保暖，来自皮肤和脊髓的冷信号会刺激下丘脑后部的寒战运动中枢，引起全身骨骼肌发生非节律性的颤动，使人体总产热量增加。虽然可以通过上述机制在调节体温，但人体总是不会感到舒适的，必须借助于服装加以调节。因此，从生理学角度出发，在热的环境中或人在剧烈运动时，服装应有利于散热、透湿；在寒冷的环境中，服装应有利于保暖而不易散热。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

7. 人体是由80%以上的水分组成，即使在静态时也一直在蒸发水分，每天约散失水分为0.5 kg－1.9 kg。人体着装后，其皮肤与纺织品之间形成一个“微气候”状态，因人而异具有相应的温度与湿度，与外界气候有所不同。因此，纺织品的热湿舒适性是影响穿着舒适最重要的因素。纺织品的热湿舒适性是由纺织材料、人体和外界环境的热湿传递特性所决定的。有关专家分析了纺织材料和周围空气间的水气交换这一复杂的过程，具体涉及到纺织品表面的湿气状态是否以液态或气态存在和纤维的干燥现象等，并得出有关结论。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

8. 将这个过程分为三个阶段： 第一个阶段为调节湿态纤维在环境中的温度和湿度； 第二个阶段是具有一个“恒定干燥速率”的阶段，在这个阶段当热传递率和湿传递率达到平衡时，干燥速率维持常数，水分在织物内部迁移以维持纺织品表面的饱和状态； 第三个阶段即为“干燥速率降低”阶段。在这个阶段迁移到纺织品表面的水分不足以维持饱和状态，蒸发而进入织物内部，纤维开始放湿，使纤维和环境之间在相对湿度25%的条件下达到干燥特性。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

9. 试验结果表明，羊毛和涤纶的不同之处在于涤纶的饱和含湿量低于1％，它的恒定干燥速率持续时间较长，而当羊毛有较高的饱和含水量（最高36％）时，羊毛的“干燥速率降低”阶段持续延长。同时在干燥过程中羊毛的温度变化显著不同于涤纶，羊毛温度过渡的时间较长，这反映了羊毛吸湿能力较强，对织物与环境之间的热湿交换过程所需的时间也长。而使温度的变化所需要的时间长短，是影响舒适与否的关键。试验结果表明，羊毛和涤纶的不同之处在于涤纶的饱和含湿量低于1％，它的恒定干燥速率持续时间较长，而当羊毛有较高的饱和含水量（最高36％）时，羊毛的“干燥速率降低”阶段持续延长。同时在干燥过程中羊毛的温度变化显著不同于涤纶，羊毛温度过渡的时间较长，这反映了羊毛吸湿能力较强，对织物与环境之间的热湿交换过程所需的时间也长。而使温度的变化所需要的时间长短，是影响舒适与否的关键。 专家指出，由于纤维吸湿性是决定织物热湿传递的一个关键因素，同湿度的织物进行比较，皮肤温度的下降程度随纤维吸湿能力的增强而趋缓。所以，织物含湿量的改变以及织物温度的改变，对皮肤温度下降有很大影响，同时对舒适性也有着重要影响。通过数字模拟试验发现，在织物与皮肤接触时，皮肤的温度因过量吸收水分而下降，当纤维达到吸湿饱和时，温度下降最快。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

10. （2）接触（或触觉）舒适性。 人体着装后皮肤对织物的触觉舒适性是由纺织材料的力学特性所决定。作为日常生活中身体大部分的覆盖物，材料动态而频繁地与人体大部分皮肤接触，从而产生了各种机械、热、化学或电学方面的刺激。 因此，材料触觉对皮肤刺激所引起的人体感官感觉变化，影响到纺织品的全部舒适状态。接触（或触觉）舒适性是指服装与人体皮肤接触时，服装织物的触感舒适程度，包括由皮肤触觉神经末梢感觉的力学触觉舒适如软硬、粗糙、刺痒、刺痛、静电和瞬时接触的冷暖感、服装尺寸的合体性等。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

11. 为了能更清晰地理解织物在与人体的接触过程中是怎样使皮肤受到刺激，并相互作用的这一过程，我们先了解一下皮肤受刺激与皮肤的感觉系统的工作原理。人体皮肤组织结构复杂，有表皮层和真皮层。在真皮下面是肌肉结缔组织（皮下组织）和脂肪细胞。皮肤中的神经末梢有两种类型：小体神经末梢和非小体（或游离）神经末梢。人体皮肤的界面神经对所处环境形成了特定的感觉感受器，能识别各种外界刺激，产生了冷、暖和痛、痒等感觉。为了能更清晰地理解织物在与人体的接触过程中是怎样使皮肤受到刺激，并相互作用的这一过程，我们先了解一下皮肤受刺激与皮肤的感觉系统的工作原理。人体皮肤组织结构复杂，有表皮层和真皮层。在真皮下面是肌肉结缔组织（皮下组织）和脂肪细胞。皮肤中的神经末梢有两种类型：小体神经末梢和非小体（或游离）神经末梢。人体皮肤的界面神经对所处环境形成了特定的感觉感受器，能识别各种外界刺激，产生了冷、暖和痛、痒等感觉。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

12. 刺痛与瘙痒感是消费者对贴身内衣特别是含毛纤维的内衣时常抱怨的一种感觉。刺痛通常被描述为像针扎一样的感觉，当皮肤中疼痛神经受刺激时，毛细血管表面扩张变红，首先发生在痛神经末梢活动的地方，然后扩展至大面积皮肤。研究结果表明织物对皮肤的刺痛感与小神经纤维有关，并受以下因素影响：刺痛与瘙痒感是消费者对贴身内衣特别是含毛纤维的内衣时常抱怨的一种感觉。刺痛通常被描述为像针扎一样的感觉，当皮肤中疼痛神经受刺激时，毛细血管表面扩张变红，首先发生在痛神经末梢活动的地方，然后扩展至大面积皮肤。研究结果表明织物对皮肤的刺痛感与小神经纤维有关，并受以下因素影响： （1）女性比男性更容易产生刺痛敏感性； （2）刺痛敏感性随年龄增长而下降； （3）有毛发的皮肤表面容易产生刺痛感； （4）刺痛敏感性随皮肤含湿量的增加而增强； （5）刺痛敏感性在12℃－32℃、相对湿度为60%－65%的环境中会随周围温度增加而增加。 瘙痒的刺激会导致皮肤过敏，瘙痒是由表皮痛感受器活动作用而导致的一种感觉。由于皮肤瘙痒的敏感性有时会产生严重反应，如皮肤发炎。刺痛与瘙痒感造成的主要原因是织物粗糙和挂刺感。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

13. （3）视觉舒适性。是指服装的款式、颜色、花样要适合不同性格和爱好，使人穿着时因为仪表端正、潇洒，感到自豪、英俊、俏丽而处于心理上的舒适状态。（3）视觉舒适性。是指服装的款式、颜色、花样要适合不同性格和爱好，使人穿着时因为仪表端正、潇洒，感到自豪、英俊、俏丽而处于心理上的舒适状态。 综上所述，服装舒适性是一个涉及人体生理、心理、服装（织物）、气候环境等因素的多学科交叉、相当复杂的问题。服装的舒适水平是由心理、生理和物理三个方面因素决定的，三者相互联系，相互影响，只有三方面的因素达到一种最佳状态，人体才会感到舒适。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

14. 二、人体生理和舒适性条件 摄人人体内的食物营养，在体内进行化学分解，产生能量，这是维持生命的能源，其中一部分用于内脏各器官的机能运动、肌肉收缩和组织增殖的基础新陈代谢，另一部分用于人体作各种运动所消耗的额外代谢能量。形成体热的产生，因摄入食物的数量、品种(营养)以及活动的程度等条件不同而异。在日常生活中，亚洲成年人一天所产生的热量，男子约为10 470×lO3J，女子约为8 750×103J。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

15. 人体产生的热量，先使各组织的血液温度升高，再通过血液循环将热量传到人体各部位，最后从与外界接触的皮肤与呼吸等器官向体外散失，而皮肤散热占80％～90％。其散热的方式是通过辐射、传导、对流以及水分蒸发而进行。因此，服装对人体的包覆和体表的裸露是人体保温或散热调节的重要手段。人体产生的热量，先使各组织的血液温度升高，再通过血液循环将热量传到人体各部位，最后从与外界接触的皮肤与呼吸等器官向体外散失，而皮肤散热占80％～90％。其散热的方式是通过辐射、传导、对流以及水分蒸发而进行。因此，服装对人体的包覆和体表的裸露是人体保温或散热调节的重要手段。 水分（汗液）蒸发也是人体散热的重要途径，特别是在人们剧烈运动或强劳动情况下是这样。人体出汗量的多少因人、季节、身体状况、劳动强度而不同。平均气温29℃的夏季，体重为65 kg的人在室内生活一天的出汗量为3 kg左右。若在太阳光照射下，气温为32～36℃时步行，则出汗量为237～373 g／（m2·h）。即相当于每人每小时的出汗量约400～700 g；高温作业（28.5～35℃）时的出汗量为1.3～1.5 kg／h。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

16. 当人体产热和散热平衡时，正常人的体温保持在37℃。如果失去平衡，身体就会感到不舒适，甚至发生种种故障，如体温升高、闷热、头晕、中暑、寒冷、冻僵等等。因此，体温调节需由服装来帮助进行调节。当人体产热和散热平衡时，正常人的体温保持在37℃。如果失去平衡，身体就会感到不舒适，甚至发生种种故障，如体温升高、闷热、头晕、中暑、寒冷、冻僵等等。因此，体温调节需由服装来帮助进行调节。 多年来，人们着装后的热、湿舒适性研究表明：对一个通常体温为37℃的正常人来说，其皮肤表面温度为32℃，衣服内表面至皮肤表面间服装微气候的最舒适条件应为：温度为（32±1）℃，相对湿度为50％±10％，气流速度为（25±15）cr~1／s。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

17. 环境条件（气温、相对湿度、气流或风速、太阳辐射热）对服装微气候（或舒适性）的影响很大。当环境和皮肤温度之间的温差不大时，微气候内相对湿度是影响服装舒适性的主要因素。当环境温度低时，小气候内温度是主要的。如果人体的热量和汗汽保持在小气候内，则很不舒适；但如果衣服吸湿，并能将湿和热传递到环境中去，保持服装小气候温、湿度恒定并符合最舒适条件，则人们感到舒适。环境条件（气温、相对湿度、气流或风速、太阳辐射热）对服装微气候（或舒适性）的影响很大。当环境和皮肤温度之间的温差不大时，微气候内相对湿度是影响服装舒适性的主要因素。当环境温度低时，小气候内温度是主要的。如果人体的热量和汗汽保持在小气候内，则很不舒适；但如果衣服吸湿，并能将湿和热传递到环境中去，保持服装小气候温、湿度恒定并符合最舒适条件，则人们感到舒适。 衣服吸汗，但不蒸发，使小气候内相对湿度很高，则不舒适；如果衣服不吸汗，不蒸发，则衣服内湿度更大，更不舒适；人体发热量很大时，依靠排汗蒸发，使人体皮肤降温，蒸发的汗汽必须能顺利排到环境中去，才感到舒适。因此，织物的热、湿传递性能对服装的舒适性非常重要，这也是50多年来的服装舒适性研究工作中，大部分是研究讨论织物的热、湿传递性能的原因。它是服装舒适性中最基本、最核心的内容。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

18. 三、服装热、湿舒适性的试验研究方法 服装舒适性的测试包括主观测试和客观测试。主观测试可以兼顾物理上的、生理上的和心理上的多因素的作用，结果更接近于实际，其应用性强。尤其对接触舒适性和视觉舒适性进行评价时，经常采用主观测试的方法。但是测试工作量较大，不同测试者对刺激的反应不同，存在一些缺陷。客观测试通常采用仪器测试，测试迅速，结果重演性好，但是脱离服装穿着中多因素共同作用影响的实际情况。也有客观方法模拟实际情况较成功的例子，如热传导，湿传导的测试。主客观测试结合，是评价舒适性的较科学的方法。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

19. 1、单项指标的测试 （1）服装面料的热传递测试：测试方法很多，一般有平板法，恒温法和冷却法，可采用织物保暖仪直接测试。 （2）服装面料的静态湿传递测试:方法分为吸湿法和蒸发法。 （3）织物的透气性测试:可直接在织物透气仪上进行测试。 （4）织物的刺痒感测试:主观方法有人体前臂试验，如在人手臂上悬挂和绑上被测物，采用移动和拍打等方式记录试验者的感觉，以此来确定被感受织物的刺痒程度。客观评价可采用纤维针或束的刺扎测量，但与刺痒的真实效果存在误差。通常将实际人体前臂试验和纤维针或束的刺扎测量相结合，进行综合评价。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

20. 2、微气候仪试验 织物热湿舒适性是与织物传热，传湿特性及其交互作用联在一起的。微气候仪可以模拟实际着装时衣服内外环境所组成的微气候，在此条件下做织物动态热湿传递性能测试较符合服装穿着中的实际情况。然而，不能反映出由于服装形态方面的差异所造成的热湿传递性能的不同。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

21. 3、假人模拟试验 1949年，winslow首次用铜板制成暖体假人，用来代替人体测试服装的CLO值。1963年，Clifford论述了要能使假人模拟人体，必须包括的几个因素。利用暖体假人可以在不同环境下测定服装的热阻和湿阻。假人可以经受任何环境试验，具有重演性和数据较稳定的优点，误差较小，能为服装设计，选材，服装生理卫生功能提供技术数据。东洋纺开发的新型发汗真人SAMR考虑到人体不同部位的发汗量和皮肤温度的差异把全身分割成几部分.采用液汗间歇吐出法，充分再现了人体汗腺流汗的机理，可再现各种各样的人体状况。然而假人没有感情，不能反映心理因素的影响。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

22. 4、人体穿着试验 人体穿着试验可以在人工气候室内进行或采用自然环境，人体活动量也可以被控制或是按照环境的变化，活动的要求加以人为的选择。在穿着试验中，主要是对一系列的生理和物理参数进行测定，然后作统计分析。既可以评价服装的热湿舒适性，又可以评价接触舒适性的一些参数，如静电产生情况，服装紧身或贴身程度，刺痒感等。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

23. 第二节 织物的热传递性能 一、织物热传递的基本方式与理论 在人体－服装－环境三者之间的复杂热交换过程中，服装在人与环境之间既有热阻作用，又有导热作用。热阻作用包含阻碍人体向外界环境散热或阻碍周围环境中的热量传至人体；导热作用则包含人体向外界环境散热或从周围环境中得到热量，人体在产生热量的同时，又以各种方式将这些热量散发到体外，从而维持人体的动态热平衡。从人体流向环境的热量（或从环境流向人体的热量）有几种主要途径，即：辐射、传导、对流和蒸发。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

24. （一）辐射散热 辐射散热是一种非接触传热，它是以电磁波的形式传递热量。任何物体，只要它有温度，就能发射红外线。人体各部位皮肤温度一般为15～35℃，它发射的红外线90％以上的波长在6～42μm之间，属于中红外线和远红外线。 辐射与周围空气的物理特性（气温、湿度、风速、气压等）无关，它只取决于物体的表面温度、黑度和着装下的有效辐射面积，温度越高，黑度越大，有效辐射面积越大，则辐射本领也越大。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

25. 衣服的颜色多种多样，除了黑色外，其他颜色的黑度都小于皮肤的黑度。对于皮肤的黑度需要明确，裸体时的皮肤黑度并不取决于皮肤色素的多少，而主要取决于皮肤表面的情况和血流状态。因此，不同人种的皮肤黑度是相同的，均为0.39。水的黑度为1。衣服的颜色多种多样，除了黑色外，其他颜色的黑度都小于皮肤的黑度。对于皮肤的黑度需要明确，裸体时的皮肤黑度并不取决于皮肤色素的多少，而主要取决于皮肤表面的情况和血流状态。因此，不同人种的皮肤黑度是相同的，均为0.39。水的黑度为1。 （二）传导散热 传导散热是接触传热方式的一种，当两个不同温度的物体相互接触时，温度高的物体传热给温度低的物体，且物体本身各部分不发生运动或相互位移，这种传热方式称为导热。导热量与材料的温度场、温度梯度及材料的导热系数有关。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

26. 1、温度场和温度梯度 相互接触的物体之间只要存在着温度温面。在图中， t1、t2、t3代表三个等温面，就是说，在t1、t2、t3的圆柱体横截面上温度分别是均匀相等的。把物体上许多等温面集合起来表示温度分布的情形，就称为物体的温度场。在一个温度场内，各等温面之间有温度差异时才会发生热能的传导，即t1＞t2＞t3时，才能发生传导，热传递（热流）是从高温到低温。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

27. 2、导热系数 所谓导热系数是物质的一种输运特性，它标志着热扩散过程中的能量传递速率。这一参数取决于物质原子、分子和晶格的物理结构，并与物质状态有关。材料的导热系数越小，其隔热性越好。常见纺织纤维的导热系数列于表12－1。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

28. 服装材料是由导热系数很小的纤维及比它们导热系数更小的空气层所构成，因此其热传导性非常低。服装材料可称是优良的保温材料、绝热材料。由同样材料所制成的东西，气孔率越大，导热能力就越小。羊毛的保温性大，其原因是纤维有了蓬松性，含气量大。服装材料是由导热系数很小的纤维及比它们导热系数更小的空气层所构成，因此其热传导性非常低。服装材料可称是优良的保温材料、绝热材料。由同样材料所制成的东西，气孔率越大，导热能力就越小。羊毛的保温性大，其原因是纤维有了蓬松性，含气量大。 （1）服装材料的含气量越大，则导热系数就越小。毛织物、棉衣、法兰绒、蓬松性织物等都是其例，它们的保暖性都较好。含气量大的服装材料表观比重小，因此表观比重与导热系数略呈比例。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

29. （2）服装材料被污染或被水湿润时，纤维与纤维之间的空气排除，导热系数增加。如图12－3所示。（2）服装材料被污染或被水湿润时，纤维与纤维之间的空气排除，导热系数增加。如图12－3所示。 考察一下实际穿着服装时的情况，紧贴皮肤的衣服从身体吸收热量并吸收不显性蒸发的水分，依次从服装内层向最外层表面散发，将热量与水分传递出去。而上述导热系数仅指服装本身的导热系数，与实际穿着服装时产生的水分及体热无关，因此这就与实际情况有了差异。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

30. （三）对流散热 对流散热也是接触传热，它与传导散热的区别在于传热物质发生位移，如血液的流动将体内热量传到体表，体表空气由于得到人体的热量而向外扩散，使热量传到外界，这种散热方式，称为对流散热。实际上，对流散热与传导散热是同时起作用的。 对流散热分为自然对流和强迫对流。自然对流是指在无外力作用下仅仅由于冷热不同而产生的空气分子位移，其运动速度小于0.1 m／s。而当有外力作用于空气分子的时候，就产生运动速度大于自然对流的气流运动－风，这就叫作强迫对流。如人体在静止空气中活动时，身体的任何一部分都可以产生相对风速而增加对流散热，这种相对风速也是强迫对流。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

31. （四）蒸发散热 在人体皮肤表面和呼吸道中，时刻进行着水汽蒸发。单位质量的水（1g水）在人体表面蒸发，需要吸收一定的热量，该热量称为潜热。随着汗水的蒸发，皮肤表面温度显著降低，起到显著的散热作用。在一般室温和寒冷环境中，蒸发散热占总散热量的25％。在炎热环境中，主要靠汗液蒸发以维持热平衡。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

32. 二、织物隔热性能的测试方法与指标 隔热性与导热性是同一事物热传递性的互补描述方法。织物的热传递性能是影响服装隔热性能的主要因素，其测试方法较多，常用的有恒温法、冷却速率法、平扳法等。 1、恒温法（或护热扳法） 该方法由美国歇菲尔提出，以后作为ASTM标准，其原理是等温热体的一面放置测试织物，热体其他各面均为良好的隔热材料，测定保持热体恒温时所需要的能量。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

33. 2、冷却速率法 热体一面放置被测织物，其余各面均为良好的绝热保温材料，或者用织物将热体全部包覆，将包覆后的热体加热到一定温度后让其自然冷却，用热体的冷却速度表示织物的隔热性能。 3、平扳法（或热流计法） 将织物夹在恒温热板与恒温冷板之间，用圆形平板热流传感器测定通过织物的热流量。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

34. 描述织物导热性或隔热性的指标很多，常用的有绝热率或保暖率、导热系数、热阻。另外表示织物热阻的还有克罗值（clo）。描述织物导热性或隔热性的指标很多，常用的有绝热率或保暖率、导热系数、热阻。另外表示织物热阻的还有克罗值（clo）。 （1）绝热率：绝热率用上述恒温法测得，设Q0为热体不包覆试样时单位时间内的散热量，Q1为热体包覆试样后单位时间内的散热量，则绝热率或保暖率W为 Chap12织物的舒适性 纺织物理

35. （2）导热系数和热阻：织物的导热系数A和热阻尺是两个含义相反的织物隔热性指标，织物的热阻大或导热系数小，则织物的隔热性能好。（2）导热系数和热阻：织物的导热系数A和热阻尺是两个含义相反的织物隔热性指标，织物的热阻大或导热系数小，则织物的隔热性能好。 热阻R的米制单位为热欧姆，它表示温差为1℃时，热能以每平方米1瓦特的速率通过织物时，织物的热阻即为1热欧姆，记作T－Ω。 （3）克罗（clo）：1941年，加吉和勃顿对服装的隔热性能进行了研究，弄清了服装防寒保暖的原理，从人体生理卫生角度出发，提出了服装热阻和隔热的定量单位－克罗（clo）。它是这样规定的：一个静坐着或从事轻度劳动的人，其代谢作用产生热量约为210 kJ／（m2·h），在室温为20～2l℃，相对湿度小于50％，风速不超过0.1 m／s的环境中感觉舒适时穿着服装的隔热值定义为1 clo。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

36. 因为在风速等于或小于0.1 m／s的条件下，人体周围边界层空气厚度为6～10 mm，相应的加权平均热阻Ra=0.12（m2·℃）／w。而此时人感到舒适时所穿衣服和边界空气层的总热阻为0.275（m2·℃）／w，则服装的隔热值为 Rf＝0.275－0.12＝0.155(m2·℃)／w 即 1clo＝0.155 T－Ω （12－8） 或 1（T－Ω）＝6.45 clo Chap12织物的舒适性 纺织物理

37. 三、影响服装、织物热传递性能的因素 （一）风对服装隔热值的影响 风的压力是一个重要的外界因素。风压的大小与透人衣服内的气流量有关。微风时，加于衣服上的风压等于3～4 Pa（0.3～0.4mm H2O）；中等风速时，约等于77 Pa（7.8mm H2O）；强风时，约等于269 Pa（27.4 mm H2O），此种风的压力可使大量空气透人衣服内，扰乱衣下空气层和衣料纱线之间的静止空气。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

38. 服装的隔热性能决定于衣料纤维中的死腔空气和衣服纱线之间的静止空气，风透入服装首先是加强衣料纱线之间静止空气的对流，当风速很大时，纤维中死腔空气也活动起来，于是服装隔热值降低。在一般室外环境中，风速为0.5～5 m／s范围内，风可以使服装的总隔热值降低0.1～0.8 clo；当风速增加到10 m/s以上时，服装的总隔热值将下降1.5 clo左右。 除了风速大小以外，还与风的方向有关。垂直于人体纵轴的气流，即通常人们所说的穿堂风，对服装隔热值的影响最大。侧风的影响较小。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

39. （二）湿度对服装隔热值的影响 在衣服中含有两种水分：一种是吸湿性水分，它是由于纺织纤维的吸湿性从大气中吸收的水蒸气，通常以回潮率表示。另一种是中间水分，它呈水滴状态充满在衣料纱线之间的空隙中，并且因毛细管现象沿着纱线纤维铺展，形成毛细水分。吸湿性水分是经常存在的，中间水分只有当衣服被浸湿（汗水或雨水）和环境特别潮湿时才存在。 纺织纤维中的吸湿性水分实际上不改变衣料纱线之间的空隙容积，也不改变衣料的透气性。但是吸湿性特别大的衣料，在受到空气中水蒸气作用时，其弹性会变小，因而便互相贴近。此时，衣服的厚度减少，密度和体积质量增大，于是导热性也就增大，隔热值势必下降。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

40. 中间水分对服装隔热值的影响最大，因为它进入衣料纱线之间的空隙中，挤掉了衣料中的静止空气甚至死腔空气，使衣服失去了隔热性能。中间水分对服装隔热值的影响最大，因为它进入衣料纱线之间的空隙中，挤掉了衣料中的静止空气甚至死腔空气，使衣服失去了隔热性能。 水的导热系数比一般纤维材料大得多，当空气湿度高时，纤维吸湿量大，使织物导热性增加，隔热性下降。在其他条件相同条件下，织物隔热能力的下降与织物的含湿量成正比。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

41. （三）气压对服装隔热值的影响 在高原地区和高空，由于大气压降低，空气密度变小，纺织纤维中和衣料纱线之间的空气密度也减小，导热性下降，因而使服装的隔热值增加。所以，同样的服装，在高原地区的隔热值要增加。例如在海平面隔热值为5 clo的登山服，到海拔6000 m的高山上，其隔热值增加到7 clo。这种情况对高原地区防寒保暖有利，但在飞行中，将给飞行员增加热负担。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

42. （四）运动对服装隔热值的影响 运动对服装隔热特性的影响，实际上是风和湿度的综合作用。因为人们在从事体力劳动和进行体育锻炼时，身体在周围空气中运动，会产生相对风速。例如：骑自行车前进时，即使没有自然风，人们也会感觉迎面风流吹拂。同时，由于人体活动，使衣下空气层对流加强，产生鼓风作用。因此，人体活动时将受到自然风、相对风速、衣下气层鼓风三者的联合作用，服装的隔热值将显著减小。例如：人在行走时，服装隔热值只有安静状态时的一半。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

43. 运动时出汗，衣料中水分增加，使隔热值也降低，但水分占领空隙，蒸发散热能力降低，这又将使隔热值增加。运动时出汗，衣料中水分增加，使隔热值也降低，但水分占领空隙，蒸发散热能力降低，这又将使隔热值增加。 运动时，由于风的作用加强，使衣服隔热值下降，有利于人体散热。但是，汗水浸湿衣服后，中间水分占满了衣料纱线之间的空隙，使衣服的透气性下降，不利于蒸发散热。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

44. （五）服装材料对隔热值的影响 1、衣料厚度 衣料的厚度与其隔热值成正比。通常可按0.15clo／mm进行换算。但不同的衣料其厚度不同，隔热值差别较大。从夏服到冬服，各种衣料的厚度平均在0.15～5.8 mm之间。不同气候条件下，人们所穿衣服的总厚度变动也很大，从0.2～27mm，隔热值为0.03～4.32 c1o。，衣料的厚度主要决定于原料和织物结构，一般来说，平纹布的厚度最小，疏松毛料厚度最大。例如：平纹丝织品的厚度为0.18mm，法兰绒的厚度为1.46 mm。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

45. 2、纺织材料的体积质量 纺织材料的体积质量以g／cm3为单位。它的大小主要决定于纺织纤维的特性，纺织纤维越松软，其厚度越大，体积质量也越小，体积质量小的纺织纤维隔热值大，体积质量大的纺织纤维隔热值小。 3、纺织纤维的导热系数 纺织纤维的导热系数决定于纺织纤维的导热特性。导热系数与隔热值成反比。纺织材料的导热系数小则隔热值大。因此，从保暖角度考虑，纺织纤维导热系数越小越好。最好的纺织纤维，其导热系数接近于静止空气。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

46. 4、衣料的弹性和缩水性 衣料的弹性是指衣料拉长之后立即回复至原有的长度和形状的性能，并且衣料的纤维或茸毛不脱离纱线的约束，衣料的挠曲度和结构丝毫不受损失。弹性好的衣料，隔热值较大。一般而言，天然纤维产品中毛纺织品的弹性最大，次为丝织品，再其次为棉布，针织品例外（不符合这种规律）。 衣料中纱线受到水的作用可以膨胀，衣料的纱线还能弯曲缩短。这就是人们常说的缩水性。被水浸湿的衣料（特别是平纹织物），因为失去弹性，比干燥的衣服更易紧贴身体表面，平纹织物还容易发生折皱，且不易回复原状。 当衣料受潮发牛收缩时，失去弹性，其厚度、体积质量和密度均发生改变，使衣服的隔热值下降。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

47. 5、衣料表面的粗糙度 衣料表面的粗糙度主要决定于其衣料基本原料的特性及其纺织方法。表面粗糙的衣料，具有大量的空隙，不易贴近皮肤。因此，在皮肤与衣服内表面之间、各衣服层之间形成较大的气层，有利于增加服装的调气作用和隔热作用。 六、服装的层数和层次对隔热值的影响 穿着总厚度相同的单层衣服与双层衣服比较，双层衣服的隔热值较大。因为将衣服加在另一件衣服上，增加了衣服间空气层的厚度，即增加了静止空气层的隔热作用。但衣服的层次太多，最下层衣服受到上层衣服重量的压迫，隔热值不仅不增加，反而降低。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

48. 七、衣服脏污对隔热值的影响 内层和外层衣服容易脏污。内层衣服直接接触皮肤，由于皮肤的分泌物（主要是汗液）以及分泌物的分解产物粘附于衣服上，这是内层衣服脏污的主要来源。外界环境中的灰尘、污垢及微生物，是造成外衣脏污的原因。 来自人体皮肤和外界环境中的一切污物，都能堵塞衣料纱线之间的空隙，会减少衣料中和衣下气层的静止空气，并且皮肤分泌的污垢和环境中的尘土，都是固体物质，其导热性比空气大得多。因此，脏污的衣服，隔热值减少。由此可知，衣服应当勤洗勤换。实验证明：经过多次洗涤的衣服，其隔热值与新衣服比较，无明显差别。而脏污的衣服与干净衣服比较，隔热值明显降低。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

49. 八、服装尺寸的影响：当着装者穿用的服装尺寸型号较大，穿着宽松时，衣服内空气层空间较大，通过服装各开口处而出现服装内外热、冷空气的自然对流加强，即所谓“烟囱效应”。烟囱效应将大大增加人体热量的散失，降低服装的隔热性能。八、服装尺寸的影响：当着装者穿用的服装尺寸型号较大，穿着宽松时，衣服内空气层空间较大，通过服装各开口处而出现服装内外热、冷空气的自然对流加强，即所谓“烟囱效应”。烟囱效应将大大增加人体热量的散失，降低服装的隔热性能。 Chap12织物的舒适性 纺织物理

50. 第三节 服装的湿传递性能 一、透湿性概述 在炎热的夏天，当外界气温与人体表面温度相等，甚至超过体表温度的时候，人体惟一的散热途径就是蒸发散热。另外，在冷环境中进行强体力劳动时，也是依靠汗液蒸发来散热。在这种情况下，要维持人体热平衡，服装的透湿性就起了决定性作用。 Chap12织物的舒适性 纺织物理