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À propos des propriétés de chaleur et d'humidité des tissus - 6 conditions préalables à connaître pour le développement de vêtements

Dans les éléments environnementaux, le plus grand impact sur le confort humain est la température et l'humidité, et le corps humain doit porter des vêtements différents dans différents environnements. Par conséquent, l'étude du corps humain, des vêtements, de la température et de l'humidité de leurs caractéristiques et interrelations respectives est la base fondamentale de notre compréhension du confort thermique et d'humidité des tissus, que je discuterai dans les six domaines suivants.

Pourquoi étudions-nous la température et l'humidité ensemble?

La température, une quantité physique qui indique le degré de chaleur ou de froid d'un objet, en termes microscopiques, est l'intensité du mouvement thermique des molécules d'un objet. L'humidité, également appelée «humidité relative», est la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère, exprimée en pourcentage de la quantité maximale de vapeur d'eau que l'air peut contenir. Cette teneur en pourcentage varie avec la température, l'air chaud contenant plus de vapeur d'eau et l'air froid en contenant moins. L'air complètement sec ne contient pas de vapeur d'eau et a une humidité relative de 0%, tandis que l'air saturé ne peut plus absorber de vapeur d'eau et a une humidité relative de 100%.

temp et HR

Bien que la température et l'humidité ne soient pas un concept unique, l'humidité est directement influencée par la température, par conséquent, la température et l'humidité apparaissent toujours ensemble. Cela peut également expliquer pourquoi lorsque la température est réglée à 55 ℃ dans la chambre climatique artificielle, l'humidité relative n'atteint pas la valeur la plus élevée de 95%, mais seulement 75%; lorsque la température est abaissée à environ 40 ℃, l'humidité atteint la valeur la plus élevée.

L'influence de la température et de l'humidité sur le corps humain

La recherche montre que le corps humain convient à la température de 17 ℃ à 25 ℃, à l'humidité de 30% à 60%, à la vitesse du vent de 2 m / s à 4 m / s, ce qui est le temps le plus confortable pour les gens. Le corps humain est un système auto-adaptatif qui a la capacité d'adapter les changements de température et d'humidité externes. Cependant, il faut noter que la régulation du corps est une certaine limite, alors quand la température et l'humidité sont trop élevées ou trop basses, quels en sont les effets sur le corps humain?

Facteurs qui influencent Effets sur le corps humain
Haute température. Dans un environnement chaud, le corps doit maintenir l'équilibre de la température corporelle en s'évaporant et en transpirant. Dans ce processus, le corps perd du sel avec la sueur, le sang est concentré et les vaisseaux cardiaques sont surchargés, ce qui provoque une baisse de la pression artérielle. La peau du corps transpire beaucoup, ce qui fait que les reins excrètent moins d'eau, ce qui affecte également la fonction rénale. Une température élevée affecte également l'appétit humain et la coordination motrice, etc.
Basse température. Dans un environnement à basse température, afin de maintenir l'équilibre thermique du corps, le métabolisme des tissus est amélioré et la demande en oxygène augmente. Si les conditions ci-dessus ne sont pas remplies, le corps épuise les réserves des cellules du corps, ce qui crée un environnement irréversible pour les tissus humains. De plus, comme la température extérieure est très basse en hiver, les vaisseaux sanguins du corps humain ont tendance à devenir durs et cassants, en particulier les personnes d'âge moyen et les personnes âgées doivent porter une attention particulière à augmenter les vêtements et à rester au chaud.
HR élevée Lorsque l'humidité est trop élevée, la quantité d'hormone pinéale sécrétée par les glandes pinéales dans le corps humain est également plus élevée, ce qui rend le corps la concentration de thyroxine et d'adrénaline est relativement faible, les cellules seront «paresseuses», les gens se sentiront léthargiques, déprimés . De longues heures de travail et de vie dans des endroits (comme les montagnes, les îles) à forte humidité, mais également sujets à la polyarthrite rhumatoïde, à la polyarthrite rhumatoïde et à d'autres paralysies humides.
Faible humidité relative Lorsque l'humidité est trop basse, l'évaporation est accélérée et l'air sec enlève facilement l'humidité du corps, rendant la peau sèche et craquelée, la membrane muqueuse de la bouche et de la cavité nasale est stimulée et des symptômes tels que soif, toux sèche, un enrouement et un mal de gorge se produisent, ce qui peut facilement provoquer une pharyngite, une bronchite, une pneumonie et d'autres maladies.

La médecine moderne a également confirmé que l'air est trop sec ou humide, est propice à la reproduction et à la propagation de certaines bactéries et germes. Les scientifiques ont déterminé que lorsque l'humidité de l'air est supérieure à 65% ou inférieure à 38%, les germes se multiplient et se reproduisent le plus rapidement; lorsque l'humidité relative est de 45% à 55%, le taux de mortalité des germes est plus élevé.

Plusieurs façons dont le corps humain dissipe la chaleur

Quel que soit l'environnement extérieur, le corps humain dissipe toujours la chaleur de quatre manières principales: rayonnement, conduction, convection et évaporation.

dissiper la chaleur dans quatre

Dissipation thermique par rayonnement Le corps humain transmet la chaleur sous forme de rayonnement thermique aux objets les plus froids à l'extérieur. La quantité de dissipation thermique dépend de la différence de température entre la température de la peau et la température de l'air extérieur et de la zone de rayonnement efficace du corps. Le rayonnement représente environ 60% de la dissipation thermique et constitue le principal moyen de dissipation thermique du corps humain lorsque la température ambiante est de 15 ℃ ~ 25 ℃.
Dissipation thermique par évaporation La dissipation thermique par évaporation de l'eau de la surface du corps est le moyen efficace de dissipation thermique du corps lorsque la température extérieure est égale ou supérieure à la température de la peau, ce qui représente environ 25% de la dissipation thermique. Dans un environnement à haute température, l'évaporation est le principal moyen de dissipation de la chaleur dans le corps humain. Pour chaque litre de sueur évaporé de la peau, 1KJ de chaleur sont dissipés et l'évaporation diminue lorsque l'humidité est supérieure à 2436%, et l'évaporation s'arrête complètement lorsque l'humidité relative atteint 75% ~ 90%.
Dissipation thermique par conduction La chaleur du corps est directement transférée aux objets les plus froids en contact avec lui, et la quantité de dissipation thermique est déterminée par la différence de température entre la peau et les objets en contact et la zone, mais aussi par la conductivité thermique des objets en contact, ce qui représente environ 3% de la dissipation thermique.
Dissipation thermique par convection Il s'agit d'une forme spéciale de dissipation thermique par conduction, dans laquelle la chaleur du corps est conduite vers l'air en contact avec la surface du corps pour le réchauffer, et la chaleur du corps est dissipée dans l'espace en raison du flux continu d'air. La quantité de dissipation thermique est grandement affectée par la vitesse du vent, plus la vitesse du vent est élevée, plus la dissipation thermique par convection est importante.

La chaleur générée par les tissus et les organes du corps est uniformément répartie dans tout le corps avec la circulation sanguine. Lorsque le sang circule dans les vaisseaux sanguins de la peau, 90% de la chaleur totale est dissipée par la peau, la peau est donc la partie principale du corps à dissiper la chaleur. Une petite partie de la chaleur est également dissipée par les poumons, les reins et le tube digestif avec la respiration, l'urine et les matières fécales.

Mode de dissipation thermique et sa proportion de corps

Mode de dissipation thermique Dissipation thermique / J Rapport de dissipation thermique /%
Les matières fécales 200X10³ 1.8
Respiration 352X10³ 3.5
Évaporation de la surface pulmonaire 762X10³ 7.2
Évaporation cutanée 1524X10³ 14.5
Conduction cutanée et rayonnement 7503X10³ 73.0
Total 10341X10³ 100

L'humain est un animal à température constante, le secret de la température constante humaine est de dissiper continuellement la chaleur et d'absorber en permanence l'énergie et la chaleur des aliments que nous mangeons, puis d'atteindre un équilibre de la température corporelle. Comme on peut le voir dans le tableau ci-dessus, la dissipation de chaleur à travers la peau est le principal moyen de dissipation de la chaleur corporelle, représentant 87.5% de la dissipation thermique totale du corps, le corps humain enveloppé dans des vêtements, cela devient un moyen important de maintenir la chaleur de la température du corps humain et de la dissipation thermique, et de la base matérielle de la composition des vêtements - la conductivité thermique des matériaux des vêtements deviendra un facteur important dans ce moyen de régulation.

L'influence des propriétés de transfert de chaleur des tissus vestimentaires sur l'équilibre thermique du corps humain

La performance de transfert de chaleur du tissu vestimentaire fait référence à la capacité du tissu du vêtement à réguler l'échange de chaleur entre le corps humain et l'environnement extérieur. Lorsque le climat extérieur est froid, nous avons besoin de tissus pour vêtements avec de meilleures performances d'isolation au froid; lorsque le climat extérieur est chaud, nous avons besoin de tissus pour vêtements avec de meilleures performances de dissipation thermique, ceux-ci sont liés aux performances de transfert de chaleur des tissus de vêtements.

Les performances de transfert de chaleur du tissu vestimentaire peuvent être exprimées par la résistance thermique Rct, l'unité est en m² · K / W, qui indique le rapport de la différence de température entre les deux côtés de l'échantillon et le rapport du flux thermique par unité de surface à travers l'échantillon verticalement. Plus le Rct est petit, plus la chaleur du tissu du vêtement est mauvaise, meilleures sont les performances de transfert de chaleur du matériau du vêtement.

En général, dans les tissus de vêtements communs, la résistance thermique de la laine, la soie est plus petite que le coton, c'est-à-dire que la chaleur est pire que le coton; la résistance thermique du nylon, de l'acrylique et du polypropylène est plus élevée, c'est-à-dire une bonne chaleur, les vêtements d'extérieur ont-ils les avantages de ne pas plisser, de résister et de durer Les facteurs affectant les performances de transfert de chaleur des tissus d'habillement, en plus de la résistance thermique du matériau, sont principalement liés à l'épaisseur du tissu et à l'état d'agencement des fibres à l'intérieur du tissu.

performance de transfert de chaleur du tissu d'habillement

L'influence de l'absorption d'humidité des tissus des vêtements sur l'équilibre d'humidité du corps humain

Le corps humain évacue constamment de l'eau et des sécrétions vers l'extérieur, de sorte que les performances d'absorption et de dissipation d'humidité du tissu des vêtements deviennent un facteur important pour le corps humain pour maintenir le confort d'humidité. Surtout en été chaud ou lors d'un exercice intense, le corps humain transpire beaucoup, à ce moment, les performances d'absorption et de dissipation d'humidité des tissus de vêtements peuvent non seulement garder les vêtements secs, mais également empêcher le corps humain de produire une sensation d'humidité collante .

L'absorption d'humidité du tissu d'habillement fait référence au processus de dispersion de la vapeur d'eau de la zone à humidité élevée à travers le tissu à la zone à faible humidité à condition qu'il y ait une certaine différence de température relative entre les deux côtés du tissu. Autrement dit, un côté du tissu absorbe la vapeur d'eau évaporée à la surface de la peau, puis la vapeur d'eau est transmise par la fibre à l'autre côté du tissu pour disperser, et en même temps, les pores à l'intérieur du le fil et le tissu ont également un certain rôle de diffusion de la vapeur d'eau.

Les principaux facteurs affectant le confort humide des tissus d'habillement sont: les caractéristiques des fibres du tissu (type de fibre, finesse, caractéristiques de surface), les caractéristiques du fil (structure du fil), les caractéristiques du tissu du tissu (structure du tissage, épaisseur, densité, etc.). D'une manière générale, le tissu avec une épaisseur mince, une petite finesse de fil de fibre et une grande porosité a de bonnes performances d'absorption d'humidité et de dispersion d'humidité; l'absorption d'humidité et la dispersion d'humidité des fibres naturelles sont meilleures que les fibres synthétiques.

Les performances de transfert de chaleur et l'absorption d'humidité du tissu peuvent être testées ensemble, ce qui peut être référé à la norme ISO 11092, et l'instrument de test est Plaque chauffante protégée contre la transpiration TF129, en outre, la perméabilité à l'humidité peut également être testée séparément, ce qui peut être renvoyé à la norme ASTM E96, et l'instrument de test est Testeur de perméabilité à la vapeur d'eau TF165B.

TF129 et tf165b

La respirabilité des tissus vestimentaires liée à l'équilibre thermique humain

La respirabilité est un autre facteur important qui affecte le confort de port des tissus des vêtements. Une étude montre que lorsque la quantité de dioxyde de carbone dans l'air à l'intérieur du vêtement dépasse 0.08% et que l'humidité de la vapeur d'eau dépasse 60%, le corps humain se sentira chaud et humide et les gens se sentiront irrités. Du point de vue de l'hygiène, les tissus de vêtements avec un certain degré de respirabilité sont propices à l'échange de gaz à l'intérieur et à l'extérieur du tissu, ce qui est bénéfique pour le métabolisme de la peau humaine.

D'une manière générale, les vêtements résistants au froid nécessitent une respirabilité de petite matière, afin de ne pas dissiper trop rapidement la chaleur corporelle, pour atteindre la journée froide. Le vêtement anti-chaleur nécessite une bonne respirabilité pour accélérer la dissipation de la chaleur corporelle, de sorte que les gens soient dans un équilibre de chaleur et d'humidité, dans un état confortable et satisfaisant.

De nombreux facteurs affectent le confort thermique et humide des tissus d'habillement, qui devraient prendre en compte des facteurs tels que la structure de la morphologie des fibres, des fils et des tissus, pour différentes saisons, différentes utilisations des tissus d'habillement devraient être considérées comme des facteurs qui devraient également être différents. Par exemple, le choix des tissus de sous-vêtements nécessite confortable, chaud, à partir d'une combinaison de facteurs, doit être sélectionné parmi les produits en coton, en laine et en soie. Le choix des tissus pour vêtements d'extérieur d'hiver nécessite de beaux, pratiques, chauds, donc des tissus en pure laine, laine et coton, laine et fibres chimiques mélangées ou épaissies doivent être utilisés. Les tissus des vêtements d'extérieur d'été doivent être sélectionnés pour leur confort, leur fraîcheur, leur respirabilité et leur bon drapé, ils doivent être choisis parmi le coton, le lin, la soie et d'autres matières premières à haute teneur en fils, les exigences du produit étant légères et minces.

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