Méthodes de mesure et facteurs d'influence de la résistance thermique et à l'humidité des vêtements

Le confort des vêtements équilibre la chaleur corporelle et l’humidité dans divers environnements et activités. Il atteint l’équilibre. Les vêtements doivent être confortables dans tous les aspects de la vie. Il a de nombreuses utilisations. Les vêtements d'été doivent être frais et respirants. Les vêtements d'hiver doivent être chauds. Il s'agit notamment de vêtements de lutte contre les incendies et d'exploitation minière pour les endroits chauds et de vêtements froids liquides. Et des vêtements froids, ainsi que des combinaisons aéronautiques et spatiales, pour les endroits froids.

La résistance et la résistance à l’humidité sont essentielles. Ils mesurent le confort thermique et hygrométrique des vêtements. De nombreux facteurs les affectent, comme les vêtements, l’environnement et l’exercice. C'est très important. Cela permettra d’évaluer le confort thermique et humide des vêtements. Et cela aidera également à concevoir des vêtements fonctionnels. Cela permettra de réaliser des modèles thermophysiologiques. Cela améliorera également les mannequins qui réchauffent la transpiration.

1. Résistance thermique des vêtements et résistance à l'humidité

Il existe principalement de la chaleur sensible et de la chaleur latente dans la dissipation thermique du corps humain. La chaleur sensible est la chaleur dégagée par le corps vers le monde extérieur. Cela se produit lorsque le corps est à une température différente de celle de l’environnement. Cela se produit principalement par conduction, rayonnement et convection thermique. La chaleur latente est la chaleur évacuée par l’évaporation de la sueur.

La résistance thermique (Rct) d'un vêtement montre comment il résiste au flux de chaleur. Cela est dû à la différence de température entre les couches du vêtement. La résistance thermique mesure la qualité de l'isolation d'un vêtement. Pour ce faire, il compare la différence de température au flux de chaleur. La valeur augmente avec une meilleure isolation et une moins bonne conductivité thermique. Un ou plusieurs éléments parmi la conduction, la convection ou le rayonnement peuvent transmettre ce flux de chaleur. La résistance thermique Rct est mesurée en ℃-m2/W ou m2 – K/W. L'indice international de clo est défini pour : température 21 ℃, humidité 50% ± 0.2%, vitesse du vent inférieure à 0.1 m/s en intérieur. Cela s'applique aux hommes adultes assis ou effectuant un travail mental léger. Ils produisent environ 58.15 W/m2 de chaleur. Ils peuvent maintenir une température cutanée moyenne de 33 ℃. Cela est vrai lorsque les vêtements qu'ils portent ont une isolation thermique de 1 clo. (1 clo = 0.155 °C-m2/W).

La résistance à la perméation de l'humidité (Ret) d'un vêtement montre comment il résiste à l'humidité. Cela est dû à une différence de pression de vapeur d’eau entre l’intérieur et l’extérieur du vêtement. La résistance à l'humidité est un rapport. C'est le rapport entre la différence de pression de vapeur d'eau à l'intérieur et à l'extérieur du vêtement et le flux thermique. Le flux de chaleur traverse verticalement la surface de l'unité. La diffusion et la convection peuvent transmettre le flux de chaleur. Ils peuvent le transmettre sous une ou plusieurs formes. L'unité commune de résistance à l'humidité Ret est : m2.Pa/W

Les tests concernent les normes.

ASTM F1868-2017 teste la résistance des vêtements à l'humidité thermique. Il utilise une plaque chauffante qui transpire. Mesures ISO 11092-2014 résistance thermique et à l'humidité à l'état stable. Il utilise une plaque chauffante qui transpire. ASTM F1291-2016 teste la résistance thermique des vêtements avec un mannequin chauffant. ASTM F2370-2016 teste la résistance à l'humidité des vêtements avec un mannequin de transpiration. La norme ISO 9920-2007 évalue la résistance thermique et à l'humidité des vêtements. La norme ISO 15831-2004 évalue la résistance thermique des vêtements. GB∕T 39605-2020 teste la résistance à l'humidité des vêtements avec un mannequin corporel chaud et transpirant. GB/T 18398-2001 teste la résistance thermique des vêtements avec un mannequin chaud.

2. Méthodes de mesure de la résistance thermique et de la résistance à l'humidité

Les chercheurs commencent à étudier dans quelle mesure les vêtements en tissu résistent à la chaleur et à l’humidité. Des chercheurs nationaux et étrangers ont proposé de nombreux tests. Ces tests mesurent la résistance des tissus à la chaleur et à l'humidité. Mais les principes de base sont les mêmes et communs. Nous mesurons la résistance thermique et à l’humidité des vêtements à l’aide de tests réels. Nous utilisons des mannequins qui réchauffent la transpiration. Le test en personne réelle comporte des erreurs et une faible répétabilité. Ainsi, le mannequin chauffant à la sueur devient l’outil principal pour la mesurer.

2.1Méthode de la coupelle de perméabilité à l'humidité

La méthode des bonnets mesure la résistance des tissus des vêtements à l’humidité. La perméabilité à l'humidité est généralement mesurée en g/m2.24h. Dans certaines conditions standard de laboratoire, nous le mesurons. Ces conditions créent une différence d’humidité spécifique dans l’échantillon. La vapeur d'eau traverse l'échantillon vers le côté sec. Le laboratoire mesure la perméabilité à l’humidité en suivant l’évolution du poids d’une tasse au fil du temps. Ce processus permet de déterminer la perméabilité à la vapeur d'eau et d'autres paramètres de l'échantillon. Il existe deux méthodes pour mesurer la perméabilité à l'humidité. Il s’agit de la méthode de la coupe positive et de la méthode de la coupe inversée. Les normes de méthode de coupe incluent : ASTM E-96 A, C et E et JIS L-1099 A1. La norme de la méthode de la coupelle inversée est ASTM-E9.

2.2Mesure de la résistance à l'humidité et à la chaleur sur la base de vêtements factices chauds

Lorsque le corps humain s'habille, la résistance du tissu à l'humidité et à la chaleur diffère. Ceci est influencé par la façon dont le vêtement est stylé, structuré et porté. Les valeurs varient selon la partie du corps et sont différentes de celles lorsque le corps est habillé. Mais la valeur totale de résistance à la chaleur et à l’humidité du vêtement est la moyenne des valeurs des parties du corps situées sous les vêtements. Ce n'est pas la valeur du tissu. C'est sur cette base qu'est né le mannequin de transpiration et de réchauffement. Le mannequin de corps chaud peut imiter le transfert de masse et de chaleur entre le corps humain et l'environnement. Les mesures qu'il donne sont objectives, précises et reproductibles.

Instrument de test : factice chauffant à la sueur

Le système de test factice du corps chaud peut imiter la chaleur et la sueur du corps. Il peut également imiter la respiration et d’autres fonctions. Il peut imiter de manière réaliste le corps dans différents environnements. Cela montre le processus d’échange de chaleur et d’humidité. Cela se produit entre le corps, les vêtements et l'environnement. Il peut ensuite évaluer les performances du vêtement en matière de chaleur et d’humidité.

2.3 Méthode de test de plaque chauffante protégée contre la transpiration

La résistance thermique des textiles est un indicateur de confort. Cela montre à quel point ils sont chauds et leur résistance à la chaleur. Plus la résistance thermique est grande, meilleure est la chaleur. La résistance à la vapeur d’eau des textiles est également un indice de confort vestimentaire. Il montre comment les textiles résistent à l'humidité. Plus la résistance est élevée, plus le confort est mauvais.

C'est un type de testeurs de résistance thermique et à la vapeur d'eau. La plaque chauffante Sweating Guarded est dotée d'un tableau de test cutané humain. Il dispose également de commandes d'eau et de vent et d'un hôte de test. Cette plaque chauffante protégée contre la transpiration nécessite également une chambre environnementale. La chambre est destinée au test de résistance thermique et à la vapeur d'eau.

Instrument de test :Plaque chauffante protégée contre la transpiration

2.4 Autres mesures

2.4.1Pression hydrostatique :

L’industrie des tissus d’extérieur appelle cela la résistance à la pression hydrostatique. C'est la force de résister à la pression de l'eau sur une certaine zone. Dans les laboratoires, le tissu résiste à l’eau distillée projetée vers le haut. Nous enregistrons la pression maximale. Par exemple, une pression hydrostatique de 5000 2 mmH5O signifie qu’elle peut bloquer 2 m de pression d’eau. Valeurs de pression hydrostatique, unités couramment utilisées : Kpa, cmH2O, mmHXNUMXO, mbar.

2.4.2Perméabilité à l'air :

La perméabilité à l'air est un type de perméabilité des tissus. Cela montre à quel point le tissu laisse passer les « particules » de gaz. La perméabilité à l'air mesure la quantité d'air qui circule à travers le tissu dans des conditions de pression spécifiques. Ceci est souvent exprimé en perméabilité à l’air (mm/s).

Instrument de test : analyseur de perméabilité hydrostatique, analyseur de perméabilité à l'air

3. Facteurs d'influence des vêtements sur la résistance à la chaleur et à l'humidité

Les vêtements constituent la couche entre le corps humain et l’environnement. Il isole principalement de la chaleur et laisse passer l'humidité et l'air lors du transfert de chaleur et d'humidité. De nombreux chercheurs et universitaires ont découvert que les gens utilisent des mannequins chauds. Ils les utilisent pour mesurer la résistance à la chaleur et à l'humidité. Ils ont découvert que les vêtements eux-mêmes ont un impact. Cet impact vient de sa structure, de son style, de son épaisseur et de son tissu. Les activités humaines, telles que la posture, le niveau d’activité et la température de la peau, comptent également. Faites de même pour les conditions extérieures. Ceux-ci incluent la température de l’air, l’humidité, le rayonnement thermique et la vitesse du vent.

3.1Facteurs vestimentaires

3.1.1 Tissu, structure :

Le tissu influe sur le confort thermique et hygrométrique du vêtement. Mais cela a des limites. Ainsi, la conception de vêtements fonctionnels doit pleinement tenir compte des conditions applicables au vêtement. La respirabilité est également très importante. Les tissus hautement respirants sont moins résistant à l'humidité dans le vent ou en marchant. Cela est particulièrement vrai dans des conditions très chaudes.

3.1.2 Entrefer :

À mesure que la lame d'air augmente, la résistance du vêtement à la chaleur et à l'humidité augmente un peu. Cependant, après un pic, l'augmentation du volume de l'entrefer va réduire la résistance du vêtement. Cela réduira son résistance à la chaleur et à l'humidité.

3.1.3 Nombre de couches de vêtements :

Les chercheurs ont exploré le lien entre la résistance à la chaleur des vêtements monocouches et multicouches. Ils ont constaté que la résistance à la chaleur d’un ensemble de vêtements augmente avec le nombre de pièces. De plus, la résistance totale à la chaleur d’un vêtement est supérieure à celle d’un ensemble de vêtements.

3.1.4 Teneur en humidité :

La résistance thermique humide est la résistance d’un vêtement lorsqu’il est partiellement ou totalement trempé. L'humidité pénètre dans les pores du vêtement. Cela diminue la résistance thermique naturelle du matériau. La résistance totale diminue donc.

3.1.5 Microclimat du vêtement :

Le microclimat d'un vêtement est le climat entre l'intérieur du vêtement et la peau. Une personne qui s'habille en est la cause. Il inclut la température, l’humidité et la vitesse de l’air dans cet espace.

3.2Facteurs du corps humain

3.2.1 Différentes parties :

La structure du vêtement, le placement du corps, la méthode de port et la masse affectent la résistance thermique locale. La valeur de résistance thermique de chaque pièce diffère.

3.2.2Différentes postures :

Résistance à l'humidité sur les surfaces est plus faible dans des conditions non isothermes que dans des conditions isothermes. C'est le cas en position debout et assise. Mais il est plus élevé en position couchée nue qu’en position debout et assise.

3.3Facteurs externes

3.3.1Vitesse du vent et vitesse de pas :

Les chercheurs ont découvert que la résistance totale à la chaleur et à l’humidité des vêtements diminue avec l’augmentation du vent. Ils chutent également avec une marche plus rapide.

3.3.2Environnements isothermes et non isothermes :

La résistance à l’eau était plus faible dans un test non isotherme que dans un test isotherme. Quand on maintenait la posture constante, c'était vrai. De plus, à différentes températures, la résistance dans un environnement non isotherme diffère. Cela diffère de celui d’un système isotherme.

4.Summary

Chaque région, saison et type de travail a des besoins différents en matière de chaleur et d’humidité pour les vêtements. Alors, en mesurant résistance thermique et à l'humidité peut guider le choix du tissu. Mais cela peut aussi être une référence. Vous pouvez l'utiliser pour évaluer des vêtements de protection spécialisés et fonctionnels. En outre, cela peut améliorer l’évaluation du transfert de chaleur et d’humidité dans les textiles industriels. Le confort vestimentaire est le résultat du triple facteur corps humain, vêtement et environnement. Des vêtements confortables facilitent les mouvements et favorisent le bien-être psychologique. Ils régulent la température corporelle et protègent des climats rigoureux.

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