О тепловых и влажностных свойствах тканей - 6 предварительных требований, которые необходимо учитывать при разработке одежды

Что касается элементов окружающей среды, большее влияние на комфорт человека оказывают температура и влажность, и человеческое тело должно носить разную одежду в разных условиях. Таким образом, изучение человеческого тела, одежды, температуры и влажности, их соответствующих характеристик и взаимосвязей является фундаментальной основой для нашего понимания теплового и влажностного комфорта тканей, которые я буду обсуждать в следующих шести областях.

Почему мы изучаем температуру и влажность вместе?

Температура, физическая величина, которая указывает степень нагрева или холода объекта в микроскопических терминах, представляет собой интенсивность теплового движения молекул объекта. Влажность, также известная как «относительная влажность», - это количество водяного пара в атмосфере, выраженное в процентах от максимального количества водяного пара, которое может содержать воздух. Это процентное содержание изменяется в зависимости от температуры: теплый воздух содержит больше водяного пара, а холодный - меньше. Полностью сухой воздух не содержит водяного пара и имеет относительную влажность 0%, в то время как насыщенный воздух не может больше поглощать водяной пар и имеет относительную влажность 100%.

Хотя температура и влажность не являются единым понятием, на влажность напрямую влияет температура, поэтому температура и влажность всегда присутствуют вместе. Это также может объяснить, почему, когда температура в камере с искусственным климатом установлена ​​на 55 ℃, относительная влажность достигает не самого высокого значения 95%, а только 75%; когда температура понижается примерно до 40 ℃, влажность достигает максимального значения.

Влияние температуры и влажности на организм человека

Исследования показывают, что человеческое тело подходит для температуры от 17 ℃ до 25 ℃, влажности от 30% до 60%, скорости ветра от 2 до 4 м / с, что является наиболее комфортной погодой для людей. Человеческое тело - это самоадаптирующаяся система, способная адаптироваться к изменениям внешней температуры и влажности. Однако следует отметить, что регуляция организма - это определенный предел, поэтому, когда температура и влажность слишком высоки или слишком низки, каковы последствия для человеческого тела?

Влияющие факторы	Воздействие на организм человека
Высокий темп.	В жаркой среде тело должно поддерживать баланс температуры тела за счет испарения и потоотделения. В этом процессе тело теряет соль с потом, кровь концентрируется, а сердечные сосуды нагружаются, что вызывает падение артериального давления. Кожа тела сильно потеет, из-за чего почки выводят меньше воды, что также влияет на функцию почек. Высокая температура также влияет на аппетит и координацию движений человека и т. Д.
Низкая температура.	В условиях низкой температуры, чтобы поддерживать тепловой баланс тела, метаболизм тканей усиливается, и потребность в кислороде увеличивается. Если вышеперечисленные условия не выполняются, организм истощает запасы клеток организма, что создает необратимую среду для тканей человека. Кроме того, поскольку температура на улице зимой очень низкая, кровеносные сосуды человеческого тела имеют тенденцию становиться твердыми и ломкими, особенно людям среднего и пожилого возраста следует уделять особое внимание увеличению одежды и сохранению тепла.
Высокая относительная влажность	Когда влажность слишком высокая, количество гормона шишковидной железы, выделяемого шишковидной железой в организме человека, также выше, в результате чего концентрация тироксина и адреналина в организме относительно низкая, клетки будут «ленивыми», люди будут чувствовать себя вялыми, подавленными. . Многочасовая работа и жизнь в местах (например, в горах, на островах) с высокой влажностью, но также подверженных ревматическим заболеваниям, ревматоидному артриту и другим влажным параличам.
Низкая относительная влажность	Когда влажность слишком низкая, испарение ускоряется, а сухой воздух легко забирает влагу из тела, делая кожу сухой и потрескавшейся, слизистая оболочка рта и носовой полости стимулируется, а такие симптомы, как жажда, сухой кашель, Возникает охриплость голоса и боль в горле, которые легко могут вызвать фарингит, бронхит, пневмонию и другие заболевания.

Современная медицина также подтвердила, что воздух слишком сухой или влажный, способствует размножению и распространению некоторых бактерий и микробов. Ученые установили, что когда влажность воздуха выше 65% или ниже 38%, микробы размножаются и размножаются быстрее всего; при относительной влажности 45% -55% смертность микробов выше.

Несколько способов рассеивания тепла человеческим телом

Независимо от внешней среды человеческое тело всегда рассеивает тепло четырьмя основными способами: излучением, проводимостью, конвекцией и испарением.

Радиационное рассеивание тепла	Человеческое тело передает тепло в виде теплового излучения более холодным объектам снаружи. Количество рассеиваемого тепла зависит от разницы температур между температурой кожи и температуры наружного воздуха, а также эффективной площади излучения тела. Излучение составляет около 60% тепловыделения и является основным способом рассеивания тепла человеческим телом при комнатной температуре от 15 ℃ до 25 ℃.
Испарительное рассеивание тепла	Отвод тепла за счет испарения воды с поверхности тела является эффективным способом отвода тепла от тела, когда внешняя температура равна температуре кожи или превышает ее, что составляет около 25% тепловыделения. В среде с высокой температурой испарение является основным способом рассеивания тепла в организме человека. На каждый 1 литр пота, испарившегося с кожи, рассеивается 2436 кДж тепла, и испарение уменьшается, когда влажность превышает 75%, и испарение полностью прекращается, когда относительная влажность достигает 90% ~ 95%.
Рассеивание тепла кондукцией	Тепло от тела напрямую передается более холодным объектам, контактирующим с ним, а количество рассеиваемого тепла определяется разницей температур между кожей и соприкасающимися объектами и площадью, а также теплопроводностью объектов. в контакте, что составляет около 3% тепловыделения.
Конвекционное тепловыделение	Это особая форма отвода тепла за счет теплопроводности, при которой тепло тела передается воздуху, контактирующему с поверхностью тела, чтобы нагреть его, а тепло тела рассеивается в пространстве за счет непрерывного потока воздуха. На количество рассеиваемого тепла сильно влияет скорость ветра, чем больше скорость ветра, тем больше рассеивается конвекционное тепло.

Тепло, выделяемое тканями и органами тела, равномерно распределяется по телу с кровообращением. Когда кровь течет по кровеносным сосудам кожи, 90% общего тепла рассеивается кожей, поэтому кожа является основной частью тела, отводящей тепло. Небольшая часть тепла также рассеивается через легкие, почки и пищеварительный тракт с дыханием, мочой и калом.

Режим рассеивания тепла и его пропорции тела

Режим отвода тепла	Рассеивание тепла / Дж	Коэффициент теплоотдачи /%
Фекалии	200X10³	1.8
Дыхание	352X10³	3.5
Испарение с поверхности легких	762X10³	7.2
Испарение кожи	1524X10³	14.5
Кожная проводимость и излучение	7503X10³	73.0
Всего	10341X10³	100

Человек - животное с постоянной температурой, секрет постоянной температуры человека заключается в постоянном рассеивании тепла и непрерывном поглощении энергии и тепла из пищи, которую мы едим, а затем в достижении баланса температуры тела. Как видно из приведенной выше таблицы, отвод тепла через кожу является основным способом отвода тепла от тела, составляя 87.5% от общего тепловыделения тела, человеческое тело, завернутое в одежду, становится важным способом сохранения тепла. температуры человеческого тела и тепловыделения, а также материальной основы состава одежды - теплопроводность материалов одежды станет важным фактором в этом способе регулирования.

Влияние теплопроводности тканей одежды на тепловой баланс человеческого тела.

Характеристики теплопередачи ткани одежды относятся к способности ткани одежды регулировать теплообмен между человеческим телом и внешней средой. Когда внешний климат холодный, нам нужны ткани для одежды с лучшей изоляцией от холода; когда внешний климат жаркий, нам нужны ткани для одежды с лучшими характеристиками теплоотвода, это связано с характеристиками теплопередачи тканей одежды.

Теплопроводность ткани для одежды может быть выражена термическим сопротивлением Rct, единица измерения - м² · K / Вт, что указывает на отношение разницы температур между двумя сторонами образца и отношение теплового потока на единицу площади через образец. вертикально. Чем меньше Rct, тем хуже тепло ткани одежды, тем лучше характеристики теплопередачи материала одежды.

В общем, в обычных швейных тканях термостойкость шерсти, шелка меньше хлопка, то есть тепло хуже хлопка; термостойкость нейлона, акрила, полипропилена выше, то есть хорошо согревает, действительно ли верхняя одежда имеет преимущества подтяжки, не мнется, жесткая и долговечная. Факторы, влияющие на теплопередачу тканей для одежды, помимо термического сопротивления материала, в основном связаны с толщиной ткани и состоянием расположения волокон внутри ткани.

Влияние влагопоглощения тканей одежды на баланс влажности человеческого тела.

Человеческое тело постоянно выделяет воду и секреты наружу, поэтому характеристики поглощения и рассеивания влаги тканью одежды становятся для человеческого тела важным фактором поддержания комфортной влажности. Человеческое тело сильно потеет, особенно жарким летом или напряженными физическими упражнениями, в это время характеристики абсорбции и рассеивания влаги тканями одежды могут не только сохранять одежду сухой, но и предотвращать появление липкого влажного ощущения на теле человека. .

Поглощение влаги тканью одежды относится к процессу рассеивания водяного пара из зоны высокой влажности через ткань в зону низкой влажности при условии, что существует определенная относительная разница температур между двумя сторонами ткани. То есть одна сторона ткани поглощает испарившийся водяной пар на поверхности кожи, а затем водяной пар передается волокном на другую сторону ткани для рассеивания, и в то же время поры внутри пряжа и ткань также играют определенную роль в диффузии водяного пара.

Основными факторами, влияющими на влажность тканей одежды, являются: характеристики волокон ткани (тип волокна, тонкость, характеристики поверхности), характеристики пряжи (структура пряжи), характеристики ткани (структура переплетения, толщина, плотность и т. Д.). Вообще говоря, ткань с тонкой толщиной, небольшой тонкостью волокон и большой пористостью обладает хорошими характеристиками влагопоглощения и диспергирования влаги; естественное поглощение влаги и рассеивание влаги лучше, чем синтетическое волокно.

Характеристики теплопередачи и влагопоглощения ткани могут быть проверены вместе, что может быть отнесено к стандарту ISO 11092, а испытательный прибор TF129 Конфорка с защитой от потаКроме того, влагопроницаемость также может быть проверена отдельно, что может быть отнесено к стандарту ASTM E96, а испытательный прибор TF165B Тестер паропроницаемости.

Воздухопроницаемость тканей для одежды связана с тепловым балансом человека

Воздухопроницаемость - еще один важный фактор, влияющий на удобство ношения тканей для одежды. Исследование показывает, что когда количество углекислого газа в воздухе внутри одежды превышает 0.08%, а влажность водяного пара превышает 60%, человеческое тело становится горячим и влажным, а люди раздражаются. С точки зрения гигиены, ткани для одежды с определенной степенью воздухопроницаемости способствуют обмену газов внутри и снаружи ткани, что благоприятно сказывается на метаболизме кожи человека.

Вообще говоря, холодостойкая одежда требует небольшого количества воздухопроницаемого материала, чтобы не рассеивать тепло тела слишком быстро для достижения холодного дня. Одежда с защитой от перегрева требует хорошей воздухопроницаемости, чтобы ускорить отвод тепла от тела, чтобы люди находились в комфортном и удовлетворительном состоянии в тепловом и влажностном балансе.

Многие факторы влияют на тепловой и влажный комфорт тканей для одежды, при этом следует принимать во внимание такие факторы, как волокна, пряжа и морфологическая структура ткани, для разных сезонов следует учитывать разные варианты использования тканей для одежды, факторы также должны отличаться. Например, для выбора ткани нижнего белья требуется удобная, теплая, из сочетания факторов, следует выбирать изделия из хлопка, шерсти, шелка. Выбор тканей для зимней верхней одежды требует красивых, практичных, теплых тканей, поэтому следует использовать чистую шерсть, шерсть и хлопок, смешанные или утолщенные тканевые ткани с добавлением шерсти и химических волокон. Ткани для летней верхней одежды должны быть удобными, прохладными, дышащими, хорошей драпировкой, должны быть выбраны из хлопка, льна, шелка и другого сырья с высоким содержанием пряжи, требования к продукту легкие и тонкие.