医用防护服热舒适性能的评价

王　静，戴宏钦,2，王丽丽

(1.苏州大学纺织与服装工程学院 江苏 苏州 215021；2.现代丝绸国家工程实验室(苏州)江苏 苏州 215021)



医用防护服热舒适性能的评价

王静1，戴宏钦1,2，王丽丽

(1.苏州大学纺织与服装工程学院 江苏 苏州 215021；2.现代丝绸国家工程实验室(苏州)江苏 苏州 215021)

摘要：为了探究医用防护服的热舒适性，选择目前典型的医用防护服作为实验对象，采用暖体出汗假人模拟热舒适性的测试方法进行热舒适性的研究。实验结果表明：四件防护服的舒适性随运动强度的增大而减小；而四件服装的冷暖感知系数随运动强度的增大感觉冷变为感觉热，说明在低运动强度时，出汗量很少，不影响人体的生理活动，在高运动强度时，出汗量迅速增加到很大且不易排出，表明穿着医用防护服时不易进行高强度运动。

关键词：医用防护服；热舒适性；暖体出汗假人

医用防护服，采用一体式结构设计，具有隔离病菌、有害超细粉尘、酸性溶液、盐溶液等，保证工作人员的安全和保持环境清洁的作用，这进而要求医用防护服具有良好的热舒适性和透湿透气性，以此保证医护人员可以持续正常工作。一些研究人员对防护服的结构进行了实验和分析，采用扫描电子显微镜观察了医用防护服织物的结构，分析了不同复合结构的特征，分别用吸湿法和蒸发法测试了医用防护服织物的透湿量，以及模拟穿着多层织物的状态时医用防护服织物的透湿量。结果表明：对于涂层材料PTFE、PU、TPU，PTFE的透湿量高，其他涂层材料则有明显的涂层缺陷、剥落现象。吸湿法较蒸发法好，采用吸湿法透湿量高。研究人员用蒸发法测试了医用防护服织物在不同温湿度条件下的透湿量，对蒸汽压差与透湿量作回归分析。实验结果显示：织物透湿量在相对湿度不变时随温度的升高而增大，在温度不变时随相对湿度的增加而减少。为对医用防护服的真实舒适性进行评估，选用四件目前典型的医用防护服，采用暖体出汗假人模拟热舒适性测试方法对服装是热舒适性进行了分析研究，希望对功能性服装舒适性研究提供一些数据的支撑。

1实验设计

1.1实验服装

本文选用了四件市场上常用的医用防护服分别为1号、2号、3号、4号防护服如图1所示，实验用的材料及品牌如表1所示。

图1　四种医用防护服

项目1号防护服2号防护服3号防护服4号防护服品牌杜邦特卫强雷克兰高贝斯材料聚乙烯聚乙烯聚丙烯TPU

1.2服装材料的透湿量测量

采用的TextestFx3150全自动透视率测试仪，来进行织物透湿量测定。测定结果如表2所示，从表2中可以看出3号防护服的透湿量最低，4号防护服透湿量最大，而且四件防护服的透湿量均小于2500(g/(d·m2))。

表2　实验服装的透湿量

1.3热舒适性评价方法的选择

图2　暖体假人

本文采用Newton暖体出汗假人(如图2所示)的模拟热舒适性测试方法评价服装的热舒适性。该暖体出汗假人模拟热舒适性评价方法采用语义差异标尺，即对感觉划分等级。其中平均热舒适性系数如图4所示，平均冷热感知系数如图3所示，出汗量在达到30g/min后到达出汗的极限量，人体已无法承受，进入发烧状态。

图3　人体平均冷热感觉的语义差异标尺

图4　人体平均舒适度的语义差异标尺

在评价时，平均舒适性系数越接近0的服装舒适性最佳，平均冷热感知系数最接近0的服装透气透湿性最好，出汗量在同一时间内越少的服装舒适性越好。

1.4实验条件

暖体假人实验中，人工气候仓温度设定为25℃，相对湿度65%。分别选取仪器中三个不同的运动强度，分别为2.5met、5.5met、8.5met，以测量不同运动状态下实验服装的舒适性。

2实验结果及分析

2.1实验数据采集

在暖体假人的模拟人体—服装—环境系统之间热湿交换的实验中，数据有身体各个部位以及平均的温度值、身体各个部位以及平均的舒适性系数、身体各个部位以及平均的冷暖感知系数和出汗量等，本文选取了身体平均舒适性系数、身体平均冷热感知系数以及30min后的出汗量作为主要参数进行分析，结果如表3、表4、表5所示。

表3　强度为2.5时的实验结果

表4　强度为5.5时的实验结果

表5　强度为8.5时的实验结果

2.2实验数据分析

2.2.1同等运动强度下的服装舒适性

运动强度为2.5met时，4种防护服测定的结果如图5所示，4种服装人体平均舒适性差距不大；在平均冷热系数中，1号防护服最好，其他三种接近；在30分钟出汗量中，2号防护服最好，1号防护服最差。

运动强度为5.5met时，4种防护服测定的结果如图6所示，舒适度系数4件防护服都在-2左右；人体平均冷暖系数也都在3左右，感受都较热；30分钟出汗量，2号防护服出汗最少，3号防护服出汗最多。

运动强度为8.5met时，4种防护服测定的结果如图7所示，出汗量都为30g/min，3号防护服的人体平均舒适性最接近0，但是4件基本接近-4，人体感觉非常不适。

图5　强度2.5时的实验结果

图6　强度5.5时的实验结果

图7　强度8.5时的实验结果

2.2.2不同运动强度下的服装舒适性

身体平均舒适性四种防护服的人体平均舒适性如图8所示。从图8可知，随着强度越大，4种防护服舒适性越差。

图8　人体平均舒适性

四种防护服的人体平均冷热系数如图9所示，从图9可知，强度为2.5的时候冷暖感知都为冷，强度为5.5和8.5时都为热，且数值接近。

图9　人体平均冷热系数

四种防护服的30min出汗量如图10所示，从图10可知，低强度时出汗量很少，中强度时出汗量大大增加，高强度时出汗量会达到最大值，人体已无法承受。

图10　30min出汗量/(g/min)

3结论

(1)在同等运动强度测试结果中，可以得到在同等强度下四件医用防护服的性能相差不多。

(2)在不同运动强度下的测试结果中，可以看出四件防护服的舒适性随运动强度的增大而减小，表明在高强度下，医用防护服很不舒适；而四件服装的冷暖感知系数随运动强度的增大由感觉冷变为感觉热，说明在低运动强度时，出汗量很少，不影响人体的生理活动，在高运动强度时，出汗量迅速增加到很大，在8.5强度下甚至达到最高值，说明穿着医用防护服只能进行低强度的活动，无法长时间进行高强度的活动。

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收稿日期：2015-12-10