环卫工人作业服装功能设计与研发初探

赵蒙蒙， 李艳梅

(1. 上海工程技术大学 服装学院，上海 201620；2. 东华大学 现代服装设计与技术教育部重点实验室，上海 200051;3. 闽江学院 现代服装技术协同中心，福建 福州350121)

随着城市的不断发展，生活垃圾越来越多。虽然环卫工人被赞誉为“城市美容师”，而恶劣的马路作业环境和单一的劳动，使环卫工人长期保持身体一个部位用力，极易患上静脉曲张、关节炎等劳损性疾病[1]。因此，他们的身心健康问题值得关注[2]。

欧洲早在1994年就制订了EN471《职业用高可视性警示服》标准。警示服可极大地保证马路作业人员的人身安全。然而，我国职业警示服的发展与发达国家相比，起步较晚、发展较慢[3]。环卫工人作业服装给人以杂乱的印象，并且在服装款式设计上缺乏新意与流行元素的运用，也未考虑作业人员的真实工作环境，更没有统一的行业机构进行服装规范化、标准化管理。因此，迫切需要功能完善的作业服装，以保障环卫工人的人身安全。

环卫工人作业服装设计的基本理念[4-7]是：根据人体工效学原理，将功能性设计融入环卫工人作业服设计中，以保证在特定的作业环境下服装安全、舒适以及易洗涤、可重复利用。依据这一理念，本文通过问卷调研收集了上海地区女环卫工人对作业服的意见，结合问卷结果设计了一款新型的作业服装。通过受试者着装评价试验，对作业服装的运动舒适性、安全辨识度进行了评价。研究结果揭示了环卫工人作业环境及其作业服现状，为特种职业服装的设计与研发提供参考。

1 问卷调研

1.1 调研对象

功能服装的设计研发一般遵循“分析应用需求、确定设计手段、评价实现方案”的流程模式[6]。本文针对上海地区的女环卫工人进行问卷调研，搜集她们对于作业服装的意见，从而了解环卫工人的作业环境与现状。通过对街道女环卫工人随机投放问卷的方式进行调研，共发放30份问卷，收回有效问卷26份。

1.2 调研结果

通过调研发现，女环卫工人年龄大多处于41～50岁之间，年龄大于50岁的占比为34%，说明目前环卫工人多为中老年女性。

调研对象的工作状态基本处于步行移动中，且60%的调研对象表示下半身的运动量大于上半身，85%的调研对象认为穿着专业的作业服装可以帮助日常工作。工作服耐穿、耐洗可以防止内穿衣物接触到垃圾，70%的调研对象认为作业服需要改进，改进方面总结如下：

(1) 作业服能够更加美观合体；

(2) 作业服能增加口袋，方便储物；

(3) 作业服能更加显眼；

(4) 作业服可以防晒。

2 作业服样衣设计

2.1 面料选择

目前大部分环卫工人作业服面料采用涤棉纱卡和制服呢。涤棉纱卡容易起球，缩水率小[7]。制服呢是指用羊毛织制的质地厚实的粗纺毛织物。根据问卷调研结果，考虑到穿着舒适度以及功能性问题，本文选择厚度为0.57 mm、透气率为134 mm/s、质地较为柔软的全棉纱卡，该面料表面光洁匀整、吸湿耐磨性较好。

为了满足作业服足够显眼的要求，还选择了荧光黄的反光布作为辅料。反光布是由高折射率的玻璃微珠通过特定的工艺覆盖在布料表面，在灯光照射下可以反射光线，通常用于道路交通安全产品[8]。

2.2 样衣款式及规格

考虑到环卫工人希望作业服更加合体，样衣上下装款式如图1所示，其规格尺寸如表1所示。

(a) 上衣正面

(b) 上衣背面

(c) 裤装正面

(d) 裤装背面

衣长袖长裤长胸围肩宽袖口宽裤腰围裤臀围脚口宽6857951004712709618

根据环卫工人作业性质，该作业服样衣具有如下特点：

(1) 上衣与裤装的口袋共8个。裤装有两个斜插袋，其余口袋全部采用带袋盖的贴袋，袋盖上配有钉扣，防止袋内物体因剧烈运动跳出。

(2) 上衣门襟与裤装门襟均采用穿脱方便的拉链方式。门禁起始和末端的钉扣增加服装的合体性。

(3) 与市面上常见的环卫工人作业服相比，在上衣背面增加了两条反光带。

(4) 袖口配有钉扣，上衣增加了肩袢，方便环卫工人放置手套或其他工具。

3 作业服样衣着装评价

3.1 样衣动态舒适性评价试验

3.1.1 受试者的选择

选取10名女性受试者穿着样衣进行动态舒适性评价。其年龄以及身高等生理特征为：年龄(21±2)岁、身高(160±1)cm、体重(49±3.2)kg、体重指数BMI(body mass index)为(19.3±1.1)kg/m2。所有的受试者均身体健康，同意参与本试验。

为了评估改进款作业服(简称改进款)是否在性能上有所提升，选取一款市面常见的作业服(简称原有款)进行穿着试验的对比。

3.1.2 试验过程

3.1.2.1 样衣动态舒适性主观评价试验

环卫工人属于体力劳动者，在问卷调研结果中也可以看出她们平时的工作处于行走移动中。因此，样衣动态舒适性试验旨在揭示样衣是否能为穿着者提供较好的运动舒适度。

人体着装运动角度ROM(range of movement)是量化服装运动舒适性常用的指标[9-11]。本文通过记录上肢运动不同角度时的主观感觉量化作业服的运动舒适性。首先，10名受试者分别穿着改进款样衣和原有款样衣，进行抬手45°、 90°、 135°以及180°的测试(如图2所示)，在抬手时询问其主观感受。其次，10名受试者穿着样衣以正常步伐行走20 m询问其主观感受。此外，环卫工人还会蹲下拾取垃圾，因此，还设计了蹲下起身的试验来评价样衣的动态舒适性。

样衣动态舒适性评价等级为：轻松、一般、轻微拉扯感、较大拉扯感以及很大拉扯感，分别对应的量化评价等级为1、 2、 3、 4、 5。试验结果为10名受试者的均值和标准差(SD)。

图2 样衣ROM试验Fig.2 Experiment of the range of movement

3.1.2.2 样衣动态形变客观评价试验

人体在穿着服装时，由于身体的运动导致服装产生拉扯形变。通过对服装局部拉扯形变进行量化，可以进一步评价服装能为人体提供的动态舒适性。

本文采用动态捕捉系统(NDI optotrak certus)进一步量化样衣的动态舒适性，该系统主要包含了位移传感器、标志点、Maker连接器、数据接收单元、中央控制单元和电脑主机，如图3所示。

图3 动态捕捉系统Fig.3 The system of the NDI optotrak certus

试验原理是将标识点贴在服装设定的位置，通过传感器记录人体运动时的位移情况，可同时记录x、y、z轴3个方向的形变位移。

试验中受试者穿着作业服样衣模拟扫地动作，测量部位为服装腋点、臀部、后腰部。

3.2 样衣安全性试验评价

在马路作业环境下，环卫工人的生命安全受到来往车辆的威胁。作业服样衣采用色彩鲜艳的橙色，并使用荧光黄的反光布。为了评估样衣的辨识度，本文还设计了样衣安全性评价试验。

选取一名受试者穿着样衣并站立于街角，选择8名路人司机作为观察者进行辨识。受试者背对观察者10、 20、 30、 40 m，二者之间无障碍物阻隔视线。工作人员询问并记录观察者的观察结果(如图4所示)。试验评价等级为：清晰且醒目、清晰、可见、可见易忽视以及模糊，对应的量化评价等级分别为1、 2、 3、 4、 5。

图4 作业服样衣安全性评价试验Fig.4 The safety evaluation experiment

4 试验结果与分析

4.1 样衣动态舒适性试验

作业服样衣改进款和原有款抬手运动评价结果如图5所示。由图5可以看出，手臂抬起的角度越大，样衣给予人体的拉扯感越强。当手臂抬起45°时，受试者比较轻松无拉扯感，而环卫工人经常进行扫地运动手臂抬起角度一般不超过45°。超过45°的手臂运动为向垃圾车倒垃圾，此时的手臂运动角度会接近135°和180°，手臂会有较大的拉扯感。另外，与原有款样衣相比，经过优化设计的改进款作业服能为穿着者提供更好的手臂运动舒适度。

图5 样衣抬手运动试验结果Fig.5 The results of the sample clothes when arm raised at different angles

改进款和原有款样衣行走运动的主观评价等级分别为1.1和1.3，下蹲运动的主观评价等级分别为1.4和1.7。由此表明，无论是行走还是下蹲再站起运动，受试者穿着两款样衣均能较轻松地完成这两个动作。因此，试验样衣能为环卫工人提供较好的运动舒适度。

两款样衣各个部位最大的形变量如表2所示。

表2 两款样衣各部位形变

由表2可以看出，受试者穿着改进款作业服样衣模拟扫地运动时，服装在臀部的z轴向形变最大，为3.89 mm。由于人体弯腰扫地，臀部服装形变较大，但也说明样衣能为人体臀部提供较大的动态舒适性。穿着原有款作业服时，服装在腋下z轴向形变最大，为1.97 mm。原有款样衣在腋下y轴向、腰部y轴向的形变比改进款稍高，其余部位的形变均小于改进款样衣。说明改进款样衣能为人体提供更好的动态舒舒适度，这与改进款样衣在面料选择、结构设计上进行的优化有关。

4.2 样衣安全性试验

样衣安全性评价试验结果如图6所示。由图6可以看出，随着观察距离的增加，对样衣的辨识度逐渐减弱，表明观察者看到着装者的能力越来越模糊。当距离穿着者40 m时，观察者依然能较清楚地看见穿着改进款样衣的受试者，而穿着原有款作业服时，观察者易忽略着装者。这说明改进款上衣后背以及裤装两侧的反光条能较好地为着装者提供安全辨识保护，而且40 m的距离足够让司机及时避让。

图6 两款样衣安全性评价试验结果Fig.6 Evaluation on safety protection of the sample clothes

5 结 语

本文通过问卷调研和着装试验对环卫工人作业服装进行了优化设计和研究。问卷调研结果表明，上海环卫工人多为中老年女性，且70%的受访者希望对作业服装进行合体性、美观性以及安全性方面的改进。

与原有款相比，设计的改进款作业服无论是抬手、行走或是下蹲起身运动，都能提供较好的运动舒适度。改进款样衣在臀部z轴向的形变最大，为3.89 mm，而原有款样衣在腋下z轴向的形变最大，为1.97 mm；改进款在腋下、臀部、腰部的形变总体大于原有款样衣。在白天光线良好的情况下，距离改进款样衣着装者40 m时仍可以清楚地辨认到着装者。因此，改进款作业服装能为环卫工人提供较好的舒适度和安全保障。