熱(re)舒(shu)適性(xing)暖(nuan)體假(jia)人-暖體(ti)出汗假(jia)人可(ke)用(yong)於(yu)評價(jia)不同(tong)類(lei)型(xing)防(fang)護(hu)服(fu)的(de)防(fang)火性(xing)和密封性(xing)，防(fang)護(hu)服(fu)系統(tong)的(de)舒(shu)適性(xing)是其(qi)使用(yong)性(xing)能中具(ju)有非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)意義(yi)的(de)壹(yi)項性(xing)能指標(biao)

熱(re)舒適性(xing)暖(nuan)體假(jia)人-暖體(ti)出汗假(jia)人可(ke)用(yong)於(yu)評價(jia)不同(tong)類(lei)型(xing)防(fang)護(hu)服(fu)的(de)防(fang)火性(xing)和密封性(xing)，防(fang)護(hu)服(fu)系統(tong)的(de)舒(shu)適性(xing)是其(qi)使用(yong)性(xing)能中具(ju)有非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)意義(yi)的(de)壹(yi)項性(xing)能指標(biao)，越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)標(biao)準(zhun)測試(shi)方(fang)法(fa)采(cai)用與(yu)真(zhen)人壹樣(yang)大(da)小(xiao)的(de)暖(nuan)體(ti)假(jia)人來測(ce)試(shi)防(fang)護(hu)服(fu)系統(tong)的(de)性(xing)能(neng)。此(ci)外(wai)，暖體假(jia)人還被(bei)用(yong)來評價(jia)、比較(jiao)個(ge)體(ti)液冷(leng)服(fu)與防(fang)護(hu)服(fu)配(pei)套使用(yong)時(shi)的(de)有效(xiao)性(xing)。暖(nuan)體假(jia)人已被許多(duo)研究(jiu)人員用(yong)來測(ce)量服(fu)裝系(xi)統的(de)熱(re)阻和蒸(zheng)發阻抗(kang)。這(zhe)兩項阻值用(yong)於(yu)預測(ce)穿戴(dai)者(zhe)在(zai)特(te)定(ding)環境(jing)下從事(shi)某壹活動(dong)時(shi)的(de)熱(re)舒(shu)適或(huo)熱(re)應(ying)力(li)的(de)生物(wu)物(wu)理模(mo)型(xing)。暖(nuan)體(ti)假(jia)人zui近的(de)發展(zhan)趨勢側(ce)重(zhong)於(yu)模擬人體特(te)定(ding)加(jia)熱(re)部位，如頭(tou)、手、腳、小(xiao)腿等，以(yi)便更精確(que)地評價(jia)用於(yu)頭盔(kui)、手套(tao)或(huo)連指手套(tao)、鞋(xie)襪材料(liao)的(de)熱(re)效(xiao)率(lv)。值(zhi)得(de)壹(yi)提(ti)的(de)是，暖體(ti)假(jia)人是熱計量設備(bei)，其(qi)身(shen)材大小(xiao)和形狀(zhuang)類(lei)似(si)於(yu)普通人，被加(jia)熱(re)後其(qi)體(ti)表(biao)溫(wen)度模擬人體的(de)局(ju)部(bu)和(he)平(ping)均(jun)表(biao)面溫(wen)度，但(dan)他(ta)們不會(hui)像人類(lei)那(na)樣(yang)對(dui)環境(jing)或(huo)服(fu)裝的(de)改(gai)變(bian)做(zuo)出及(ji)時(shi)反應(ying)。本(ben)文首(shou)先(xian)對(dui)暖(nuan)體(ti)假(jia)人進行分類(lei)；其(qi)次(ci)，分別(bie)基於(yu)暖體(ti)假(jia)人測量防(fang)護(hu)服(fu)的(de)熱(re)阻和蒸(zheng)發阻抗(kang)，以表(biao)征(zheng)防(fang)護(hu)服(fu)的(de)舒(shu)適性(xing)、安全性(xing)。同(tong)普(pu)通服(fu)裝相(xiang)比，防(fang)護(hu)服(fu)由特(te)定(ding)材料(liao)組(zu)成，其(qi)扣緊(jin)系(xi)統具(ju)有創(chuang)新(xin)性(xing)，且(qie)防(fang)護(hu)服(fu)的(de)設計*。
熱舒適性(xing)暖(nuan)體假(jia)人能反(fan)應(ying)影響(xiang)人體與(yu)環境(jing)熱(re)交換(huan)的(de)因(yin)素(su)，這(zhe)些因(yin)素(su)包(bao)括：
①人體被(bei)織(zhi)物(wu)覆(fu)蓋的(de)表(biao)面積和(he)裸(luo)露(lu)皮膚(fu)的(de)表(biao)面積；
②人體表(biao)面服(fu)裝層(ceng)和空(kong)氣層的(de)分布（即(ji)非(fei)均(jun)勻(yun)性(xing)）；
③松(song)緊(jin)度(du)；
④因人體著(zhe)裝後(hou)散(san)熱(re)面積的(de)增(zeng)加(jia)（即(ji)服(fu)裝面積系(xi)數）；
⑤產品(pin)設計的(de)影(ying)響(xiang)；
⑥著(zhe)裝特(te)征(zheng)的(de)改(gai)變(bian)（拉(la)鏈(lian)被打(da)開、戴(dai)頭(tou)巾(jin)等）；
⑦人體不(bu)同(tong)部(bu)位溫(wen)度（和散(san)熱(re)量）的(de)差(cha)異(yi)；
⑧人體姿(zi)勢(shi)的(de)影(ying)響(xiang)（如(ru)站(zhan)姿、坐(zuo)姿、躺著(zhe)）；
⑨人體活(huo)動(dong)的(de)影(ying)響(xiang)（如(ru)步行、騎自行車(che)）；
⑩暖體(ti)假(jia)人試驗(yan)可(ke)反(fan)應情(qing)況(kuang)，因為這(zhe)樣(yang)的(de)試(shi)驗(yan)可(ke)定(ding)量描述服(fu)裝系(xi)統對整個(ge)人體與(yu)環境(jing)之(zhi)間熱(re)交(jiao)換(huan)的(de)影(ying)響(xiang)。

幹(gan)態暖(nuan)體假(jia)人
幹(gan)態暖(nuan)體假(jia)人可(ke)工(gong)作(zuo)在(zai)三(san)種方(fang)式(shi)下：恒(heng)溫(wen)法(fa)、變(bian)溫(wen)法(fa)和(he)恒(heng)熱法(fa)。恒(heng)溫(wen)法(fa)是將暖(nuan)體假(jia)人個(ge)解(jie)剖(pou)段的(de)體(ti)表(biao)溫(wen)度控制在設定(ding)的(de)範(fan)圍(wei)內，使暖(nuan)體(ti)假(jia)人進入壹個(ge)動(dong)態熱平(ping)衡(heng)狀(zhuang)態，以便得(de)到穩定(ding)的(de)實(shi)驗(yan)結(jie)果，該(gai)方(fang)式(shi)用(yong)於(yu)測量服(fu)裝的(de)熱(re)阻值；變(bian)溫(wen)法(fa)是基於(yu)人體在(zai)冷(leng)環境(jing)中的(de)熱(re)調(tiao)節模(mo)型(xing)，模(mo)擬真(zhen)人在不(bu)同(tong)環境(jing)下體表(biao)溫(wen)度的(de)變(bian)化(hua)，穩態(tai)時(shi)的(de)體(ti)表(biao)溫(wen)度不是設定(ding)值，而是和真(zhen)人壹樣(yang)自然(ran)平(ping)衡(heng)的(de)結(jie)果(guo)，同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)得(de)到與恒(heng)溫(wen)法(fa)測(ce)量的(de)非(fei)常(chang)相(xiang)似的(de)服(fu)裝熱(re)阻，變溫(wen)法(fa)具(ju)有近似(si)真(zhen)人的(de)評價(jia)意義；恒(heng)熱法(fa)是根(gen)據(ju)服(fu)裝的(de)熱(re)阻和環境(jing)參(can)數，用設定(ding)的(de)熱(re)流(liu)值(zhi)來觀察全身(shen)各(ge)部位散(san)熱(re)的(de)差(cha)異(yi)，這(zhe)時(shi)體表(biao)溫(wen)度逐漸下降，直(zhi)到穩定(ding)。
根(gen)據(ju)運(yun)動(dong)方(fang)式(shi)幹(gan)態暖(nuan)體假(jia)人可(ke)分為靜(jing)態暖體(ti)假(jia)人和動(dong)態暖體(ti)假(jia)人。靜(jing)態暖體(ti)假(jia)人有站(zhan)姿(zi)和坐(zuo)姿兩種，站姿(zi)暖體(ti)假(jia)人主(zhu)要用(yong)於(yu)服(fu)裝保(bao)暖性能評價(jia)，坐(zuo)姿暖體假(jia)人主(zhu)要用(yong)於(yu)機(ji)動(dong)車(che)中熱(re)環境(jing)和(he)機(ji)動(dong)車(che)駕駛員(yuan)熱舒(shu)適性(xing)評價(jia)，也用於(yu)航天(tian)服(fu)的(de)功(gong)能(neng)評價(jia)。動(dong)態暖體(ti)假(jia)人能模(mo)擬人體步行，活動(dong)部位主(zhu)要是肩(jian)關(guan)節、肘關(guan)節、膝(xi)關(guan)節和(he)踝(huai)關(guan)節，動(dong)態暖體(ti)假(jia)人用於(yu)研究(jiu)人體運(yun)動(dong)、風速等對(dui)服(fu)裝熱(re)阻的(de)影(ying)響(xiang)。當步速(su)為1.13m/s時(shi)，服(fu)裝熱(re)阻降低(di)大(da)約22%-32%。
出汗暖(nuan)體(ti)假(jia)人
人體除(chu)了(le)通過(guo)傳(chuan)導、對流、輻(fu)射(she)方(fang)式(shi)向(xiang)周(zhou)圍(wei)環境(jing)散(san)熱(re)外(wai)，還通過(guo)人體皮膚(fu)表(biao)面汗液(ye)的(de)蒸(zheng)發散(san)失(shi)熱(re)量。如(ru)果水(shui)蒸(zheng)汽能及(ji)時(shi)通過(guo)服(fu)裝系(xi)統擴散(san)到周(zhou)圍(wei)環境(jing)，人才感到舒暢，如果服(fu)裝阻礙水(shui)蒸汽的(de)通過(guo)，使人體皮膚(fu)與服(fu)裝之(zhi)間的(de)微氣候中的(de)濕(shi)度(du)增(zeng)大，水蒸(zheng)汽將積累(lei)到壹定(ding)程度而冷(leng)凝(ning)成水，使人感到不舒服(fu)。當人體進行劇烈(lie)活動(dong)或(huo)處(chu)於(yu)炎(yan)熱(re)的(de)環境(jing)中，汗液(ye)的(de)蒸(zheng)發成為人體散(san)失(shi)熱(re)量的(de)重(zhong)要(yao)途(tu)徑(jing)，此(ci)時(shi)更加(jia)要(yao)求衣服(fu)具有足(zu)夠(gou)的(de)水(shui)蒸(zheng)汽傳(chuan)遞能力(li)。由此(ci)可(ke)見(jian)，有必要(yao)準(zhun)確(que)地測(ce)試(shi)服(fu)裝的(de)蒸(zheng)發阻力，以(yi)便對服(fu)裝的(de)熱(re)濕(shi)傳(chuan)遞性能(neng)作(zuo)出綜合評價(jia)。
由於(yu)幹(gan)態暖(nuan)體假(jia)人只能(neng)在(zai)非(fei)蒸(zheng)發散(san)熱(re)範(fan)圍(wei)內模擬人體的(de)反(fan)應(ying)，人們又開(kai)發了出汗暖(nuan)體(ti)假(jia)人。早期的(de)出汗暖(nuan)體(ti)假(jia)人是在假(jia)人表(biao)面覆(fu)蓋壹層純(chun)棉(mian)織(zhi)物(wu)或(huo)其(qi)它(ta)透(tou)濕(shi)性(xing)好(hao)的(de)內(nei)衣(yi)來模(mo)擬人體皮膚(fu)，先將(jiang)蒸餾(liu)水(shui)噴射(she)到模擬皮膚(fu)上，然(ran)後(hou)穿上衣服(fu)，使假(jia)人平(ping)均(jun)體表(biao)溫(wen)度上升到壹定(ding)水平(ping)，控制系統(tong)每5分鐘對假(jia)人體表(biao)溫(wen)度、環境(jing)參(can)數和加(jia)熱(re)功率(lv)記(ji)錄(lu)壹(yi)次(ci)，並(bing)計算服(fu)裝的(de)蒸(zheng)發阻力，在(zai)模擬皮膚(fu)開始(shi)幹(gan)燥(zao)之前(qian)完(wan)成測試。由於(yu)這(zhe)壹過(guo)程是壹種準(zhun)穩態(tai)過程，通常(chang)時(shi)間很(hen)短(duan)，主(zhu)要靠(kao)操(cao)作(zuo)者(zhe)主(zhu)觀判(pan)斷(duan)其(qi)中相(xiang)對穩定(ding)的(de)蒸(zheng)發阻力值(zhi)作(zuo)為測試(shi)結(jie)果，所(suo)以(yi)這(zhe)種方(fang)法(fa)不(bu)能(neng)很(hen)準(zhun)確(que)地、可(ke)重(zhong)復(fu)地測(ce)量服(fu)裝的(de)蒸(zheng)發阻力。
呼(hu)吸(xi)暖體假(jia)人
可(ke)呼(hu)吸(xi)的(de)暖(nuan)體(ti)假(jia)人主(zhu)要用(yong)於(yu)室(shi)內工作(zuo)環境(jing)的(de)研究(jiu)與(yu)室(shi)內空(kong)氣品(pin)質(zhi)的(de)評估(gu)。呼吸(xi)暖體假(jia)人的(de)身(shen)材大小(xiao)和普(pu)通人壹樣(yang)，由(you)25個(ge)加(jia)熱(re)區段(duan)構(gou)成，各區段單(dan)獨加(jia)熱(re)，獨立控制，假(jia)人可(ke)改(gai)變姿(zi)勢(shi)和自由(you)活(huo)動(dong)，以模仿人體在(zai)各(ge)種辦公(gong)室(shi)的(de)情(qing)況(kuang)，暖(nuan)體(ti)假(jia)人采(cai)用緊(jin)身著(zhe)裝方(fang)式(shi)，因(yin)為衣服(fu)可(ke)減少各(ge)區(qu)段相(xiang)互之間的(de)熱(re)輻(fu)射(she)以(yi)及(ji)在(zai)校正(zheng)時(shi)室(shi)內空(kong)氣溫(wen)度對傳(chuan)熱(re)系(xi)數的(de)影(ying)響(xiang)，再(zai)者(zhe)衣(yi)服(fu)可(ke)降低(di)衣(yi)服(fu)和假(jia)人表(biao)面間的(de)空(kong)氣層厚度，以(yi)盡(jin)量減少測(ce)量的(de)不(bu)確(que)定(ding)性。
呼(hu)吸(xi)暖體假(jia)人可(ke)工(gong)作(zuo)在(zai)三(san)種方(fang)式(shi)：1)舒(shu)適模(mo)式(shi)，模擬普通人在熱(re)環境(jing)下保持舒適狀(zhuang)態(tai)的(de)幹(gan)態散(san)熱(re)和(he)體表(biao)溫(wen)度；2)恒(heng)溫(wen)模式，假(jia)人的(de)體(ti)表(biao)溫(wen)度為34°C；3)恒(heng)熱模式(shi)，用(yong)於(yu)室(shi)內溫(wen)度高於(yu)34°C時(shi)的(de)熱(re)環境(jing)的(de)評價(jia)。舒適模(mo)式(shi)能代表(biao)人體的(de)實(shi)際溫(wen)度分布，被廣泛使用(yong)。
浸(jin)水暖體假(jia)人
可(ke)浸(jin)水暖(nuan)體(ti)假(jia)人是在暖(nuan)體假(jia)人的(de)基(ji)礎(chu)上，加(jia)上防(fang)水(shui)密封裝(zhuang)置(zhi)，使假(jia)人具有防(fang)水(shui)功(gong)能。主(zhu)要用(yong)於(yu)測試(shi)潛水(shui)服(fu)、水上救生衣(yi)在(zai)冷(leng)環境(jing)下的(de)防(fang)護(hu)功(gong)能。測試(shi)時(shi)，將著(zhe)裝的(de)假(jia)人浸入水中，保(bao)持水溫(wen)恒(heng)定(ding)，記錄(lu)假(jia)人皮膚(fu)表(biao)面溫(wen)度、環境(jing)溫(wen)度和各區(qu)段的(de)加(jia)熱(re)功率(lv)，計算潛水服(fu)的(de)總(zong)熱(re)阻值，這(zhe)時(shi)總熱(re)阻值包(bao)括內衣、潛水(shui)服(fu)、水和(he)空(kong)氣的(de)熱(re)阻。實(shi)驗(yan)證(zheng)明由浸水(shui)暖(nuan)體(ti)假(jia)人得(de)到的(de)潛(qian)水(shui)服(fu)總熱(re)阻與用(yong)真(zhen)人測得(de)的(de)總(zong)熱(re)阻值吻(wen)合，湍流會(hui)大(da)大(da)降低(di)潛(qian)水服(fu)的(de)總(zong)熱(re)阻，水波(bo)的(de)高(gao)度(du)也能降低(di)潛(qian)水服(fu)的(de)總(zong)熱(re)阻。通過(guo)浸水暖體(ti)假(jia)人測得(de)的(de)熱(re)阻值還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)預測(ce)服(fu)裝在(zai)某壹環境(jing)下的(de)耐(nai)受(shou)時(shi)間。
數值暖(nuan)體假(jia)人
暖體(ti)假(jia)人由於(yu)制造(zao)工藝(yi)復(fu)雜(za)，且價(jia)格(ge)昂貴，假(jia)人的(de)實(shi)驗(yan)條(tiao)件如人工氣候室(shi)的(de)成本(ben)高，世(shi)界(jie)上只有為數不多(duo)的(de)實(shi)驗(yan)室(shi)擁(yong)有。在(zai)計算機(ji)上利用(yong)“虛(xu)擬”的(de)假(jia)人進行工效(xiao)學(xue)研究(jiu)則(ze)可(ke)以(yi)節省大(da)量成本(ben)。zui近，由(you)於(yu)計算機(ji)運(yun)算速度的(de)迅(xun)速(su)發展(zhan)，計算流體動(dong)力學(ComputationalFluidDynamics,CFD)技(ji)術在各(ge)行業都(dou)得(de)到了越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)應(ying)用(yong)，運(yun)用計算機(ji)技術來對(dui)人體進行仿真(zhen)也成為可(ke)能(neng)。與傳(chuan)統(tong)暖(nuan)體假(jia)人相(xiang)對，這(zhe)種計算機(ji)仿真(zhen)的(de)假(jia)人稱為數值暖(nuan)體假(jia)人，假(jia)人周(zhou)圍(wei)傳(chuan)熱(re)傳(chuan)質(zhi)的(de)模(mo)擬是通過(guo)求解(jie)壹(yi)系(xi)列(lie)偏微分方(fang)程實(shi)現。如果(guo)輸(shu)入特(te)定(ding)的(de)環境(jing)參(can)數和服(fu)裝的(de)熱(re)學(xue)性(xing)能(neng)，數值暖(nuan)體假(jia)人能對(dui)人體的(de)傳(chuan)導、對流、輻(fu)射(she)和(he)蒸發等所(suo)有的(de)散(san)熱(re)進行計算，並預測(ce)人體局(ju)部(bu)溫(wen)度和換(huan)熱(re)系(xi)數，以及(ji)各(ge)部(bu)位的(de)汗液(ye)分布等，從(cong)而對某壹(yi)環境(jing)的(de)熱(re)舒(shu)適和(he)空(kong)氣品(pin)質(zhi)進行評價(jia)。
暖體假(jia)人將繼(ji)續(xu)用於(yu)測量防(fang)護(hu)服(fu)系統(tong)的(de)熱(re)阻和蒸(zheng)發阻抗(kang)。在防(fang)護(hu)服(fu)系統(tong)的(de)研發過程中，它(ta)是壹種有用(yong)的(de)工(gong)具(ju)。暖(nuan)體(ti)假(jia)人可(ke)以(yi)在穩定(ding)狀態(tai)和瞬(shun)態(tai)條(tiao)件(jian)下用來評價(jia)防(fang)護(hu)服(fu)，以及(ji)預(yu)測(ce)穿戴(dai)者(zhe)的(de)舒(shu)適（或(huo)熱(re)應(ying)力(li)）。雖(sui)然(ran)暖(nuan)體假(jia)人易(yi)使用(yong)，但(dan)是假(jia)人、人工氣候室(shi)、計算機(ji)控制與數據采(cai)集系(xi)統費(fei)用昂貴，維(wei)護復(fu)雜(za)，但(dan)是暖體(ti)假(jia)人是防(fang)護(hu)服(fu)測評研究(jiu)的(de)重(zhong)要(yao)設備(bei)，它(ta)的(de)研究(jiu)開(kai)發與推(tui)廣應用(yong)有著(zhe)重(zhong)要(yao)的(de)現實(shi)意義(yi)。相(xiang)信各有關(guan)研究(jiu)機(ji)構(gou)通力(li)合作(zuo)，在(zai)不(bu)久(jiu)的(de)將(jiang)來，暖(nuan)體(ti)假(jia)人測試(shi)技(ji)術會有更大的(de)發展(zhan)。