黃婉蓉 王云儀

摘要： 為了研究服裝下擺抽繩調(diào)節(jié)對(duì)其隔熱性能的影響，文章以抽繩收緊水平和環(huán)境風(fēng)速作為實(shí)驗(yàn)變量，選取五件抽繩位置、規(guī)格尺寸和面料硬挺度不同的沖鋒衣作為研究對(duì)象，測(cè)量其服裝熱阻值。結(jié)果表明，抽繩位置設(shè)計(jì)、服裝規(guī)格設(shè)計(jì)及面料硬挺度都會(huì)使得抽繩調(diào)節(jié)對(duì)服裝隔熱性能的影響呈現(xiàn)不同的變化，并非抽繩量越大服裝熱阻值越大。在抽繩收緊的過(guò)程中，下擺抽繩比腰部抽繩對(duì)服裝隔熱性能的影響更為復(fù)雜。規(guī)格尺寸大的服裝抽繩收緊后隔熱性能沒(méi)有顯著提高，而較柔軟的面料相對(duì)較硬挺的面料更能促進(jìn)服裝隔熱能力的提升。相對(duì)于無(wú)風(fēng)環(huán)境，環(huán)境氣流的上升對(duì)抽繩收緊后服裝隔熱性能的提升有更為明顯的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞： 沖鋒衣;抽繩調(diào)節(jié);服裝開(kāi)口;熱阻;衣下空間;三維掃描

中圖分類(lèi)號(hào)： TS941.17

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1001-7003（2023）03-0113-07

引用頁(yè)碼：

031203

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2023.03.015（篇序）

服裝是人體與外界環(huán)境之間進(jìn)行熱交換的媒介。戶(hù)外運(yùn)動(dòng)時(shí)，變化的環(huán)境條件和人體運(yùn)動(dòng)水平均會(huì)對(duì)服裝的功能提出更高的要求。為了在變化的環(huán)境條件下保持著裝人體熱平衡，利用服裝本身的調(diào)節(jié)功能來(lái)改變服裝熱阻是一種比穿脫服裝層更便捷的解決方法［1-2］。常見(jiàn)的服裝對(duì)熱傳遞的調(diào)節(jié)作用有兩類(lèi)實(shí)現(xiàn)途徑，包括直接改變服裝對(duì)人體的覆蓋面積（如打開(kāi)服裝門(mén)襟、卷起衣袖等），通過(guò)開(kāi)合服裝開(kāi)口調(diào)節(jié)對(duì)流換熱量（如收緊領(lǐng)口、袖口或下擺，打開(kāi)腋下等部位的開(kāi)口等）［3］。

關(guān)于服裝開(kāi)口設(shè)計(jì)對(duì)服裝通風(fēng)散熱作用的研究顯示，在有風(fēng)環(huán)境下或人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，不同部位的開(kāi)口設(shè)計(jì)對(duì)該位置的局部散熱有顯著影響［4-6］。服裝開(kāi)口造成的強(qiáng)制氣流覆蓋的皮膚區(qū)域越大，服裝總熱損失也會(huì)隨之增大［7］。然而，服裝開(kāi)口對(duì)人體與環(huán)境之間熱交換的調(diào)節(jié)作用受到諸多因素的復(fù)雜影響，環(huán)境氣流是其中產(chǎn)生重要影響的因素之一。一般來(lái)說(shuō)，環(huán)境風(fēng)速越大，服裝熱阻越低［8-9］。在有風(fēng)情況下，開(kāi)口結(jié)構(gòu)的熱調(diào)節(jié)作用更加顯著，并且隨著人體運(yùn)動(dòng)，衣下強(qiáng)制對(duì)流增加，導(dǎo)致汗液蒸發(fā)量變大，進(jìn)而提高人體熱濕舒適性［2，10-11］。此外，服裝寬松度顯然也會(huì)影響衣下空間的對(duì)流散熱能力，越寬松的服裝通風(fēng)效果更好，比緊身服裝更容易受風(fēng)和行走運(yùn)動(dòng)的影響，其熱阻和濕阻越?。?，12-13］。

盡管學(xué)者們?cè)陂_(kāi)口設(shè)計(jì)對(duì)服裝熱阻的影響方面已經(jīng)進(jìn)行了一系列較為深入的機(jī)制研究，但大多停留在單因素分析的層面，多因素綜合影響機(jī)制的挖掘還不夠全面和深入，關(guān)于服裝開(kāi)口狀態(tài)變化的作用也只局限于開(kāi)口打開(kāi)或閉合兩種情況的對(duì)比分析，這導(dǎo)致了其結(jié)論在服裝功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的指導(dǎo)作用仍然有限。同時(shí)，在功能服裝的實(shí)際穿著使用過(guò)程中，著裝者對(duì)服裝開(kāi)口的調(diào)節(jié)行為仍然停留在感性的層面，各影響因素之間的交互作用還未能形成明晰的著裝指導(dǎo)。因此，本文選擇沖鋒衣功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為常見(jiàn)的下擺抽繩設(shè)計(jì)，結(jié)合抽繩位置、服裝規(guī)格、面料硬挺度、環(huán)境風(fēng)速等因素，通過(guò)客觀(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)評(píng)，研究其對(duì)服裝熱阻的影響，以期通過(guò)量化的數(shù)據(jù)，為戶(hù)外功能服裝的設(shè)計(jì)者和使用者提供進(jìn)一步的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及著裝的參考和指引。

1 方 案

1.1 服裝樣本

實(shí)驗(yàn)服裝選擇了五件不同品牌的沖鋒衣（編號(hào)A～E），服裝規(guī)格相近，主要部位尺寸信息如表1所示。五件服裝款式類(lèi)似，均為高領(lǐng)、配有風(fēng)帽、防風(fēng)魔術(shù)貼門(mén)襟的單層面料服裝，但面料硬挺度有所不同：A與B的面料相對(duì)硬挺、C與D的面料相對(duì)薄軟。A、B、C、D四件服裝的下擺處均有抽繩設(shè)計(jì)，而對(duì)照樣本E則是腰部抽繩的款式，且面料也屬于相對(duì)硬挺的一類(lèi)。

由于五件實(shí)驗(yàn)服裝的規(guī)格尺寸略有差異，為了更好地比較抽繩的松緊程度對(duì)服裝熱阻的影響，本文將抽繩處的服裝規(guī)格（即抽繩完全松弛）與對(duì)應(yīng)位置的人體規(guī)格（即抽繩完全收緊）之間的差異定義為抽繩最大收緊量a0（表2）。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了三種抽繩收緊水平（α）：不收緊（0%）、半收緊（50%）及全收緊（100%）。抽繩收緊水平與收緊量的關(guān)系如下式所示。

α/%=aia0×100（1）

式中：α為抽繩收緊水平，%;a0為抽繩調(diào)節(jié)后貼體的最大抽繩收緊長(zhǎng)度，cm;ai為抽繩收緊長(zhǎng)度，cm。

考慮到實(shí)驗(yàn)所選擇的沖鋒衣均為單層面料，因此參考春季氣候條件，搭配的內(nèi)穿服裝包括內(nèi)衣褲、襯衫、西褲、短襪、運(yùn)動(dòng)鞋，該內(nèi)穿配套服裝適用于本文后續(xù)所有的實(shí)驗(yàn)。

1.2 方法及指標(biāo)

1.2.1 服裝熱阻測(cè)量

本文采用34區(qū)段出汗暖體假人系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)服裝的熱阻，實(shí)驗(yàn)按照ISO 15831（Clothing-Physiological effects-Measurement of thermal insulation by means of a thermal manikin）進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)選用恒皮溫模式，暖體假人平均表面溫度設(shè)置為（35±0.5） ℃。首先測(cè)量著裝系統(tǒng)（實(shí)驗(yàn)服裝與內(nèi)穿服裝）的總熱阻，隨后測(cè)量?jī)?nèi)穿服裝的總熱阻，兩者之差記為實(shí)驗(yàn)服裝的熱阻（R）。

本文所使用的暖體假人可實(shí)現(xiàn)分身體區(qū)段的表面溫度控制，可以獲得每個(gè)區(qū)段的服裝局部熱阻?？紤]到本文所研究的沖鋒衣主要覆蓋人體上半身，因此后續(xù)分析中僅選取上半

身的局部熱阻，包括上胸、上背、下胸、后背、前腰、后腰、腹、臀、上臂及小臂，在暖體假人上對(duì)應(yīng)的區(qū)段分布如圖1所示。

1.2.2 衣下體積測(cè)量

考慮到抽繩收緊時(shí)，服裝的空間形態(tài)會(huì)發(fā)生變化，而衣下空間的變化也是導(dǎo)致服裝整體隔熱性能發(fā)生變化的主要原因之一。為了從衣下空間變化的角度解析抽繩設(shè)計(jì)對(duì)服裝熱阻的影響機(jī)理，本文對(duì)抽繩收緊前后的衣下三維空間進(jìn)行測(cè)量。該部分實(shí)驗(yàn)選擇了款式相似但面料硬挺度不同、規(guī)格尺寸差異明顯的實(shí)驗(yàn)服裝B與D。使用Handyscan 3D手持三維激光掃描儀，獲得被掃描對(duì)象的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。利用逆向工程軟件Geomagic Studio處理掃描結(jié)果，比較裸體假人和著裝假人的三維空間形態(tài)，并計(jì)算衣下空間體積。

1.3 條 件

本文采用暖體假人進(jìn)行五件服裝熱阻測(cè)量的實(shí)驗(yàn)均在全天候人工氣候模擬艙中進(jìn)行，參考春季氣候條件，設(shè)定氣候艙的環(huán)境溫度（15±0.5） ℃、相對(duì)濕度（50±5）%、風(fēng)速0.4 m/s。

考慮到抽繩收緊直接改變的首先是服裝衣下空間的對(duì)流散熱，進(jìn)一步在實(shí)驗(yàn)中增加了2.8 m/s的環(huán)境風(fēng)速設(shè)置，通過(guò)加設(shè)風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)。用Testo 425風(fēng)速儀（精度±0.03 m/s，分辨率0.01 m/s）進(jìn)行風(fēng)速測(cè)量和確定，探頭距離暖體假人體表10 cm。該部分實(shí)驗(yàn)中選擇了服裝規(guī)格相近但面料硬挺度不同的服裝A和C，以及對(duì)照樣E，且僅針對(duì)抽繩未收緊與完全收緊兩種狀態(tài)進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 26.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，自變量為抽繩水平、實(shí)驗(yàn)服裝（抽繩位置、面料硬挺度、服裝規(guī)格）和環(huán)境風(fēng)速，因變量為服裝熱阻。在無(wú)風(fēng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)中，使用單變量多因素分析檢驗(yàn)抽繩水平和實(shí)驗(yàn)服裝對(duì)服裝熱阻的影響，使用單變量多因素進(jìn)一步分析抽繩位置、面料硬挺度、服裝規(guī)格對(duì)服裝熱阻的影響，通過(guò)多元線(xiàn)性回歸分析確定不同自變量對(duì)服裝熱阻的貢獻(xiàn)度。在有風(fēng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)中，使用單因素ANOVA檢驗(yàn)環(huán)境風(fēng)速對(duì)服裝熱阻的影響，通過(guò)多元線(xiàn)性回歸分析不同自變量對(duì)服裝熱阻的貢獻(xiàn)度。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 服裝熱阻及其變化

2.1.1 服裝整體熱阻

圖2為五件實(shí)驗(yàn)服裝的熱阻在不同抽繩收緊度下的測(cè)試結(jié)果，隨著抽繩收緊程度的增大，五件實(shí)驗(yàn)服裝的熱阻呈現(xiàn)出明顯不同的變化。統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)分析顯示，在0.05顯著性水平下，抽繩水平（P=0.01）和實(shí)驗(yàn)服裝（P=0.00）對(duì)服裝熱阻均有顯著性影響;在0.05顯著性水平下，抽繩位置（P=0.04）、面料硬挺度（P=0.00）和服裝規(guī)格（P=0.00）對(duì)服裝熱阻均有顯著性影響。

首先，實(shí)驗(yàn)服裝E作為對(duì)照樣，腰部抽繩收緊時(shí)其整體熱阻值呈現(xiàn)出有規(guī)律的線(xiàn)性下降趨勢(shì)，而A～D四件實(shí)驗(yàn)服裝隨著抽繩收緊的變化趨勢(shì)顯然與E不同。可見(jiàn)，相對(duì)于下擺抽繩，腰部抽繩的設(shè)計(jì)對(duì)于服裝熱阻的影響較為清晰，隨著收緊程度的變化，其隔熱能力變化比較均衡，而下擺抽繩所產(chǎn)生的影響要復(fù)雜得多。這也說(shuō)明了本文選擇下擺抽繩設(shè)計(jì)進(jìn)行服裝隔熱性能研究的必要性。

對(duì)于A(yíng)～D四件實(shí)驗(yàn)服裝，B的熱阻值變化趨勢(shì)與A、C、

D明顯不同，當(dāng)下擺抽繩半收緊時(shí)其熱阻值下降且達(dá)到最低，繼續(xù)收緊則又上升。服裝B與其他三件服裝的最大差異在于服裝規(guī)格，即B的尺寸相對(duì)更大，且采用了相對(duì)較為硬挺的面料，可能由此形成了較大的衣下空間，后續(xù)將結(jié)合衣下空間體積的測(cè)量結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行綜合分析。

2.1.2 服裝局部熱阻

收緊抽繩后，實(shí)驗(yàn)服裝不同部位的局部熱阻的變化有明顯差異，如圖3所示。前腰、下胸、后背和腹部四個(gè)部位的局部熱阻總體高于其他部位，相對(duì)也比較容易隨抽繩收緊產(chǎn)生波動(dòng)。受臀部凸起的影響，臀部局部熱阻不高，但因其靠近抽繩位置，服裝熱阻隨抽繩收緊的變化明顯，在五件實(shí)驗(yàn)服裝上均顯示出明顯的波動(dòng)。上胸、上背、小臂部位離抽繩相對(duì)較遠(yuǎn)，且衣下空間較小，受抽繩調(diào)節(jié)的影響較小。值得注意的是，A和B在上臂的局部熱阻波動(dòng)較大，兩者區(qū)別于C和D的主要特點(diǎn)是使用了較為硬挺的面料。這也進(jìn)一步說(shuō)明了面料硬挺度對(duì)抽繩熱調(diào)節(jié)作用表現(xiàn)出了一定的影響。

此外，對(duì)于腰部抽繩的服裝E，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，腰部抽繩以下的局部（前腰、后腰、腹、臀）熱阻在抽繩收緊后有所上升，而抽繩以上的局部（下胸、后背）熱阻則有所下降。

2.1.3 不同環(huán)境風(fēng)速下的服裝熱阻

圖4為無(wú)風(fēng)環(huán)境（0.4 m/s）和有風(fēng)環(huán)境（2.8 m/s）下，服裝抽繩調(diào)節(jié)后服裝熱阻值的變化。單因素方差分析顯示，環(huán)境風(fēng)速（P=0.00）對(duì)服裝熱阻有顯著性影響。環(huán)境風(fēng)速的上升，會(huì)促進(jìn)服裝表面空氣層和衣下空氣層的流動(dòng)，導(dǎo)致服裝熱阻大幅度降低。在無(wú)風(fēng)環(huán)境下，收緊抽繩導(dǎo)致A、E的熱阻下降，C的熱阻卻略微上升。然而，在有風(fēng)環(huán)境下，收緊抽繩使得三件服裝的熱阻均上升。這說(shuō)明抽繩收緊能有效減少對(duì)流散熱，但在無(wú)風(fēng)環(huán)境中這一作用不能充分發(fā)揮，此時(shí)服裝整體隔熱性能的下降，更多是由于衣下空間的減小造成了傳導(dǎo)散熱量增加。

2.2 衣下空間體積及其變化

圖5是服裝B與D在不同抽繩收緊水平下三維形態(tài)的側(cè)視圖。從形態(tài)變化上看，兩件實(shí)驗(yàn)服裝均呈現(xiàn)出類(lèi)似的變化：當(dāng)抽繩從0%收緊至50%時(shí)，服裝前下擺的變化最為明顯，逐漸貼合人體;當(dāng)抽繩從50%收緊至100%時(shí)，則是服裝后下擺的變化更為明顯，臀部逐漸拱起且下擺略有上移。衣下空間體積的計(jì)算結(jié)果如表3所示。

3 討論與分析

表4為五件實(shí)驗(yàn)服裝的熱阻在不同抽繩收緊度下的變化率。為了更直接比較抽繩調(diào)節(jié)后不同實(shí)驗(yàn)服裝熱阻的變化，本文進(jìn)一步計(jì)算了抽繩收緊后的服裝熱阻變化率β，如下式所示。

β/%=Ri-R0R0×100（2）

式中：R0為α=0%時(shí)的服裝熱阻值，Ri為α≠0%時(shí)的服裝熱阻值。

3.1 抽繩位置的影響

本文的研究主要針對(duì)下擺抽繩對(duì)服裝隔熱性能的調(diào)節(jié)作用，同時(shí)也與腰部抽繩的設(shè)計(jì)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果顯示，兩種設(shè)計(jì)的抽繩收緊所引起的服裝隔熱能力變換呈現(xiàn)出較大的差異（圖2）。下擺抽繩（A、B、C、D）收緊后服裝的熱阻則呈現(xiàn)不同的升降變化，服裝B收緊抽繩后的熱阻均低于未收緊狀態(tài)。將抽繩收緊50%時(shí)，服裝A、C、D的熱阻均會(huì)上升，相對(duì)于下擺未收緊狀態(tài)的服裝熱阻值分別上升了9.94%、9.05%、10.51%;但繼續(xù)收緊至100%后，熱阻值卻出現(xiàn)不同程度的下降，說(shuō)明在這三件服裝中，通過(guò)適當(dāng)?shù)某槔K調(diào)節(jié)確實(shí)能提高服裝的熱阻，但收緊量也并非越大越好?？梢?jiàn)，下擺抽繩對(duì)服裝隔熱性能的影響機(jī)制非常復(fù)雜，受到材料屬性、服裝規(guī)格等多個(gè)因素的綜合影響。此外，腰部抽繩（服裝E）收緊后其熱阻呈線(xiàn)性持續(xù)下降，也與日常生活中“收緊抽繩能提升保暖性”的認(rèn)知不一致。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，抽繩設(shè)計(jì)的功能發(fā)揮與抽繩位置的設(shè)計(jì)及具體的服裝品類(lèi)都有關(guān)系，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)有必要加以細(xì)分考慮。

3.2 面料硬挺度的影響

對(duì)于下擺抽繩的款式，本文選擇了硬挺度不同的四件實(shí)驗(yàn)服裝，A和B面料較為硬挺，C和D面料較為薄軟。由于服裝B規(guī)格比其他服裝更大，所以這里首先討論A、C、D的差異。很容易發(fā)現(xiàn)，服裝C與D隨抽繩不同程度的收緊，其熱阻變化趨勢(shì)基本一致。兩者與A的差異表現(xiàn)在抽繩全部收緊的狀態(tài)，此時(shí)C和D的熱阻值盡管出現(xiàn)下降，但仍略高于未收緊時(shí)，分別上升3.88%、5.19%，而服裝A的熱阻值則低于未收緊狀態(tài)（-8.61%）?？梢哉J(rèn)為，服裝面料硬挺度的差異對(duì)抽繩的熱調(diào)節(jié)功能產(chǎn)生了影響。

進(jìn)一步分析A、C、D的局部熱阻變化情況，抽繩全收緊時(shí)，A與C、D局部熱阻在臀部、腹部及后背部表現(xiàn)出的變化差異較為明顯，A在這三個(gè)部位的局部熱阻下降更大?？梢?jiàn)，對(duì)于較為硬挺面料制成的服裝，下擺抽繩大幅收緊時(shí)，衣下空間的形態(tài)也發(fā)生相對(duì)較大的變化，首先影響到與抽繩臨近的臀腹部身體區(qū)段，從而導(dǎo)致服裝整體的隔熱性能降低。所以，在設(shè)計(jì)服裝的抽繩結(jié)構(gòu)時(shí)，需要同時(shí)關(guān)注該服裝所使用的材料屬性，才能對(duì)抽繩的熱調(diào)節(jié)功能做出合理的預(yù)判，必要時(shí)也可對(duì)服裝作出局部設(shè)計(jì)的調(diào)整，同時(shí)也可為消費(fèi)者提供針對(duì)性的產(chǎn)品使用建議。

3.3 服裝規(guī)格的影響

通常，服裝抽繩設(shè)計(jì)的目的多為收緊后減小通過(guò)開(kāi)口的空氣流動(dòng)，減少“煙囪效應(yīng)”，從而減小服裝的對(duì)流散熱，理論上應(yīng)使得服裝隔熱能力上升，但是熱阻測(cè)試的結(jié)果并非如此。在本文中，服裝B和E均表現(xiàn)出抽繩收緊后熱阻下降的情況，兩者的抽繩收緊量相對(duì)其他三件服裝均較大（表2）。對(duì)于同為下擺抽繩的結(jié)構(gòu)，B也呈現(xiàn)出幾乎相反的變化趨勢(shì)，其整體熱阻和局部熱阻（除上背和下胸）均先下降后上升，且抽繩完全收緊后的熱阻仍低于初始的未收緊狀態(tài)。尤其是，同樣使用薄軟面料的C和D的熱阻變化趨勢(shì)幾乎一致，而同樣使用硬挺面料的A和B的變化卻完全不同。

進(jìn)一步對(duì)照服裝熱阻與衣下空間的測(cè)量結(jié)果，如圖6所示，B和D的衣下空間體積均隨抽繩的收緊而逐漸下降，但兩者的隔熱能力變化卻并不一致。而且，抽繩收緊后，B和D的熱阻值趨于接近，但初始未收緊狀態(tài)B的熱阻明顯高于D?？梢哉J(rèn)為，規(guī)格導(dǎo)致的較大衣下空間是B具有較高初始熱阻的主要原因。由于服裝抽繩收緊不但減小了空氣流通的開(kāi)口，同時(shí)也減小了衣下空間體積，前者會(huì)提升服裝隔熱能力，后者則相反。因此，收緊抽繩對(duì)B的影響首先表現(xiàn)為更多地增加傳導(dǎo)散熱，而對(duì)D的影響則首先表現(xiàn)更多地降低對(duì)流散熱。此外，B和D在面料硬挺度上也不同，其抽繩完全收緊與未收緊狀態(tài)的熱阻值相對(duì)差異，也印證了上述關(guān)于面料硬挺度在抽繩熱調(diào)節(jié)功能中的作用。

綜上，服裝規(guī)格的增大，或者抽繩處服裝與人體圍度的較大差異，會(huì)在較大程度上削弱抽繩收緊對(duì)服裝熱阻的提升作用。所以，開(kāi)發(fā)者在進(jìn)行相關(guān)服裝功能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理兼顧服裝的規(guī)格控制。

3.4 環(huán)境風(fēng)速的影響

外界環(huán)境的空氣流動(dòng)不僅會(huì)導(dǎo)致服裝表面空氣層進(jìn)入活躍的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也會(huì)促進(jìn)服裝透過(guò)面料空隙和服裝開(kāi)口的衣下對(duì)流。沖鋒衣通常使用防風(fēng)防水面料，通過(guò)抽繩的收緊來(lái)減小或閉合服裝開(kāi)口就成為其減小對(duì)流散熱的主要手段。由圖4可知，盡管服裝熱阻在有風(fēng)環(huán)境下比無(wú)風(fēng)環(huán)境下低，但是抽繩的熱調(diào)節(jié)作用在風(fēng)速較高時(shí)更加積極和顯著。

圖7為三件實(shí)驗(yàn)服裝在抽繩完全收緊時(shí)的熱阻相對(duì)于未收緊狀態(tài)的變化率。相對(duì)于無(wú)風(fēng)環(huán)境，風(fēng)速上升時(shí)抽繩的完全收緊使得局部熱阻總體均呈現(xiàn)出較大的變化，且大多表現(xiàn)為增大。其中比較特別的是服裝C的臀部熱阻，反而呈現(xiàn)出較大的下降，這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中觀(guān)察到其抽繩收緊后下擺上縮，對(duì)臀部的覆蓋度降低。有風(fēng)環(huán)境下，服裝A抽繩的局部熱調(diào)節(jié)作用比服裝C更顯著;服裝E的局部熱阻提高集中在腰部抽繩鄰近的區(qū)域，臀部甚至達(dá)到了556%。

無(wú)風(fēng)環(huán)境下的多元回歸分析顯示，服裝規(guī)格（Beta=1.166）對(duì)熱阻的貢獻(xiàn)度最大，其次是面料硬挺度（Beta=0.575），抽繩位置（Beta=0.390）則最小。而有風(fēng)環(huán)境下，環(huán)境風(fēng)速（Beta=0.981）對(duì)服裝熱阻的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抽繩位置（Beta=0.052）和面料硬挺度（Beta=0.037），服裝規(guī)格對(duì)服裝

熱阻則無(wú)顯著影響。結(jié)果顯示，有風(fēng)環(huán)境下風(fēng)速對(duì)抽繩熱調(diào)節(jié)作用有巨大影響，由于風(fēng)對(duì)服裝的擠壓變形作用，服裝規(guī)格對(duì)抽繩熱調(diào)節(jié)作用幾乎毫無(wú)影響。

綜上，在有風(fēng)環(huán)境中，抽繩收緊對(duì)服裝熱阻的改善作用表現(xiàn)得更為顯著，與抽繩位置、面料硬挺度和服裝規(guī)格的交互影響顯著下降。這一結(jié)果，可以為使用者根據(jù)環(huán)境氣流的變化采取不同的抽繩調(diào)節(jié)策略提供參考和依據(jù)。

4 結(jié) 論

本文選取了沖鋒衣中下擺抽繩調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析其對(duì)服裝隔熱性能的影響，發(fā)現(xiàn)抽繩收緊會(huì)導(dǎo)致服裝熱阻值呈現(xiàn)復(fù)雜的變化，研究的主要結(jié)論如下。

1） 下擺抽繩的熱調(diào)節(jié)作用比較復(fù)雜，并無(wú)一致的變化規(guī)律，本文涉及的抽繩收緊水平、面料硬挺度、服裝規(guī)格、環(huán)境風(fēng)速等因素均對(duì)其產(chǎn)生影響。然而，無(wú)論是下擺抽繩設(shè)計(jì)還是腰部抽繩設(shè)計(jì)，其在無(wú)風(fēng)環(huán)境下的熱調(diào)節(jié)作用均不支持“收緊抽繩能提升服裝保暖性”的日常認(rèn)知。

2） 面料硬挺度和服裝規(guī)格的差異均會(huì)在一定程度上影響抽繩的熱調(diào)節(jié)作用，各變量的貢獻(xiàn)度依次為：服裝規(guī)格、面料硬挺度和抽繩位置。對(duì)于采用不同硬挺度面料制成的沖鋒衣，抽繩調(diào)節(jié)應(yīng)區(qū)別不同的控制方式，尤其對(duì)于硬挺面料應(yīng)避

免過(guò)多收緊抽繩。同時(shí)，過(guò)于寬松的規(guī)格設(shè)計(jì)反而會(huì)導(dǎo)致抽繩收緊對(duì)服裝的隔熱能力產(chǎn)生消極影響。開(kāi)發(fā)者需要考慮到服裝因素的影響，運(yùn)用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝處理，彌補(bǔ)由面料硬挺度和服裝規(guī)格造成的差異。

3） 環(huán)境氣流的變化會(huì)使得抽繩的熱調(diào)節(jié)作用產(chǎn)生較大的不同。在有風(fēng)環(huán)境下，抽繩收緊后能更顯著地提高服裝整體與局部的隔熱性能，且環(huán)境風(fēng)速的貢獻(xiàn)度迅速上升，其他因素的影響降低。所以，在有風(fēng)環(huán)境下，使用者可以通過(guò)收緊抽繩有效地提高服裝隔熱性能，減少冷感。

本文的研究發(fā)現(xiàn)，可以為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)人員提供客觀(guān)的量化數(shù)據(jù)。為達(dá)到預(yù)期的抽繩熱調(diào)節(jié)功能，設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合考慮所使用的材質(zhì)屬性、服裝整體的規(guī)格設(shè)計(jì)、環(huán)境特征等因素，在服裝設(shè)計(jì)中進(jìn)行局部的應(yīng)對(duì)調(diào)整。同時(shí)，研究結(jié)果還可以在產(chǎn)品投入使用后，為使用者提供部分使用方法和策略上的建議和依據(jù)。本文的研究仍然存在一定的局限，包括實(shí)驗(yàn)服裝的一致性還有待改進(jìn)、影響因素的水平設(shè)置上有限，后續(xù)可加以改進(jìn)，進(jìn)一步深入研究并明晰其影響機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

［1］孫岑文捷， 倪軍， 張昭華， 等. 針織運(yùn)動(dòng)服的通風(fēng)設(shè)計(jì)與熱濕舒適性評(píng)價(jià)［J］. 紡織學(xué)報(bào)， 2020， 41（11）： 122-127.

SUN Cenwenjie， NI Jun， ZHANG Zhaohua， et al. Ventilation design and thermal-wet comfort evaluation of knitted sportswear［J］. Journal of Textile Research， 2020， 41（11）： 122-127.

［2］MORRISSEY M P， ROSSI R M. The effect of wind， body movement and garment adjustments on the effective thermal resistance of clothing with low and high air permeability insulation［J］. Textile Research Journal， 2014， 84（6）： 583-592.

［3］戴孝林， 劉婉君， 張敏霞， 等. 基于熱濕舒適性要求的戶(hù)外服裝開(kāi)口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］. 天津紡織科技， 2020（2）： 24-27.

DAI Xiaolin， LIU Wanjun， ZHANG Minxia， et al. Outdoor garment opening structure design based on heat and moisture comfort requirements［J］. Tianjin Textile Science & Technology， 2020（2）： 24-27.

［4］KE Y， HAVENITH G， ZHANG X H， et al. Effects of wind and clothing apertures on local clothing ventilation rates and thermal insulation［J］. Textile Research Journal， 2014， 84（9）： 941-952.

［5］HIROYUKI U， YOSHIMITSU I. The influence of back-aperture opening on clothing ventilation in rainwear （Proceedings of the 51st Meeting of Japan Society of Physiological Anthropology）［J］. Journal of Physiological Anthropology and Applied Human Science， 2004， 23（5）： 173-174.

［6］KE Y， ZHANG X H， LI Z Q， et al. Local and whole ventilation of rainwear with different aperture designs［J］. Journal of Donghua University （English Edition）， 2017， 34（1）： 32-37.

［7］ZHAO M M， GAO C S， WANG F M， et al. A study on local cooling of garments with ventilation fans and openings placed at different torso sites［J］. International Journal of Industrial Ergonomics， 2013， 43（3）： 232-237.

［8］楊增仁， 梁月琴， 歐陽(yáng)驊. 風(fēng)速對(duì)服裝隔熱值的影響［J］. 解放軍預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志， 1983（2）： 53-55.

YANG Zengren， LIANG Yueqin， OUYANG Hua. Effect of wind speed on thermal insulation value of clothing［J］. Journal of Preventive Medicine of Chinese Peoples Liberation Army， 1983（2）： 53-55.

［9］丁殷佳， 王利君. 風(fēng)速對(duì)單雙層織物熱阻的影響［J］. 毛紡科技， 2016， 44（3）： 1-5.

DING Yinjia， WANG Lijun. Influence of the wind speed on thermal resistance of single-layer and double-layer fabrics［J］. Wool Textile Journal， 2016， 44（3）： 1-5.

［10］XU J X， LIU H J， WANG Y Y， et al. Investigation on thermal comfort of the uniform for workers in tropical monsoon climates［J］. International Journal of Clothing Science and Technology， 2020， 32（6）： 849-868.

［11］肖杰. 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下防寒服的熱濕舒適性研究［D］. 蘇州： 蘇州大學(xué)， 2020.

XIAO Jie. Research on Thermal Comfort of Cold Protective Clothing under Sports Condition［D］. Suzhou： Soochow University， 2020.

［12］HO C P， FAN J T， NEWTON E， et al. The effect of added fullness and ventilation holes in T-shirt design on thermal comfort［J］. Ergonomics， 2011， 54（4）： 403-410.

［13］余慶文， 李俊， 陳益松. 運(yùn)動(dòng)服導(dǎo)濕快干性能研究進(jìn)展［J］. 紡織科技進(jìn)展， 2004（6）： 7-9.

YU Qingwen， LI Jun， CHEN Yisong. Research in the sportswear leading wet and drip-dry［J］. Progress in Textile Science & Technology， 2004（6）： 7-9.

Influence of hem drawstring adjustment of outdoor jackets on the thermal insulation of garments

HUANG Wanronga， WANG Yunyia，b，c

（a.College of Fashion and Design; b.Protective Clothing Research Center; c.Key Lab of Clothing Design & Technology，Ministry of Education， Donghua University， Shanghai 200051， China）

Abstract：

In outdoor sports， both the change of environment and movement of human body will affect the heat production and dissipation from wearers. Changing the thermal insulation of a garment by adjusting its openings is an efficient method to maintain the thermal balance of the human body than donning or doffing the clothing. Although many studies have been carried out to investigate the influence of the apertures structure on the heat transfer through the clothing， most of them set the apertures totally open or totally closed， and the comprehensive influence of multiple factors has not been deeply discussed. This paper focuses on hem drawstring， the most common functional structure design in the apertures of outdoor jackets. The influence of hem drawstring tightening on the thermal insulation of clothing was examined through thermal manikin test， an objective evaluation. Meanwhile， the drawstring position， clothing tolerance， fabric stiffness， environmental wind speed were included in the testing protocol. The findings of this study were expected to provide consumers a clearer guide to dress and designers more specific design basis and guidance.

For the experiment， we selected five single-layer jackets with high collar and hooded caps as the research objects， whose drawstring position， clothing specification and fabric stiffness were different. According to the different tightening amounts of clothes， three gradients of drawstring tightening levels were designed， namely， no tightening （0%）， half tightening （50%）， and full tightening （100%）. We used Newton Thermal Manikin with 34 separate segments to do clothing thermal insulation measurement including the total thermal insulation and the local thermal insulation of upper chest， upper back， stomach， mid back， waist， lower back， abdomen， hip， up arm and forearm. The manikin was positioned in an air-conditioned chamber with （15±0.5） ℃， （50±5）% relative humidity and 0.4 m/s （no wind） or 2.8 m/s （windy） air flow according to ISO 15831 （Clothing-Physiological Effects-Measurement of Thermal Insulation by Means of a Thermal Manikin）. Based on the above， in order to parse the influence of the drawstring design on clothing thermal insulation mechanism from the perspective of undergarment volume change， we chose the two jackets B and D with the similar style but significantly different specifications and stiffnesses， to measure the three-dimensional space under the clothes before and after the drawstring tightening， and calculated the volume of the space under the clothes. Finally， we used SPSS 26.0 to analyze the influence and contribution of drawstring tightening level， experimental clothing （drawstring position， specifications and fabric stiffness） and environmental wind speed on clothing thermal insulation. The results show that the influence of drawstring adjustment on the thermal insulation performance of clothing varies with the drawstring position， specifications and fabric stiffness. It is not that the larger the drawstring tightening level is， the greater the thermal insulation of clothing will be. Clothing specification has the largest contribution to the change of clothing thermal insulation， followed by fabric stiffness， and drawstring position is the least. In the process of drawstring tightening， the effect of hem drawstring on clothing thermal insulation performance is more complicated than that of waist drawstring， and the soft fabric can promote clothing thermal insulation performance more significant than the stiff fabric， while the thermal insulation performance of clothing with large size is not significantly improved after drawstring tightening. Compared with no wind environment， the rise of ambient air flow has a more obvious promoting effect on the improvement of clothing thermal insulation performance after the drawstring tightening.

The findings in this paper can provide objective quantitative data for product developers and designers. In order to achieve the expected thermal regulation function of drawstring， it is necessary to comprehensively consider the material property， the clothing specification design， environmental characteristics and other factors， and design clothing local adjustments more reasonably. At the same time， the research results can also provide users with some suggestions on dressing after the product is put into use.

Key words：

outdoor jackets; drawstring adjustment; garment apertures; thermal insulation; undergarment volume; 3D scanning

收稿日期：

2022-06-28;

修回日期：

2023-01-27

基金項(xiàng)目：

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)國(guó)際合作項(xiàng)目（21130750100）;中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目（2232023G-08）

作者簡(jiǎn)介：

黃婉蓉（1999），女，碩士研究生，研究方向?yàn)榉b功能與舒適性。通信作者：王云儀，教授，wangyunyi@dhu.edu.cn。