周茜雅 鄭晴 柯瑩

Effects of the proportion of ice and water on the performance of liquid-cooling vests

摘要：?為探究液冷服進水口溫度對制冷效果及人體熱舒適的影響，文章采用不同比例冰水混合物（2 kg水、0.5 kg冰加1.5 kg水、1 kg冰加1 kg水）作為冷源，通過真人著裝實驗，測試了皮膚溫度、出汗量等客觀指標(biāo)及主觀感受，研究了高溫環(huán)境下（溫度為32 ℃和36 ℃、濕度為50%）液冷服的降溫效果。研究結(jié)果表明，本實驗條件下，32 ℃時冰水比例為1︰3即可滿足人體熱舒適需求，36 ℃時冰水比例需要達到1︰1;液冷服設(shè)計時應(yīng)加強肩胛部位的降溫。

關(guān)鍵詞：?液冷服;熱舒適;冰水比例;個體熱管理;熱生理反應(yīng);熱暴露

中圖分類號：?TS941.731.3? ? 文獻標(biāo)志碼：?A? ??文章編號： 10017003（2023）090044

引用頁碼：?091106? ? ?DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2023.09.006（篇序）

在高溫環(huán)境下工作，勞動者因生理負擔(dān)加重，不僅影響其工作效率，還可能引發(fā)中暑，出現(xiàn)熱痙攣、熱射病，嚴重時造成生命危險。因此，設(shè)計靈活便攜的降溫服被運用于高溫作業(yè)環(huán)境中，常見降溫服有通風(fēng)服［1］、相變降溫服［2-3］、液冷服［4-7］和混合降溫服［8］。

液冷服作為一種傳統(tǒng)的降溫服，其基本工作機制是由水泵驅(qū)動冷液體流過嵌入在基礎(chǔ)服裝中的管道網(wǎng)絡(luò)并帶走熱量，隨后吸熱升溫的液體回到儲液器中由冷源（如冰、壓縮器、熱電轉(zhuǎn)換器等）降溫［4］。相比其他種類的降溫服，液冷服具有降溫效果好、適用環(huán)境范圍廣的優(yōu)勢［9］，且冷源獨立于服裝，便于更換。最初液冷服被廣泛應(yīng)用于航天航空、化學(xué)防護服［5］、軍事作戰(zhàn)［6］、消防［7，10］等專業(yè)領(lǐng)域。而近年來，液冷服的動力和功能設(shè)備趨于微型化，成本降低，為其用于日常生活中人體降溫提供了可能性。

冰和水是液冷服最常用的冷源。陳培東等［11］基于數(shù)值模擬，用冰作為冷源，為夏季高溫環(huán)境下的工廠流水線工人設(shè)計并制作了一款可滿足中輕度勞動需求的液冷服。Ashtekar等［12］和Shirish等［13］利用冰水混合物作為液冷背心的冷源，用于緩解高溫環(huán)境中勞動者的熱應(yīng)激。唐劍蘭等［6］使用125 kg冰與0.75 kg水作為搜排爆用全身液冷服的冷源，可在30 min內(nèi)維持瓶內(nèi)溫度在10～15 ℃，并使服裝內(nèi)表面溫度持續(xù)下降。Wang等［14］將一款全身液冷服運用于玩偶表演者的服裝內(nèi)，使用1 kg冰和1 kg水作為液冷服冷源，且冷源中冰水比例對液冷服的降溫效果有重要影響。鄒浩等［15］通過搭建簡易暖體假人系統(tǒng)對液冷服進行測試，以皮膚溫度在20～30 ℃作為舒適區(qū)間判斷液冷服的使用情況，得出不同的冰水比例會影響降溫持續(xù)時間和效率。但該研究中采用的暖體假人無法體現(xiàn)人體的真實熱反應(yīng)，仍缺乏真人穿著實驗探究冰水比例對人體熱生理反應(yīng)與主觀舒適性的影響。

本文將模擬高溫辦公環(huán)境，通過真人穿著實驗評價液冷背心的降溫效果。觀察穿著液冷服對人體的影響，衡量以冰、水作為冷源的液冷服滿足人體舒適的條件及能夠提供人體熱舒適的有效時間，從而為后續(xù)液冷服的設(shè)計與改進提供參考和建議。

1 實 驗

1.1 受試者

招募10名健康男性大學(xué)生作為受試者。受試者年齡、身高、身體質(zhì)量指數(shù)、體表面積分別為（21.7±1.9）歲，（172.1±5.2） cm，（20.2±0.9） kg/m2，（1.6±0.1） m2。受試者在參與實驗前均被告知實驗?zāi)康募皩嶒灹鞒蹋⒃趯嶒炃?4 h內(nèi)避免抽煙，飲用茶、酒精及參與劇烈運動。若過度不適，受試者可提前終止實驗。

1.2 液冷服

實驗所用液冷服系統(tǒng)（深圳Compcooler Technology有限公司）由套頭式液冷背心和蓄水背包組成，如圖1所示。進出水口放置在液冷服的左下側(cè)，在前片下擺處進行液體的通入及通出。液冷背心共包含4根管道（包含4個回路），總管長17.3 m。服裝前片分布兩根管道，呈內(nèi)外包圍分布。另有2根管道跨越右肩縫于后片，分別分布于后片的左右兩側(cè)。

液冷背心為三層結(jié)構(gòu)，服裝內(nèi)層為高彈力網(wǎng)眼滌綸針織布（85%滌綸、15%氨綸），中間層為PVC水冷管道（內(nèi)徑3 mm、外徑5 mm），外層為帆布材料。液冷背心的側(cè)縫與右肩縫使用魔術(shù)貼開合，實現(xiàn)尺寸可調(diào)節(jié)保證服裝貼合各類身材，提高傳熱效果。

背包面料為牛津布，內(nèi)層為鋁反射涂層，具有隔熱效果。內(nèi)部帶有水泵、可充電電源和蓄水袋。蓄水袋中的冷卻液在水泵的作用下，進入液冷背心的管道內(nèi)循環(huán)流動，液體流量500 mL/min。

實驗用背包在裝滿2 kg水或冰水混合物后總質(zhì)量約為3.8 kg，液冷背心質(zhì)量約為0.88 kg。

1.3 測量指標(biāo)

1.3.1 進水口溫度

使用MSR 145B4溫度傳感器（瑞士MSR Electronics公司），精度±0.1 ℃，貼于進出水口管道外側(cè)，并使用隔熱海綿包裹，測量進水口與出水口的水溫。

1.3.2 皮膚溫度

使用ET-016-STP溫度傳感器（ACR Systems Inc）貼于受試者身體皮膚表面10個部位（額頭、胸部、上臂、前臂、手背、腹部、肩胛、后腰、大腿前側(cè)、小腿后側(cè)），測量對應(yīng)部位的皮膚溫度。采樣周期為30 s，精度為±0.2 ℃。

參考ISO 9886，采用8點局部皮膚溫度公式計算平均皮膚溫度：

T皮膚=0.07×T額頭+0.175×T肩胛+0.175×T胸部+0.07×T上臂+0.07×T前臂+0.05×T手背+0.19×T大腿前側(cè)+0.2×T小腿后側(cè)（1）

式中：T皮膚、T額頭、T肩胛、T胸、T上臂、T前臂、T手背、T大腿前側(cè)、T小腿后側(cè)分別為平均皮膚溫度、額頭溫度、肩胛溫度、胸部溫度、上臂溫度、前臂溫度、手背溫度、大腿溫度、小腿溫度，℃。

軀干平均溫度計算公式如下：

T軀干=0.25×（T胸部+T腹部+T肩胛+T后腰）（2）

式中：T軀干、T胸部、T腹部、T肩胛、T后腰分別為平均軀干皮膚溫度、胸部溫度、腹部溫度、肩胛溫度、后腰溫度，℃。

1.3.3 主觀評價

通過填寫問卷的方式收集受試者的主觀感覺，包括全身、上半身和下半身的熱感、濕感、熱舒適感，如圖2所示。

1.3.4 出汗量

在實驗前后，對受試者的裸體質(zhì)量、著裝質(zhì)量及著裝各部分服裝質(zhì)量分別稱重。實驗過程中，由于受試者并未飲水及排尿，忽略呼吸失水量，按照下式計算出汗量、汗液蒸發(fā)量與汗液蒸發(fā)率。

式中：S為出汗量，g;m0、m2分別為實驗后、實驗前的裸體質(zhì)量。E為汗液蒸發(fā)量，g;m1、m3分別為實驗后、實驗前的著裝人體總質(zhì)量。P為汗液蒸發(fā)率，%。

1.4 條 件

實驗在步入式高低溫環(huán)境艙（日本Espec公司）進行。環(huán)境溫度設(shè)置為32 ℃和36 ℃，相對濕度50%，風(fēng)速小于0.1 m/s。蓄水袋中裝入2 kg水（W）、0.5 kg冰塊與1.5 kg的水（IW）或1 kg冰塊與1 kg水（MIW）。實驗前，水和冰均放置在冰箱中儲存一夜，初始溫度分別為6 ℃和-12 ℃。受試者參與不同工況實驗的順序隨機，且對實驗工況未知。

1.5 流 程

受試者到達后，在室內(nèi)（溫度26 ℃、濕度65%）靜坐約30 min，達到熱平衡狀態(tài)（平均皮膚溫度為32～34 ℃，感覺不冷不熱且無顯汗）。隨后穿著短袖T恤（100%滌綸）、純棉短褲、純棉短襪和運動鞋（基礎(chǔ)服裝熱阻為0.5 clo），粘貼溫度傳感器，穿著或不穿著（NON）液冷背心。在實驗前將冰塊和冰水依次加入水袋，裝入背包與并水泵相連;運行時冷卻液從水袋下口流出，升溫液體從上口流入，與冷源混合降溫。進入環(huán)境艙內(nèi)，打開水泵開關(guān)，開始實驗。受試者在環(huán)境倉內(nèi)靜坐60 min，進行普通的辦公活動（圖3），期間每隔10 min進行主觀感覺評價。

1.6 數(shù)據(jù)處理

使用version 25.0 SPSS（IBM公司）對實驗數(shù)據(jù)進行分析，并采用Shapiro-Wilk檢驗進行正態(tài)分布檢驗。采用重復(fù)測量方差分析比較不同實驗條件下數(shù)據(jù)指標(biāo)（局部皮膚溫度、平均皮膚溫度、軀干平均溫度、進出水口溫度、出汗量與汗液蒸發(fā)量）和主觀評價指標(biāo)（熱感、濕感、熱舒適感）的差異。不滿足球形檢驗時用Greenhouse-Geisser法對球?qū)ΨQ系數(shù)進行優(yōu)化，顯著性水平為p<0.05?！癅、#、$”分別表示W(wǎng)與IW、MIW、NON組存在顯著差異;“%、^”表示IW與MIW、NON存在顯著差異;“&”表示MIW與NON存在顯著差異;“*”表示32 ℃與36 ℃存在顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 水 溫

進水口水溫和進出水口溫差如圖4所示。實驗結(jié)束時，32W組、32IW組、32MIW組、36W組、36IW組、36MIW組的進水口水溫分別為（27.1±0.6） ℃、（21.1±1） ℃、（11.4±2.1） ℃、（29.3±0.6） ℃、（23.0±1.2） ℃、（13.7±2.1） ℃。隨著冰的比例增加，進水口水溫明顯降低。36 ℃，水溫上升稍快于32 ℃。環(huán)境溫度與不同冰水比例對進水口溫度均存在顯著影響（p<0.05）。

進出水口溫差可反映液冷服的吸熱量。由圖4（b）可見，進出水口溫差在實驗前5 min迅速增大，而后隨著冷卻液不斷吸熱;水溫上升，降溫效率下降進出水口溫差逐漸減小。相同冰水比例液冷服在32 ℃和36 ℃熱環(huán)境中的進出水口溫差無顯著差異（p<0.05），說明液冷服吸收外環(huán)境的熱量較少，吸熱量主要來源于人體。冰的比例增加，進水口溫差更大，表明液冷服具有更高的吸熱量。

水溫是影響液冷服降溫效果的最重要因素之一，不同冰水比例將顯著影響進水口溫度和液冷服的吸熱量。因此，采用合理的冰水比例有利于提高此類蓄冷式液冷服的熱舒適性。

2.2 生理參數(shù)

2.2.1 軀干部位平均溫度與局部溫度

由圖5可見，由于液冷背心主要覆蓋軀干部位，W組、IW組、MIW組的軀干皮膚溫度均在5min后顯著低于NON組（p<0.05）。實驗結(jié)束時，32 ℃和36 ℃環(huán)境溫度下，NON組的軀干皮膚溫度分別達到（35.4±0.1） ℃和（35.8±0.1） ℃;W組分別達到（33.6±0.6） ℃和（34.2±0.4） ℃;IW組分別為（31.3±0.7） ℃和（32.0±0.7） ℃;MIW組分別為（28.6±1.1） ℃和（29.8±1.3） ℃。36 ℃下軀干皮膚溫度略高，但無顯著差異（p>0.05）。結(jié)果表明，不同實驗條件下，胸部、腹部、肩胛及后腰的局部溫度均呈現(xiàn)先降低后緩慢升高的趨勢，

最低溫度與實驗結(jié)束時的溫度如表1所示。

隨著冰比例提高，軀干部位的各局部最低溫度和結(jié)束時溫度均降低。W組、IW組、MIW組肩胛最低溫度顯著高于其他部位，腹部溫度顯著低于其他部位（p<0.05），W組與IW組的最低胸部溫度顯著高于后腰。降溫程度由高到低依次為腹部、胸部、后腰、肩胛，且冰水比例越高，最低溫度與結(jié)束時溫度越接近。

造成軀干不同部位降溫程度差異的主要原因是液冷服的管道排布設(shè)計和貼體性［16］。有研究指出，人體表面溫度與液冷服管道間隔近似呈線性關(guān)系，且沿管路長度方向，管內(nèi)冷卻液溫度提高，與外界溫差減小，換熱減少［17］。由于進水口設(shè)置在前片下擺處，冷卻液首先流經(jīng)腹部，且此處管道排布密集（圖1（c）），因此腹部與冷卻液的換熱更明顯，降溫程度最高。另外，該液冷服在側(cè)縫處使用魔術(shù)貼調(diào)節(jié)，在腰腹處可高度貼合人體，但肩胛處的貼體性有所欠缺，導(dǎo)致降溫程度較低。Yang等［18］的研究發(fā)現(xiàn)，對軀干降溫時，肩胛比其他部位具有更高的局部冷卻閾值，即能夠承受更高的冷卻強度，更有利于改善熱舒適感。

因此，為提高熱舒適和降溫效果，需更注重液冷服肩胛部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高貼合度，使水流優(yōu)先對此處降溫或適當(dāng)增加管道排布密度。

2.2.2 平均皮膚溫度

36 ℃下的平均皮膚溫度顯著高于32 ℃（p<0.05）。除IW與MIW之間無顯著差異，其余不同冰水比例的組別均存在顯著差異（p<0.05）。由圖6可見，NON組皮膚溫度自實驗開始后迅速上升，25 min后基本達到穩(wěn)定，且超過35 ℃。與NON組相比，穿著液冷服顯著降低抑制了平均皮膚溫度的快速上升。隨著冰比例的提高，平均皮膚溫度升高速度減緩。在32 ℃環(huán)境中，IW和MIW組可在整個60 min的實驗過程維持平均皮膚溫度在32～34 ℃（穩(wěn)態(tài)下32～34 ℃為熱舒適溫度）。在36 ℃環(huán)境中，MIW組在0～40 min可使皮膚溫度低于34 ℃。

2.2.3 出汗量與汗液蒸發(fā)量

表2為不同組別的出汗量與汗液蒸發(fā)量，36 ℃下出汗量更高（p<0.05）。IW組與MIW組出汗量顯著低于NON組（p<0.05）;且隨冰比例的升高而降低（p>0.05），表明液冷服能有效減少出汗量，緩解人體在熱環(huán)境中的熱應(yīng)激反應(yīng)。W組、IW組、MIW組的汗液蒸發(fā)率均顯著低于NON組（p<005），說明液冷服的吸濕放濕性性能不足，影響人體的有效蒸發(fā)散熱。

2.3 主觀結(jié)果

2.3.1 熱感覺和熱舒適

圖7為受試者全身、上半身、下半身熱感覺，36 ℃下的熱感覺顯著高于32 ℃下的熱感覺。NON組全身熱感覺在32 ℃和36 ℃兩個環(huán)境溫度中均顯著高于W、IW、MIW組（p<0.05），在60 min分別上升至2.9±0.7（介于暖與熱）和3.5±0.5（介于熱和很熱）。冰比例升高提高了液冷服降溫效率，使全身熱感覺降低。IW組和MIW組的全身熱感覺分別在32 ℃和36 ℃環(huán)境溫度中介于1（稍暖）與-1（稍涼）之間，處于較為舒適的范圍。

上半身熱感覺變化趨勢與全身基本相似。32 ℃環(huán)境中，MIW組的全身熱感覺低于-1，且上半身熱感覺在10～40 min接近“涼”感覺，因此可能存在過冷。32 ℃下，W組、IW組、MIW組的下半身熱感較為接近，均處于0（不冷不熱）與1（稍暖）之間。而NON組的下半身熱感介于1（稍暖）與2（暖）。36 ℃下，下半身熱感基本呈上升趨勢。實驗結(jié)束時，熱感最高為NON組，達2.9±0.5（熱）。最低為MIW組，為1.0±1.0（稍暖）。

雖然液冷服僅針對軀干部位進行降溫，仍可對下半身的熱感覺產(chǎn)生影響，在36 ℃下影響更明顯（40 min后IW組、W組均與MIW組存在顯著差異，p<0.05）。

圖8為全身、上半身、下半身的熱舒適感，環(huán)境溫度對熱舒適存在顯著影響（p<0.05）。與NON組相比，W組、IW組、MIW的熱舒適感提高。32 ℃下，W組、IW組、MIW組全身熱舒適與上半身熱舒適均小于1（有點不舒適），可在60 min內(nèi)基本滿足人體熱舒適。但W組的皮膚溫度、熱感覺顯示人體已達稍暖狀態(tài)。MIW組熱感覺評分偏低，且腹部最低溫度為25.5 ℃，存在過涼對身體健康的影響。綜合而言，32 ℃下1︰3的冰水比例（IW）最為合適。

36 ℃下，MIW的全身、上半身，在60 min內(nèi)大致滿足低于1（有點不舒適），其他情況組別均超出此范圍。MIW組的全身熱舒適情況在50～60 min顯著優(yōu)于NON組及W組（p<0.05）。故相比實驗中的其他組別，MIW組更為適宜。可進一步提高冰比例降低軀干溫度，提高涼感和熱舒適。但是36 ℃下MIW組最低皮膚溫度已達（25.3±1.7） ℃，提高冰水比例會進一步降低軀干部位皮膚溫度且到達最低溫度的時間推后（圖5），而頭部溫度在20 min后基本穩(wěn)定為36.7 ℃，溫差約11 ℃。提高冰比例會加大人體皮膚溫差，增大熱感差異，增加不適感。在此情況下，調(diào)整軀干部位冷量分配、提高液冷服的覆蓋面積更有利于進一步提高人體熱舒適。下半身的熱舒適感與熱感覺結(jié)果相對應(yīng)，盡管未降溫，但熱舒適感提高。32 ℃下MIW組與NON組存在顯著差異，36 ℃下MIW組與NON組存在顯著差異。

綜上所述，32 ℃下適宜采取1︰3的冰水比例滿足熱舒適需求，36 ℃環(huán)境下冰水比例須達到1︰1。

2.3.2 濕 感

圖9為全身、上半身、下半身濕感。36 ℃環(huán)境下，由于人體的對流和輻射散熱比例減少，主要依靠蒸發(fā)散熱維持熱平衡，導(dǎo)致出汗量增加;且36 ℃下，液冷管道上冷凝現(xiàn)象更為明顯，故人體濕感較32 ℃環(huán)境更明顯。

環(huán)境溫度對濕感有顯著影響（p<0.05）。MIW組的濕感與NON組及W組存在顯著差異（p<0.05），濕感由高到低排列依次為NON組、W組、IW組、MIW組。盡管提高冰含量、降低進水口溫度會產(chǎn)生更明顯的冷凝現(xiàn)象，但人體的濕感降低，說明冷凝水對人體濕感的影響低于出汗對人體濕感的影響。

3 結(jié) 論

本文使用不同冰水比例測試了穿著液冷服在高溫環(huán)境下辦公的實際效果，得出以下結(jié)論：

1） 使用液冷服對軀干部位進行降溫不僅能夠降低覆蓋

部位的熱感，同時可以降低全身熱感和下半身熱感，提高全身熱舒適性。在本實驗條件下，32 ℃下適宜采取1︰3的冰水比例滿足熱舒適需求，36 ℃環(huán)境下冰水比例須達到1︰1。冰比例的提高也降低了人體的濕感，出汗減少是主要原因。

2） 冰比例的提高延長了軀干皮膚溫度的持續(xù)下降時間，并延緩了平均皮膚溫度的上升。本實驗條件下，采取1︰1的冰水比例，軀干可持續(xù)降溫超50 min。但人體表面溫差超11 ℃，為進一步提高舒適性，應(yīng)增加水冷服覆蓋面積。

3） 本實驗選用的液冷服對軀干不同部位的降溫程度不同，由高到低依次為腹部、胸部、后腰、肩胛，故需加強對肩胛部位的降溫以提升液冷服整體降溫效果。

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Effects of the proportion of ice and water on the performance of liquid-cooling vests

ZHOU Xiyaa， ZHENG Qinga， KE Yingb

（a.College of Textile Science and Engineering; b.School of Design， Jiangnan University， Wuxi 214100， China）

Abstract：?When people work in a high-temperature environment， the body’s heat dissipation is inhibited and the physiological burden on workers increases. Heat stroke may be triggered and heat cramps and pyrexia may occur when the body’s heat burden exceeds the body’s ability to self-regulate， causing life-threatening conditions in severe cases. At the same time， high temperature workers are prone to anxiety and distraction， reducing work efficiency. In recent years， flexible and portable cooling clothes are increasingly used in high-temperature operating environments. Among them， the liquid-cooling garment has the advantages of good cooling effect， wide range of applicable environments， and easy replacement of cold sources. Power and functional equipment of the liquid-cooling garments has become miniaturized and the cost has been reduced， which provides the possibility for liquid-cooling garments to be used in daily life for human cooling. Ice and water are the most commonly used cold sources for the liquid-cooling garments， and the ratio of ice to water has an important effect on its cooling effect. However， there are few experiments exploring the effect of ice and water ratio on human thermophysiological response and subjective comfort.

Therefore， the effect of liquid-cooling garments on human thermal response under different ice to water ratios was investigated through human wearing experiments. Ten subjects were recruited to sit still in 32 ℃ and 36 ℃ environments to simulate office conditions with and without wearing the liquid-cooling vest. When they wore the liquid-cooling vest， the cold source was set up at three kinds of ice and water ratios： 2 kg water， 0.5 kg ice & 1.5 kg water， and 1 kg ice & 1 kg water. Objective parameters including the skin temperature， sweat production， and sweat evaporation of the subjects were measured. The subjective feelings of the subjects were obtained， including heat sensation， thermal comfort， and wetness. In addition， the inlet and outlet temperatures of the liquid-cooled suit were measured and the differences between them were calculated.

The results show that the increase in ice ratio prolongs the sustained decrease in torso skin temperature and delays the increase in mean skin temperature. Under the present experimental conditions， continuous decrease in torso temperature can last for over 50 min when a 1︰1 ice to water ratio is adopted. But the temperature difference on the human surface exceeds 11 ℃. To further improve the comfort， the area covered by the water-cooling garment should be increased. The use of a liquid cooling vest to cool the torso can not only reduce the heat sensation of the covered area， but also reduce the whole body heat sensation and lower body heat sensation， and therefore improving the whole body thermal comfort. The increase of ice ratio also reduces the wet sensation of the body， mainly due to the decrease of sweating. Under the present experimental conditions， it is appropriate to take a 1︰3 ice to water ratio to meet the thermal comfort demand at 32 ℃. Under the 36 ℃ environment， the ice to water ratio must reach 1︰1. In this experiment， the cooling degree of different parts of the torso is different for the liquid-cooling vest， which is highest at abdomen followed by chest， posterior waist， and scapula. The cooling effect at the scapular area should be enhanced to improve the overall cooling performance of the suit.

The liquid-cooling garment can save energy by cooling the micro climate under the clothing to meet the thermal needs of the human body， and has an outstanding cooling capacity. Promoting the development of liquid-cooling clothing is conducive to maintaining the physical and mental health of workers.

Key words：?liquid-cooling garment; thermal comfort; ice to water ratio; personal thermal management; thermophysiological response; heat exposure