[科普中国]-暖体出汗假人

种类

自20世纪40年代的第一台假人问世以来，暖体出汗假人的研究发展已有60多年历史了。暖体出汗假人是一模拟设备，它不能代替人体试验。因受人体特性和生产技术的限制，使假人不能模拟人体的全部特性。Clifford提出了与服装热湿性能有关的人体主要特性包括以下方面：(1)新陈代谢产热；(2)从体内到皮肤表面的热传导；(3)热容量和热积蓄的分布状态；(4)各种蒸发散热；(5)体型大小；(6)姿势；(7)体表形状；(8)肌肉皮肤组织和皮下组织的机械性能；(9)运动等。在设计暖体出汗假人时，不可能把全部因素考虑在内，因此，出现了多种不同类型的假人。

按使用材料分：铝人(aluminum man)、铜人(copper man，copper manikin)、加热铜人(heated copper manikin)、电加热铜人(electrically—heated copper man)、单段铜人(single circuit copper manikin)、多段铜人(sectional manikin)、电加热多段铜人(electrically heated sectional copper manikin)、暖体假人(thermal manikin)、出汗铜人(sweating copper man)、出汗多段铜人(sweating sectional manikin)等等。

按控制方式分：恒温法、恒热法和变温法等。

按用途分：暖体假人、出汗假人、变温假人和体温调节假人等。

暖体假人主要用于评价服装的非蒸发散热性能，即测试服装热阻。但这还不能反映服装的热湿性能，因人体出汗会引起蒸发散热，需要用出汗假人来测量服装透湿指数。变温假人是通过人体不同部位散热量和局部皮肤温度之间的变温规律来控制假人温度。体温调节假人则是更高级的智能模拟，但实现起来比较复杂，且价格昂贵。1

发展历程暖体出汗假人的发展，大致经历了从单段到多段、单姿到多姿、静态到动态、恒温到变温及干态到湿态(出汗)的过程，至今已是第三代假人了。第一代假人可以满足服装热阻的一般测试，并得出静态服装热阻；第二代假人可模拟人体不同姿势，还可模拟一些简单动作，可进行服装热阻的静态与动态测试；第三代假人能模拟人体出汗，从而拓宽了人们对人体、服装和环境三者之问研究的广度和深度。

假人的研究大致可以分为三个时期，各个时期的学者都曾研制过各种假人，但均因理论和技术的局限性，都不尽完善。20世纪40年代初，生理学家格杰等人提出了克罗(clo)值的概念，并以此作为评价服装及其材料隔热性能的主要指标，这为假人的研制提供了理论基础。美国军需气候研究所以此为基础设计研制的暖体假人，拉开了假人研究发展的序幕，这是假人的发展初期，建立了第一代假人的基本设计思想。这一时期假人发展比较缓慢，只有美国、加拿大等国对暖体假人进行了一定的研究。随着社会进步和科技发展，对服装舒适性和功能性的要求越来越高，许多国家积极开展了对服装舒适性与功能性的研究。1962年，服装科学专家伍德科克提出了评价服装热舒适性的另一重要指标——透湿指数，完善了服装热湿舒适性的评价体系。以此为契机，在20世纪六七十年代，多家研究机构相继开展了对暖体出汗假人的研究，拓展了假人测试的范围和功能，应用假人进行了大量的评价与应用研究，产生了先进的设计思想，并总结了一定的设计、评价和测试的标准与规范，促使服装舒适学科的研究迅速发展。这一时期，在假人设计思想上是先进和完善的，并出现了第二代和第三代假人，这对假人测试技术的扩展和提高具有积极意义。自20世纪80年代至今，随着电子计算机技术的发展，假人的控制精度得以提高。这个时期的暖体出汗假人，主要是在借鉴和学习前期先进设计思想基础上进行发展和提高，逐步完善暖体出汗假人测试技术，并进行广泛应用和推广。1

特点全面地模拟人体表面热状态是暖体出汗假人系统的最终实施目的。但由于人体是一个复杂的巨系统，在一个假人上完全模拟人体的热生理特征是不现实的，因此，不同的假人应根据自己的应用目的进行有选择的模拟。基于测试评价服装热湿性能的目的，从人体工程学原则出发，结合生理学、服装舒适科学等理论，设计制作的暖体出汗假人应具有以下特点：

1．模拟人体表面温度与代谢产热；

2．模拟热量从人体内到皮肤表面的热传导；

3．皮肤温度、热容量与热积蓄的分布状态符合人体生理学特点；

4．体型与尺寸符合人体生理解剖特点；

5．体表形状符合人体几何形状，表面近似皮肤的皱纹等结构，表面黑度应接近人体的皮肤黑度；

6．关节可活动，能模拟人的各种姿势，节段连接处可拆卸，便于穿脱服装和维修；

7．温度控制和数据处理采用计算机；

8．能模拟人体皮肤出汗。1

用途暖体出汗假人系统能定量地评价服装的热学性能，得出国际公认的服装热阻——克罗(clo)、透湿指数。应用该暖体出汗假人系统，可进行多种服装热学性能实验。其研究领域与应用范围如下：

1．日常服装的隔热与透湿性能的评价；

2．各种军服的隔热与透湿性能的评价；

3．特种功能服装(如航天服、潜水服、防护服等)的隔热与透湿性能的评价；

4．其他纺织品(如睡袋、帽子、手套等)的隔热与透湿性能的评价；

5．各种服装与人体的热交换性能的研究。1