低温・低圧環境下での着衣系(防護服)の熱・水分移動特性が身体機能維持に及ぼす影響

服装系统（防护服）的热湿传递特性对低温低压环境下维持身体机能的影响

• 批准号: 02J11488
• 负责人: 深沢 太香子
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: 九州芸術工科大学
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J11488/
• 关键词: 防護服; 熱・水分移動; 放射; 低圧; 低温; 低酸素; 熱伝達; 温冷感; 温熱生理反応; 皮膚温; 深部温度; 高所環境; 凝縮; 生理反応

本研究の目的は,低温・低圧(低酸素)環境において,安全性・快適性を考慮した防護服着衣システムを構築することである.平成14年度から平成15年までに行った研究より,(1)低温・低圧環境下では,低圧の影響により物質伝達が促進されるため,身体から放出された汗が冷えた衣服内で凝縮しやすいこと(Textile Res. J.に掲載),他方,(2)低圧の影響により,身体からの放熱が抑制される(J. Appli Physiolに投稿)ため,低圧環境では,熱伝達低下と物質伝達促進のバランスを考慮した着衣システムが必要であるという,高所用防護服着衣システムの設計において,極めて重要な成果を得ることができた(3)さらに,身体からの発汗量と衣服内の汗の凝縮は,必ずしも比例関係にある訳ではなく,身体の体幹,大腿,下腿部位に,衣服内凝縮が発生しやすいこと(Eur J of Appli Physiolに掲載)を実験および理論的検証より示した.高所では,太陽光から生体を防護することも大変重要である.そこで,本年度における研究では,防護服着衣システムの設計に関して,防護服の水蒸気(汗)移動を伴う放射熱移動特性に関する基礎研究を行った.研究では,着衣状態を模擬したモデル実験を行い,防護服内を透過する光が皮膚温に与える影響と衣服内温度と水蒸気分布に特に着目して検討した.高い放射熱流束に暴露されていない場合,着衣系の温度と水蒸気分布は皮膚表面上で最も高く,衣服を介して,環境に向け低値となっていくので,皮膚からの熱や汗は,衣服を通じて環境に放出される.他方,放射強度の高い環境に暴露された場合,衣服表面ではなく,表面から僅かに内側の,衣服そのものの中に温度ピークが現れる.放射熱流束により衣服に与えられた熱は,その温度ピークを基点に,環境に放熱されるものと,皮膚に向かって移動する熱とに分かれる.水蒸気ピークは,温度ピークとは異なる場所,衣服の内側表面上に現れ,水蒸気はそこから環境と皮膚の両方に移動する.皮膚側に移動する熱は,皮膚温を上昇させ,発汗を助長するので,結果として衣服内に大量の水蒸気が存在する.その結果,高い放射強度への暴露は,温熱感のみならず蒸れ感にも悪影響を及ぼし,身体を不快適な状態に陥らせてしまうことを,モデル実験と解析的検討より明らかにした.これらの成果をまとめ,国内外の会議にて発表(ICEE' 05,ICHES' 05など)するとともに,学術雑誌にも投稿する.

The purpose of this study is to construct a protective clothing system in consideration of low temperature, low pressure (low acid) environment, safety and adaptability. Research conducted in Heisei 14 and 15 years ago: (1) Under low temperature and low pressure environment, the influence of low pressure on the material transmission is promoted, and the body releases sweat and condenses in cold clothes.(Textile Res. J.), Other,(2) Low pressure effects, body heat release and suppression (Submitted by J. Appli Physiol) Low pressure environment, heat transfer, low substance transfer, promotion of clothing, consideration of clothing, design of protective clothing, design of clothing, extremely important results,(3) Body sweat, sweat condensation, proportional relationship, The body trunk, thigh, lower leg, clothing condensation is generated in the middle of the (Eur J of Appli Physiol) to achieve theoretical evidence. The sun's rays are very important for biological protection. This year's research was conducted on basic research related to the design of protective clothing systems and the characteristics of water vapor (sweat) movement and radiation heat movement of protective clothing. The study was conducted to simulate the state of clothing, the influence of light transmission on skin temperature and water vapor distribution in protective clothing, and the special investigation. In the case of high radiation heat flux exposure, the temperature and water vapor distribution of clothing system are highest on the skin surface, clothing medium is low, environment is low, skin heat and sweat are high, clothing medium is low, and environment is low. In other cases, where radiation intensity is high and environmental exposure is high, the surface of the clothing is high, the surface is high, and the temperature of the clothing is high. Radiative heat flux in clothing and clothing, temperature in the base point, heat in the environment, heat in the skin, heat in the movement. Water vapor, temperature, temperature. The skin side moves, the skin temperature rises, and sweat increases. As a result, a large amount of water vapor exists in the clothes. As a result, exposure to high radiation intensity, warm sensation, and steam sensation affect the body, and the body is in an uncomfortable state. The results of this research are presented in the form of ICEE '05, ICHES' 05 and academic contributions.

项目成果

T.Fukazawa, G.Lee, T.Matsuoka, K.Kano, Y.Tochihara: "Heat and water vapour transfer of protective clothing systems in a cold environment measured with a newly developed sweating thermal manikin"European Journal of Applied Physiology. (accepted). (2004)

T.Fukazawa、G.Lee、T.Matsuoka、K.Kano、Y.Tochihara：“用新开发的出汗热模型测量寒冷环境中防护服系统的热量和水蒸气传递”欧洲应用生理学杂志。

Takako Fukazawa: "Experiment and Analysis of Combined Heat and Water Vapour Transfer through Clothes with Occurrence of the Condensation"Textile Research Journal. (accepted). (2003)

Takako Fukazawa：“通过衣服进行热和水蒸汽联合传递并发生冷凝的实验和分析”纺织研究杂志。

Heat and water vapour transfer of protective clothing systems in a cold

寒冷时防护服系统的热量和水蒸气传递

• 发表时间: 2004
• 期刊: European Journal of Applied Physiology 92
• 作者: T.Fukazawa;G.Lee;T.Matsuoka;K.Kano;Y.Tochihara
• 通讯作者: Y.Tochihara

T.Fukazawa.G.Lee, T.Matsuoka, K.Kano, Y.Tochihara: "Heat and water vapour transfer of protective clothing systems in a cold environment measured with a newly developed sweating thermal manikin"The 5th International Meeting on Thermal Manikin and Modelling

T.Fukazawa.G.Lee、T.Matsuoka、K.Kano、Y.Tochihara：“用新开发的出汗热模型测量寒冷环境下防护服系统的热和水蒸气传递”第五届热模型国际会议

Takako Fukazawa: "Water Vapour Permeability Resistance through Clothing Material at Combinations of Temperature and Pressure that Simulate Elevated Altitudes"Papers from The 10th International Conference on Environmental Ergonomics. 593-596 (2002)

Takako Fukazawa：“模拟高海拔温度和压力组合下服装材料的水蒸气渗透性阻力”来自第十届国际环境人体工程学会议的论文。