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消防员的作业环境复杂多变，消防服在保护消防员的生命安全方面起着至关重要的作用。目前，消防服普遍存在笨重、闷热等问题，现有研究尝试运用新型材料实现织物系统热防护与热湿舒适的综合提升，但其本质上没有克服实心结构存在的弊端，以隔绝热传递的方式实现热防护，必然会导致水汽无法透过隔热层到达防水透气层，造成内部闷热。虽然消防服用蜂窝结构的提出大大减轻了织物系统的面密度，但其综合性能有待进一步优化研究。
本文针对消防服传统多层织物系统热防护性能与热湿舒适性能的矛盾以及现有消防服用蜂窝隔热层织物系统的热防护性能进行蜂窝结构优化设计；课题基于消防服热湿传递与热防护蜂窝传热机理提出芯子分层、蜂窝重构的新方法。实验选取了两种外层（A1：Nomex?ⅢA和B1：PBI matrix），设计了7种隔热层（S0、S1、I、A、V、L和O）；共计14组实验方案。通过基本性能、热湿舒适性能和热防护性能基础实验研究对比蜂窝隔热层织物系统与传统多层织物系统的性能差异；明确蜂窝孔型对织物系统热阻、湿阻、总体热散失（THL）和热防护性能（TPP）的影响规律；考察织物系统的湿阻对温湿度的敏感程度；通过性能评价获取不同应用需求下的最优孔型，为消防服用蜂窝隔热层织物系统的进一步优化运用提供参考依据。课题的主要研究成果及结论如下：
（1）蜂窝隔热层织物系统与传统织物系统的性能对比
在本文所设置的织物系统中，蜂窝隔热层织物系统比传统织物系统表现出较好的透气性；厚度相同时，蜂窝隔热层织物系统的TPP、热阻和湿阻较小（T235℃条件下的湿阻除外），而总体热散失较大；克重相同时，蜂窝隔热层织物系统的TPP、热阻和湿阻较大，而总体热散失较小。结果表明：蜂窝隔热层的热湿舒适性较相同厚度的传统织物系统有所改善；其热防护性能较相同克重的传统织物系统有所提升。
（2）蜂窝孔型对织物系统性能的影响
基本性能数据显示A型蜂窝隔热层织物系统的透气性最好；热阻配对样本T检验结果显示：I-V、I-L、A-V、A-L、V-L、V-O、L-O型蜂窝隔热层织物系统之间存在显著性差异（p＜0.05），A型、O型和I型蜂窝隔热层织物系统的热舒适性较好；湿阻配对样本T检验结果显示：I-A、I-V、I-O型蜂窝隔热层织物系统之间存在显著性差异（p＜0.05），A型、O型、和V型蜂窝隔热层织物系统的湿舒适性较好；蜂窝隔热层织物系统不同孔型之间的总体热散失差异性不显著（p＞0.05）；TPP配对样本T检验结果显示：I-A、I-L、A-V、A-O、V-L和L-O型蜂窝隔热层织物系统之间存在显著性差异（p＜0.05），和I型相比，A和L的开孔方式显著提高了织物系统的热防护性能。
（3）织物系统的湿阻对温湿度的敏感程度
通过考察T125℃、T135℃、T225℃、T235℃条件下织物系统的湿阻，结果显示：在本文设置的温湿度条件下，温度较低、湿度较大时，织物系统的湿阻较小；构建湿阻变化幅度分析织物系统对温湿度的敏感程度，结果显示：蜂窝隔热层织物系统湿阻对温度的敏感程度较大，而传统织物系统湿阻对湿度的敏感程度较大。
（4）蜂窝隔热层织物系统性能评价
蜂窝隔热层的应用削弱了消防服热防护性能与热湿舒适性能此消彼长的矛盾。构建了热防护性能增长率（α）与热湿舒适性能增长率（β）来评价蜂窝隔热层织物系统的热防护性能与热湿舒适性能。结果表明：A型蜂窝隔热层织物系统的热防护性能最优；当外层为A1时，V型蜂窝隔热层织物系统热湿舒适性能最优。此外，综合评分法结果显示：当热防护性能和热湿舒适性能的权重比值小于1∶9时，综合性能最优的孔型为A孔型，最优的织物系统为A型蜂窝隔热层织物系统。
本文针对消防服传统多层织物系统热防护性能与热湿舒适性能的矛盾以及现有消防服用蜂窝隔热层织物系统的热防护性能进行蜂窝结构优化设计；课题基于消防服热湿传递与热防护蜂窝传热机理提出芯子分层、蜂窝重构的新方法。实验选取了两种外层（A1：Nomex?ⅢA和B1：PBI matrix），设计了7种隔热层（S0、S1、I、A、V、L和O）；共计14组实验方案。通过基本性能、热湿舒适性能和热防护性能基础实验研究对比蜂窝隔热层织物系统与传统多层织物系统的性能差异；明确蜂窝孔型对织物系统热阻、湿阻、总体热散失（THL）和热防护性能（TPP）的影响规律；考察织物系统的湿阻对温湿度的敏感程度；通过性能评价获取不同应用需求下的最优孔型，为消防服用蜂窝隔热层织物系统的进一步优化运用提供参考依据。课题的主要研究成果及结论如下：
（1）蜂窝隔热层织物系统与传统织物系统的性能对比
在本文所设置的织物系统中，蜂窝隔热层织物系统比传统织物系统表现出较好的透气性；厚度相同时，蜂窝隔热层织物系统的TPP、热阻和湿阻较小（T235℃条件下的湿阻除外），而总体热散失较大；克重相同时，蜂窝隔热层织物系统的TPP、热阻和湿阻较大，而总体热散失较小。结果表明：蜂窝隔热层的热湿舒适性较相同厚度的传统织物系统有所改善；其热防护性能较相同克重的传统织物系统有所提升。
（2）蜂窝孔型对织物系统性能的影响
基本性能数据显示A型蜂窝隔热层织物系统的透气性最好；热阻配对样本T检验结果显示：I-V、I-L、A-V、A-L、V-L、V-O、L-O型蜂窝隔热层织物系统之间存在显著性差异（p＜0.05），A型、O型和I型蜂窝隔热层织物系统的热舒适性较好；湿阻配对样本T检验结果显示：I-A、I-V、I-O型蜂窝隔热层织物系统之间存在显著性差异（p＜0.05），A型、O型、和V型蜂窝隔热层织物系统的湿舒适性较好；蜂窝隔热层织物系统不同孔型之间的总体热散失差异性不显著（p＞0.05）；TPP配对样本T检验结果显示：I-A、I-L、A-V、A-O、V-L和L-O型蜂窝隔热层织物系统之间存在显著性差异（p＜0.05），和I型相比，A和L的开孔方式显著提高了织物系统的热防护性能。
（3）织物系统的湿阻对温湿度的敏感程度
通过考察T125℃、T135℃、T225℃、T235℃条件下织物系统的湿阻，结果显示：在本文设置的温湿度条件下，温度较低、湿度较大时，织物系统的湿阻较小；构建湿阻变化幅度分析织物系统对温湿度的敏感程度，结果显示：蜂窝隔热层织物系统湿阻对温度的敏感程度较大，而传统织物系统湿阻对湿度的敏感程度较大。
（4）蜂窝隔热层织物系统性能评价
蜂窝隔热层的应用削弱了消防服热防护性能与热湿舒适性能此消彼长的矛盾。构建了热防护性能增长率（α）与热湿舒适性能增长率（β）来评价蜂窝隔热层织物系统的热防护性能与热湿舒适性能。结果表明：A型蜂窝隔热层织物系统的热防护性能最优；当外层为A1时，V型蜂窝隔热层织物系统热湿舒适性能最优。此外，综合评分法结果显示：当热防护性能和热湿舒适性能的权重比值小于1∶9时，综合性能最优的孔型为A孔型，最优的织物系统为A型蜂窝隔热层织物系统。