实验室拥有暖体假人、步入式环境试验箱、热辐射板及温控系统、数据采集及分析、大型并行计算机等五大类设备。其中,NEWTON暖体假人能够模拟体热、呼吸、出汗、行走等多种人体生理行为;环境试验箱能够模拟高温、恒温恒湿、盐雾、高低温交变、淋雨、砂尘、光照老化、复合环境等环境。实验室具备的研究能力包括:实验室条件下的灾害环境模拟制造能力、人体热生理响应模拟及实现能力、灾害环境下人体安全评价能力、功能性服装整体性能检测能力及材料性能测试能力等。
实验室主要开展人体安全防护风险评估相关标准研究、产品检测和技术培训活动,并与国内外知名检测机构和企业广泛开展合作。
二、实验研究平台与主要设备
1. 人体生理功能模拟设备-NEWTON暖体假人系统
应用NEWTON暖体假人系统模拟人体生理功能,包括呼吸、体热、行走、出汗等。NEWTON暖体假人包括假人及皮肤层、外部系统、环境传感器和控制软件等部分。其中,假人及皮肤层是模拟人体的外部结构,并在皮肤层下内置体内控制器及毛细管,作为模拟人体体热、出汗的微观作用单元;外部系统由与体热、出汗等生理对应的外置控制箱结成,发挥与人体生理功能对应的脏器的作用。暖体假人系统整体结构及功能关系如图所示:
图 1 暖体假人系统整体结构及功能关系
图 2 暖体假人系统各部分连接关系示意图
2. 灾害环境制造系统-步入式环境实验箱
应用步入式环境实验箱搭建实验室条件下的灾害环境模拟平台,包括非均匀热环境、恒温恒湿环境、复合实验环境(温度、湿度、风速复合)等,进而形成实验室条件下的人体安全评价及服装性能评价所需的特殊环境要求。
3. 产品环境可靠性测试系统-极限环境实验箱
应用极限环境实验箱构建产品环境可靠性测试系统,包括盐雾环境、砂尘环境、高低温交变环境、光照老化环境等,进而形成产品环境可靠性测试能力。
图 3 步入式及非步入式环境实验制造能力
4. 服装舒适性及防护性能测试平台
建立高温环境下的人体安全评估实验研究平台,用于高温环境下人体安全状态研究,以及服装舒适性及防护性能测试。实验研究平台包括人-机-环境模拟系统(高温环境模拟系统、个体防护服装、人体模拟系统)、参数测量系统及数据采集/传输/处理系统等组成。
图 4 服装舒适性及防护性能测试平台结构图
图 5 服装舒适性及防护性能测试平台内部组成
三、服务项目
1. 服装热阻、湿阻等整体性能测试
应用先进的NEWTON暖体假人,测试服装的整体热阻、整体湿阻等性能,进而评价服装整体的保温性、透气性等性能,提供相关对外服务。
2. 服装材料性能测试
功能性服装的材料性能测试,如热防护服的阻燃性、抗撕裂性等,提供相关对外服务。
3. 人体生理功能模拟及安全评价研究
应用真人尺寸的NEWTON暖体假人,模拟人体的体热、出汗、呼吸、行走等功能,开展相关实验研究,开展相关合作研究。
将NEWTON暖体假人置于步入式环境实验箱,研究高温、低温以及复合环境等特殊环境下人体安全状态,开展相关实验研究,开展相关合作研究。
4. 产品环境可靠性测试
测试产品的环境可靠性,如温度、湿度、盐雾、光照等所致的产品性能变化等,提供相关对外服务。
四、研究成果与典型案例
实验室已完成或申报项目8项,为服装性能测试能力及人体安全评价技术研究打下坚实基础。
1. 完成基础科研业务费项目“基于暖体假人的隔热服热防护性能测试平台构建研究”
该项目针对隔热服热防护性能测试和评估问题,分析测试主要性能指标、必需装备和共性方法,设计并搭建性能测试平台,进行初步的隔热服热防护性能测试,为进一步的测试方法研究和标准研制建立基础。
项目发表研究论文3篇,其中EI检索文章1篇,中文核心期刊文章1篇,“标准科学”文章1篇。
2. 承担国家重点研发计划任务
国家重点研发计划项目“灾害环境下人体损伤机理研究与救援防护技术装备研发及应用示范”项目的“课题7 个体防护装备的人体工效学评价方法和性能检测平台及标准体系研究”的“专题3 个体防护装备标准体系及环境可靠性测试研究”。提出个体防护装备环境可靠性测试方案,构建个体防护装备在高温淋雨环境下的环境可靠性测试平台,研发相应环境可靠性检测技术和评价方法。提出个体防护装备标准体系。
3. 与多家研究机构开展合作
与沈阳标准化研究院共同申报并完成“高温环境中防护服的人体安全时间估算方法验证”项目。
与北京市劳动保护科学研究所共同申报并完成“消防服综合热防护性能测试研究”项目。
与中国安全生产科学研究院共同申报并完成“特定温湿环境下服装对人体体温影响规律实验研究”项目。
五、联系方式