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多功能隔热服 科研改变建筑行业生态

多功能隔热服 科研改变建筑行业生态

香港夏季天气潮湿闷热。根据职业安全健康局数据显示,近年因酷热天气而导致出现生命危险的户外工作案例有逐年上升的趋势。

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陈教授所研发的第二代隔热服集舒适性及功能性于一身,所获奖项包括:2016年第44届日内瓦国际发明及创新技术与产品展金奖、2016年第44届日内瓦中国发明与创新代表团奖、2015年英国皇家特许建造学会国际创新及研究大奖、2015年香港建造业议会创新大奖、2015年香港项目管理学会项目管理研究大奖,以及2015年香港理工大学建设及环境学院院长特设卓越知识转移奖。

建筑工人由于长时间在烈日下工作,需要依靠多方面的降温措施才能安心工作。

为此,香港理工大学(理大)建筑及房地产学系陈炳泉教授、工程师、现任理大学务长、可持续城市发展研究院副院长、安保建造业健康与安全教授,及建筑工程及管理讲座教授,与建造业议会合作,通过科研从降温、排汗及功能等方面着手,研发出最新的建造业隔热服(隔热服)技术及物料,以提高建筑工人在炎热天气下工作的舒适度及安全性。

跨学科物料数据库 配以合成仿真器

为了寻找合适的制作物料,陈教授的团队使用多标准评价机制(Multi-criteria evaluation system),通过了解不同物料的特性,包括厚度、排汗能力、重量等数据,初步为隔热服筛选出合适的物料组合。

之后,团队对每一种物料进行实验室测试,以确保物料特性的参数符合要求,再利用理大研发的物料合成仿真器(Smart Fabric Selector),将不同物料纤维组合起来,以模拟制作出具有所需特性的服装原型。「我们一共测试了30多个物料组合,才得到目前最理想的结果。」

科研数据离不开对人的重视

陈教授明白,要令工人「爱上」这件战衣,不能只靠冰冷的物料数据,还须了解用户的想法,以及符合实际需要的外观设计。为此,团队通过与建造业议会合作,对百来名工人进行了访问。


「我们发现,较年长的工人为了躲避炽热的阳光,他们倾向于穿着长袖衣物工作,而较年轻的工人则喜欢『赤膊上阵』。后者虽然感觉较清凉但却增加了患上皮肤癌的风险。」这些有趣的结果不仅让团队对于物料的应用有更深的了解,还有助于他们设计出具备不同功能的隔热工作服。

「我们将工作服改为有效抵抗紫外光的湖蓝色。内衬则采用了网眼布料以帮助散热,腋下位置还加设了透气隔膜。而在正面及背面的荧光条带上,也附上了通气孔,以便散热。」另外,还引入了Coolmax布料及含纳米成分的物料。这种物料不仅透气度极佳,还具备毛细功能。汗水只能单向上升到物料表面,如此一来,避免热气困在衣物内部,因为物料表层具有极强吸水干透功能,这有助于快速吸收上升到表面的汗水,并通过微风快速吹干。

「隔热服的宽松合身设计方便工人活动及提高穿着舒适度,长裤的两侧也加设了专用口袋,方便放置工具,可谓集舒适性及功能性于一身。」

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参与「气候模拟实验室跑步测试」的工人须进行一系列的热身及间歇式跑步运动,以验证隔热服的功能。

气候模拟实验室跑步测试

在制作出隔热服的原型后,团队邀请了参加计划的工人进行「气候模拟实验室跑步测试」,以验证隔热服的功能。

首先,工人在34.5摄氏度及相对湿度设定为75%的密封实验室里进行热身。然后在环境控制室内休息30分钟,再返回实验室进行热身及间歇式跑步运动。其间,工人须进行间歇性的极端运动,以测试隔热服的各项性能。

研究发现,与传统制服对比,隔热服能有效减少16.7%的生理热应力及28.8%的储热率,吸汗能力也高于棉质。工人试穿后,其核心体温、储热率和皮肤温度均低于穿传统工作服的工人。

象征式收费 有利于不断改进

目前,由理大研发的隔热服以1港元的象征性费用把技术授权给建造业议会。「我本身拥有建筑业背景,当然希望为行业出一份力。当时我极力劝说校方同意这个做法,因为我认为这不仅可以让隔热服得到普及,还可以造福香港。」

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理大也为实验提供支持,让在校园内工作的建筑工人穿着隔热服,体验科研所带来的好处。

象征式收费除了能普及隔热服之外,还可以让理大从建造业议会处获得数据,以不断改善物料和设计。

「自从第一代隔热服推出后,不少工人表现积极,并提出很多想法,例如希望加入抗汗味物料。我们也改进了荧光带的设计,从远处就能分辨出工人正面还是背面。」由于采购流程的简化,现在隔热服上衣的价钱约为58港元,长裤为75港元,价钱十分合理。

在被问及隔热服的商业价值和发展潜力时,陈教授认为这种技术除了能引入到建筑工业上,还可以扩展到其他在户外工作的工种。

无论在政府工程或私人领域,目前隔热服在香港工程领域已相当普及。自2018年起,为了满足工程要求,政府已将穿着隔热服列入到招标条款中,要求投标公司的工人在工程期间穿着隔热服或具备同等功能的服装工作。

根据最新研究显示,87%的建造业工人倾向于穿着由理大研发的隔热服。

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隔热服前后方拥有不同的荧光带设计,从远处就能分辨出工人的正面和背面。

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陈教授拥有建筑业背景,希望隔热服的普及能造福行业。

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