出品 | 焉知

1.前言

人體就是一個小型熱電廠，内部正常溫度為37攝氏度。在大約2平方米大的身體表面上，我們可以測量處于主觀上“感覺良好區域”的人體溫度，該區域既不出汗也不結冰，通常溫度在32到36度之間。

為了保持這種舒适的溫度，身體有一個調節機制。在大多數情況下，身體從内部供熱，以補償表面持續熱輻射造成的熱量損失。如果環境溫度遠低于皮膚表面的溫度，身體必須提供非常大的加熱能量。如果不這樣做，我們就會開始凍結。我們每個人都熟悉所謂的“雞皮疙瘩”，身體試圖模仿不存在的皮毛，但是最終卻徒勞無功。如果沒有這樣的毛皮，我們可以給自己加穿衣服，或者尋找一個更溫暖的環境，通過這種方式身體的熱能再次得到補充。

在相反的情況下，當皮膚的表面溫度升高過高，并且熱量的降低不足以降低表面溫度時，身體開始蒸發表面的水以冷卻皮膚。接下來問題來了，因為很快就會出現環境空氣吸收水蒸氣的速度不如人體需要的那樣快的情況：這時身體就會出汗，也就是說，皮膚表面的水蒸氣濃度會增加得足夠多，以至于形成水滴。

一些水蒸氣可以被衣物吸收，但這實在是太過有限了。如果你坐下，在與座椅的接觸面處，用于上述熱交換的環境空氣量将減少到零，此時身體将水蒸氣和熱量直接釋放到衣服上，并進一步釋放到座椅表面，因為在設計上座椅表面一定會非常貼近身體，因此此時它也可以被視為衣服的一部分。根據上述的分析，我們可以想象，以下面的方式設計座椅的結構是多麼重要，即身體和環境空氣之間的自然熱量和水分交換可以順暢進行，盡可能少地受到阻礙。

2.“被動式”通風

座椅蒙皮材料

今天所有類型的織物材料都具有允許通風功能的結構。但是真皮材料卻很難适配通風功能，這是因為在制造過程中，真皮表面會塗上一層薄薄的PU層。這樣，真皮表面的孔隙就被封閉了，空氣和蒸汽幾乎不可能滲透。因此，一些汽車制造商使用打孔皮革以使空氣和蒸汽可以至少從部分表面滲透出來。如果從造型角度不需要開孔，則可以在塗漆表面進行針刺工藝，即材料表面被刺穿出許多不可見的微型孔。可以想象，這與大得多的可見打孔的通風效果是無法比拟的。

軟泡沫複合層/毛氈材料

複合軟泡沫層的用途，通常用于支撐蒙皮表層材料并改善乘坐性能，原則上，我們并不需要改變它的氣候性能。因為它開放的孔隙結構是透氣的，且有助于将水蒸氣分布在更大的面積上。

毛氈也可以起到支撐作用，正如我們已經說過的，羊毛含量越高，其吸水性越強，最多可以在儲存自身重量30%的水蒸氣。它也有助于運輸空氣和水蒸氣，就像軟泡沫一樣。

3D織物

由于其固有的高剛性，3D織物即使在就座時也能提供非常大的空氣量，這使得它非常容易吸收和傳遞熱量和水蒸氣。特别地，該元件可以實現上述描述的泵送效果，從而實現非常大的空氣交換量。

泡沫

由于我們已經知曉，為了獲得良好的座椅舒适性，我們需要盡可能大的泡沫厚度，并且還了解到泡沫零件在制造過程中會形成結皮，因此很容易想象，要通過這樣的泡沫零件對獲得更多的空氣和水蒸氣并不有利。除非在泡沫零件提供足夠數量和尺寸的孔，空氣和水蒸氣可以通過這些孔逸出。但要同時小心：太多的孔洞會影響座椅舒适性。

坐盆殼

有些座椅在坐盆金屬殼上有一個大的開口，由橡膠帶或蛇型彈簧等彈性元件支撐。從實現空調功能的角度來看，這是非常有利的，因為大部分區域都不會阻礙空氣和水蒸氣的通過。然而，許多座椅配備了完全封閉的坐盆殼。在這裡，重要的是盡可能在與泡沫零件相同的位置提供骨架上的開孔，空氣和水蒸氣可以通過孔逸出。

因為如果在整個空調結構中隻有一個因素阻止通過空氣和水蒸氣，那麼整個傳輸鍊條就會被阻斷，最後會使乘客渾身是汗。

3.“主動式“通風

到目前為止，我們所讨論的空調系統是所謂的被動系統，即基本上利用材料的物理特性來影響透氣效果，例如上述的蒸汽吸收能力或所述泵送效應。除此以外，還可以通過使用所謂的主動空調系統，來進一步改善座椅的透氣性。

循環空氣通風座椅

第一種方案是來自Recaro公司的循環空氣法，該系統通過使用主動工作的元件來實現空氣和水蒸氣的必要傳輸。在這種系統中，靠背和座墊均配有風扇。每個泡沫部件都布置有一個管道系統，風扇通過該系統吸入冷幹空氣，空氣在通過管道系統的過程中，會帶走座墊結構中的熱量和水蒸氣，并在管道的回路将暖濕空氣從座椅中排出。注意這種方案的進氣端和排氣端都布置在座椅的背後或底部，并不在座椅的表面上，也就是不會和乘員身體直接接觸，流動空氣在座椅内部形成一個閉環。

吸風式通風座椅

區别于前一種方案，下面要介紹的兩種方案在座椅表面都開有空氣交換孔，氣道與外界環境是開路聯通的。展開來說，

第二種是吸風式通風方案。

比較有代表性的是戴姆勒-克萊斯勒的主動式吸風空調。整個座椅共安裝了10個風扇，以最短的路徑将空氣和水蒸氣從包覆總成中排出，從而支持我們從被動散熱中了解到的自然效果。需要注意的是，相對于人體實際需要釋放的熱量，當皮膚表面的空氣短時間内吸收了更多的水分和熱量時，我們就會感覺到“拉力”所以此方案的設計要領除了要保證包覆總成具有相應的空氣和水蒸氣滲透率以外，還要注意吸氣劑量的大小，以避免産生“拉拽”的感覺。

吹風式通風座椅

第三種方案是吹風式通風方案。

這幾乎與吸氣原理相反。這種方案的座椅上還是需要風扇，通過泡沫零件的通道輸送空氣。隻是這一次空氣不是背離乘客，而是朝向他吹。其原理如下：

風扇在風道中提供足夠幹燥的空氣。在風道和身體之間有一個自然熱交換的過程。但在乘客坐得很深的地方，幾乎沒有空氣可以通過軟包覆逸出，此處将産生上述的被動過程，其中潮濕的暖空氣被泵入泡沫墊，通過風道它被氣流帶到了不會因為乘客坐着而阻礙出口的位置，最終被排出。更進一步的，可以通過同時安裝加熱裝置實現對空氣的溫度控制，從而防止明顯的氣流感覺，同時加速了皮膚的自然幹燥。這種方案可以在大衆輝騰和奧迪A8中找到。

為了在真皮内飾套件中實現主動空調，必須在皮革上打孔，否則将不會有足夠的空氣和蒸汽滲透性。在這個座位上，整個紅色标記區域都是穿孔的。

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