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空气与保暖
双击自动滚屏 发布者:zq1229 发布时间:2021/1/8 12:47:14 阅读:34次 【字体:
 
空气与保暖
关键词:人体热平衡、透气保暖、热传导、热对流、热辐射、衣物材质、热导率、克罗值

描述:人类作为恒温动物,达到热舒适性最基本的条件是维持人体热平衡、要达到保暖效果,冬服需要阻止体表向外界低温环境进行热量转移,包括热传导、热对流、热辐射等方式、对于既定的衣物而言,纤维间能夹持的空气越多,空气越静止,服装的保暖性越好。热绝缘效果好的一定是静止的空气,而不是流动的空气,最适宜的空气厚度对于保暖来说是非常重要的。衡量服装或保暖材料保暖性能的指标可以采用一般是克罗值(clo)来表示。克罗值越高,表明隔热能力越强,保暖效果越好。该值越高,表明隔热能力越强,保暖效果越好。


人类作为恒温动物,达到热舒适性最基本的条件是维持人体热平衡,即自身产生的热量和向环境散失的热量之间能量交换的平衡。当气温较低的时候,我们新陈代谢产生的能量会向环境耗散,如果服装的保暖性差,人体就会散热过多,产生热亏损,导致体温下降。
要达到保暖效果,冬服需要阻止体表向外界低温环境进行热量转移,包括热传导、热对流、热辐射等方式。
人类漫长的服装发展史上。除了天然材料,例如棉、麻、丝、毛皮、羽绒等等,人工合成的纤维在纺织品中的占比也在不断增大。衣物材质的进化史,不仅是丰富衣物色彩的过程,还是提升衣物保暖性能的过程。那么,如何识破形形色色的套路,鉴别出真正保暖性能优良的冬季装备呢?
对于冬服而言,人们往往在这些材质的基础上,选择厚度较高的产品,仿佛厚度和暖和之间有某种神秘的联系。然而,材质的选择相较于厚度,往往更为重要。
穿得厚并不意味着保暖 
棉花和羊毛都是较轻较细、中空度较高的纤维,在透气保暖方面性能优异。而原料是聚酯纤维(polyester),经多道复杂工序加工处理而成的摇粒绒,可以说在各方面模仿了羊毛,不仅质地轻盈,其御寒能力更是羊毛和棉花的2-4倍。羽绒自不必说,作为一种来源于鸭或者鹅等水禽动物的天然蛋白质,在保暖材料中绝对占据着不可替代的位置。
摇粒绒
鸭绒和鹅绒在形态上的差异,导致了其保暖性能上的优劣。鸭绒和鹅绒均以半球状的绒朵的形式存在。一般情况下,呈散射状球形的朵绒绒朵的蓬松性和保暖性较好。鹅绒比鸭绒保暖效果更佳的原因就在于鹅绒的绒朵一般比鸭绒的大。然而,当你选择羽绒服时,不能仅凭鸭或者鹅两个字就做出判断。因为大一些的鸭子,它们的绒朵会比仔鹅的绒朵要大。
热导率,保暖的秘密
热导率是单位面积、长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的热量。因此,冬服材质的热导率一般都比较低,其中羽绒的热导率更是低于棉花和羊毛。根据热导率的定义,我们也就很容易理解,厚衣服由于增加了导热的长度,从而降低热量的传递。

要说什么东西热传导率最小,那就是静止的空气。对于既定的衣物而言,纤维间能夹持的空气越多,空气越静止,服装的保暖性越好。棉花也好,羊毛也罢,其中空的纤维可以固定较多的空气,使保暖的空气保温层包覆身体;羽绒纤维的比表面积很大,黏附静止空气的表面积也大。想象一下前面提到的蓬松朵绒,就能感受到空气被朵绒的绒朵纤维抓住的温暖触感。另外,经常被消费者视为“廉价货”的腈纶材料,反而更容易吸附空气,所以在制造“空气保温层”的能力方面也非常出色。哪种材料具有固定静止空气层的能力,哪种材料便在保温候选中占有一席之地。
是不是空气层越厚越好呢?答案是否定的。空气层厚度非常低的时候,保暖性也很低;空气层厚度超过一定值以后,保暖性又会下降。这主要是由于太多的空气会开始流动,形成热对流,增加了散失的热量。需要强调的是,热绝缘效果好的一定是静止的空气,而不是流动的空气。穿着一件厚厚的羊毛衫站在零下10度的寒风中,绝对冻到怀疑人生。当身体释放的热量加热了衣服纤维间固定的静止空气,我们觉得很温暖。但吸收热量后的空气,密度会降低,于是会自动上升。空出来的地方就会被旁边的冷空气补充,在形成对流的同时,人体周围的空气一直是冷的,当然就会感到寒意。所以,最适宜的空气厚度对于保暖来说是非常重要的,这也就是为什么羽绒服要保证一定的充绒量。


 不过,在这里要提醒一句,即使将每种材质的热导率告诉你,也不能单纯以它来判断一件成衣的保暖性。因为同一种材质,其制成纤维的工序不同,得到的纤维结构会不同;同样的纤维,编织方法不同,衣物的保温性能也会相去甚远。

衡量服装或保暖材料保暖性能的指标可以采用一般是克罗值(clo)来表示。克罗值越高,表明隔热能力越强,保暖效果越好。该值越高,表明隔热能力越强,保暖效果越好。以某吸湿发热保暖内衣系列而言,三个级别(普通款、倍舒暖、高舒暖)的克罗值分别为0.193、0.236、0.349,而服装表面滞留空气层的克罗值为0.78。看起来即使穿上三套也就勉强超过了一层滞留空气而已。不过,为什么它的保暖效果感觉非同寻常呢,这是因为它采用了多种复合材料,多管齐下:人造丝吸湿性较强,主要用来吸收人体的水蒸气并将其转化为热能;聚酯则保证了汗液能较快烘干;腈纶负责吸附空气,制造“空气保温层”。
选择保暖效果好的服装的通用原则:
第一,选择天然羊毛或人工聚酯类纤维的衣物,这些衣物制作冬服确实有先天的优势,即材质本身的热导率比较低。在选择羽绒服的时候,鹅绒绒朵相较鸭绒绒朵较大,能固定更多的静止空气,保温性能会得到提升;
第二,一定厚度的衣物是保暖的前提,毕竟厚度的增加会降低热量的传导。即使臃肿一些,但穿得厚仍然是最朴素的保温方法;
第三,多重衣物叠穿,是增加空气层的好办法,但请记住要增加静止空气层
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