保暖内衣的保暖原理是什么?如何判断他们是不是真的能保暖?
说一说“保暖内衣”这个词。
这个词是中文叫法,其他答案里贴的 FZ/T 标准也是个纺织行业自己定的推荐标准。在严寒的环境下,很多文章都建议使用三层穿衣法,三层即 base layer,middle layer 和 shell layer。Base layer 对应的就是中文里的“保暖内衣”。
但 Base layer 其实并不主要起保暖作用。最近微博上@毕导 THU 的一篇一个清华博士在供暖前给广大学子最中肯的建议... 很火。
从文中可以看出,和外层衣物相比,内衣的隔热性能就是个渣渣。
其实 base layer(保暖内衣)的主要功能是排汗,因为最外层的防风层通常不太透气,会防止水分蒸发带走热量,那么贴身的衣服不吸汗会很难受。所以买“保暖内衣”,应该以贴身、吸汗、透气,外加不会引起皮肤不适为主要选择目标,而不是保暖性能,或者广告里宣称的其他功能。除非你只穿着它出门晃荡。
中间层(middle layer)才是绝热保温的主力。
在常见材料里,羽绒是最轻的,同样重量比它的效果最好,缺点是比较臃肿。
也可以用一些哺乳动物的绒毛,比如山羊绒(cashmere),马海毛(mohair),骆驼绒(camel hair),羊驼绒(Alpaca wool)等等来做衣服,一些人造纤维材料比如 Thinsulate 也类似。它们可能在同样厚度的效果比羽绒更好,但重量就要比羽绒重了。
在 到底什么材料的衣服是最保暖的? 这个问题里有回答贴出了使用 Aerogel(气凝胶)来做绝热层的防寒服,这不算是一种常见的的材料,所以这大概是衣物里用到的保温性能最好的东西,既轻又薄。
传热的原理无非传递、对流、辐射,只考虑前两者的话,真空最绝热。一般固体的热传递都太快,所以绝热性能好的材料密度一定都不大。但固体材料的密度低到一定程度之后,材料中空气的热对流开始在材料导热中占的比重显著增大。Aerogel 本身可以做到非常轻,但它的绝热性能之好并不是因为特别轻,而是因为孔径非常小,使得气体分子的移动模式变成 Ashley Knudsen diffusion,显著降低了 Aerogel 中空气的热传导。(因为热辐射的存在,还有高真空度不容易持久,现有的材料里,实际可以应用的,大概绝热最好的应该是真空封装的 Aerogel。)
外层(shell layer)的主要作用是防风,防水,另外防止内层的水分蒸发过快,带走热量。所以外层是否保暖,一是纤维的织法,二是看袖口、裤腿、下摆等地方有没有松紧带可以收紧,拉链或者扣子那一排有没有多余的布料,防止空气流动。下摆如果不能用松紧带(不美观),那就像大衣一样做长一些,也可以比较有效。
类似的原理,扎围巾也可以防止领口的空气流动。最后保暖也别忘了帽子口罩手套袜子这些。