從前天寫完P棉的衣服,n多人要我講保暖問題,看來即使作為驢友,還是有很多人搞不清應該買什麼衣服才算暖和,更别提驢友老婆們了。看來是時候寫這麼一篇文章了:
注意,這一篇是理論篇,驢友老婆們可以不看,直接看下一篇《“推薦一件暖和的衣服”(品牌篇)》。
什麼是暖和,什麼是冷?人體着裝的舒适程度是一種人體主觀感覺,目前無法用物理量來直接表示。為了能把主觀感覺定量化,舒适性研究采用了心理學标尺,将人體主觀感覺分級。目前使用的心理學标尺主要以下幾種标尺:
冷暖的心理學标尺:
Houghton3點标尺:暖、舒适、涼
Goldman5點标尺:熱、暖、舒适、涼、冷
Bedfort7點标尺:過分暖和、太暖和、令人舒适的暖和、舒适、令人舒适的涼快、太涼快、過分涼快
ASHRAE7點标尺:熱、暖、稍暖、舒适、稍涼、涼、冷
Mcginnis13點标尺:特别冷、凍僵、非常冷、冷、不舒服的冷、有些冷無不舒适感、不冷不熱較舒适、有些熱無不舒适感、不舒适的熱、熱、非常熱、極熱能忍受、熱得惡心發暈
人是怎麼維持體溫的:
由于人是恒溫動物,為了維持體溫,在人體感受到寒冷後,人體交感中樞會使血管發生收縮,阻止熱量從身體内部大量傳導至皮膚;而下丘腦的體溫調節中樞則會使出汗停止,阻止蒸發散熱。如果這時候還是冷,來自皮膚和脊髓的冷信号會刺激下丘腦後部的寒戰運動中樞,引起全身骨骼發生非節律性的顫動使人體熱量增加,俗稱打哆嗦。
打哆嗦還不夠提升熱量,那就隻能穿衣服了。
順便說一句,人體在高溫環境下散熱,是一個相反的過程。X-Bionic的新魔法技術就是利用這一原理來欺騙大腦,提前散熱:
由于人體一直在産生熱量,所以寒冷天氣下衣物的作用就是防止熱量流失,阻止熱傳遞,維持在人體軀幹附近的空氣層舒适小氣候,這個小氣候是溫度為32℃左右,濕度在50%左右。
衣服傳遞熱量的形式主要有四種:衣物固體纖維傳導、纖維間的空氣對流傳導、熱輻射傳導、汗液蒸發傳導。這裡面隻有汗液蒸發傳導是單向的,隻要出汗,就會散熱。
由于人體主要靠汗液調節與外界的熱平衡,所以及時排汗也是影響人體舒适度的一個重要指标,汗排不出來,就會悶。這就是涉及到服裝的濕傳遞性能。
說了這麼多,那麼
什麼衣服保暖?衣服保暖的最大因素,就是面料。什麼面料暖和,什麼面料不暖和?這玩意不是公說公有理婆說婆有理滴,是有科學數據滴!數值不是萬能的,但沒有數據是萬萬不能的。
目前國際上最常用的衣物保暖的指标是CLO值(克羅值),其值越大保暖性越好。
什麼是CLO值?
1941年,A.P.GaggC 和 A.G.Burton 提出服裝隔熱保溫指标——CLO值,
指一個安靜坐着或從事輕度腦力勞動的人(代謝産熱量為209.2 KJ/㎡·h),在室溫21℃,相對濕度小于50%,風速不超過0.1m/s的環境中,感覺舒适時,所穿衣服的熱阻值為1CLO。
CLO值與其他單純物理指标相比,還考慮到了人體的生理參數、心理感覺和環境溫、濕度及風速條件,易被非專業人員(特别是當時二次大戰中的軍隊後勤決策人員)所理解,是一個裡程碑式的研究結論。
所謂 其他單純物理指标 ,有我們比較熟悉的熱阻值(R值),經常出現在我們用的防潮墊上 :
熱阻值R的定義是:在指定的溫度下,某種材料在單位面積上阻止熱量穿過的能力。材料的R值越高,保溫性能越好。
R值的單位是 m2.K/W(英制:ft2.hr.F/BTU)
R值和材料厚度具有線性關系,連續的絕熱材料的R值可以相加。
真空隔熱闆具有最高的R值可達約45
aerogel氣凝膠排第二約為10
polyisocyanurate泡沫塑料和phenolic泡沫塑料約分别為8.3和7
Z-lite所使用的材料是聚乙烯,R值約為3
雪的R值約為1
完全靜止的空氣R值大約為5,但隻有要1厘米或者更大一點的空間就可使空氣流動形成熱對流,其R值迅速降至約為1
常見防潮墊R值如下:
Therm-a-Rest MondoKing R11.4
Exped Downmat 9 R8
Exped Downmat Winterlite R7
Therm-a-Rest Luxury MAP R6.8
Exped Synmat 12 R6
Exped Synmat 9 R6
Therm-a-Rest NeoAir Dream R6
Exped Downmat 7 R5.9
Exped Downmat UL 7 R5.9
Big Agnes Double Stuffed Double Z R5.8
等等
CLO值和R值的單位相同,但是CLO值和人體的舒适程度相關。CLO 值大緻上相當于R值的1.136倍,CLO = R × 1.136 。
這裡有一個根據 ISO 9920 : 1995 ( E )對各種衣物所做的 CLO 值測試:(單位是clo/oz/m² )
裸體 0 clo
Cotton 0.04 clo
Merino wool 0.084 clo
POLARTEC 100, 200, 300 series, Classic micro 0.16 clo
Polartec Thermal Pro high loft Mid 0.185 clo
Polartec Thermal Pro high loft Extreme 0.210 clo
Thermolite 0.3 clo
Thinsulate 0.33 clo
Thinsulate Ultra 0.39 clo
Thermolite Micro 0.49 - 0.53 clo
Thermolite Pro 0.5 clo
Primaloft Infinity 0.57 clo
Primaloft One (old) 0.84 clo
Thinsulate Lite Loft 0.84 clo
Primaloft One(Gold) 0.92 clo
Down (625 fill) 0.92 clo
Down (800 fill) 1.68 clo
Down (850 fill) 2.53 clo
等等
怎麼看待這個CLO值列表?
這些數據是一個網站backpackinglight所做的,本身的數值争議比較大,比如850F羽絨保暖遠超800F羽絨。所以僅作為參考。
首先是這個單位數值,clo/oz/m²,意思是在每平方米平鋪1OZ重的服裝面料來測算CLO值,總體說是以單位重量來衡量的,計算的并不是同樣厚度(體積)的衣物的保暖能力。因為這裡都是戶外服裝的材料,要講究輕量化指标,而不是日常穿着的休閑服裝。
如果按照厚度來測算,應該又是另一種排名,比如羊毛密度非常大,薄薄的一層可以做到非常緻密,而因蓬松而保暖的羽絨如果做成衣服跟内衣那麼薄,保暖顯然不強。
然後這些面料都是沒有經過洗滌的,是理想狀态下的全新面料,沒有考慮老化等因素。
再有就是這都是幹燥狀态下的衣物,沒有測算打濕後的衣物保暖能力,比如羽絨被打濕後保暖能力幾乎消失,而P棉打濕後保暖能力下降極小。
還有就是,衣服并不是由一種材料制成的,比如羽絨服和棉服,外皮是否采用防風材料,差别就很大。
最後,有一些本身具有紅外熱輻射特性的材料沒有進入列表,比如日本的Flethermo。
不同活動強度下穿多厚?
由于CLO測算中的服裝都是沒有經過洗滌的,所以美帝又發布了ANSI/ISEA 201-2012 《冷環境下保暖服裝分級》标準,經過洗滌之後的衣物使用假人測試數值。分級如下:
保暖級别——服裝CLO值
6 ——————≥3.5
5 ——————3-2.49
4 ——————2.5-2.99
3 ——————2.0-2.49
2 ——————1.5-1.99
1 ——————0.75-1.49
根據這個分級,不同活動強度下,不同保暖值衣服适用的氣溫圖表如下:
2MET指輕度活動,如自由散步、拖地、常規駕駛車輛等輕度手工作業;4MET指高強度活動,如爬樓道、慢跑、挖坑等。
可以看出,活動強度越高,需要的服裝保暖要求越低。這和我之前一篇文章所講的原理是對應的。
CLO值列表裡的衣物材料都是什麼?有什麼特性?
回到CLO值列表,我們來看看:
我們認為非常暖和的純棉,在保暖上隻能呵呵呵:
那麼棉做内衣如何呢?
不可否認棉的吸濕性能好,穿着舒适,但當人的出汗量大時,棉排汗差,幹燥慢,而且緊貼在皮膚上造成一種冷濕感,在戶外活動中被稱為死亡面料。
最近迅速崛起的運動品牌Under Armour的廣告詞就是:
美利奴羊毛單位重量的保暖能力是棉的兩倍!不過羊毛密度太大了,所以按照單位重量來算很吃虧。
美利奴透氣保暖,體感舒适,天然抗菌而無靜電,但是美利奴不耐磨,容易起球。
目前以美利奴為主打面料的戶外品牌有Icebreaker、Smartwool、IBex,各大服裝廠的内衣系列也都有美利奴産品。IBex等廠商不再堅持采用美利奴羊毛作為唯一原料,開始使用Polartec最新推出的PowerWool材料,增強了速幹性能。
美利奴的衣服一般以g/㎡作為厚度分級,200g以下一般是超薄甚至是短袖,200g的則多為長袖内衣,260g的内衣屬于冬季穿的厚内衣,300g以上就已經是針織衫和外套了。
而Bridgedale戴橋等戶外襪品牌也喜歡使用美利奴和其他材料混紡。
POLARTEC,是美國 Malden Mills公司推出的紡織品材料品牌,抓絨行業的霸主。1979年,超過百年曆史的MALDEN MILLS發明了全球首塊搖粒絨(FLEECE),将其命名為POLARTEC FLEECE。經過不斷改良及發展,現在POLARTEC産品系列已有超過200種不同面料,并被《時代周刊》及《福布斯》雜志譽為世上100種最佳發明之一。現在POLARTEC更是涵蓋了内衣、抓絨、人造棉、軟殼、硬殼各種面料。
列表中的POLARTEC CLASSIC100、200、300和Micro,顯然是一種面料的不同厚度而已,克重是一樣的,這是POLARTEC最基礎,也是使用最廣泛的抓絨面料系列。
這個咱也團過。
Thermal Pro high loft 是Thermal Pro系列裡的一種,也就是各家“毛猴”的基本面料,外觀是标志性的長毛絨:
Thermal Pro也是美帝軍隊ECWCS擴展型寒冷氣候士兵着裝系統的L3層,它保暖、透氣,速幹,柔軟,壓縮性好,被打濕後也可以保持很好的保溫性。
Polartec 也有人造棉産品 Alpha:保溫性能和Thermal Pro相當,強調透氣。
Thermolite:杜邦推出的新型纖維(目前杜邦被INVISTA英威達收購),采用了類似北極熊毛的中空纖維材質。這個紅色溫度計的Logo随着這種高性能纖維廣泛出現于各種服裝上面,包括棉衣、褲子、襪子、鞋、手套等,以及充氣墊:
Polarguard :是 INVISTA英威達公司的另一款化纖棉,由大孔聚酯長絲纖維棉網層疊組成。 和其他各種人造棉一樣,Polarguard随着使用時間的增加,保暖性能會慢慢降低,但它們有羽絨睡袋所沒有的一個優點,就是打濕後還能殘存一部分保暖性能。由于性能全面落後,近幾年Polarguard産品已經難覓蹤迹。
Thinsulate 新雪麗:1978年誕生于美國,3M公司專為美國海軍陸戰隊的保暖服裝設計研發,1988年進入民用市場。和Thermolite相比,Thinsulate更像是一種“棉”,也被簡稱為T棉,大量運用于棉服、滑雪服、雪地靴等服裝,以及家用棉被:
Primaloft:簡稱P棉,是美國Al-bany International公司生産的一種非常好的超柔軟拒水性超細纖維,也是目前世界上綜合性能最好的人造棉,最早也是為美帝陸軍所開發。可以看到在列表上P棉保暖性能基本打壓着T棉各種産品型号,當然價格也更感人。
目前P棉分為GOLD、SILVER、BLACK三大系列,并采用了新LOGO,代替之前的One、Sport、Lite,并且每個系列下面又分出很多型号。
P棉三個系列各有所長,比如Primaloft SILVER/Sport 的保暖性雖然不如GOLD/One,但是透氣性卻提升了50%,被用于ECWCS擴展型寒冷氣候士兵着裝系統的L7層。Primaloft GOLD/One 的COL值則高達0.92,達到了600F羽絨的級别,潮濕狀态下仍非常難得的保持到0.9。
而Primaloft目前又涉足羽絨領域,推出了拒水絨混合P棉的産品,壓縮性、透氣性與鵝絨相當,速幹性能則4倍于普通羽絨。其GOLD系列是70%的750F羽絨混合30%P棉。
戶外裝備平替:始祖鳥排骨羽絨的替代品巴塔哥尼亞P棉 micro puff
前幾天鞋的,P棉,同時咱粉絲也團的挺嗨的。拿到的來着留個言,謝謝感受呀。
Climashield:C棉,也是當年符合美國軍品采購的規定後來漸漸被淘汰的人造棉之一,總部在田納西,跟Polarguard一樣在耐壓性方面有一點優勢。
Coreloft:ARCTERYX始祖鳥自家的人造棉,據說就是Climashield改造而來,由長纖維和短纖維組成,有較好的抗壓性和篷松度。
Exceloft:Montbell自家的人造棉,使用8D空心纖維和0.8D微纖維,彈圈折合式纏繞而成,彈性及耐壓方面表現很好。
Thermic Micro :MHW大螺母自家的人造棉:
羽絨:上面講了這麼多,很容易看出來,目前保暖服裝基本分為棉、羊毛、化纖(抓絨和人造棉)、羽絨這四大類。在科技如此發達的今天,羽絨仍然是人類能找到的最好的服裝保暖材料。
羽絨是一種動物性蛋白質纖維,羽絨球狀纖維上密布千萬個三角形的細小氣孔,能随氣溫變化而收縮膨脹,産生調溫功能,可吸收人體散發流動的熱氣,隔絕外界冷空氣的入侵。
現代羽絨服的發明者是Eddie Bauer,這是一個人,也是一個品牌。Eddie Bauer1940年申請注冊了第一個關于羽絨服的專利,将棉被上使用的绗縫技法用到了尼龍面料上,解決了羽絨下滑堆積的問題。
羽絨服的保暖能力,一般看三個指标:蓬松度、含絨量、充絨量。
蓬松度(Filling Power):指的是在一定條件下每1盎司羽絨所占體積立方英寸的數值。如1盎司的羽絨所占的空間為600立方英寸則稱該羽絨的蓬松度為600F。羽絨的蓬松度越高,說明在同樣充絨量下的羽絨可以固定更大體積的空氣層來保溫和隔熱,所以羽絨的保暖性越好。
在非戶外品牌中,一般不标注蓬松度,使用500F已經是豪華産品了;而在戶外品牌中,600F隻是入門,800F屬于高端,而上面還有900F、1000F的頂級産品。
由于歐标和美标的檢測标準不同,一般會有50F左右的差距,一般歐标750F的羽絨,約等于美标800F。
含絨量(down content):是羽絨裡面絨的比例,一般以百分數的形式表示。如羽絨服的含絨量在80%,表明其中羽絨的含量是80%,羽毛的含量占20%。但由于需要羽絨片作支撐,含絨量最高也隻有95%,達不到100%。
羽絨是很脆弱的,又是手工采集拔下來的,一團羽絨裡,除了大顆的絨朵,還免不了夾雜着小絨朵、羽毛、羽毛掉落的羽絲、絨朵掉落的絨絲。蓬松度和含絨量有一定關系,但又和絨朵大小不一定成正比,即使是高蓬松度的羽絨服裡,也不可能全是大顆的絨朵。
羽絨中的絨朵與絨絲的比例高低會影響羽絨的蓬松度高低。羽絨中的絨朵比例越高,蓬松度就越好,羽絨的質量也越好,反之,羽絨中的絨絲比例越高其蓬松度就越差。
充絨量 指一件羽絨服填充的全部羽絨的重量。簡單來說,蓬松度和含絨量決定了羽絨有多好,而充絨量決定了羽絨服有多厚。
簡單用一個公式,就是羽絨服的保暖能力≈蓬松度×充絨量。
同樣尺碼的情況下,A羽絨服填充了100g的800F羽絨,B羽絨服填充了180g的800F羽絨,C羽絨服填充了180g的600F羽絨,那麼保暖能力肯定是B>A,B>C。
那麼A和C比呢?根據CLO值來算,A大概是1.68×100=168,C大概是0.92×180≈167,兩者基本是差不多的。
另外幾個關于羽絨服的問題:
過量充絨并不保暖:
在一定的空間内填入多少羽絨,對于保暖性能非常重要,實驗證明,如果設計不合理,在一件羽絨服内充入過多的羽絨,反而會影響蓬松度,引起保暖性能的下降。
羽絨服的結構:
蓬松度是一個實驗室數據,而羽絨做成羽絨服之後,絨會受到羽絨服結構的影響,羽絨服一般分為一針透的雙層夾片結構和有立襯的盒式結構。雙層夾片結構是直接将内外兩層面料夾住中間的羽絨縫合,在縫線處形成了冷點,絨室也小,一般用于低充絨量的羽絨服。盒狀結構是立體的,加以立襯,屏蔽了冷點,單個絨室也能充入較多的絨,但整衣的重量有所增加,而且絨室相互封閉,充絨難度大效率低。
拿起羽絨服逆光觀看絨室之間的縫線處,一針透的雙層夾片結構可以明顯分辨出來,用手捏住内外兩層面料分開拉,也可以很輕易的感覺到有沒有立襯:
Montbell的幾款羽絨服巧妙地采用了L形非封閉結構的絨室,既固定了羽絨,又減少了縫點,是非常好的設計:
鵝絨和鴨絨:
鴨絨(左)和鵝絨(右):
微觀差異:鴨毛絨的棱節較大,呈三個一組,較有規律地排列于小羽枝末端,棱節間距離較短,約等于棱節的長度。
白鵝絨:
白鴨絨:
灰鴨絨:
味道差異:鴨子屬于雜食性動物,鴨絨的油脂含量較多,普遍帶有一種腥臊味,鵝的飼料以植物性為主,鵝絨油脂含量少,幾乎沒有異味。但是鵝絨、鴨絨的生産加工過程都是一樣的,符合标準的鵝絨、鴨絨都是無味、無害的,而有異味的鵝絨、鴨絨都是不符合标準的。
據業界人士說,20天左右的小鴨怎麼水洗都會有一點味道,40天的大鴨就沒什麼味道了,一年的種鴨更不用說了
蓬松度差異:鵝絨絨朵稍大,蓬松度比鴨絨的略高,鴨絨隻能達到700F,但是如果都是700F,鵝絨鴨絨保暖性能相差不大,而其他各項指标均差異不大。
價格差異:鴨絨一年最多可以産3季,但鵝絨一年隻産1季,且每隻鵝的産絨量較小,養殖成本也高,所以鵝絨價格要比鴨絨價格高許多。
耐洗滌差異:鴨絨含有的油脂多,對羽絨來說是一個保護層,可以讓鴨絨在多次清洗依然保持良好的蓬松度。而鵝絨含有油脂少,不耐水洗,水洗次數多易導緻絨絲與絨核分離,絨絲增多,蓬松度下降。
所以,不能簡單地認為鵝絨比鴨絨好,關鍵取決于所采購的鵝絨與鴨絨的羽毛質量,其次要看對鵝絨與鴨絨在加工過程中的工藝流程,以及質量控制的手段。
羽絨服的面料:
對于戶外羽絨服來說,追求的是性能和輕量化,所以首選尼龍,而滌綸Polyester面料的一般是低檔産品。當然休閑品牌不受此限制,會使用豐富多彩的各種面料作為羽絨服的外皮,比如毛呢、皮革、棉布等,但休閑品牌一般也不會提供高蓬松度的羽絨。
目前世界上的羽絨尼龍面料中,最好的是英國Pertex的産品,另外還有日本東麗Toray等。
Pertex Quanum是Pertex最好的羽絨和棉服面料,輕薄,強度高,且防風。
如果一件羽絨服不知道充絨量,但你判斷它的面料很輕薄,整體仍然比較重,那麼就是充絨量較高,比較保暖。如果一件羽絨服是重在了皮子上,那麼即使整體很重,充絨量可能也不容樂觀。
在更惡劣環境使用的羽絨服和棉服,則使用有薄膜的軟殼面料,比如windstopper,甚至是硬殼面料,比如Pertex shield、Gore-tex等:
解決了風寒效應,我們再來看水寒效應:
由于羽絨被打濕後保溫性能會迅速下降,解決液态降水可以直接采用防水面料做外皮,但是重量增加,且透氣性下降。但是遇到濕度特别大的環境,潮氣是無法隔絕的,另外人體排出的汗水和水蒸氣也會由内而外打濕羽絨,解決羽絨服防水成了各大廠家急需解決的問題。
有些廠商在腋下等容易淋雨以及出汗的地方采用人造棉。
有些廠商使用前面提到的Primaloft的拒水絨混合P棉。
有些廠商就直接使用拒水羽絨了。
關于拒水絨:
2012年底,Sierra Design 率先推出了DriDown拒水絨,使用了類似衣物的防潑水處理對每根絨做處理,使其表面覆蓋一層拒水膜,使得羽絨不易被打濕,打濕之後幹燥的速度也大大提高。
之後各大品牌紛紛推出拒水絨産品,Millet、 Kathmandu、First Ascent、Big Agnes、Dynafti、LLBean等采用Down Decor開發的DownTek Zero,Rab使用Nikwax推出的Hydrophobic Down,杜邦直接叫Teflon Down,MHW使用自家的的Q.Shield Down,TNF叫做ProDown,Berghaus叫Hydrodown,BD、始祖鳥之類也都有。
這是我拍的拒水絨的效果展示,來自冰焰®提供的絨樣:
總結一下吧:羽絨是靜态保暖的王者,而polartec的抓絨是号稱動态保暖的王者。我的切身體會就是國内能買到的千元内的低端羽絨在江浙滬一帶濕冷的冬季根本不适用,薄的不擋風,刺骨的寒冷還是會鑽進來,厚的穿了太悶,在江南地區排濕性差。所以江南地區的濕冷最好是靠防風抓絨或者c棉p棉t棉。
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