Утеплитель одежды - Clothing insulation

Утеплитель одежды это теплоизоляция предоставленный одежда.^[1]^[2]

Даже если основная роль одежды - защита от холода, защитная одежда также существует для защиты от тепла, например, для металлургов или пожарных. Что касается теплового комфорта, то рассматривается только первый случай.

Механизмы утепления

Есть три вида теплопередача: проводимость (обмен тепла через контакт), конвекция (движение жидкостей) и радиация.^{[нужна цитата ]}

Воздух имеет низкий теплопроводность но очень мобилен. Таким образом, для защиты от холода важны два элемента.^{[нужна цитата ]}:

создание слоя неподвижного воздуха, служащего изоляцией, с помощью волокна (шерсть, мех и так далее)^{[нужна цитата ]}
предотвращение проникновения ветра и замена слоя теплого воздуха рядом с телом^{[нужна цитата ]}

Еще один важный фактор - влажность. Вода лучше проводит тепло, чем воздух, поэтому, если одежда влажная - из-за пот, дождь или погружение - вода частично или полностью заменяет воздух между волокна одежды, вызывая тепловые потери из-за теплопроводности и / или испарения.^{[нужна цитата ]}

Таким образом, теплоизоляция оптимальна при использовании трех слоев одежды:

слой около тела для гигиены (меняемый чаще, чем остальную одежду), роль которого заключается в избавлении от пота, чтобы он не оставался на коже;^{[нужна цитата ]}
внешний плотный или сплетенный слой в качестве ветровка, обычно тонкие - если есть риск выпадения осадков, он должен быть непроницаемым; идеальным вариантом является ткань, которая задерживает капли воды, но пропускает водяной пар, чтобы удалить испарившийся пот (такие ткани, как говорят, «дышат») ;^{[нужна цитата ]}
а между ними - «толстый» слой, который задерживает воздух и предотвращает контакт между кожей и ветрозащитным слоем (который, будучи тонким, приближается к температуре окружающей среды).^{[нужна цитата ]}

Три слоя воздуха между кожей и внешним слоем также играют изолирующую роль. Если одежда плотно прижата (например, лямками рюкзака), изоляция в этих местах будет хуже.^{[нужна цитата ]}

Единицы и измерения

Изоляция одежды может выражаться в Clo единицы.^[3] Clo имеет то же самое размеры как Значение R используется для описания изоляции, используемой в жилом и коммерческом строительстве.

1 кл = 0,155 K ·м² ·W⁻¹ ≈ 0,88 R (где R означает футов²·° F ·час /БТЕ )

Это количество изоляции, которое позволяет человеку в состоянии покоя поддерживать тепловое равновесие в окружающей среде при 21 градусе.° C (70° F ) в нормально вентилируемом помещении (движение воздуха 0,1 м / с).

Есть несколько способов определить утеплитель одежды, обеспечиваемый одеждой, но наиболее точным является: ASHRAE Основы - это измерения подогреваемые манекены и по активным предметам. Затем уравнения могут использоваться для расчета теплоизоляции. Поскольку изоляцию одежды невозможно измерить для большинства обычных инженерных приложений, можно использовать таблицы измеренных значений для различных комплектов одежды.^[3]Согласно стандарту ASHRAE-55 2010, существует три метода оценки изоляции одежды с использованием представленных таблиц.

Если рассматриваемый ансамбль достаточно хорошо сочетается с одним из Таблица 1, можно использовать указанное значение внутренней изоляции одежды;
Допустимо добавлять или убирать одежду на Таблица 2 из ансамблей в Таблица 1 оценить теплоизоляцию ансамблей, различающихся составом одежды;
Можно определить полный ансамбль одежды как комбинацию отдельных предметов одежды, используя Таблица 2.^[1]

Другая используемая единица - "тог":

1 тог = 0,1 K ·м² ·W⁻¹ ≈ 0,645 кл.

1 кло = 1,55 тг

Название происходит от слова «togs», английского сленга, обозначающего одежду.^[4]

Ансамбли и швейные изделия

Таблица 1 - Типовая изоляция для комплектов одежды^[3]
Описание ансамбля	я_cl (кло)
Шорты для ходьбы, рубашка с короткими рукавами	0.36
Брюки, рубашка с короткими рукавами	0.57
Брюки, рубашка с длинными рукавами	0.61
То же, что и выше, плюс пиджак	0.96
То же, что и выше, плюс жилет и футболка	0.96
Брюки, рубашка с длинными рукавами, свитер с длинными рукавами, футболка	1.01
То же, что и выше, плюс пиджак и длинные штаны нижнего белья.	1.30
Спортивные штаны, спортивная рубашка	0.74
Пижамный топ с длинными рукавами, длинные пижамные брюки, короткий халат с рукавами 3/4, тапочки (без носков)	0.96
Юбка до колен, рубашка с короткими рукавами, колготки, сандалии	0.54
Юбка до колен, рубашка с длинными рукавами, полная комбинация, трусики	0.67
Юбка до колен, рубашка с длинными рукавами, полукомбинезон, трусики, свитер с длинными рукавами	1.10
Юбка до колен, рубашка с длинными рукавами, полукомбинезон, трусики, пиджак	1.04
Юбка до щиколотки, рубашка с длинными рукавами, пиджак, трусики	1.10
Комбинезон с длинными рукавами, футболка	0.72
Комбинезон, рубашка с длинным рукавом, футболка	0.89
Комбинезоны утепленные, термобелье с длинными рукавами, низ нижнего белья	1.37

Таблица 2 - Изоляция одежды^[3]
Описание одежды	я_cl (кло)	Описание одежды	я_cl (кло)
Нижнее белье		Платья и юбки
Бюстгальтер	0.01	Юбка (тонкая)	0.14
Трусики	0.03	Юбка (толстая)	0.23
Трусы мужские	0.04	Без рукавов, овальный вырез (тонкий)	0.23
Футболка	0.08	Без рукавов, овальный вырез (толстый), т.е. джемпер	0.27
Полуслип	0.14	Платье-рубашка с коротким рукавом (тонкое)	0.29
Длинные штаны нижнего белья	0.15	Платье-рубашка с длинным рукавом (тонкое)	0.33
Полное скольжение	0.16	Платье-рубашка с длинным рукавом (плотное)	0.47
Длинный верх нижнего белья	0.20
Обувь		Свитера
Спортивные носки до щиколотки	0.02	Жилет без рукавов (тонкий)	0.13
Колготки чулки	0.02	Жилет без рукавов (толстый)	0.22
Сандалии / стринги	0.02	Длинный рукав (тонкий)	0.25
обувь	0.02	Длинный рукав (толстый)	0.36
Тапочки (стеганые, на ворсовой подкладке)	0.03
Носки до щиколотки	0.03	Пиджаки и жилеты (на подкладке)
Гольфы (толстые)	0.06	Жилет без рукавов (тонкий)	0.10
Сапоги	0.10	Жилет без рукавов (толстый)	0.17
Рубашки и блузки		Однобортный (тонкий)	0.36
Блуза без рукавов / овальный вырез	0.12	Однобортный (толстый)	0.44
Трикотажная спортивная рубашка с короткими рукавами	0.17	Двубортный (тонкий)	0.42
Рубашка с короткими рукавами	0.19	Двубортный (толстый)	0.48
Рубашка с длинным рукавом	0.25
Фланелевая рубашка с длинными рукавами	0.34	Одежда для сна и халаты
Толстовка с длинным рукавом	0.34	Короткое платье без рукавов (тонкое)	0.18
Брюки и комбинезоны		Длинное платье без рукавов (тонкое)	0.20
Короткие шорты	0.06	Больничный халат с короткими рукавами	0.31
Шорты для ходьбы	0.08	Короткий халат с короткими рукавами (тонкий)	0.34
Прямые брюки (тонкие)	0.15	Пижамы с коротким рукавом (тонкие)	0.42
Прямые брюки (толстые)	0.24	Длинное платье с длинным рукавом (плотное)	0.46
Спортивные штаны	0.28	Халат с короткими рукавами и длинными рукавами (толстый)	0.48
Комбинезон	0.30	Пижамы с длинным рукавом (толстые)	0.57
Комбинезоны	0.49	Халат с длинными рукавами и запахом (толстый)	0.69

Дополнительные соображения и примеры

Другими факторами, влияющими на изоляцию одежды, являются осанка и активность. Сидение или лежа изменяют теплоизоляцию из-за сжатия воздушных слоев в одежде, но в то же время - в зависимости от материалов, из которых они сделаны - стулья и постельные принадлежности могут обеспечить значительную изоляцию. Хотя можно определить усиление теплоизоляции, обеспечиваемой стульями, ситуации сна или отдыха оценить труднее, если человек не полностью неподвижен.^[1]Движение тела снижает изоляцию комплекта одежды, нагнетая воздух через отверстия в одежде и / или вызывая движение воздуха внутри одежды. Этот эффект значительно варьируется в зависимости от характера движения и одежды. Таким образом, точные оценки теплоизоляции одежды для активного человека недоступны, если только измерения не производятся для конкретного состояния (например, с помощью шагающего манекена). Приблизительная оценка теплоизоляции одежды для активного человека:

я_{cl, активный} = Я_cl × (0,6 + 0,4 / M) 1,2 мет.

где M - скорость метаболизма в мет. единицах, а I_cl изоляция без активности. Если уровень метаболизма ниже или равен 1,2, корректировка не рекомендуется.^[1]

Изоляция одежды коррелирует с температурой наружного воздуха, рабочей температурой в помещении, относительной влажностью, а также наличием дресс-кода в рассматриваемой среде. В недавних исследованиях были разработаны динамические прогностические модели изоляции одежды, которые позволяют более точный расчет теплового комфорта, моделирование энергии и т. Д. Расчет размеров HVAC и эксплуатации здания по сравнению с предыдущей практикой. Собственно говоря, обычно используются упрощения (летом 0.5 кло, зимой 1.0). Это может привести к неправильному размеру и / или эксплуатации систем. Модель, которая может предсказать, как обитатели здания меняют одежду, значительно улучшит работу системы HVAC.^[2]

Как уже упоминалось, адаптация одежды играет важную роль в достижении теплового комфорта и, вероятно, является наиболее эффективной адаптацией, которую могут сделать пассажиры, чтобы приспособиться к тепловой среде. Более того, изменчивость одежды может также зависеть от факторов, не связанных с тепловыми условиями, например, от дресс-кода или социальных влияний, стилевых предпочтений, которые могут различаться в зависимости от пола или рабочего положения. Согласно стандарту ASHRAE-55, только если люди свободно регулируют одежду в соответствии со своими тепловыми предпочтениями, допустимо использовать единое репрезентативное среднее значение для всех.^[1]

Некоторые основные параметры изоляции можно рассматривать как примеры типичных условий.^[5]

голое тело: 0;
летняя одежда: 0,6 кл;
кататься на лыжах экипировка: 2 шт .;
легкое полярное оборудование: 3 кл .;
тяжелая полярная техника: 4 кл .;
полярный вниз одеяло: 8 кл.

Температура теплового равновесия

Температура окружающей среды, при которой чье-то тело будет находиться в тепловом равновесии, зависит от скорости выделения тепла на единицу площади. п и теплоизоляция одежды р. Эмпирическая формула:^{[нужна цитата ]}

Т = 31 ° С - п·р

или если р принимается за количество закрытий и п количество ватт на квадратный метр,

Т = (31 − 0.155·п·р) ° C

Температура теплового равновесия

человек в летнем платье (шорты и голый торс) в состоянии покоя (п = 60 Вт / м², р = 0,4 кл): Т = +27 ° С;
тяжелая полярная техника в состоянии покоя (п = 60 Вт / м², р = 4 кл): Т = −6 ° С;
медленная ходьба в легком полярном снаряжении (п = 120 Вт / м², р = 3 кл): Т = -25 ° С;
спать в полярном одеяле (п = 48 Вт / м², р = 8 кл): Т = -28 ° С;
быстрая ходьба в тяжелом полярном снаряжении (п = 180 Вт / м², р = 4 кл): Т = -80 ° С.

Смотрите также

Холодный ветер