冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏涼的衣服?( 二 )


而非寒戰產熱則是機體通過提高代謝率而增加產熱 , 體內產熱作用最強的是褐色脂肪組織 。
冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏涼的衣服?
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褐色脂肪細胞|圖片來源
聊過了產熱 , 那么人體散熱又有哪些方式呢?
人體散熱主要通過皮膚、呼吸以及隨大小便排出帶走熱量 。 在室溫時 , 皮膚散熱量可以達到97% , 機體內部的熱量通過血液循環和熱傳導運輸到皮膚表層被皮膚散逸 。
被傳遞到皮膚表面的熱能 , 有四種散失通道——輻射、傳導、對流和蒸發[2] 。
對于輻射散熱 , 環境溫度與皮膚溫度差值越大 , 人和環境的輻射換熱就越大 。 當環境溫度超過皮膚溫度時 , 機體反而會吸收周圍物體的輻射熱 。
冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏涼的衣服?
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人體熱輻射示意圖|圖片來源:網絡
傳導散熱是指機體深部的熱量以傳導方式轉移到體表 , 再由皮膚直接傳給與它接觸的低溫物體散熱 。 傳導散熱量取決于溫度差、接觸面積和接觸物的導熱率等 , 溫差越大 , 接觸面積越大 , 導熱系數越高 , 其散熱越大 。
當人體皮膚溫度高于環境溫度時 , 熱量會傳給與皮膚表面接觸的空氣使其溫度升高 , 空氣被加熱后流動加快 , 同時將體熱帶走 , 而周圍溫度較低的空氣又會流到皮膚表面 , 如此循環往復 , 形成空氣對流散熱 。 對流散熱量取決于皮膚和周圍環境的溫度差和有效散熱面積、風速等影響 。
最后 , 蒸發散熱是當環境溫度高于皮膚溫度時 , 機體唯一有效的散熱渠道 。 蒸發散熱分為不感蒸發和有感蒸發 , 影響人體蒸發散熱的主要因素包括新陳代謝、人體皮膚溫度、環境溫度、濕度、風速、服裝材質、大氣壓等 。
冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏涼的衣服?
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四種散熱機理示意圖|圖片來源
這樣看來 , 在冬天這樣寒冷的環境下熱量是留不住了——注定“轉身離開 , 分手說不出來” 。
普通保溫服飾——熱量你慢點走!
在現在這樣寒冷的冬季 , 我們保暖的基本思路當然是——套上他十條秋褲再說!我們在冬天裹上厚厚冬裝是這樣保暖的呢?
簡單來說 , 普通服裝的保溫效果一般是通過減少人體散熱量來實現的 。 服裝是環境―服裝―人體這個綜合熱力系統中人體和環境之間熱量交換的緩沖體 。
冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏涼的衣服?
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“環境―服裝―人體”的熱傳遞過程|圖片來源[7]
普通服裝對散熱的影響主要體現為:服裝材料與空氣層的導熱能力主要影響傳導散熱 , 防風性能及服裝封閉程度主要影響對流散熱 , 輻射率及表面溫度主要影響輻射散熱 , 透濕指數及潤濕面積主要影響蒸發散熱[6] 。
在這個復雜的熱傳導系統中 , 多層衣物和皮膚兩兩之間都具有一定厚度的空氣層 。 首先 , 內衣受到皮膚的傳導散熱溫度升高 , 會與內衣與毛衣或其他衣物之間的空氣層發生熱傳導 。
在熱傳導過程中 , 速度與傳熱系數有關 , 傳熱系數越大傳熱越快 。 皮膚與空氣之間傳熱系數比衣物與空氣之間傳熱系數高 , 因而內衣與空氣層之間傳熱速度較慢 。
空氣層溫度升高后 , 會繼續向毛衣或者其他衣物傳導熱量 , 之后毛衣或外衣再傳熱給空氣層 。 每次熱傳導都的效率都小于1 , 這樣層層相乘 , 皮膚與外界空氣之間的溫度差就會比不穿衣服大很多[8] 。
簡而言之 , 普通衣物保溫是通過阻礙散熱過程實現的 , 那如果服裝可以反射熱量或者直接自己發熱 , 那不就不用穿很多層了嗎?