保暖與裝備 - 熱的取得和散失 - 戶外用品

故老相傳: 防寒裝備是保暖的要點, 但不是全部!
Why? 我們先從"人體熱交換"來看看, 保暖的原理跟注意事項.

人體取得熱的來源有兩個:
1. 外在的: 舉凡營火, 暖爐, 電毯 ...皆是, 在戶外時,
這些熱源未必是隨手可得.
2. 自有的: 靠著人體工廠燃燒卡路里所產生的熱, 人是
恆溫動物, 即使在睡眠也會不斷的自體內生成熱, 你
的進食(有熱量的食物與水)和你的新陳代謝能力, 會
決定你的自身熱效率
Hint: 大太陽下攪冷筍, 冬天手腳冰冷, 穿很多還是冷,
這些現象很可能是你體內能量不足或你健康狀況
不佳, 請多注意 :)

接下來, 小的稍微談談基本上熱散失與防止的方式(裝備)
, 因為熱平衡的物理本質, 比人體溫度低的外界環境會不
斷吸取人所發出的熱能(反之亦然, 導致體溫過高就會有
熱中暑的現象), 而對一個發熱源來說, 基本熱發散有三
種型式: 傳導/對流/輻射; 因為人體有恆溫特性, 去平衡
新陳代謝產生熱的生物機制就是汗水/汗氣, 蒸發的汗氣
帶有自人體吸收的能量, 這是不斷進行的一個動作; 最後
還有呼吸(在極乾冷環境問題比較大, 冷空氣直接進入肺
部奪取大量能量, 會導致外在保暖的效力降低)
總結關於人自身能量的散失, 共有五個型式:
傳導/對流/輻射/汗氣/呼吸 接下來, 再個別簡單探討...

1. 傳導: 跟熱源接觸會產生的現象, 尤其是溫差大且導熱
係數好的物質(金屬, 石頭 ...)影響為大.
降低熱傳導效應的方法有, 放置熱導差的物質(空氣,
發泡睡墊 ...)作為隔絕(越厚隔絕力越強); 與降低和
導熱物質的接觸面積 ...
重點: 用導熱差的隔絕物質(越厚熱傳導效應越差);
保暖裝備與冷物質接觸面不要太大

2. 對流: 主要在於空氣的熱交換, 空氣的熱導值極低(脂
肪算人體組織裡面熱導很低的, 胖一點隔絕力也好),
但是熱空氣上升, 冷空氣下降這個基本對流效應也是
不斷在進行的(這也是睡袋被加熱的主要方式, 熱空氣
上升, 跑到睡袋羽絨位置被捕捉, 有效留住熱空氣);
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本段小的後來自覺有點問題(睡袋本身被鎖住的空氣對
流效應差, 空氣應該不會有辦法移動), 被加熱完畢的
熱空氣會自己找缺口交換外界冷空氣 ...
而冷風吹來會把你身邊的熱空氣趕走也會直接奪走你
的體溫 ...
重點: 要把身邊的空氣固定住; 減少裝備通風口

3. 輻射: 熱源都會輻射紅外線, 人體也不例外, 紅外線
帶有能量, 要防止散失通常使用鋁箔反射層, 或是內
層布料用深色, 外層明亮色; 另外, 厚一點的靜止空
氣也有助於減少輻射熱散失(被羽絨鎖住的靜止空氣,
主要加熱應是透過幅射方式, 越厚自然越能留住更多
能量) ...
重點: 選擇內深色, 外明亮色跟適當厚度的保暖裝備

4. 汗氣: 人體自動調節, 要防止汗氣的熱散需使用完全
不透氣的材質來做到Vapor Barrier, 但是如果一旦無
法在VB內有效地平衡汗氣與汗水的穩定小氣候, 那麼
汗水的凝結於皮膚反而會更冷 ...
重點: 極嚴苛環境與身體末梢可考慮VB裝備的使用

5. 呼吸: 人體固有且不能控制的通風管道, 溫度不夠冷
時影響不大, 但一旦到極乾冷環境就會非常需要, 解
決方法就是在進入呼吸道前先溫熱濕潤空氣, 好的
Balaclava和Face Mask會是最有效的保暖途徑
重點: 彈性Balaclava帽用途廣, 必要時再增加口鼻保
暖, 尤其在極乾冷環境

總和以上, 我們知道保暖的要素了, 扣除4和5兩項, 可以
很明顯了解, 一層 "越厚"+"越靜止" 的空氣層, 越能保
暖(同時滿足抵抗傳導/對流/輻射), 鎖住身體散發出去的
熱能!(或是吸收其他熱源的熱能)

行文至此, 小的再介紹一下兩個名詞: fill power & loft
1. fill power: 表示1oz的羽絨在一特定壓力下佔有多少
空間, 650表示650立方英吋, 800表示800立方英吋, 目
前最好的鵝絨大約是800+
2. loft: 保暖裝備的"厚度", 通常在single layer的保暖
裝備如羽絨被, loft可輕易計算的; 例如10 oz 800+的
羽絨填充到2000平方英吋面積的被子, 可以得出
10 * 800 / 2000 = 4+" 高的loft, 這就是羽絨鎖住空
氣的厚度, 越厚越保暖(從這裡也可以清楚為何800比65
0好 XD )

簡單的說到這, 我想應該大家都對保暖裝備的基本原理清
楚了, 在穩定狀態下, 越蓬鬆的裝備越保暖這是一個基本
觀念; 對我而言, loft的參考價值會更準於重量, 直接對
應到靜止空氣隔絕保暖層的厚度, 當然在尺寸固定的條件
下loft會和你的填充量成正比, 重量和loft也是某個相對
關係罷了 ... (化纖固定空氣的特性與羽絨略有差異, 所
以loft這個用法, 小的建議用在羽絨裝備就好, 其他各材
質間的互比誤差會比較大)
在這個空氣隔絕層的基本觀念下, 大家定可以清楚明白為
何要使用睡墊? 同厚度下充氣睡墊/close cell/open cell
哪個隔絕力比較好?

再來思考為何濕的裝備不保暖?
1. 水的導熱能力比各裝備乾燥物質還要好很多
2. 會把靜止的空氣趕跑, 讓羽絨塌陷, 喪失loft
3. 液體蒸發會吸收熱源大量熱能

真是麻煩各位看到這裡, 小的儘量去解釋一些保暖裝備的
原理與特性, 希望能給各位一點參考; 保暖裝備種類許多
, 上述的觀念大致可以對應到羽絨和化纖材質, 對於抓毛
材質就不怎麼適用(其實保暖的基本原理還是同, 只是抓
毛本身通常不做填充, 可同時兼職抗風與保暖), 了解這
些觀念後, 應該有助於去分辨各種保暖裝備的優劣與提升
自己保暖的方式, 至於一些簡單(羽絨)睡袋設計的觀察點
就等下回分解 ...

小的才疏學淺, 如有任何錯誤或遺漏, 敬請各方賢達不
吝指教, 多謝 ^^

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