冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏凉的衣服?( 二 )


而非寒战产热则是机体通过提高代谢率而增加产热 , 体内产热作用最强的是褐色脂肪组织 。
冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏凉的衣服?
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褐色脂肪细胞|图片来源
聊过了产热 , 那么人体散热又有哪些方式呢?
人体散热主要通过皮肤、呼吸以及随大小便排出带走热量 。 在室温时 , 皮肤散热量可以达到97% , 机体内部的热量通过血液循环和热传导运输到皮肤表层被皮肤散逸 。
被传递到皮肤表面的热能 , 有四种散失通道——辐射、传导、对流和蒸发[2] 。
对于辐射散热 , 环境温度与皮肤温度差值越大 , 人和环境的辐射换热就越大 。 当环境温度超过皮肤温度时 , 机体反而会吸收周围物体的辐射热 。
冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏凉的衣服?
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人体热辐射示意图|图片来源:网络
传导散热是指机体深部的热量以传导方式转移到体表 , 再由皮肤直接传给与它接触的低温物体散热 。 传导散热量取决于温度差、接触面积和接触物的导热率等 , 温差越大 , 接触面积越大 , 导热系数越高 , 其散热越大 。
当人体皮肤温度高于环境温度时 , 热量会传给与皮肤表面接触的空气使其温度升高 , 空气被加热后流动加快 , 同时将体热带走 , 而周围温度较低的空气又会流到皮肤表面 , 如此循环往复 , 形成空气对流散热 。 对流散热量取决于皮肤和周围环境的温度差和有效散热面积、风速等影响 。
最后 , 蒸发散热是当环境温度高于皮肤温度时 , 机体唯一有效的散热渠道 。 蒸发散热分为不感蒸发和有感蒸发 , 影响人体蒸发散热的主要因素包括新陈代谢、人体皮肤温度、环境温度、湿度、风速、服装材质、大气压等 。
冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏凉的衣服?
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四种散热机理示意图|图片来源
这样看来 , 在冬天这样寒冷的环境下热量是留不住了——注定“转身离开 , 分手说不出来” 。
普通保温服饰——热量你慢点走!
在现在这样寒冷的冬季 , 我们保暖的基本思路当然是——套上他十条秋裤再说!我们在冬天裹上厚厚冬装是这样保暖的呢?
简单来说 , 普通服装的保温效果一般是通过减少人体散热量来实现的 。 服装是环境―服装―人体这个综合热力系统中人体和环境之间热量交换的缓冲体 。
冬天正面穿,夏天反面穿,真有冬暖夏凉的衣服?
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“环境―服装―人体”的热传递过程|图片来源[7]
普通服装对散热的影响主要体现为:服装材料与空气层的导热能力主要影响传导散热 , 防风性能及服装封闭程度主要影响对流散热 , 辐射率及表面温度主要影响辐射散热 , 透湿指数及润湿面积主要影响蒸发散热[6] 。
在这个复杂的热传导系统中 , 多层衣物和皮肤两两之间都具有一定厚度的空气层 。 首先 , 内衣受到皮肤的传导散热温度升高 , 会与内衣与毛衣或其他衣物之间的空气层发生热传导 。
在热传导过程中 , 速度与传热系数有关 , 传热系数越大传热越快 。 皮肤与空气之间传热系数比衣物与空气之间传热系数高 , 因而内衣与空气层之间传热速度较慢 。
空气层温度升高后 , 会继续向毛衣或者其他衣物传导热量 , 之后毛衣或外衣再传热给空气层 。 每次热传导都的效率都小于1 , 这样层层相乘 , 皮肤与外界空气之间的温度差就会比不穿衣服大很多[8] 。
简而言之 , 普通衣物保温是通过阻碍散热过程实现的 , 那如果服装可以反射热量或者直接自己发热 , 那不就不用穿很多层了吗?