冬天到了,保暖衣物依然是世界性难题,怎办
虎哥2015/11/19正能量研究 IP:四川
科学如此发达,然而,衣物保暖依然是世界性难题,真是一件怪事。

冬天给人的感觉就是——厚,实在是太厚了。直到今天,依然没有太好的办法,最好最流行的保暖材料,依然是数百年来广泛使用的羽绒服。

衣服的特点首先要柔软,穿着舒适,易于加工,可以方便的清洗;然后要能够通过水蒸气,也就是常说的透气;接着就是要保暖;最后,成本不能太高。

兼顾这些要求的材料,现在问世了吗?

是否有一种导热率接近于真空的高分子材料,用极不活泼的气体来发泡,涂柔性反光材料,制作成布料,然后发明一种技术能够在生产中调控这种布料的气孔密度,从而达到适当的透气率?

不知什么时候,可以在零度的户外,只穿一件类似于运动长袖的衣服,就能相当于现在大约5厘米穿衣厚度?

不知这样的发明什么时候能诞生,但是我相信一定有这一天的。

除了“保暖”之外,还有加热的办法,但至今为止仍不具备大规模商品化的综合性能。

就是想大家探讨一下冬季衣物的颠覆性创新,可能是啥样的。

[修改于 8年6个月前 - 2015/11/19 05:09:30]

来自:综合交流区 / 极客DIY
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~~空空如也
虎哥 作者
8年6个月前 IP:四川
797787
引用 power_rdx:
以我多年使用电热设备的经验来看,在-10度的温度下,只需要10-20瓦的总功率,就可以让你的手脚十分温暖。以平均值15瓦计算,如果需要在室外连续活动8个小时,所需能量为120瓦时。在使用三洋3400mah18650时,需要10节电池,重量为...
有人做过实验,还要不了那么大功率。这是一个创业项目,加热部位在腰部附近效果较佳。但最终没有市场化成功,还有太多细节问题。穿衣虽然重,但系统简单可靠,采用加热的方法显著的增加了用户使用成本(不包括金钱)。
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虎哥作者
8年6个月前 IP:四川
797788
引用 shsyfsh:
透气和保温是矛盾的。,除非再加过滤淨化,就又太复杂了。
那么,在(或 自动)协调好 保温和透气基础上的 适度 近 贴身电加热,消耗不算多,还真的可以考虑。
碳纤布可以有 即时加热功能 。
请问如何证明“透气和保暖是矛盾的”?皮肤并不会显著排放气体,需要的只是保持干燥。
厚厚的棉衣,也透气,为什么也能保暖呢?
这个问题可以研究一下,如果机理都不明白,也就不容易想到好办法。
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虎哥作者
8年6个月前 IP:四川
797828
引用 power_rdx:
个人认为在四肢末梢这种血液循环不好的地方使用电加热的效果要远优于保温。人体在感受到寒冷时会首先减少四肢末梢的血液流量,而尽量确保躯干部分的温度。所以,对于腰部,反而不该使用电热系统。
他们做了大量实验,证明加热躯干的体验优于加热肢体。
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虎哥作者
8年6个月前 IP:四川
797829
引用 shsyfsh:
透气是为了排除水汽,同时也损失了部分热量。
厚棉衣之所以保暖,除了保温层厚外,应该还有吸湿余地较大。
现在目的是要革除厚棉衣,减薄保温层,那么只能减少热交换和少透气……或许,衣服中添加或定期更换 去湿剂,可以解决水蒸汽的烦恼。众所周知,...
如果道理这样浅显,显然我不会提出问题。
所谓透气,透过的空气有多少,水蒸气有多少?这需要定量的数据来说话,我没有这个数据,所以才会问。
水蒸气带走的潜热占热量散失的比例有多大?水蒸气潜热和对流散热,与其它气体对流散热之间,各带走了多少比例的热量?
众所周知人体散发多少水蒸气是可以自我调节的,热则多,冷则少。什么条件能刚好达到既不感觉冷,又散失相对较少的水汽,平衡点在哪里?
水蒸气是一个问题,但并不一定都要通过气体交换来散走,找到刚好通过甚至是积极吸收水分子,又不通过其它气体的膜材料,也是一个办法。
现代衣物里面,所谓吸水,通常是毛细作用和棉纤维的吸胀作用。所谓透气,那就是真的能透气,单层织物的阻力很小。如果没有定量数据,难以知道具体透过多少是“刚刚好”的状态。

另外,辐射热和材料的热传导各带走多少热量?
要想解决这个问题,恐怕要从这些基础的数据开始动手。
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虎哥作者
8年6个月前 IP:四川
797837
引用 shsyfsh:
现在可以逐渐理出几个基本思路。
1  电 加热的温控一定要地道。 要有多几种传感器。  切忌加热过头,出汗就会劳命伤财不付好。
2  尽量设法吸付难以避免的水汽,少让水汽散出去,热量就留住了。省电,保温效果好。人也舒服。
对了还有一件事,冬天呼吸散失的热量也非常惊人,可能导致寒冷感。内脏散热和体表散热与体感之间的三角关系还缺乏研究,不过不是本帖能解决的问题,可以下次再探讨。
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虎哥作者
8年6个月前 IP:四川
797853
引用 power_rdx:
直觉告诉我他们的试验样本可能大多为女性及老年人
直觉往往是不可靠的。
肢体本来就允许比体温低得多的温度,其环境承受能力,水汽控制能力一定比躯干部分强。手脚冰凉(当然没到“冻僵”的程度)并不会显著影响整体的温暖感知。
加热肢体的发明曾经有,而且制作难度比加热躯干部分简单得多,例如一个像袖套一样的东西就可以了。此物效果非常不好。
之所以帖腰后侧比较有效,可能是那里有最接近体表的密集血管和神经丛。

以上都是理论推演,但凡是人体有关的事,理论往往也是不可靠的,不比直觉好多少。这就是为什么循证医学要求大样本随机双盲的原因。
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虎哥作者
8年6个月前 IP:四川
797858
引用 power_rdx:
然而事实上,淘宝所售穿戴型电加热设备,品种最多的就是电热鞋垫和电热棉拖鞋。其次是电热手套。
可能是其它方式制作难度高,使用麻烦,不一定能说明问题。

本帖的主题是自然保暖,如果楼上对辅助加热情有独钟,建议另开话题专门探讨,希望在这帖多发表关于保暖材料、衣物的理论和实践观点。
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虎哥作者
8年6个月前 IP:四川
797861
呼吸的问题超出了目前能解决的范围,可先不考虑。只要空气不太冷(比如10℃以下),呼吸并不会感觉到明显的寒冷,但是由于热散失大,可能的结果是觉得身上冷,而没有发现其实是呼吸造成的。
解决呼吸的保暖需要进行热交换,参考寒冷地区专用的换气净化装置,其换热器是维持室内温度的核心。这个虽然理论很成熟,但实施很复杂,个人应用不太现实。

关于衣物保暖,谁能设计一条研究路线?
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虎哥作者
8年6个月前 IP:四川
797864
对了,有个问题,谁对潜水服或者抗浸服比较了解?寒区用的潜水服具有很好的保暖效果,但是显然一点也不透气,那么,出汗的问题是如何解决的?难道脱了以后才能把汗水倒出来吗。
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虎哥作者
8年6个月前 IP:四川
797891
提醒一下大家:

有的时候,(片面的)知识会欺骗我们。

我们都知道黑色吸热,所以总会觉得,夏天穿黑色衣服会更热。

但是,如果用同样材质(例如棉布)但不同颜色的布料制作T恤,在夏天没有阳光直射的地方穿着。结果是:

黑色最凉快。

呵呵呵呵。
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