Izolace oděvů - Clothing insulation

Izolace oděvů je tepelná izolace poskytuje oblečení.^[1][2]

I když je hlavní rolí oděvu ochrana před chladem, ochranný oděv existuje také ochrana před teplem, například u hutníků nebo hasičů. Pokud jde o tepelnou pohodu, uvažuje se pouze první případ.

Mechanismy izolace

Existují tři druhy přenos tepla: vedení (výměna tepla kontaktem), proudění (pohyb tekutin) a záření.^{[Citace je zapotřebí ]}

Vzduch je nízký tepelná vodivost ale je velmi mobilní. Při ochraně před chladem jsou tedy důležité dva prvky^{[Citace je zapotřebí ]}:

• vytvoření vrstvy nehybného vzduchu, která slouží jako izolace, pomocí vlákna (vlna, srst, atd.)^{[Citace je zapotřebí ]}
• zastavení pronikání větru a nahrazení vrstvy teplého vzduchu v blízkosti těla^{[Citace je zapotřebí ]}

Dalším důležitým faktorem je vlhkost vzduchu. Voda je lepší vodič tepla než vzduch, takže pokud je oblečení vlhké - kvůli potit se, déšť nebo ponoření - voda nahradí část nebo veškerý vzduch mezi vlákna oděvu způsobující tepelné ztráty vedením a / nebo odpařováním.^{[Citace je zapotřebí ]}

Tepelná izolace je tedy optimální u tří vrstev oblečení:

• vrstva blízko těla pro hygienu (měněná častěji než ostatní oděvy), jejímž úkolem je zbavit se potu, aby nezůstával v kontaktu s pokožkou;^{[Citace je zapotřebí ]}
• vnější úzce pletená nebo těsně tkaná vrstva jako a větrolam, obvykle řídké - pokud existuje riziko srážek, mělo by to být nepropustné, ideální je textilie, která zastaví kapičky vody, ale umožní průchod vodní páry, aby odstranila odpařený pot (textilie tohoto druhu údajně „dýchá“) ;^{[Citace je zapotřebí ]}
• a mezi těmito dvěma vrstvami „silná“ vrstva, která zachycuje vzduch a brání kontaktu mezi kůží a větrnou vrstvou (která je tenká a přibližuje se teplotě okolí).^{[Citace je zapotřebí ]}

Izolační roli hrají také tři vrstvy vzduchu mezi kůží a vnější vrstvou. Pokud je oblečení pevně sevřeno (například pomocí popruhů batohu), bude izolace na těchto místech horší.^{[Citace je zapotřebí ]}

Jednotky a měření

Izolace oděvu může být vyjádřena v clo Jednotky.^[3] Clo má stejné rozměry jako Hodnota R. používá se k popisu izolace používané v obytných a komerčních stavbách.

1 clo = 0,155 K. ·m² ·W⁻¹ ≈ 0,88 R (kde R znamená ft²·° F ·hr /Btu )

Toto je množství izolace, které umožňuje klidové osobě udržovat tepelnou rovnováhu v prostředí na 21° C (70° F ) v normálně větrané místnosti (pohyb vzduchu 0,1 m / s).

Existuje řada způsobů, jak určit izolaci oděvu poskytovanou oděvy, ale nejpřesnější podle ASHRAE Základy jsou měření na vyhřívané figuríny a na aktivních předmětech. Rovnice lze poté použít k výpočtu tepelné izolace. Protože izolaci oděvu nelze měřit pro většinu běžných technických aplikací, lze použít tabulky naměřených hodnot pro různé oděvní soubory.^[3]Podle normy ASHRAE-55 2010 existují tři metody pro odhad izolace oděvu pomocí poskytnutých tabulek.

• Pokud se dotyčný soubor přiměřeně dobře hodí k jednomu stůl 1 lze použít uvedenou hodnotu vnitřní izolace oděvu;
• Je přijatelné přidat nebo odečíst oděv Tabulka 2 ze souborů v stůl 1 odhadnout izolaci souborů, které se liší složením oděvu;
• Je možné definovat kompletní oděvní celek jako kombinaci jednotlivých oděvů s použitím Tabulka 2.^[1]

Další používanou jednotkou je „tog":

1 tog = 0,1 K. ·m² ·W⁻¹ ≈ 0,645 clo

1 clo = 1,55 togs

Název pochází ze slova „togs“, britského slangu pro oblečení.^[4]

Oděvní soubory a oděvy

Další úvahy a příklady

Dalšími faktory, které ovlivňují izolaci oděvu, jsou držení těla a aktivita. Sedět nebo ležet mění tepelnou izolaci v důsledku stlačení vzduchových vrstev v oděvu, ale zároveň - v závislosti na materiálech, z nichž jsou vyrobeny - židle a ložní prádlo mohou poskytnout značnou izolaci. I když je možné určit zvýšení izolace poskytované židlemi, situace spaní nebo odpočinku je obtížnější vyhodnotit, pokud není jedinec zcela nepohyblivý.^[1]Pohyb těla snižuje izolaci oděvního souboru tím, že čerpá vzduch skrz otvory v oděvu a / nebo způsobuje pohyb vzduchu v oděvu. Tento efekt se značně liší v závislosti na povaze pohybu a oblečení. Přesné odhady izolace oděvu pro aktivní osobu proto nejsou k dispozici, pokud se neprovádí měření konkrétního stavu (např. Pomocí chodící figuríny). Hrubý odhad izolace oděvu pro aktivní osobu je:

Já_{cl, aktivní} = Já_tř × (0,6 + 0,4 / M) 1,2 splněno

kde M je rychlost metabolismu v metrických jednotkách a I_tř je izolace bez aktivity. U metabolických rychlostí nižších nebo rovných 1,2 se nedoporučuje žádná úprava.^[1]

Izolace oděvu souvisí s teplotou venkovního vzduchu, vnitřními provozními teplotami, relativní vlhkostí a také s přítomností dress code v daném prostředí. Nedávné studie vyvinuly dynamické prediktivní modely izolace oděvů, které umožňují přesnější výpočet tepelné pohody, simulaci energie, Dimenzování HVAC a provoz budovy než předchozí praxe. Ve skutečnosti se obvykle používají zjednodušení (0,5 clo v létě, 1,0 v zimě). To může vést k nesprávně dimenzovaným a / nebo provozovaným systémům. Model, který je schopen předpovědět, jak si obyvatelé budovy mění své oblečení, by výrazně zlepšil provoz systému HVAC.^[2]

Jak již bylo zmíněno, přizpůsobení oděvů hraje důležitou roli při dosahování tepelného pohodlí a je pravděpodobně nejúčinnějším přizpůsobením, které mohou obyvatelé provést, aby se přizpůsobili v tepelném prostředí. Variabilita oblečení může navíc záviset také na faktorech, které nesouvisejí s tepelnými podmínkami, jako je oblékání nebo sociální vlivy, preference stylu, které se mohou lišit v závislosti na pohlaví nebo pracovní pozici. Podle normy ASHRAE-55 je přijatelné použít jedinou reprezentativní průměrnou hodnotu pro všechny pouze v případě, že jednotlivci volně upravují oblečení podle svých tepelných preferencí.^[1]

Některé základní hodnoty izolace lze považovat za příklady typických podmínek^[5]

• nahé tělo: 0;
• letní oblečení: 0,6 clo;
• lyže výstroj: 2 clo;
• světelná polární výbava: 3 clo;
• těžká polární výbava: 4 clo;
• polární dolů přikrývka: 8 clo.

Teplota tepelné rovnováhy

Okolní teplota, při které bude něčí tělo v tepelné rovnováze, závisí na rychlosti generování tepla na jednotku plochy P a tepelná izolace oblečení R. Empirický vzorec je:^{[Citace je zapotřebí ]}

T = 31 ° C - P·R

nebo když R se považuje počet uzavření a P počet wattů na metr čtvereční,

T = (31 − 0.155·P·R) ° C

Teplota tepelné rovnováhy

• osoba v letních šatech (šortky a holý trup) v klidu (P = 60 W / m², R = 0,4 clo): T = +27 ° C;
• těžké polární zařízení, v klidu (P = 60 W / m², R = 4 clo): T = -6 ° C;
• pomalá chůze v lehkém polárním zařízení (P = 120 W / m², R = 3 clo): T = -25 ° C;
• spaní v polární peřině (P = 48 W / m², R = 8 clo): T = -28 ° C;
• rychlá chůze v těžké polární výbavě (P = 180 W / m², R = 4 clo): T = -80 ° C.

Viz také

• Větrný chlad

Reference