Как работает одежда разной «мощности»

Фото №1 - Тепловой заслон

У людей температура тела контролируется центром терморегуляции в гипоталамусе — одном из отделов головного мозга. Он получает сигналы от рецепторов, которые следят за температурой крови, поступающей в мозг, а также от рецепторов на коже, которые следят за температурой внешней среды.В зависимости от показаний центр терморегуляции отправляет те или иные команды организму.

Главным средством терморегуляции для человека является одежда. Ученые разработали специальную шкалу для оценки теплоизолирующей функции одежды, которая измеряется в единицах CLO – от английского слова clothing («костюм»).
Определение гласит, что одежда «мощностью» 1 CLO должна обеспечивать температурный комфорт для человека, спокойно сидящего в помещении с нормальной вентиляцией (скорость потока воздуха не выше 10 см/с), температурой 21,1 °C и относительной влажностью не выше 50%. Эта единица равна 0,155 м2 °C/Вт и соответствует деловому костюму (пиджак, рубашка, брюки, нижнее белье).

Ученые определили термонейтральные условия, при которых организму не нужно предпринимать дополнительных усилий ни для того, чтобы согреться, ни для того, чтобы сбросить лишнее тепло. Для обнаженного взрослого человека такие термонейтральные условия, при которых ему ни жарко, ни холодно, находятся в интервале от 28,5 до 32 градусов .

Фото №2 - Тепловой заслон

Нажмите для увеличения

Меховая шуба
Если не двигаться, то такая одежда позволит спокойно переносить температуру не ниже 1 градуса мороза. Однако если идти в среднем темпе, то человек будет чувствовать себя комфортно даже при температуре 34 градуса мороза.

Рубашка и брюки
Обеспечивают в спокойном состоянии комфорт при температуре около 26–27 градусов . Однако даже при умеренной физической активности комфортная температура снижается до 16 градусов . Если при этом дует ветер скоростью около 1 м/с, комфортная температура чуть повышается — до 18 градусов .

Спортивная куртка
Максимальный показатель для спортивной куртки с искусственным утеплителем — 3 CLO . Например, у курток Columbia , созданных с использованием технологии Omni Heat Insulation . По качеству утеплитель приближается к гусиному пуху (4,3 CLO ), но, в отличие от пуха, продолжает согревать даже при намокании.

Технология утеплителя Omni Heat Insulation

Фото №3 - Тепловой заслон

Легкие и практически невидимые глазу нити из полиэстера скручены таким образом, что их переплетение копирует конструкцию птичьего гнезда. Плетение создает прослойку воздуха и позволяет удерживать тепло.

Энергия движения

Нормальная температура тела в покое варьируется от 36,5 до 37,5 °C. КПД человеческого организма составляет только 25%, остальные 75% полученной энергии выделяются в виде тепла. Во время интенсивной физической нагрузки работающие мышцы активно выделяют тепло. Например, у марафонцев температура тела может повышаться до 39–41 градуса.

Фото №4 - Тепловой заслон

В покое человеческое тело вырабатывает 86 ватт тепла, а теряет при этом за счет дыхания 7 ватт, теплового излучения — 36 ватт, теплопроводности и конвекции — 24 ватта, испарения влаги — 19 ватт. 92% тепловой энергии отводится через кожу, 8% — через дыхательные пути с выдыхаемым воздухом.

При физической нагрузке количество выделяемого организмом тепла резко увеличивается. Для подсчета энерговыделения используются специальные единицы — Met (от metabolic rate ). 1 Met соответствует энерговыделению человека, который спокойно сидит, и равен 58 Вт/м2. Больше всего тепла человек выделяет при беге со скоростью 15 км/ч — 550 Вт/м2, что соответствует 9,5 Met.

Иллюстрация: АЛЕКСЕЙ НОВИЧКОВ, фото

Фото: SHUTTERSTOCK

Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 2, февраль 2014