利用面料的热物性特征，制作一件保暖性能极佳的冬装外套

前言

初冬刺骨的寒风，对我们来说再熟悉不过了。在加拿大大部分地区，0度以下的气温可以持续6个月之久！如果没有合适的保暖设备和冬装来对抗这刺骨的寒冷，一整个冬天都会瑟瑟发抖。而且一个人如果长时间待在寒冷的天气中，很可能导致严重的冻伤甚至死亡！加拿大人能够抵抗如此严酷的寒冬，很大的原因要归功于外套、帽子、手套等大部分可以御寒的冬装。在冬季，如果我们没有足够保暖御寒的冬装，大家的冻伤或者低温状态的风险将大大增加。这就是为什么选择保温性能好的冬装，对我们整个冬天保持舒适的体温至关重要。

冬装的热性能

冬装最重要的作用就是阻挡人体体温与寒冷环境之间的热量传递。热量可以通过多种方式传递，比如传导、对流和辐射，而这些都是户外冬装面料设计师必须要考虑的因素。在设计最耐用和最保温的冬装时，高蓄热系数（ high thermal effusivity）和低热导率（ low thermal conductivity）的材料是首选面料。所以，有低热辐射率特点的天然或者合成纺织品，已被广泛应用到防风保暖的外套设计中，以达到优秀的保暖效果。

射流率是指材料吸收热量的速率，热导率是指材料有效传递热量的能力，两者成反比。而热辐射率结合了热容（材料向周围环境散发热量的意愿）和热扩散率（材料释放热量的速度）。这些热特性不断地影响着我们每天与周围环境的接触和互动方式。这些专业词汇可以解释为什么金属比毛毯摸起来更冷，为什么金属保温瓶比陶瓷杯能让咖啡更保温。举例来说，毛毯面料的导热系数远低于金属的，所以毛毯能够更好地保温，让我们冬天窝在毛毯中时，感到温暖舒适。

热流率的一个应用是用来测量纺织物面料的温暖度或者凉爽感。当通过任何瞬态方法或仪器，在短测试时间内，从表面测量纺织物的面料时，测量的热流率包括各种传热机制，如传导、对流和辐射，以及传感器和样品之间的热阻。由于热流率表达式中的主要属性是热导率，仅适用于固体，热射流来测试非固体，因此当从热流率的角度考虑这一点时，用于正确描述测量值的术语是热导率。有了这种理解，热导率永远不应该被排除在热流出率表达式之外。

环境中的热物性

空气的导热系数相对较低，但由于它是运动状态的，这自然会增加你和周围环境之间的热传递速率。寒风指数是一个不可轻视的天气预告，冬装抗风效果也是设计中必须要考虑的一个因素。选择冬季户外服装时，必须要考虑空气湿度和降水因素。水是比空气更好的热导体，如果衣服因下雨、出汗或浸水而潮湿，水分子将占据衣服纤维之间的大部分气穴，这将直接导致热损失显著增加。

专用热材料

Columbia是一家将热传导和辐射的力量运用到户外装备设计中的一个服装公司。在他们的许多外套里衬中，他们使用了一种称为 Omniheat 的反射材料，这种材料的热性能与NASA热毯中的热性能相似。Columbia银色外套衬里的主要用途是将身体散发的热量反射回来。当你站着不动的时候，大约87%的身体热量会由于红外辐射形式的热量向外流动而损失掉。这是一种非常特殊的能量类型运动。阻止体热向外辐射比阻止通过传导的热传递更为重要，传导仅占个人与其环境之间发生的热流的大约 13%。辐射是一种传热机制，Omniheat技术利用并通过阻挡我们身体发出的红外辐射来防止热量损失。

另一个有趣的热设计是North Face设计的Thermoball技术，它是一种有效的冬季绝缘体。这种人造材料旨在利用羽绒的轻便保暖性，并保持涤纶混纺夹克的防水性。Thermoball由Primaloft合成纤维组成，这些纤维被纺成数以百万计的小球，这些小球的排列方式类似于羽毛。尽管Thermoball尚未超过天然羽绒的保暖能力，但它的热阻值明显高于大多数聚酯共混物，并且比传统羽绒共混物更耐水。

通过分层增加温暖感

通常大部分重点都放在了我们外层衣服的重要性上，但是用于衣服底层的面料和材料类型也会影响我们的整体舒适度和温暖度。羊毛是一种流行的材料，由于其天然的高耐热性和排汗能力，经常用于制作温暖的冬季毛衣。羊毛是中间层的绝佳选择，它可以让您在一些最严寒的冬季中保持透气和温暖。如果您想避免与羊毛的“痒”，可以尝试美利奴混纺。抓绒是另一种流行的冬季材料，它完全由合成聚酯制成，并且温暖舒适，不会让你感到沉重。由于其天然的吸湿排汗能力，抓绒也是在湿冷天气锻炼时穿着的理想面料。另一个不太可能的耐热底层选手是丝绸。丝绸具有优异的耐热性能，但应避免作为外层穿着，因为它非常轻且透气，寒冷的冬季空气很容易通过。

总结

在加拿大严寒冬季，冬装的性能在在很大程度上取决于其热性能。由低导热率和高蓄热系数材料制成的冬装，能够有效防止热量散失并有效阻挡寒冷的冬季风。与其他流行的户外材料相比，羽绒的热释出率最低；然而，它在潮湿环境中时表现不佳，并且原材料获取成本高且获取方式不人道。目前许多公司正在努力设计人造羽绒状材料，这种材料的性能类似于温暖的羽绒，但在潮湿环境中比羽绒性能更好，且原材料成本更低。另外，与由羊毛、丝绸或羊毛等耐热织物制成的衣服正确分层也非常重要。冬天是一年中的美好时光，穿着具有保暖性能的衣服，可以让我们在户外度过更美好的时光。