我们的身体无时无刻不在产生热量,而由于人体与外界环境的温差,我们也无时无刻不在散发热量。如果散热太快,产热速度跟不上,我们就会感觉很冷。如果几乎没有散热或者散热速度很慢,我们产生的热量就会聚集在身体周围,我们自然会感到温暖。
因此,保暖的本质是减少人体向环境的热量散失。最好的方法是在身体周围包裹一些能缓慢导热的东西。那么如何看待物质传递热量的速度呢?
我们可以看一下导热系数(也叫导热系数)这个指标。导热系数是单位温差、单位时间下单位面积和长度的材料直接传导的热量。简而言之,物质的导热率越低,传递热量的速度就越慢,并且保留热量的能力也越好。反之,如果导热系数高,热量传递快,则保温效果较差。
材质类型
导热系数/(W·(m·K)-1)
铁
80.2
水
0.599
尼龙
0.244~0.337
聚酯纤维(涤纶)

0.084
棉布
0.071
粘胶纤维(简称“粘胶纤维”)
0.055~0.071
羊毛
0.055
聚丙烯腈纤维(德国绒、腈纶)
0.051
向下
0.048
静止的空气
0.026

不同的材料有不同的导热系数
目前我们用于保暖衣服的羽绒、羊毛、棉等天然纤维,还有腈纶、粘胶、涤纶等,都是导热系数比较低的材料。但如果要说目前世界上导热系数最低的材料,那还得是空气。
因此,对于一件特定的服装,除了其本身的导热系数足够低外,还需要能够在织物表面形成适当厚度和稳定的空气层,从而使两者的综合效果更好。
现在流行的保温材料基本上都是擅长创造稳定的空气层。
例如,羽绒具有稳定的三维花状结构,比表面积大,可以粘附大量空气;羽绒的绒纤维具有中空结构,可以储存空气。天鹅绒花朵组合在一起,形成可以容纳大量空气的三维结构。难怪在保暖性方面,日常材料中没有一种能与之匹敌。
衣柜里放了一年的羽绒服,没有前一年保暖或者洗完后不再保暖。这是因为羽绒服的三维结构被破坏,无法储存空气。使用洗衣机的气洗功能或让衣物处理即可恢复保暖性能。图库版权图片,转载使用可能引发版权纠纷
人造纤维也在优化其纤维结构以储存更多的空气。例如,棉质服装填充物中常用的聚酯纤维(涤纶)可以先制成中空结构,然后制成片状,形成含有空气的三维结构,从而提高服装的保暖性。近年来非常流行的德国天鹅绒,具有特殊的双T型纤维结构,可以捕获更多的空气。因此,德国绒的保暖性能优于普通腈纶。
此前发表在《科学》()上的仿北极熊毛纤维更是厉害。这种新型纤维模仿了北极熊毛皮的中空多孔结构和致密的外壳,在纤维内部创造了90%以上的孔隙,从而达到了与羽绒相同的效果。保温性能相似,但所需材料厚度仅为羽绒的1/5。
总之,无论采用何种保温材料,保温的关键是创造适当厚度和足够稳定性的空气层。
舒适又温暖,真的不难
当我们穿着衣服时,除了服装材料本身的纤维之间可以储存空气外,层与层之间的空间也可以储存空气。是不是意味着层数越多,衣服里储存的空气就越多,整体保暖性就越强呢?

事实上,空气层太厚,空气层从内到外会产生比较明显的温差,从而导致气流产生热对流。一旦发生热对流,热量散失就会更快。
除了温差引起的热对流外,层数过多还会将空气层挤压得很薄。当层数超过一定值时,衣服各层之间的空气量会随着衣服层数的增加而减少。
这其实很容易理解。如果秋装里面套了一件保暖外套,保暖外套外面套了件毛衣,那么无论你买的衣服尺码有多大,衣服都难免会紧紧地挤在一起,这样的挤压就会留下不存在的痕迹。有足够的空间让空气停留。而且,当我们移动时,各层之间的挤压和摩擦会进一步加剧空气的流动。不仅空气层变薄,还流动,保温性能下降不止一点点。
因此,冬天除了不要穿太多层外,也不要穿得太紧,尤其是外套要稍微宽松一些。事实上,您可以在内层创建额外的空气层,以实现更好的隔热效果。佩戴舒适度提高,温度也升高。
当然,太大的外套也不好。毕竟太大了,很容易风吹进来,呼啸的寒风就会从衣领、衣服下面吹进来。无论你穿得多好的装备,你都无法控制热量。因此,除了衣服本身的强度外,别忘了在领子上搭一条围巾来挡风。尽量选择底部稍微封闭的夹克,以避免穿堂风。
如果你想穿得暖和一点,可以用这个公式来穿:
1、外层选择羽绒服、棉服、羊绒大衣、环保皮草、夹克等具有一定抗风能力的衣服。如果能创造出更厚的空气层就更好了。
2、中层采用柔软蓬松的摇粒绒、摇粒绒、薄绒、羽绒等打造空气层。如果冲锋衣本身比较保暖又耐霜的话,可以直接把中间那层去掉。
3、内层选择吸湿透气的贴身保暖内衣、速干衣、瑜伽服等,能快速透湿透气,防止人体新陈代谢产生的湿气在体内积聚。衣服,影响外层的蓬松度,降低保暖性能。
如果您认为这更抽象,这里有一些适合您的具体服装:
男士:厚外套(皮草大衣或羽绒服)+羊毛衫+打底层
女:长羽绒服+轻薄羽绒内衬+长袖瑜伽服/毛皮+羊毛衫+打底层

来源:作者拍摄
男:羊毛大衣+羊绒衫+打底衣
女:长毛呢大衣+超薄羽绒服(含绒量30克左右)+长袖春季大衣(只要材质合适什么都可以)
来源:作者拍摄
男女皆宜:薄外套+长袖春衣
来源:作者拍摄
另外,纯棉是否适合内里材质还要看使用场景。如果只是日常穿着,没有大运动量,内层纯棉是不错的选择;如果运动量大,出汗量大,不建议内层纯棉,因为纯棉会吸收大量的汗液。潮湿的片子不仅贴在身上不舒服,而且影响整体的保温效果。
强烈推荐纯羊绒或者羊毛,但是价格不是很亲民。

如果考虑性价比和易护理,保暖和吸湿材质混合的材质也是不错的。例如,将腈纶、涤纶等具有保暖性能的材料与莫代尔、棉、粘胶、竹纤维等具有吸湿性能的材料进行混纺,可以以非常亲民的价格兼具保暖性和吸湿性。
除了这些之外,尽量避免里面有长绒的内衣。虽然长绒毛看起来很温暖,但是长绒毛却把水分困在皮肤表面,一点也不舒服。
下装也是如此,如上面的服装图片所示。因为冬天的衣服一般都比较长,所以两层底就够了:外层防风,里层吸汗、透气、保暖。
我常用的组合如下:
厚牛仔裤+吸湿保暖的保暖裤(稍微贴身就可以了,不需要太紧)
长裙+毛绒袜+皮靴
总之,想要保暖,真的不必依赖叠穿。掌握空气穿衣艺术,才能让你从头到脚都感觉舒适温暖!
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本文为科普中国-星空计划作品
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作者|信实科普工作室科普团队
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