Полный путеводитель по термоизоляции в обмундировании для холодной погоды
Поиск оптимального материала для термоизоляции, который бы работал в любых условиях и обладал всеми необходимыми свойствами - задача довольно сложная. Различные факторы, такие, как ваш уровень активности и влажность, играют решающую роль в процессе выбора. Но как же найти идеальный утеплитель? Какие ключевые параметры следует учитывать?
Как и в случае с другими ключевыми элементами одежды, при выборе правильного материала для тактического зимнего оборудования следует рассмотреть множество опций. То же касается и термоизоляции. Существует два варианта выбора, а также третья опция - нечто среднее. Первый вариант - это нНатуральные термоизоляционные материалы:
- Мех
- Гусиный пух
- Шерсть меринос
Эти материалы широко известны и изучены. Они гарантируют превосходное, если не лучшее, качество теплоизоляции. Именно такое, которое стремятся воспроизвести все искусственные материалы. Соответственно, натуральные материалы - это ориентир того, что мы ищем в термоизоляции. Кажется, выбор довольно прост и, если мы хотим получить лучшее соотношение качества и характеристик, искать альтернативное решение просто нет смысла. Однако, все не так просто.
Так как тактические задачи являются очень специфическими и подразумевают использование специального оборудования, следует понимать, что не каждый материал подойдет для носки, даже если качество его превосходит все ожидания. Соответственно, мы можем выйти за рамки природных материалов и присмотреться к синтетике. Итак, следующий вариант - синтетические термоизоляционные материалы:
- Микрофлис
- Синтетический наполнитель (например, G-Loft, Polartec и Climashield)
Искусственные утеплители были созданы в попытке решить определенные проблемы, с которыми не справлялись естественные материалы. Вес является одной из двух важнейших проблем, вторая же - подверженность намоканию (то есть, гидрофильные свойства материала), которая может очень быстро свести на нет эффективность утеплителя в холодную погоду. Оба момента являются ключевыми при попытке создать оптимальную тактическую одежду.
Последняя категория материалов, которую мы обсудим - сочетание двух вышеупомянутых - синтетика/натуральный материал. Примером такой смеси может быть включение верблюжьей шерсти в материал с кластерной структурой. В качестве образца давайте рассмотрим утеплитель G-Loft. Его основные двухкомпонентные волокна могли бы в этом случае быть заменены на верблюжью шерсть без ущерба кластерной структуре материала. Однако такие технологии еще не достигли той степени развития, чтобы активно их использовать.
Как работает термоизоляция?
Термальной изоляцией называется способность материала сдерживать перемещение термальной энергии из одного места в другое. Соответственно, если материал обладает термоизоляционными свойствами, он замедлит перемещение тепла. Одежда работает по базовому принципу перемещения тепла или, если вам угодно, потоков тепла.
Ваше тело при нормальной температуре от 36,5 до 37,5℃ излучает тепло. В холодный зимний день разница в температуре между холодным воздухом и вашим теплым телом достаточно значительна, чтобы представлять реальную опасность если между вами и морозным воздухом нет термальной изоляции. Без слоя одежды на вашем теле холодный внешний воздух напрямую контактирует с кожей и снижает ее температуру до точки, в которой вы бы замерзли (а если дует ветер, то тело мерзнет еще быстрее). Так что, если, к примеру, в минусовую температуру вы надеваете зимнюю куртку, она будет сохранять достаточно тепла вашего тела и препятствовать его перемещению, чтобы вы не замерзли. Вот как куртка замедляет процесс потери тепла:
- Куртка (особенно если она с утеплителем) сохраняет тепло тела и препятствует его быстрому перемещению в холодный окружающий воздух.
- Куртка выступает как слой между внешним холодом и теплом, исходящим от вашего тела, и - потому что воздух остается внутри - замедляет перемещение тепла.
Тепло - это синоним для перемещения энергии. Обычно энергия перемещается от тепла к холоду - от вашего теплого тела (наивысшей точки) к холодному воздуху, который ее окружает (самой низкой точке). Мы можем нарушить этот поток и сохранять комфортную температуру, используя слои, которые обладают способностью удерживать перемещение тепла. Но какими качествами обладает хороший утеплитель? По сути, чем менее плотный материал используется для утепления, тем лучше его изолирующие характеристики. Наименее плотным материалом, о котором вы можете подумать, является воздух. Но воздух не может считаться изолирующим материалом, потому что мы можем спокойно проходить сквозь него. Воздух - это газ, а газы благодаря своей структуре отлично умеют препятствовать перемещению тепла. Плотные материалы состоят из тесно расположенных атомов. Чем ближе расположены атомы, тем плотнее материал. Однако, чем реже они расположены, тем менее эффективно энергия передается от одного атома к другому. Именно поэтому воздух считается термоизоляцией. Он состоит из редко расположенных атомов. Соответственно, если он содержится в системе сообщающихся небольших отсеков, воздух может обеспечить оптимальную долгую изоляцию в любых направлениях.
Что мы ищем в теплоизоляционном материале?
Прежде, чем конструировать одежду для холодной погоды, ее нужно разработать. Прежде, чем разработать такую одежду, нужно найти ведущую идею. Разработка качественной военной одежды для холодной погоды начинается с понимания, что материал, который будет использован для этого, должен быть максимально эффективным по следующим параметрам:
- Теплоизоляционные свойства
- Долговечность/уход
- Способность ужиматься
- Проводимость воздуха
- Восприимчивость к влаге
Давайте рассмотрим все параметры, чтобы понять их важность. Для этого мы сравним гусиный пух (традиционно высокий стандарт качества термоизоляции) с синтетическим нетканым материалом (в частности, G-Loft). Мы не будем сравнивать мех, потому что он тяжелый (несмотря на то, что даже в мокром состоянии он обеспечивает один из лучших уровней теплоизоляции). Операторы и так часто носят на себе довольно тяжелое тактическое оборудование, и последнее, что им нужно - чтобы одежда была тяжелой.
Мы также не будем сравнивать микрофлис с шерстью мериноса. Оба материала отличны в качестве дополнительных защитных слоев для холодной погоды, ведь они исключительно функциональны. Но для наших целей мы хотим рассмотреть только материалы, которые способны выступать основным утеплителем в минусовые температуры.
Теплоизоляционные свойства
Выбор в этой категории - один из самых простых. Нам нужно всего лишь протестировать материалы на эффективность в холодную погоду. В этом отношении гусиный и утиный пух обеспечивают оптимальную термоизоляцию, которая превосходит показатели синтетических волокон. В частности, мы ищем материалы с хорошей термоизоляционной способностью на единицу веса. Показатель Fill Power - это характеристика для измерения объема или "пушистости" пуха, которая свободно коррелирует с ценностью пуха как утеплителя. Чем выше показатель Fill Power, тем больше воздуха может содержать пух, соответственно, тем выше его способность изолировать тепло.
Победитель: гусиный пух. Он обладает лучшими качествами в категории, сильно обгоняя нетканую синтетику.
Долговечность/уход
Далее нужно понять, как термоизоляция сохраняется с течением времени и по мере износа вещи. Мы также учтем, тяжело ли будет поддерживать одежду в хорошем состоянии. Раньше гусиный пух можно было чистить только в химчистке (а это большая морока, особенно если вы на миссии или если пух потерял эффективность после частых стирок). Но сейчас появляется современная тактическая одежда на гусином пуху, которую можно прекрасно стирать в прохладной воде. Несоответствующий уход за такой курткой приведет к тому, что со временем пух внутри скатается и станет плоским. Что, в свою очередь, значительно понизит функциональность вещи. Нетканая синтетика по этому показателю выигрывает. За ней легче ухаживать, от стирок она не деформируется и сохраняет функциональность.
Победитель: нетканая синтетика.
Способность ужиматься
Важную для миссии куртку должно быть легко упаковать. Куртку нужно достать из рюкзака и сразу же надеть, чтобы защититься от холодной погоды. Вы точно не хотите расправлять ее и торжественно разглаживать заломы, чтобы воздух проник в утеплитель, возвращая вещи ее форму и функциональность. Гусиный пух отлично сжимается, но ему нужно время, чтобы расправиться после того, как вы достанете куртку из рюкзака. Еще одной проблемой гусиного пуха является сваливание после многочисленных транспортировок в сложенном состоянии. Вы определенно столкнетесь с этой проблемой, если будете долго носить одну куртку. С другой стороны, синтетические нетканые материалы, такие, как G-Loft, в качестве основы для кластеров имеют волокно. Это означает, что после сжатия кластеры немедленно расправляются - таковы характеристики волокон. Так что, как только вы достанете куртку из рюкзака, она будет готова к носке.
Победитель: нетканая синтетика.
Проводимость воздуха
Если вы физически активны в холодную погоду, то можете вспотеть. Соответственно, одежда должна дышать, чтобы выводить влагу. И гусиный пух, и нетканая синтетика отличаются исключительной проводимостью воздуха, они "дышат". Поэтому по данному параметру побеждают оба варианта.
Победитель: ничья.
Восприимчивость к влаге
Материалы, которые впитывают влагу, при намокании теряют термоизоляционные качества. Вода отличается двумя ключевыми аспектами, которые необходимо понять, прежде чем объявить победителя в этой категории.
- Во-первых, некоторые утеплители при впитывании воды катастрофически ужимаются в объеме. Это приводит к тому, что воздуха в материале становится меньше. В свою очередь, это уменьшает заявленные термоизоляционные характеристики.
- Во-вторых, вода в материале насыщает воздух вокруг себя и ограничивает способность утеплителя выводить влагу и пот от тела.
Гусиный пух впитывает воду. Когда он набирается воды, вся его эффективность как утеплителя пропадает. Вы могли сталкиваться с этим явлением, если у вас когда-либо была одежда на гусином пуху. Еще один минус пуха в том, что он долго высыхает. Чтобы решить эту проблему, можно обработать пух водоотталкивающим агентом. Это позволит носить одежду на пуху при осадках. Однако, это решение также поднимает другую проблему: вопрос долговечности и ухода. В отличие от пуха, синтетические волокна не впитывают влагу. Соответственно, они гарантируют очень высокую термоизоляцию даже во влажных условиях. А если волокна все же намокают, они очень быстро высыхают.
Победитель: нетканая синтетика.
Сравнение пуха и материала G-Loft
В отношении термоизоляции пух по-прежнему занимает лидирующие позиции. Высокие характеристики изоляции на единицу веса не превзойдет ни одна синтетика. Как и в случае со многими другими натуральными материалами, термоизоляционные характеристики пуха со временем эволюционировали не без помощи науки. Сегодня пух - один из лучших вариантов. Однако, его дорого производить - к примеру, чтобы получить высококачественную пуховую подкладку, нужно найти лучшие перья и тщательно вручную собрать пух.
Сравните всё это с G-Loft и подобными ему материалами. Они превосходно показывают себя по всем параметрам, которые мы рассмотрели. Нетканая синтетика надежна, проста в уходе и долговечна и с достоинством проходит наши испытания термоизоляционных характеристик.
Но как, в конце концов, измерить все показатели количественно? Для научных целей есть удобный тест под названием "модель кожи". Этот метод используется для определения значений Rct и Ret для каждого из материалов-кандидатов.
- Rct (термическое сопротивление). Это значение зависит от теплопроводности и плотности материала.
- Ret (сопротивление диффузии водяного пара). Это значение измеряет способность материала блокировать прохождение водяного пара.
Однако, такой тест может рассказать лишь часть истории, а нам же нужны все доступные сведения. Также можно протестировать материал в полевых условиях. Перед утверждением дизайна современное обмундирование проходит тщательные полевые испытания - настоящие операторы носят его в реальных жизненных ситуациях. Это основная причина, по которой большинство военных брендов выбирает материалы G-Loft или PrimaLoft. Их исключительные характеристики идеально подходят для конечных целей и задач.