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飞鹰谈睡袋2013版(呕心沥血技术贴)

创建时间:2013-07-30

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首先感谢飞鹰分享这篇文章,这绝对是篇精深浩瀚的技术贴;读完此贴,即使原来不懂睡袋的,估计也得成为半个睡袋专家;正所谓:“户外一入深似海,从此都市是路人。”

这篇文章,得到了台湾‘老爱’的大力支持,给到我很多的参考资料和技术数据,在此表示感谢。

 

1、 睡袋的形体(木乃伊、信封或是3D立体)
2、 羽绒的品质
3、 棉的品质及工艺
4、 面料的轻量及透气
5、 尺寸、设计与保暖的关系
6、 温标的来源
7、 睡袋温标测试的发展历史
8、 保暖值的单位和意义(CLO和TOG)
9、 各种测试方法介绍
10、 关于睡袋温标的补充
 

 

1、 睡袋的形体


睡袋的形体相对背包或帐篷而言要简单得多,大家熟悉的就是木乃双手伊和信封式,再加上混合形,还有现在中国消费者还几乎没有接触过的3D立体形,总共也就是4种形体。


木乃伊式:


因为其完全是依据人体的形状来设计,所以它可以在最轻的重量下达到最佳的保暖效果。但同时,它因为裹身的设计,使用者不能在里面随心所欲的翻滚,也是最难受的一种。在对重量要求较高的活动中,几乎都是它的身影。


信封式(也称‘妈咪形’):


如同名字一样,信封式是最简单的一种睡袋,如同你家中的被子和褥子一样,所不同的是已经缝在一起了。这种睡袋比较宽大,也可以完全打开来当一条被子来使用。因为其制作工艺简单,所以单价也较低。在欧美,信封睡袋的市场占有量达到70%以上,很多自驾游或是在家里备用的都会选择此类睡袋。


混合形:


混合的是木乃伊与信封式。它既不像木乃伊这么瘦身,也不是完全四方的信封形体,而是综合了这两种形状的一种类似梯形结构的睡袋外形。有人批评这种形体四不象,既没有木乃伊式的轻量,又没有信封式的舒适,但不管怎样,这类睡袋还是在市场上存在,尽管数量极少。


3D立体形:


这是一种新形体的睡袋,我不知道该如何称呼它,国外有人叫它‘立式’,中国工厂有人叫它‘棺材睡袋’。对于这种新奇、陌生的形体,我想有必要多点儿文字来介绍。


通常我们的睡袋,不论是木乃伊还是信封、亦或是混合形,都是上、下两片组合而成,当两边都缝合起来后,人钻进去会形成一个立体高度(使用者身体的厚度),你可以试着把两张A4纸粘在一起,然后再放一棵玉米(模拟人)进去就会明白它的缺点。而3D立体睡袋是分为4片,除了上、下两片以外,还有左、右两片,它本身就是一个立体的形状,上、下两片按照人体的宽度来设计,左、右两片按照人体的厚度来设计,所以使用时人的舒适感要远高于普通的两片缝合式的睡袋。3D立体睡袋,可以是木乃伊也可以是信封式的,但其上、下片的尺寸会小于普通睡袋尺寸却增强很多舒适感。


这种睡袋的优点在于最大的暖重比,即在最轻的重量下达到最好的保暖效果,同时具备最优的睡眠舒适度。但它的缺点,在于制作工艺复杂,单价很高,所以目前国内市场上鲜有此类形体的睡袋。
 

2、羽绒的品质


羽绒的蓬松度:


很多国内户外爱好者还不是很了解FP值。根据OUTDOOR INDUSTRY的测量,鹅绒的FP值大约是在650-850之间,而鸭绒则只有500-700之间。最近几年,羽绒的蓬松度已经突破到1000,如MONTBELL和TNF都有这类产品推出,但是产量极小。事实上,高蓬松度的鹅绒最近几年一直很不稳定,有时甚至很难买到900FP的产品,而鸭绒经由一些后整理的技术,蓬松度也得以提高,目前(2012年底数据)就我所知台湾已经有公司推出750FP的鸭绒,但价格也极高。

关于羽绒的各项数据,我想有必要让大家简单了解一下。各国都有自己的羽绒检测标准,中国的GB,欧洲的EN,美国、日本……各有不同,即使你看到了某一个羽绒数据是真实的,你依然要知道它的检测标准是什么,才能知道这种绒在某方面的好坏。举例来说用同一种绒去检测,中国的GB,检测出的羽绒数据,蓬松度都很低,但是含绒量数据很高,所以国内羽绒行业都乐于用GB数据说话(原因是中国羽绒制品并不规定必须标注蓬松度,但要求必须标含绒量),而对于蓬松度较高的羽绒制品,则都乐于使用美国羽绒羽毛局的IDFL数据来讲话,因为美标用的是蒸汽洪干法,相比欧标的滚桶干燥法的检测而言,美标最终的检测数据更大些。


鹅绒与鸭绒在蓬松度上的差距,最主要的原因是禽体体型大小有关,较大的禽体绒朵也会比较大颗。在羽绒行业中,除了常规的含绒量、绒的成份、清洁度、蓬松度等需要测定以外,更严格的买家会规定绒朵的大小以及单颗绒朵中含有多少根绒丝,以保证品质。


灰色与白色的绒,除了颜色不同以外,相当蓬松度的羽绒其保暖能力一样。
高蓬松度的羽绒往往要在欧洲才能买到,这是因为欧洲的禽类会养得比较久,所以羽绒在采收的时候生长的状况比较好。
美标的含绒量数值比较实在,像美标90%的绒就是90%的绒朵、10%的羽梗,但欧标则只有80.95%的绒朵。
羽绒(DOWN)这个词是专指禽体颈部以下至胸腹之间的绒毛,这也就是DOWN这个英文字指羽绒的由来。由于水禽这个部份的羽绒长期位于水下,有这样的保暖需求,所以DOWN的保暖性和油脂都是禽类全身部分中最好的。

 


 
羽绒质量和许多因素有关,包括禽体种类、禽类生长地区、羽绒采收季节、采收时禽类的年龄,这些都会影响羽绒的质量。


最后,羽绒的保暖性能并不完全和羽绒本身的性能有关,很多时候也与它的设计有关。最近我在咨询了国内众多的大牌工厂以后,至今还没有发现国内哪家工厂在计算羽绒填充量时,是使用精确的蓬涨空间与填充立方体积公式的,基本上都是以样板师的经验为准。这使我非常担心,羽绒睡袋最大的价值就在于暖重比的优势,如果立衬的高度根据设计经验哪怕仅仅误差0.5CM,那么一条睡袋在使用600FP羽绒填充物时,就可能浪费掉几十克的重量!为了弥补这个缺失,我自己准备在下半年设计一个小程序,专门用于睡袋不同蓬松度的羽绒填充不同形状时计算立衬高度。
小贴士:世界上目前最贵的绒并不是1000FP的鹅绒,而是冰岛雁鸭绒,目前2万多人民币每公斤,并且是有价无市。这种绒是环保产品,并不是直接在禽类身上采集来的,而是繁殖季节过后,雁鸭离窝才去收集的,据说全世界一年也就几十公斤的产量,堪称羽绒中的‘软黄金’。

 

牧高笛有款彩柔羽绒睡袋就采用了这种立衬工艺。

 


 

3、 棉的品质及工艺


棉,当然是化纤棉。睡袋产品与家寑不同,为了达到轻量、保暖和抗潮的性能,只能选择化纤保温棉。但是,同样是涤纶纤维的保温棉,也有着本质的不同,从制造行业来讲,工厂通常会分为定型棉与散棉(也称精梳棉)两大类。从品牌角度而言,就多了去了,PRIMALOFT、新雪丽、THERMOLITE、THERMORE、THERMOPUFF、Climashield等等。虽然,这些都是涤纶产品。国人一直都对保温棉了解极少,事实上,即便是睡袋加工厂,也对保温棉了解不多,这也是相关信息很少被业界传播的原因吧。


定型棉与散棉的不同:


很多睡袋工厂,为了降低成本,会选择购买纤维纱的原料,自己买一台梳棉机来梳理,然后用大的绗缝机加事先设置好的电脑程度来缝制睡袋。这种方式的最大优点就是最少的人工,最低的成本。但是,缺点也是显而易见的,散棉在使用时,容易分布不均,容易在水洗(或不小心淋湿)后造成棉的粘连,散棉因为没有定型容易被扯散······

所以,散棉的睡袋在使用效果和使用寿命上,都很差。散棉睡袋,大多数都是使用大绗缝机直接缝制,一针扎透式的工艺,线缝处也容易散失温度。在欧美,这类产品属于超市型产品,甚至被拿了当作一次性产品使用。


在国内,在很多网店中,极其低价的信封式睡袋,甚至一部分木乃伊式睡袋,都是用这种散棉+绗缝的产品。在江苏某地,一个镇上就有几十家大大小小的这种睡袋厂,一条睡袋做出来最低的只需要20多元人民币成本,价格低到恐怖。如果有朋友在网上4、5十元买到一条睡袋,别真的以为拣到大便宜了,先看看是哪种产品再说。


为了能够提升保温棉的性能,从而开发出了定型棉,在棉与面料需要缝制的面上,用喷胶的方法把棉定型,这样就不会造成跑棉的现象,也可以有效增强它的抗撕裂性能,这种喷胶的工艺当然也会有缺点,一会增加重量,二会让棉的手感变得粗糙。所以,现在台湾有些新的技术是用类似压光的技术来解决这个问题。不管怎么,定型棉从保暖性、抗撕裂性、耐水洗等各方面的性能上,都要较散棉(精梳棉)来得好。同时,定型棉可以用分层缝制的方法,避免一针扎透式的漏风问题,如果想得到更好性能的睡袋产品,还可以有叠瓦式的工艺来选择,只是价格更高而已。
CLO值与手感的矛盾:


一直以来,保温棉如何提高 CLO值都是各厂商努力的方向,从而演变出各种不同各类的棉。从大体上来讲,纤维本身的丹尼尔数、是否中空纤维、更强的支撑结构、多层叠加形成更多空气层,是目前的主流方法。


丹尼尔数,国内常称为‘D数’(也有很多人叫‘丹数’),是表示9000米长度单位下纤维的克重。高D数的纤维,比如3D、4D、7D、8D,因其支撑力好,可以得到一个很好的蓬涨空间,但是,这种棉的手感很粗糙,睡眠触感不好。

较低D数的纤维,比如1D、0.8D纤维,可以得到很细腻的触感,与少量高D数纤维混合,就可以得到既保暖又舒适的棉,PRIMALOFT ONE的棉就是这种类型的产品,再加上特殊的后处理工艺,使其成为国际上目前性能最优的棉之一。从理论上来讲,有人提出过,如果保温棉可以做到0.1D以下的纤维时,其暖重比就可以与羽绒相当,如果在技术上可以克服的话,将来这种棉就一定可以取代羽绒!


很早的时候,杜邦后来卖给英威达公司的THERMOLITE棉,就已经使用了中空纤维,在单根纤维中间,还有孔径,有4孔和7孔,它的优势在于纤维内部依然可以锁定静止空气层来达到更高的CLO值,但缺点也非常明显,就是这种棉的D数无法突破3D以下,所以手感一直都不理想。


要想达到理想的蓬松度,单靠化纤棉本身的支撑力是有限的,所以人们在解决这个问题上,开发出各种形态的棉。其中我认为最好的一种是螺旋状的棉,类似于弹簧的效果,这种弹性纤维掺杂在其中,可以起到很好的支撑作用,达到更佳的蓬松度,从而取得更好的CLO值。
我们常见的定型棉,其克重都是固定的。有些生产商只能生产20倍数的棉,比如100克、120克、140克、160克等等,因为其每一层的克重是20克,所以只能做到这样。而有一些厂商,可以生产一些特殊规格的棉,比如PRIMALOFT就有133克的棉。

这里涉及到一个多层叠加的工艺,每一层棉与棉之间,都会形成一个空隙,那么当我们的层数越多时,就会得到更好的一个保暖空间。大多数的定型棉,目前都还是20克/层,当少数一些棉厂可以生产制造10克/层的棉时,虽然它会消耗更多的制作时间和人力,但却能取得相当棒的保暖性能,并且不增加重量,当然它的价格也是要更高昂一些。


综合来看,保温棉中定型棉要比散棉的性能好很多,所以我们追求产品性能的话,基本可以忽略掉散棉类的睡袋。定型棉中,比较讲究,睡袋是直接与人体接触的产品,有些人喜欢裸睡的时候,触感就尤其显得重要。如何达到更细腻的触感,如何在同样重量下得到最高的保暖性,如何保持棉睡袋在使用或水洗后的不跑棉、保暖性不降低,都是需要在棉的原材料和结构上进行突破。


各个品牌商在进行选择时,也都会有不同的倾向。MHW、TNF倾向于保暖性与价格的选择,采用一小部分1D纤维与3D纤维的混纺,再加上一部分的螺旋状纤维,保持一个高性价比。MONTBELL在这方面是让我比较佩服的品牌(虽然它是日本的),它采用了0.8D纤维表面与中间层7D左右纤维的混合,这样可以达到更高的CLO值但同时又保持了舒适的触感,并且,它与KAILAS一样选择的不抽真空运输方式,保持棉的最佳状态。KAILAS是选择了0.8D的表面纤维,5D左右的内部纤维,加上部分的螺旋纤维,10克/层的多层叠加结构,不抽真空运输。MONTBELL和KAILAS的棉在物性上都非常好,它们100克的棉与PRIMALOFT ONE的棉在CLO值上仅相差0.01,基本可以忽略差别,但价格与较之MHW、TNF的棉要贵出30%左右,尤其是在不抽真空运输这种方式上。


刚才我提到了不抽真空运输,这个概念恐怕很少有朋友会了解,稍做一下了解。工厂在生产出保温棉以后,要运送到加工生产商那里去,因为棉是抛货,其运费极高,所以绝大部分品牌商都会选择抽真空后运输,以达到节省成本的目的。

 

我们来举个例子,如果从长三角运送一卷棉到珠三角地区,假设运输距离是1300公里的话,如果你选择不抽真空的方式,选择最便宜的物流公司,它的运费都会贵过这卷棉本身的价格!

当我们从生产线上,做好一卷50米的保温棉时,如果它是150克重的定型棉,在原状态下它可能需要3个人合抱的粗细,但抽完真空后,它会变成一个人可抱3卷棉。

我自己曾抽检过不同批次的5次棉,在抽真空24小时后放开与完全不抽真空的棉测试数据对比中,不抽真空的棉在CLO值与蓬松度上都要高出16-18%,那么这17%左右性能的提高与贵出一倍左右的价格,如何选择,就是品牌商的智慧了。
 

4、 面料的轻量及透气


没有人愿意背着更重的装备出行,在今天轻量化越来越普及的年代,睡袋产品,在填充物已经确定的情况下,想减轻重量,要么在结构上突破,要么在材料上选择更轻。


截止2013年,目前15D的面料已经普及化了,10D的超轻面料也已经有很多品牌在使用,7D的面料已经面市,日、韩目前正在攻克5D的超轻面料。其重量(平米克重)也从早期的40多克,到30多克,再到28克、25克、24克、22克,以于20克!

 

曾见到睡袋测评的文章,号称30D的面料已经是超轻产品,我想这应该是5年前的意识而不应该是现在的。


在睡袋面料中,另一个不可忽视的重要因素是透气性能。我们都很关注冲锋衣的防水透气性,但极少有人讲睡袋的透气性能。


事实上,人体晚上睡觉时,也一样有大量的湿汽从体表挥发出来,当我们身处一个低温寒冷的环境时,会把睡袋的领脖处抽紧也防止冷空气的灌入,如果面料的透气性不好,必会导致睡袋内部的填充物受潮(这部分内容你看不见,无论是棉还是羽绒,都是会吸附这些湿汽)并导致保暖性降低。

所以,当一些便宜的羽绒睡袋为了防止钻绒而采用涂层面料时,你就要考虑它是否值得你出手了。很多品牌商用同样制作羽绒服的面料来制作羽绒睡袋,认为是同样的产品,其实是因为这些设计师并没有亲身用过睡袋的原因。便宜的羽绒面料全采用防绒涂层,在生产羽绒服时没有太多问题,因为羽绒服是一种动态使用的产品,在使用时,人体湿汽会从领口、下摆、袖口处‘跑’出去,而羽绒睡袋则是一种静态使用的产品,当寒冷环境下使用时,湿汽几乎没有‘出口可跑’,所以涂层羽绒面料因为其透气性很低,是无法胜任这项工作的。归纳下来看,我们在购买睡袋时,最好是选择内里压光而不是涂层的羽绒面料制作的睡袋产品。
 

5、尺寸、设计与保暖的关系


睡袋尺寸:

 

RAB的女款长度会比标准款的长度少15cm,而XL号的尺寸则是长度加15cm,中段周长加6%、脚部周长加2%。之前有网友问男女款睡袋差别为何?一般来说各家厂商对女款睡袋的不同设计包括:

 

1.比较小的尺寸:在长度、内部宽度会因应女性体型而做的比较小。

 

像MHW的Phantom15的男款R号适用身为6呎,肩腰脚部尺寸为60/56/38,而女款R号的尺寸为适用身为5呎5吋,肩腰脚部尺寸为56/56/38,在长度与内部尺寸上都小一号。


2.增加填绒量:例如Marmot的Helium男女款尺寸相同但女款填绒比男款多了120克。


3.不同的外型设计:这部份是考虑女性臀围较宽,所以肩部至臀部的尺寸会缩小较少,Phantom15女款肩腰部尺寸同为56吋。而男性的肩部较宽所以肩部至臀部尺寸的缩小会比较多,像Phantom 15的男款肩部尺寸为60而腰部尺寸则减为56。

请注意,虽然型号上有男女款之分,但这可没有规定男生一定要用男款,女生一定要用女款,选择适合你身材尺寸与需求的睡袋才是真正该考虑的重点,名称上的男女款可没有限定的意义。
 

直式隔间:

 

近几年来像Marmot与GoLite也有推出了这种直式隔间的睡袋,这种直式隔间的用意是让隔间内的羽绒能保持在适当的位置,不要像传统的横式隔间会有滑落两侧而影响保暖的可能。

不过同为直式隔间,但我们却可以看到各家厂商很明显对于隔间配置的不同想法。


像RAB的直式隔间位于睡袋上半身以及脚部,中间是以横式隔间阻断。这样的设计主要是考虑上半身躯干与脚部是保暖需求大的位置,所以采用直式隔间,而中间的横式隔间则是要阻断直式横间以免太长的直式隔间会让羽绒移动而不能保持在重点位置。至于GoLite的部分则是采用睡袋上半部直式隔间,下半部横式隔间的方式,其所考虑因素则是与RAB差不多。而Marmot就与前二者不同,它是采整条直通式的直式隔间,但侧面的隔间型式型状并非直条让脚部的足窝能有足够的空间与保暖。KAILAS的睡袋虽然在表面上看是采用了胸、脚部的直式隔间,但在内部还有看不到的先进技术,拐道式内部阻隔技术。
当我们采用高蓬松羽绒(800FP以上)来制作睡袋时,面临最大的设计问题就在于高蓬松羽绒的填充量比较少,它依靠的是羽绒自身的蓬松度来达到最好的暖重比,但遇到拍、压、挤等外力时,羽绒容易在已经设定好的隔间内部窜动,当这条睡袋没有回复到原始状态之前,被拍、压过的部位就会因缺少甚至没有羽绒而变得不保暖。


有人问,那只需要增加隔间立衬的数量,减小隔间的大小不就可以这个问题了吗?

没错,你想到了关键点,但问题依然存在,一是太多的立衬做法会增加整体重量,这就违背了高蓬松羽绒睡袋的设计初衷,即最好的暖重比。二是当你设计更多的车缝立衬时,在生产工艺上中间部分就会无法充绒。


拐道式内部阻隔技术,在较大的隔间设计位置内部,再增加少量的重叠但不缝死的立衬面,这样就可以保证在生产工艺上的实现,以期用最小的重量,达到最小隔间的目的。虽然这种做法在几年前也有欧美的品牌尝试过,但因其复杂的工艺和高昂的加工费用而没有得到广泛应用。
 

隔间高度(立衬高度):


隔间高度为何有所不同?因为隔间高度能让羽绒可以向外伸展,而不是大小的隔间高度设计出不同的隔间空间大小。

一个填500克羽绒的睡袋所需的隔间空间就比填1000克羽绒的睡袋要小。
隔间大小的设定是根据羽绒的含绒量和蓬松度来定的。简单来说500克600FP的羽绒所需的隔间高度会比500克800FP来得小,这是因为800FP的羽绒有着比600FP羽绒更高的蓬涨能力。
讲了这么多隔间高度,如果你还不清楚它是什么的话,我再详细说明一下。

羽绒睡袋在依靠羽绒自身的蓬涨能力而达到保暖效果的设计时,

有两种做法,一种是立衬工艺,在上、下布的面料两侧,用两块带有弹性(也有厂商是使用无弹性)的衬布缝合,使得这个区域类似一个小盒子的形状,这样,羽绒在蓬松起来后,自然而然的将这个区域撑饱满。优点是保暖效果最好,缺点是价格较贵。


另有一些羽绒睡袋并没有设计立衬隔间,只是把上、下两块面料直接车缝在一起,靠羽绒在布料中间部位的蓬涨起来达到保暖效果,这种工艺在线缝位置容易散失热量,通常只适用于超轻的春夏季羽绒睡袋。优点是价格便宜。
很多时间,隔间设计的设计也会被美国的睡袋小厂用来做为温标的参考。


隔间的内外差:

 

隔间内外差的定义是测量睡袋内部周长与外部周长的差距。为何要有不同的剪裁,因为这和衣服一样睡袋也要有L、M与S号不同的尺寸以符合不同身材的使用者。隔间内外差的大小不只与填充量有关还和羽绒的质量相关。例如一颗填充500克600FP的睡袋,隔间尺寸一定会比填充500克800FP羽绒的来的小,而这同样也适用于羽绒羽梗比不同的羽绒上。
 

不同隔间内的羽绒填充量:

 

不同部位的隔间会因保暖需求不同而有不同的填绒量,例如上半部肝与下肢部位的隔间内就会有不同的填绒量。 
 

6、温标的来源


长久以来关于睡袋的温
标一直是个很具争议的问题,原因在于影响它的变量实在太多----从睡袋厂商对产品的适温认定、睡袋本身的设计、使用的环境、使用者本身的体质、实地使用的状况.......等等,有太多因素可能会让使用者说:‘这睡袋并不能达到它温标的保暖能力!’
我们回头再想想,这睡袋的温标究竟是如何产生的呢?适温代表了什么意义?更进一步来看,不同的适温测试方法和温标产生的差异有多少?在睡袋上小小的一张温标,在数字的后面可是有想不到的学问存在。
在人、睡袋和环境的交互作用和影响中,希望后面这些内容让你可以更了解温标测量和依据,也能明白更多的户外科学,当你在选择睡袋时,温标对你来说将会有更多不同的意义。


一、睡眠背后的科学:

 

1.人体的热平衡:

 

人们对于周遭环境感觉到舒适的程度,是由人体的生理机能來决定,而且因人而异并有所不同。当人体经由新陈代谢产生热能让我们觉得温暖时是因为我们身体所产生的热量大于或等于流失的热能(给周围环境)。


2.热流失的途径:

 

人体的热能会经由传导Coduction、对流Covection、辐射Radiation、蒸发Evaporation等方式流失,在睡眠系统中最主要的热流失方式则是传导和对流。


3.睡眠系统中的热平衡公式:

 

人体的热平衡方程式:S=M±R±C-E

 

S:体内蓄热
C:人体依对流所接受或散失之热
M:人体生热
E:人体由蒸发所散失之热
R:人体由周围辐射所接受或散失之热


当S 接近0 值时,人体感觉舒适,此时热平衡方程式为:M±R ± C-E=0

当S 为负值时,人体感觉寒冷,此时热平衡方程式为:M±R±CE<0

当S 为正值时,人体感觉暖和,此时热平衡方程式为:M±R±C-  E>0

 

而一个舒适的睡眠系统可以由一个简化的公式来说明其中的热平衡:

 

人体产生的热能=经由传导、对流、辐射、蒸发所失去的热能


4.睡眠系统中的热流失途径:

 

①传导Coduction:传导简单来说就是固体和固体间的热流动,也就是当物体在接触时热能会由温度高的流向温度低的,而在睡眠系统中传导的主要作用方式是人体和冰冷的地面接触,这部份可以由使用睡垫来减少。


②对流Covection:对流是指液体或气体通过循环流动使温度趋于均匀的过程,这是因为不同的温度导致引起系统的密度差造成对流,对流传导因为牵扯到动力过程,所以比直接传导迅速。在睡眠系统中,对流主要藉由睡袋结构中所留住的暖空气(被人体加热的)来减少其影响,这是因为空气是热的不良导体(导热性低)的原故。


③辐射Radiation:只占很小的部份


④蒸发Evaporation:流汗是蒸发的主要作用方式但在气温低时影响性很小。


⑤呼吸:Respiration:气温低时呼吸所造成的热流失会比较明显。

5.影响人体产生热量的生理因素:

 

首先,大家要明白睡袋只有保留人体产生热能的功用,也就是说只有人才能产生保持温暖的能量。接下来我们得了解的是每个不同个体(个人)和不同状况产生热能的差异性。最后我们一定要注意的是,所有适温测试的方法都是以一个〞标准"的人体设定做为实验的基础,只是在现实中是很难会有这样的一个"标准的人"存在的。


一般来说一个睡眠中的人经由新陈代谢大约能产生75-100瓦的热能,而以这个平均值来换算至每平方公尺截面积上的热能则大约是介于47-55W/m2。


至于要谈到人体的新陈代谢则是一个非常复杂的课题,其中牵涉了体脂肪、年龄和性别,以下就这几项主要响影因素来详细说明:

 

①胖瘦: 胖的人总是说他们的新陈代谢很慢,更正确的来说应该是他们吃的比他们燃绕的热能多。至于瘦的人则有比较平衡的新陈代谢,他们所吃的和他们所燃烧热能一样多。体脂肪对在吸收量少于燃烧量时会有重要影响,因为登山健行时常会发生你吃的比你耗费的能量少,极地或探险时更得常面对不可能吸收到所耗费的能量需求(这就是为什么经常会看到登山周期内,登山者会瘦下来的原因),而胖的人可以藉由燃烧自身的体脂肪得到能量。

另外,胖的人也因为体脂肪而多了一层天然的热绝缘层,所以胖的人比较不怕冷这句话是真的。


②性别: 女性通常比男性怕冷,以EN13537法为例,女性的标准舒适温标要比男性高2--5度C。
③年龄: 新陈代谢也和年龄有关,年纪大的人所能产生的热能比较少因此比年纪轻的人怕冷。

实际上来说,16-25岁的人新陈代谢率最高,而身体产生热能越多越不会觉得冷,一个年轻的男性可能的舒适温度会比年纪大的人低上5度C。至于小孩特别是年纪越小的,因为身体控制热能的机制还未发育完成,他们的新陈代谢会随着成长的减慢,也因为这个原因,小孩的适温定义会特别的困难。
④生活型态: 以往的睡袋温标调查主要倾向于士兵、向导与探险家之类的人们,而这些人往往是18-40岁的男性,有着丰富的户外经验且长期处于户外。只不过现在的人往往是住在有暖气的房子和办公室、交通有车辆代步,这样的生活方式也让人体对抗寒冷的能力减弱。
⑤经验: 户外的睡眠经验同样也影响了温标,对于装备的经验和熟悉程度能助睡眠系统有更好的表现,所以新手往往会比老手觉得冷。
⑥体能的强健度: 如果一个习于久坐的人要进行一次户外的艰辛旅程,他们很快就会觉得疲倦,而精疲力竭造成的热流失代表着你会开始觉得冷,当他们停止运动,不强健的人会比强的人觉得更冷。


6.关于温标的基本定义:

 

因为睡眠系统要有足够的保暖能力留住人体的热能才能感到温暖,所以温标就代表睡袋可以提供保暖能力的参考值,以下是一些温标定义的说明,但是要注意,这定义会因各个测试方法有所不同:

 

Comfort Temperature(舒适温度):这是指使用者使用这颗睡袋时可以有着整晚舒适睡眠的适温范围,通常位于舒适上下限温标之间。


Upper Limit of Temperature(舒适上限温度):这是指使用者使用这颗睡袋时可以在睡眠时不会大量流汗的最高温度,通常设定的睡袋使用状况是拉链打开、手臂伸出袋外以及帽兜不束紧。
Lower Limit of Temperature(舒适下限温度):这是指使用者可以使用这颗睡袋睡眠八小时而不会冷醒的最低温度。


Extreme Temperature(极限温度):这是指使用者使用这条睡袋而不会失温的最低温度。这个标示的状况比较复杂,但通常是指在六小时的不舒适睡眠后仍能不让使用者的核心温度(Core Temperature)达到危险的程度。


7.商业与现实间的问题:

 

这些温标的最主要问题就是它们都是以一位年轻而强健的男性做为基础,而不是一位登山的新手。再者,这些温标定义往往是指使用者穿着衣服,像是高山攀登所穿的内衣。
 

7、睡袋温标测试的发展历史


这段得从睡袋温标测试的发展历史开始说起。在此我先做个引言,在开头部份曾提到,适温是受到使用者、睡袋和环境因素的交互响,而测试的发展过程也是从主观的使用者感觉到客观的材质的保暖力测试,最后则是综合人、睡袋与受控制环境的测试。


1.温标的起源:

 

自1930年代起欧洲的登山健行开始风行,也让欧洲的户外装备制造业开始兴盛。而随着睡袋逐渐成为一项普及性的商品时,装备品牌商也开始在睡袋上使用消费者可以了解的标示提供他们在选购时做为参考。起初在睡袋上仅有如summer、3 season或winter这样的温标,接下来随着装备零售业的快速发展,温标也开始变成一个粗略的数值,这个数值代表着睡袋可以使用的最低环境温度。直到最近,一些品牌开始在温标上标示二个数值,分别代表个舒适温标和极限温标。所谓舒适温标是指用者可以有好的睡眠最低温度,而极限温标则代表着在求生状况时可以使用的最低温度。


2.适温测试的发展历程:

 

①户外测试方法: 最初的睡袋温标测试模型是建立在那些常常进行户外活动的人们身上,基本上这些人是户外活动的行家或老手。这些人们会把睡袋带去进行数周的户外活动后把本身对于这睡袋使用的温标意见告知品牌商做为舒适与极限温度标示的参考依据。
②织品测试方法: 在前面曾提到:睡袋只有保留人体热能的能力,因此以科学的方法来测试睡袋的保暖力,就可以把温标从仅仅依据主观的感觉转而成为材质保暖能力的科学数据。从1930年代以来,布料的热阻抗测试就被普遍使用在服装的保暖性表现上。而随着睡袋工业的发展,许多品牌的睡袋开始进行这项测试以了解不同材质的保暖性,而这项测试不但便宜而且简单,只需要一块35平方公分的表布和保暖材质就可以进行测试。
③保暖单位值:有了织品保暖值的测量,接下来1941美国科学家创造了一个保暖值的标准测量单位─Clo,这是一个标准的商业绝缘能力单位,在SI公制系统下的测量,热导率的基本单位是㎡K /W,详细介绍如下。


Clo的定义:21℃室温、相对湿度50﹪、气流10cm/s的环境下,穿着者感觉舒适、并保持其体表温度为33℃时,该穿着服装的保暖值为 1Clo,若换算为代谢热量1Clo约为50 Kcal/㎡/ hr或为58.15 W/㎡/ hr。


科学家发现Clo这个数值难以解释而且不科学,因此在英国的Shirley研究机构开发出一种容易遵循的保温单位值-Tog。Tog在1960年代被公布,而且成为BS4745法的标准单位,所以BS4745法又被称为Tog测试。


Clo和Tog的换算:

 

1 tog=0.1m2K/W=0.645 Clo

1 Clo=0.155m2K/W=1.550tog

 

文章说到这,有个重点要说明,最初的户外测试是全凭个人感受所产生的结果并不科学,因为户外测试方法虽然以户外使用者(人)做为评估基础,但测试者的身上却没有配备温度计或实验日志以记录下使用时的实际温度,缺少了这些科学数据也就降低了测试结果的准确性。

所以接下来温标测量的发展就是以精确的科学方法来测量睡袋保暖值,只不过用材质测试得出的数值却是全然的忽略了使用者的因素。所以总结来说这二种测试各有其优缺点,而如何结合二者也成为未来测试发展的重要方向。


④可控制的环境:在经过人和材质的测试发展后,接下来就是对于最后一个变量─「环境」的控制了。对一个向导来说为科学家记录下数据是件难事,而且对科学家来说还同时要有温度、风速、湿度、服装等资料做为比较参考,所以制造一个可以控制温度、湿度的环境成为一个合乎逻辑的手段。第一步,研究人员找了一个低温且能控制湿度的地方,让研究人员用不同睡袋来过夜,之后研人员就可以把织品的保暖值与研究人员实际的舒适感知制成图表。

第二步是在实验室中建立一个可控制的气候环境,以研究不同温、湿度和更精确的空气流动。
⑤热显像:1980年代,随着计算机的发展,创造了非常适合实验使用的热显像摄影。不但让人体在睡袋内的热能状况分布可以显示出来,更可以让品牌商对于睡袋的设计进行改进。


⑥计算机化的数据收集:这点没什么好补充的,如有兴趣请在网上搜索。
⑦加热器: 接下来温标测试发展跨出了重要的一步,就是科学家制造出了一个可以模拟睡眠中人体热输出的加(发)热机器。加热器的出现也代表了温标测试开始进入结合人体(发热模拟)以及材质表现(热阻)的共同测试阶段,再加上可控制环境的实验室,可以说人、材质和环境三项要素同时被加入了温标测试中。


每个加热器都有着加热装备和体表温度侦测器可以仿真和测量新陈代谢的热输出。加热器让研究者可以控制表面热能的输出,而且这个机器也不像真人会厌烦或抱怨在身体装置了温度计,在一个验实室中加热器的可以测量或控制以下的项目有以下几项:

 

⑴环境温度
⑵环境湿度
⑶加热器热能输出
⑷加热器表面面积
⑸地面保暖值
⑹加热器表面温度


在最初的加热器为了要能放入睡袋内所以设计成筒状外型,而接下来的改进是把外型做成人体的形状,而且在身体的各部位都加上加热器与感应器可以更加符合实际使用的状况,这也就是之后的假人测试。


⑧美国陆军的机密: 简单来说就是从二次大战就展开服装和睡袋的研究。


⑨Copperman假人的公开: 1980年堪萨斯州立大学的McColough博士提出了一个使用假人(这个假人正如其名,因为它是铜copper做成的)来测试户外服装和睡袋的方法,而TNF也成为了第一个使用这个方法来测试它们睡袋适温的品牌。


早期的copper假人测试很快的在户外业界造成争议,而大部份的厂商仍是进行着传统的户外与织品测试,接下来的15年中户外品牌也大都对假人测试采否定的态度,但研究人员仍是持续改进着假人的准确性。


⑩假人测试的新发展: 假人测试在欧洲户外工业的突破来自于德国研究机构,他们创造出全身分为15个区域的假人─Charlie,这也是第一个被户外业界接受的假人,而很快的法国的研究机构也发展出了更好的假人名叫MARTIN。而在90年代中期,由于假人测试的快速发展,法国便创造出第一个依假人测试所得出的热阻和适温关联的标准G08-013。至于另外二个研究机构Hohenstein和IFTH联合协调出的标准日后发展成为EN13537,而Charlie也成为EN标准的测试假人。
 

3.EMPA的新研究:

 

①会流汗的假人设计:瑞士的研究机构EMPA研发出了会流汗的假人躯体以测量睡袋内人的流汗和凝结(反潮)现像。1996年他们测量了化纤和羽绒睡袋上的影响,在低温时,流汗让睡袋内反潮,这让羽绒睡袋的保暖能力大大降低,而对于化纤睡袋内反潮的影响则虽然较低但仍相当明显。
EMPA也发展出非常复杂可模拟人体运动状况的假人以研究和测量流汗和多点的皮肤温度。在2001年所发展出的一系列的假人,包括SAM(Sweating AgileManikin),这是一个可以摸拟各种运动状况─走路、坐着、站着和睡眠状况热输出的假人。SAM假人非常先进,甚至可以直接依热影像来仿真产生人体处在不同运动状况的表面温度,而SAM所在的实验室则可以模各式的天候状况,而目前也被瑞士军方和数个织品品牌商所采用。
②睡眠系统:户外的睡眠系统不只有睡袋而已,这其中还包括了睡垫、睡袋以及使用者所穿着的衣物和袜子,甚至是露宿袋和帐篷,这同样也会影响着睡袋温标的表现。也因此EMPA采用了一套研究计划针对睡眠系统中的各个组件的保暖性,瑞士军方是第一个采用这个研究计划的,Mammut则是另一个。

4.世界上目前主要的测试标准:

 

BS4745-1984

ISO5085

EN30192

ASTM F1720-96

G08-013

EN13537

 

目前来说,欧美很多的主流品牌使用的测试标准是EN13537。以上各种检测标准,当你可以在睡袋的包装袋、说明书或网站上查询到这些字样时,你也就知道了这条睡袋的温标检测方法。


小结:

 

一个睡眠系统中最重要的因素包括了人(使用者)、睡眠装备和环境,而这三个因素也持续的交互响着。


温标测试最初的研究是以人为基础但主要是依据"感觉"而缺乏科学的测量,所以接下来的发展转为测量材质的保暖性(热阻),但只测量材质没有加上人的因素却只能得出一个理想化的结果。

最后为了能够得到更精确的测量结果,就得把这些因素同时加入测试中这也就是现代适温测量的基本概念。在介绍完了测试方法的发展,接下来的文章,我们将说明目前主要的几种各种测试方法以及保暖值测试结果是如何换算为适温,也就是适温模型的概念。


在这部份的最后我还是做个提醒。如同文前所言,即使是用科学的方法也无法完全测量实际使用时的变量影响,尤其是像户外活动时的环境和人体状况。虽然这些年来的测量方法的发展就是要尽力达到其精确性,但由保暖力(热阻)换算为温标的模型仍有其局限性,所以温标值虽有其参考性但请不要当做绝对或唯一的温标依据。


在下部份中,我们将由「保暖值」开始说起,介绍用来测量保暖值的单位和意义。接下来则是要详细介绍目前主要的织品与假人保暖值测试方法,让大家能明白各种测试的设定条件与测试结果,最后是如何以保暖值来换算温标也就是「舒适模型」。在本篇的最后则是要看看,以假人测试所推算出的温标模型与真人测试(不过真人仍是处在实验室内)所得到的结果会有多少的差距。
 

8、保暖值的单位和意义


1.保暖值的意义:

 

要了解保暖值之前我们得先了解热导率。所谓「热导率」是用来度量材料传导热量的能力,热导率愈高,热量在该材料内的损耗就越少。


★「热导率」定义为单位截面、长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的热量,公制单位是瓦W/mK的,通常用K表或λ来表示热导率。


★「热导系数」,单位是W/m2.K,在系统中这个值通常被称为总传热系数(OHTC);和热导率相对的是「热阻率」,用来表示材料阻止热量在某方向上传导的能力,热阻系数的单位是m K/W 热导率(K表值)和热阻率互为倒数,而「热阻值」(R)和「热导系数」(U值)互为倒数。


而这两组量之间的差别在于,热导率/热阻率描述的是材料在某一方向(一维)上的特性,而热阻值/热导系数描述的是单位面积上,一定条件下通过的热量。


在了解热传导和热阻后,我们就可以进一步了解材质的保温(暖)性与材料的导热性有关,使用导热系数λ表示,单位是W/m?℃,其值愈小表示材料导热性越低,绝热性或保暖性愈高。空气的热导性很怟,所以在空气不流动的情况下,织物中的空气愈多,保温性愈好;另外,水的导热系数较大,故随着纤维回潮率(湿)提高,纺织材料的导热系数将增大。


要用热阻R(m?℃/W)或绝热率(保温率)表示纺织材料的绝热性,就是在热板上,测量维持热板恒温所需热量,若维持裸板恒温所需单位时间内热量为Q0,包覆织物时为Q1,则绝热率T为: T=Q0-Q1/Q0×100(%) 。

 

从这个公式我们可知纺织材料的绝热率与试样厚度有关─厚度愈厚,单位时间内散失的热量愈少,绝热率就愈大。此外还有使用热奥姆(m2?℃/W)表示热阻,指温度差为1℃时,热能以每平方米1瓦特的速率通过,即表示为一个热阻单位。


2.CLO值:

 

Clo的定义:21℃室温、相对湿度50%、气流10cm/s的环境下,一个人静坐时感到清爽舒适的状态下感觉舒适并保持其体表温度为33℃时,则该穿着服装的保暖值为 1clo,若换算为截面积1Clo=0.155m2 K/W,若换算代谢热量1clo约为50 Kcal /㎡/ hr或为58.15 W/㎡/ hr。


clo值是用来表示织物隔热性能,也就是由皮肤表面到衣服外表之热阻抗单位。

而看到了clo值你是不会觉得和标示睡垫保暖能力的R值吗似曾相认?

重新来回忆一下热阻值R的定义----在指定的温度下,某种材料在单位面积上阻止热量穿过的能力。

 

材料的R值越高,就越适合作为保温材料。而连续的绝热材料的R值可以相加(就是说二个睡垫迭在一起保暖力会增加),而R值同样和材料厚度具有线性关系。热阻值R常被用在建筑工程中,用来评价材料或者系统的相对保温能力。而clo值通常用来表示"服装"的热阻值,它和穿着此种服装的人在给定的条件下的舒适程度相关。

clo大致上相当于R值的1.136倍。而Clo值和R值的单位相同,但是Clo值和人体的舒适程度相关。


3.TOG值:

 

Tog在1960年代被公布,clo和Tog的换算如下:

1 tog=0.1m2 K/W=0.645 clo

1 clo=0.155m2 K/W=1.550 tog

 

4.各材质的clo值:

 

棉:0.04

美利诺羊毛:0.08

Polartec CLASSIC 100,200,300:0.16

Polarguard 3D:0.63

Exceloft:0.68

Polarguard Delta:0.68

Climashield HL:0.68

羽绒(550 fill):0.7

Primaloft ECO:0.74

Primaloft Sport:0.73(新款为0.79)

Climashield Combat:0.79

Climashield XP:0.82

Primaloft One:0.84(新款为0.92)

羽绒(850+FP):2.53

 

以上的单位是材质1oz/平方码的保暖值,简单来说其值越大保暖性越好,不过这是材质是干的时候。这个表的功能之一就是如果你知道你保暖服装或睡袋保暖材质的单位重量,那你便可以算出整件服装或睡袋的保暖总值。我们可以看出来在单位重量相同时化纤材质以Primaloft one保暖度最佳,不过和850FP的羽绒还有很远的差距。 
 

9、各种测试方法介绍


在实验室中测量材质热阻值可以追溯至1930年代,测量的方法有许多种,以下只介绍其中主要的二种。


1.BS4085-1984:

 

这个从1960年代开始的测试也被常称为Tog测试,而它会广为人知则是因为很多寝具使用它做为被子或床垫的保暖标示。


测试方法:把一个布料或保暖填充材质被放置在一个加热板上,而整组的测试仪器则放在一个有风扇的柜子中,这些风扇可以确保有足够的空气流通也避免样品受到外界气流的影响。


当一个圆形、直径33公分的样品被金属板加热后,材质二面的温度就会被温差电偶记录下来,本测试最长可以进行三个小时的加热,材质热阻的计算是基于金属板加热的区域以及材质二侧的表面温度,最终测试结果则被换为Tog或m2 K/W。
 

2.ISO5085-1989与ISO5085-1990:

 

ISO的测试有二种方法,第一部份是针对低热阻的材质─最高到0.2m2 K/W或是0.4m2 K/W但厚度低于2公分,这部份的测试方法和BS4085法十分相似。


第二部份则是针对较厚且具有较高的热阻值的材质─介于0.2-2m2 K/W之间,而睡袋大都是落在这个区间。本试测需要在一个受控制的环境或柜子内,样本大小为60X45公分,置于加热板上至少四小时以达到一个稳定的温度后再测量需要输入维持固定温度的热量。这个模型所计算的是材质与环境的温度差以及加热板加热面积的热阻值。
 

3.舒适模型(Comfort Model):

 

前文说过材质测试只是一个理想值,对于睡袋来说也不能测试出外型和隔间设计所造成的影响,也因此材质测试的热阻值必需再加上真人测试的结果才能得到一个能符合实际的适温换算,这也就是(热)舒适模型。


最早的舒适模型是由英国的利兹大学发展出来的,它不但是最早的模型也广泛的被英国睡袋品牌商所采用,利兹舒适模型数值请参阅原文的附表。在表中可以看到,每个保暖值都有对应的适温,举例来1.0 m2K/W的热阻值(等于10Tog或6.5clo) 相对应就是-10度C的适温。

在此要说明,(热)舒适模型在睡袋温标中是一个很重要的部份,因为它代表了各个标准如何把测试得出的保暖性(热阻结果clo、tog值等)导入,经由模型换算成建议的适温值,而各个适温模型的不同也就造成各个标准在相同保暖值换算的温标差距。


举例来说,假设一个睡袋经测试得出热阻值为1.0 m2 K/W(等于10Tog或6.5Clo),那依各标准所换算出的舒适温度如下:

 

EN13537舒适温度:  +2度C

NF G08-013:         -3度C

EN13537舒适下限:  -4度C

Thelma舒适模型:     -10度C

利兹舒适模型:        -11度C

美国厂商标示:        -16度C

 

我们可以看出同一个保暖值却因为不同模型的换算,会产生从+2度C到-16度C的适温差距,相对而言EN13537的数据还比较保守一些,会更贴近中国人对耐寒的要求。 
 

下面我们再来看看整条睡袋的测试方法。


1.ASTM F1720:

 

ASTM F1720是美国的国家标准,以下部份内容是以ASTM F1720最新资料来介绍和补充


①测量方法概述:

 

⑴把全身都没有穿着任何服饰,体表温度恒定为32度C的铜制假人,放入一个完全膨涨的睡袋内。
⑵睡袋的帽兜收紧至只留下约5公分的空隙,模拟实际使用时能让使用者呼吸的大小。
⑶实验室环境设定为温度不高于22度C、湿度30-70%、风速0.3公尺/秒。
⑷在热能输入假人30分钟后,测量假人所需要输入以保持体表温度的热量(这被视为等同假人的热流失量)。


②保暖值换算:

 

ASTM F1720法把测量所得到的输入热量换算成clo值,而依ASTM F1720法的舒适模型,0.1个单位的clo值换算后等于1度F的温标,举例来说,一颗7clo和8clo的睡袋适温差距就是10度F。
为了让大家可以更容易了解的clo单位的保暖能力,以下用举例的方式来和大家说明。一件厚重的羊毛衣最多有1clo的保暖值,而一个基本的三季的三层冲锋衣则大约有1.5-2clo的保暖值,三季的轻量quilts款式睡袋约有2.5-4clo的保暖值,而一般木乃伊型的三季睡袋则有4-7clo的保暖值,至于一颗冬季睡袋加上穿着保暖衣、睡垫以及抗风的遮蔽所可以达到8以上的clo保暖值。


③对于ASTM F1720测试方法的质疑:

 

根据堪萨斯州立大学织品实验室指出三个会造成ASTM F1720法在测量上产生误差的主要原因包括:

 

⑴  操作的错误。
(2)使用仪器的不同。
⑶睡袋样本的构造和材质。


虽然堪萨斯州立大学织品实验室强调建立起实验室标准操作规范可以减少实验中变量的发生,但是在睡袋样本这项的变量却往往提高了测试结果的不确定性,最终让ASTM F1720法的测量更困难而且更昂贵。


织品实验室人员提到,即使样品只有5%的误差也会造成测试结果产生明显不同。举例来说,在5%的误差下,一颗保暖值7clo的睡袋实际上可能是位在6.7至7.4clo这个范围区间。而再把clo直换算为适温后,这颗睡袋的适温误差会是在12-19度F间,其中那个数字才是正确的?或是品牌商会标示在产品上的会是那一个适温数字?虽然品牌商不会误报在统计学上误差范围外的数字,但是他们标示的数字可能会选择在误差范围内对他们最有利的。


④改进方法:

 

⑴制做商是有可能提供一条填充量较多的睡袋做为测试样品以得到比较好的适温测试结果,所以针对目前只以一个样品做三次测试,厂商应该改为至少以三个同款样品进行测试并公布在误差范围内得到的结果。至于更进一步的样品改善方式应该是不再由品牌商直接提供样本,而是让独立的第三方检测机构在商场随机抽出三个样本来做测试会更好。


⑵厂商应该公布三个样品在统计学上的温标误差范围,例来说就是一个睡袋的温标上应为12/19度F如此比较适当。
 

⑤附注:

 

很多品牌商不明白,用一个样品来进行三次测试所得到的结果绝不能指出温标中的差异性和错误,事实上,它只能测量出适温实验方法中的变量,而这变量反映在温标中对消费者来说几乎是无意义的。


一些ASTM F1720标准委员会的成员希望把睡袋温标改为睡袋保暖效能,举例来说以clo/kg.clo/cm或保暖/重量.保暖/膨胀高度做为标示,如此一来可以让消费者选购时有更明确的资料可以参考。很不幸的,在中国,很多品牌商不愿提供更多的信息是因为他们自己也不知道,或者他们认为消费者是笨的、不懂的,所以不愿意提供这些信息让消费者比较和参考。 以至现在我们的消费者在选择睡袋时,只能人云亦云,去听别人的使用经验,却忽略了不同人的个体差异在同一条睡袋使用时的差别。
 

*所谓完全膨胀是指要把睡袋完全摊开24小时后再进行测试。
*目前已经有一些国外厂商开始以clo值的方法做为保暖度标示。 
 

2.G08-013 1994:

 

这个法国标准是欧洲假人测试的原型,同时也是第一个定义舒适和极限温度的热阻适温模型,同时也是第一个区分新手和老手不同温标的测试。
Comfort temperature:一个新手不会觉得不舒适,甚至不会有局部觉得冷。
Limit of comfort temperature:一个老手不会觉得热或冷,而一位新手可能会觉得有些不舒适。
Extreme temperature:老手会觉得冷,而没有经过考验的受测者有在睡眠后段的数小时则有失温的危险。
G08-013和美国的ASTM F1720法很相似,不同的是法国的测试假人有穿着长袖内衣裤和袜子并且躺在一个睡垫上。至于G08-013的热阻与适温换算模型则和EN13537相似,但适温值比起EN13537低上大约5度C。
 

Thelma(SINTEF)假人测试:

 

1.测试方法:

 

这个测试的重要性在于它是第一个被北欧市场广泛接受的假人测试。它在低舒适性的计算与ISO11076低温环境评估相同。
SINTEF测试方法是一个裸体(没有穿着任何服饰)的假人被放入测试样本的睡袋中,睡袋下则是一个1公分厚的睡垫,而整个睡眠系统则是位在实验室中一张只有金属骨架的行军床上。
假人被加热到表面能保持稳定的34度C,当所有的读数都达到稳定时,把三十分钟内身体二十个部份所需的保持表面温度的加热能量进行取样,最后这个取样的平均值被舒适模型换算为不同的睡袋的适温值。


2.SINTEF真人与假人测试的结果与比较:

 

1997年SINTEF在实验室中也进行了一连串的真人实验,这是为了对根据ISO11079所建立的舒适模型进行评估。
他们选择7条不同保暖值的睡袋做为评估依据,第一步是以假人对这7条睡袋在实验室中测试出其保暖值。接下来的真人测试是以6位男性(年龄为28.2岁正负7.8岁)以及6位女性(24岁正负2.4岁)来进行。受测者在实验室中使用不同的睡袋过夜,身上仅穿着最少的衣着(内衣)。在负15度C以上的实验环境中,受试者使用的是1cm厚的睡垫,但在负15度C以下时,睡垫会多加一层(厚度最多0.5cm),而受测者头上也会多戴上保暖帽。
在测试期间,受测者的核心与体表温度持续被监测着,当测试结束,他们则会被询问一连串的问题以测量受测者对于保暖度的实际感受。 如果当所有受测者都因为太冷而睡不着时,这次的试验就宣告放弃,接下来会以同一个睡袋但较高的环境设定温度再进行一次,这样的测试会持续进行直到睡袋的适温限度被建立起来。


最后再把七条睡袋由温标模型换算出的适温值对应上真人测试的平均适温值后发现,两者在95%的信心水平下,-15度C以上的差距约在正负1度C,但在更低的温度(-15度C)下二者的差距则会加大一些。但是要注意的是在男性和女性受测者间可以发现有明显差距的存在,这也代表着女性使用者部份应该要有分开的测试。


各种睡袋保暖测试方法基本设定的不
同----实验室环境设定、睡眠系统、以及假人设定(热输出量、衣着)等等固然造成保暖值结果的差异。不过各测试由保暖值换算为温标的舒适模型不同,更让保暖值产生高低不一的温标,这种状况往往更让消费者无所适从。那接下来我们是不是要思考应该有一个统一的标准来测量温标呢?

 

下面我们看到的EN13537标准测试条件,以及EN13537对于温标的官方解释,这是个现在广泛被欧美所采用的标准。
 

EN13537测试条件


测试条件:标准大气相对湿度64% 
温度(20.0 ± 0.5)℃
暖体假人:KAREL -5检查点 
面积:1.85平方米 

假人身高:175厘米 
假人重量:48公斤 
温度检查点:33℃ 

在测量假人的位置:卧位 
空气流量:≤0.35 m.s - 1 
标本数测试:对同一样品的3倍,24小时后 
人工接地:刚性支持与RCT = 0,85 m2.KW - 1 

连衣裙: - 保温RCT = 0051 m2.KW - 1 
袜子 - 保温RCT = 0058 m2.K.W - 1
空调:相对湿度(65,0 ± 4,0)%,温度(20.0 ± 2,0)℃


假人及其穿着标准都是根据EN13537.

 

1.测试假人穿夹克+裤子,其材质的保暖度Rct = 0,049 m2K/W ± 10%; 还有一及膝长袜,其材质的保暖度Rct = 0,054 m2K/W ± 10%;
2.测试场地为:12mm厚的木板(55*185cm);上加一垫子,其保暖度0,85   m2 K/W ±7%.

木板下也会垫点支撑物以确保木板下的空气可流通。


EN13537睡袋温标检测标准解释


MAXIMUM(最高温标):高温的舒适范围上限为,在标准的测试环境下对标准的健康男性进行测算,在睡觉时身体部分没有盖住睡袋,且不会出太多的汗。


COMFORT(舒适温度):在标准的测试环境下对处于放松状态的标准健康女性进行测算,不会感到寒冷(全身发抖),而且整晚保持身体舒适感。


LIMIT(限定温度):在标准的测试环境下对蜷缩在睡袋里的标准健康男性进行测算,身体没有发抖,而且整晚能保持身体舒适感。


EXTREME(极限低温):在标准的测试环境下对标准的健康女性进行测算,受到严寒天气的侵袭(全身发抖)。此时存在体温过低、甚至死亡的威胁。极限温度属于理论范围,仅被视为难以达到的危险临界点。


最后,EN13537附加说明:许多影响睡眠质量的因素并没用包含在EN 13537内,诸如大风侵袭、湿气、睡垫厚度、着装量等外部因素都会影响睡眠舒适度。

还有饥饿、疲劳、环境适应能力等个人因素也对睡眠质量产生重大影响。另一个重要因素就是局部不适;醒来时觉得脸上冰凉是因为睡帽敞开,或是因为双脚露在睡垫以为的冰冷地面是常见的局部不适现象,都是会影响夜间睡眠质量。

 

10、关于睡袋温标的补充


睡袋温标文章花了很多篇幅来介绍科学的测试方法,但不可讳言的在睡袋温标的标示上即使再科学的测试都有其不科学或不能以科学测量的部份,也因此在第四部份我们就来看看一个相对不科学的温标推论法─膨胀高度。


就保暖原理来看,在姑且不论睡袋设计或使用者差异的前提下,越高的绝缘层代表了越高的保暖能力,因为在绝缘层中会具有更多的热不良导体--空气(这有点把相关变数简化到离谱),而绝缘能力就能以此推估,而这篇文章的目的就是要来谈谈一个影响温标设定的因素--睡袋隔间膨胀高度(baffle height或是loft)。


虽然以膨胀高度来设定温标并不科学,但很多的美国厂商却是以其做为温标的主要依据。首先我们从睡袋三小厂中的WM和Nunatak在相同温标下睡袋的隔间膨胀高度设定数值来看起。就以32°F与20°F这二个温标等级的睡袋来检视,在暂且不论其它的设计条件下,我们可以发现baffle height或是loft这项的数值似乎有着一些共同的巧合。


 

乍看之下WM的膨胀厚度都要比Nunatak多上一倍,但其实这个不同的原因在于WM所标示的是上下二层,也就是在身体上下二层的膨胀高度总合,而Nunatak标示的只有在身体上方的单层膨胀高度值,所以把WM的数值除于二其实二者的膨胀高度在相同的适温下是一模一样的。所以虽然各款的羽绒填充量有多少的不同,但在膨胀高度的标示却是二者相同。


如果再进一步全面检视,在Nunatak的产品中,所有32°F的产品都标示了2英吋的baffle height,至于20°F则都标示了2.5英吋的baffle height。至于WM的产品中32°F的产品都标示了4英吋的loft,至于20°F则都标示了5英吋的loft,我就以手上的二条睡袋实际来测量看看:

第一条是标示适温20°F的Nunatak Raku:

 


第二条是标示适温32°F的Nunatak Arc Ghost:

 

 
这二张照片拍的可能不是太精准,因为这是一手拿着尺一手拿相机自拍而成的,大家就参考一下吧,真正国外实验室的测试方法请参考这张图,附带提一下连结的这个网页就是在美国以研究织品著名的堪萨斯州立大学的实验室,内容有它提供的各项测试,还包括了价格,有兴趣大家不妨多多参考一下。


再接下来我们再以BPL中的睡袋温标设定文章来看,他们在参考了多家睡袋品牌商并且采访了许多使用者的经验后,他们推算出一个温标与膨胀高度的相对数值,我个人加以整理并制表如下。

 


 
↑睡袋层膨胀高度与适温设定相关数值,单位公分/摄氏

↑此窗体位是英吋/华氏,方便对照使用


以BPL的表格来看,30°F的适温需要1.8英吋(4.6公分)的膨胀高度,而20°F的适温则需要2.2英吋(5.6公分),这个数值相较之下比WM和Nunatak所标示(要求)的数字低,我个人推测这也许是睡袋品牌商比较保守所致,毕竟标准提高一些使用者对适温能力的抱怨也会少一些。


而由把膨胀高度设定做为温标这个前提放到填充量的角度来思考,品牌商在设定睡袋温标时就会依睡袋应该达到的膨胀高度来制做隔间高度尺寸,所以在相同的隔间空间下,FP值较高的羽绒就能以较少的填充达到需要的膨胀高度(体积),所以相对来说就能达到轻量的目标。


当然我们一定要注意的是,这个膨胀高度数字只是厂商从经验中得到推论,事实上是缺乏科学的实验证明,也就是说这基本上只能当做一个保暖性的参考值。但换个方向来看,现在市面上有着的许多不同号称科学的测试方法所得出的测试数值,只是「实际环境」和「人」这二项变量却永远不会和实验室设定相同,把数值当做参考可以让在我们选购睡袋时提供多一些可供参考的信息,但请不要把数字当成你唯一的指针,只相信数字是危险的!

 

另外睡袋除了膨胀高度外以下的这些设计也是影响保暖能力的相关重要因素:

★有无帽兜
★型式,木乃伊、有无背部填充
★合身程度
★拉炼、防风唇等设计
★填充材质与填充量
★隔间的结构
★表布的透气性
此外在BPL的文章中也强调

 

除了睡袋本身,使用者个人的生理和新陈代谢状况,以及睡眠系统等等也都是会造成睡袋适温差异的重要因素。


最后和大家分享的是如果要从增加睡袋膨胀高度来提升睡袋保暖能力着手,除了花钱换条新睡袋外还有个简单又可兼具轻量的方法─那就是穿上你的保暖衣。既然保暖衣是一定要携带的重量那何不让他一物多用,穿着它进睡袋以增加膨胀高度的方式来提升睡袋保暖度,如此一来也可以搭配温标较高重量较轻的睡袋不是一举二得。只不过采用这个方法有一点要注意就是睡袋不能太紧,太紧的睡袋会压缩保暖衣的膨胀高度反而会让效果大打折扣的。


附带一提,如果有人想同时用二条睡袋一起搭配的方式提高睡袋适温能力,以下提供一个BPL论坛提到的算式,让你可以计算一下这二条睡袋相加之下可以达到何种保暖能力:

 

(70oF-适温较高睡袋的适温值)/2=B

温标较低睡袋的温标值-B=二颗睡袋结合使用时的温标
举例来说,如果你想同时使用一颗温标40oF以及一颗30oF的睡袋,那我们可以依此算式来计算:

(70-40)/2=15

30-15=15

 

经计算所得出的15oF就是这二条睡袋一起使用时的温标值。只是这个数值也只是一个理想值,实际使用时还是得考虑很多变量,例如二条睡袋的尺寸大小等等,所以这算式就仅供参考了。
基本上有些厂商认为澎胀高度只有在身体上方(未压缩)的才具有保暖能力的,压在身体下方的保暖材质因为受到压缩所以是不具备保暖能力的。

 

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