membrana climatice
Principiile de funcționare a membranelor climatice
În unele haine mai calde? Cineva va spune într-o jos, și cineva va vorbi despre grosimea și numărul de straturi. O cravată „NPGs“ cu alcool, iar al doilea, dimpotrivă, a spus că „este necesar să bea mai puțin“ și pentru a muta mai mult. Toată lumea va fi în sine, dar nimeni nu va argumenta că oricare ar fi hainele, ar trebui să fie uscat. Hainele înmuiate prin căldura nu va.
Pentru a preveni îmbrăcăminte uzi asigura confortul în toate tipurile de activități în diferite condiții climatice ajutorul tehnologiei moderne cu membrană.
Termenul „membrana“ are multe înțelesuri și utilizate pe scară largă în domeniul științei și tehnologiei. Materiale speciale sunt utilizate cu același nume și în hainele - acestea sunt adesea numite membrane climatice.
Hainele înmuiate prin căldură nu va
Una dintre sarcinile principale ale membranei de îmbrăcăminte este de a proteja om de umiditate externă - ploaie, zăpadă umedă, stropi de apă. În dezvoltarea tehnologiei, această problemă a fost rezolvată prin utilizarea unei game largi de materiale impermeabile - de la piei de animale pentru cauciuc și polietilenă. Toată lumea știe că, în cizme de cauciuc poate sta in apa, fara riscul de picioare ude, si capul de plastic subțire salvați de la orice ploaie, fără a pierde prin el însuși sau unul dintre picături sale.
Deci, se execută un material complet impermeabil: apa nu ajunge în interior, și nici un abur scapă
Cu toate acestea, cu experiență de turiști, iar oamenii doar atenți au observat că sub haine, nu absorb umezeala, devine rapid umed, chiar dacă în afara soarele straluceste puternic. De ce se întâmplă acest lucru? În cazul în care face acest lucru de umiditate, astfel încât chiar și în astfel de cantități, care nu oferă nici o ploaie?
Răspunsul la această întrebare este dat de fiziologie. Fără să-și dea seama, fiecare dintre noi respiră pe zi sub forma unei perechi de 400 ml de apă - este de aproape două pahare. Aproximativ la fel - aproximativ 600 ml de apă pe zi - ca eliberate imperceptibil prin piele sub formă de vapori. Și dacă îmbrăcăminte impermeabilă previne dispersia lor în aerul ambiant, umiditatea se acumulează, condensează și umezește haine de interior.
O cantitate mult mai mare de umiditate eliberată de către om, dacă el este angajat în activitatea viguroasă - munca fizică sau exercițiu. Volumul de umiditate, mai degrabă, de cele mai multe această sudoare, care distinge corpul uman, în vreme caldă sau în timpul efortului este de aproximativ 1,5 litri pe oră. În acest caz, hainele se udă mult mai repede într-o chestiune de minute. Dar, atunci când este utilizat ca o protecție de umiditate de acoperire din cauciuc sau din polietilenă de blocare a vaporilor atât de eficient încât în curând se udă sub haine, chiar și în cazul în care persoana este stabilită.
Sumele comparative ale diferitelor tipuri de om evaporarea umezelii
Cum să scapi de excesul de vapori sub haine? Cea mai simplă opțiune - să se dezbrace timp. Dar atunci trebuie să se ude în ploaie. „Apă, apă, apă peste tot“ - cântat în cântec, iar acest cântec nu este numai despre navele.
Cum să nu piardă umiditatea corpului exterior și, în același timp, să se retragă din corpul propriu evaporare? Ce ar trebui să fie o barieră la umiditate, care sunt prezentate simultan două cerințe se exclud reciproc? Cu alte cuvinte, ceea ce ar trebui să fie hainele pe care le-ar lasa umezeala într-o singură direcție - spre exterior?
Răspunsul la această întrebare și dă o membrană climatică - o peliculă subțire cu proprietăți „magice“ de umiditate pentru a trece în mod selectiv.
Există două tipuri principale de membrane diferă unul de altul principiul acțiunii - poros și besporovye. Să-i considerăm, în special, în detaliu.
porilor membranei
transportul selectiv la umiditate prin membrana poroasă are loc caracteristicile structurale ale apei.
Știm că apa poate exista în trei stări: gaze, lichide și solide. membrană Pore funcționează cu două dintre ele: gazos și lichid, adică, abur și apă. Cuplurile trebuie să ia departe de corp pentru mediu, și apa din exterior, dimpotrivă, nu sunt puse la corp.
Este cunoscut faptul că molecula de apă a rămas neschimbată în toate stările de agregare. Ceea ce, atunci, sunt diferite unele de altele, aceste state? Principala diferență este distanța dintre molecule. Moleculele de apă de abur sunt situate la o distanță mare față de altul și, prin urmare, nu interacționează. În apă, aceste molecule sunt situate mult mai aproape - la distanțe, unde există forțe de atracție și de tensiune de suprafață, nu le dau să se rupă unul de altul.
Structura unei molecule de apă și o picătură de apă
volume mari de apă pot fi ușor împărțite în „fragmente“ relativ mici, pe care le numim picături. Dintre aceste picături și este ploaie. Dar fiecare picătură este încă o mulțime de molecule. Moleculele sunt aranjate aproape unul de altul și să rupă aceste legături și transforma picături în abur necesită mai multă putere. Cu acest obiectiv, de exemplu, excelează fierbător de apă. Turistic, din păcate, de asemenea, se aseamănă, uneori un aparat pentru apă clocotită, în care non-declanșare.
Deci, scopul membranei - să nu piardă sub apă haine sub formă de picături și, în același timp, să „respire“. care este permeabilă la vapori de apă - molecule libere individuale de aceeași apă. Soluția acestei probleme nu pare dificil: este suficient pentru a oferi o gaură film impermeabil mărimea potrivită - și membrana este gata. Dar, în ciuda simplitatea ideii, punerea sa în aplicare tehnică necesită eforturi științifice și tehnologice semnificative. Gauri dimensiunea „moleculara“ nu drill nasverlit. Deci, nu va grabiti la magazin și să aibă milă de papuci - membrana de pantofi dintre ei încă nu au ieșit.
„Și vom merge în altă parte.“ Ei bine, sau șchiopătînd
Producătorii de membrane au un alt instrument. Ei folosesc polimeri și oameni de știință care știu ce polimeri și cu ajutorul unor manipulări fizice și chimice ale acestor membrane sunt obținute. Ei bine, sau cel puțin pretind să știu.
Potrivit unuia dintre liderii din industrie - W. L. Gore compania americană Associates, - porilor membranei GORE-TEX®, obținut printr-un polimer special politetrafluoretilenă întindere are miliarde de deschideri microscopice, fiecare dintre care este de aproximativ 700 de ori mai multe molecule de apă, dar de 20 000 de ori mai mici picaturi de. Aceste găuri și au pori. De aici numele de membrane cu pori.
Moleculele de vapori pătrund ușor prin porii membranei, dar porii sunt prea mici pentru picăturile de apă
Membrana seamănă cu sita, dar este, în contrast cu sitele rurale convenționale în care „nu sunt apa.“ create special pentru apă.
Astfel, membrana porilor - un strat subțire cu pori minut, adică, deschideri de dimensiuni prin care trec liber moleculele de vapori, dar nu se poate obține o picătură de apă.
membrană Besporovaya
Acest tip de membrană, care este, de asemenea, numit hidrofil sau „apa iubitoare“ nu are pori, ceea ce se reflectă în titlu. Transportarea umezelii printr-o membrană este realizată prin difuzie.
membrana Besporovaya seamănă mai mult nu o sită, iar buretele, doar o structură foarte mică. Acesta, spre deosebire de membrana poroasă în sine nu este transportată prin vapori, iar apa care se scurge prin structura spongioasa a membranei cu o suprafață a acesteia către cealaltă, în mod condiționat - reversul în față.
Umezeala Transport besporovoy membrană: 1. Evaporarea. 2. Condensarea umezelii pe suprafața interioară a membranei. 3. membrană. umiditate zona de transport. 4. evaporarea umidității în mediu
Vaporii din corpul uman (1), mai întâi ajunge în interior (dedesubt) suprafața besporovoy membrană depus pe acesta sub formă de apă de condens (2) și impregnate cu membrană prin. Numai atunci besporovaya membrană începe să lucreze, adică, pentru a transporta umiditate (3). Umezeala din scurgerile laterale interioare prin intermediul membranei și besporovuyu se evaporă din suprafața exterioară a materialului în mediul înconjurător (4).
Condițiile necesare pentru buna funcționare a membranelor
Din descrierea principiilor de funcționare membranelor poate concluziona că porilor membranei la fel de bine ca și o pereche transmite spre exterior și spre interior, și besporovaya alimentat cu apa. Care este atunci utilizarea de membrane? Ceea ce le face să transporte umiditate în direcția cea bună?
1. Diferența dintre presiunile parțiale
Condiția principală și indispensabilă pentru ambele tipuri de membrane de lucru este diferența dintre presiunea parțială a vaporilor de apă din diferite părți ale membranei. Din fericire, pentru înțelegerea membranelor nu necesită o explicație a termenului „parțială“, deci să spunem mai ușor: transportul de umiditate este întotdeauna în direcția în care presiunea de vapori este mai mică.
Direcția de transport umiditate depinde de diferența de presiune a vaporilor din interiorul și exteriorul membranei
Rezultă că, dacă, pentru un motiv oarecare, presiunea vaporilor de apă din afara va fi mai mare decât presiunea de vapori în interiorul membranei va transporta umezeala în direcția opusă, adică corpul uman. Acest lucru se poate întâmpla, de exemplu, în saună, dacă te duci acolo în haine membrana. Nu pleca.
Transportarea cu membrana de umiditate se realizează întotdeauna în lateral cu abur la presiune mai scăzută
Umiditatea 2. Ambient
În condiții de umiditate ridicată de lucru cu membrană poroasă mult mai bine. Astfel de membrane, de asemenea, în mod normal, în cazul în care funcționează îmbrăcăminte de ventilație în aer liber.
membrană Besporovye funcționează bine la diferența de presiune a vaporilor ridicată, adică în cazul în care mantaua interior suficient de umed, iar aerul din exterior este relativ uscat. Cu toate acestea, în cazul în aer liber, aceste membrane reduce dramatic eficacitatea.
Temperatura mediului ambiant 3.
membrană Besporovaya este iubit temperaturi scăzute. Dacă propria temperatură scade sub zero grade, apa de impregnare a membranei, congelate, și transportul umidității practic se oprește. Pore membrană care nu transportă apă și abur, la temperaturi joase, are avantajul de peste besporovoy.
4. Integritatea mecanică și structurală a membranei
membrană Besporovaya porilor mai puternic și mai durabil. membrana Pore pierde destul de repede eficacitatea sa din cauza înfundarea porilor, asociate cu utilizarea improprie și de îngrijire.
Cu toate acestea, un mod arbitrar caracteristicile tehnice ridicate ale membranei poate fi inutilă dacă greșelile tehnologice au fost făcute în fabricarea de articole de îmbrăcăminte. In cele din urma, eficiența membranei de îmbrăcăminte nu depinde numai de membrana, ci și de mulți alți factori: calitatea prelucrării și dimensionarea îmbinărilor, utilizarea specială hidrofug de acoperire (hidrofob). îngrijirea corespunzătoare și așa mai departe. d.
Caracteristicile operaționale de bază ale membranelor
Deci, sarcina principală a membranei - pentru a asigura un nivel confortabil de umiditate sub haine. Pe baza caracteristicilor membranei sunt determinate de doi parametri majori:
Rezistența la apă - Capacitatea membranei nu se scurge. Această valoare este dată în milimetri și caracterizează înălțimea coloanei de apă, care membrană poate rezista la presiunea fără scurgeri. Adică, orice scurgere ar putea să membranare absolut etanșe nu există, astfel încât singura întrebare este, în ce condiții membrana de „curgere“. Valoarea rezistenței la apă acceptabilă începe la 10 coloană de apă 000 mm, dar pentru îmbrăcăminte, care sunt supuse unor cerințe stricte, această valoare nu ar trebui să fie mai mică de 20 000 mm.
Permeabilitate - g / m2 sau g / m2 - cantitatea de umiditate, care este capabil de a scoate membrana în mediu per unitate de timp. Uneori, această caracteristică se numește viteza de transport a vaporilor de umiditate (engl MVTR ;. Umezeala rata de transfer de vapori), care besporovoy membrana nu este în întregime corectă, din moment ce nu are nici o abur și apă, dar de fapt nu se schimba. Cantitatea de permeabilitate la vapori este indicată ca cantitatea de umiditate în grame care se transportă prin membrană pe metru pătrat pe 24 ore. Cât este mai mare valoarea, cu atât mai bine membrana elimină abur și nivelul mai ridicat de confort. De obicei, este în intervalul de la 3000 la 10.000 de grame pe metru pătrat pe 24 de ore.
De asemenea, pentru a evalua permeabilitatea la vapori a membranei pentru testarea rezistentei la transport a vaporilor. Acest test se numește RET (rezistența la transferul prin evaporare) și evaluează viteza de transmitere a vaporilor de apă în puncte. O valoare zero indică absența rezistenței la RET, și o valoare de 30 puncte - o rezistență completă la vapori. Pentru claritate, ne putem imagina că RET 0 - o pereche liberă de evaporare din pielea umană, și RET 30 este comparabilă cu rezistența de evaporare a generat o pungă de plastic.
Trebuie amintit faptul că nici membrana în sine nimeni cald. Utilizarea sa conduce numai la o scădere a umidității sub haine. In plus, multe dintre membrana bine protejate de vânt. Bineînțeles, toate acestea conduc la o creștere a confortului termic, ci de a aplica membrana în sine ca îmbrăcăminte de cald nu este în valoare de ea - înghețarea în floarea vieții.
confort termic dinamic aproximativ în funcție de umiditatea de haine
Principalele sarcini ale membranei - să nu treacă apa la corpul uman din exterior și scoate corpul de evaporare.
membrană Pore prin microgolurilor în structura, trece moleculele de apă individuale (abur), dar nu lasa picături de apă. Aburul pătrunde prin membrană în direcția de la mare la concentrație scăzută.
membrană Besporovaya permite vaporilor de umiditate în direcția de concentrații mai mici, dar nu se separe de molecule si apa sale, care infiltrează prin stratul de membrană ca printr-un burete.
membrana Pore începe să lucreze aproape imediat, chiar și cu o mică diferență de concentrație a vaporilor în interiorul și în afara de îmbrăcăminte. Besporovaya va funcționa numai după condens impregnat - umezeala rezultată din evaporarea de pe suprafața pielii.
membrană Pore rămâne operațională la temperaturi scăzute, deoarece transportă vaporii. Besporovaya se oprește atunci când înghețarea apei în structura sa.
Membrana Besporovaya este fiabil, durabil și nu atât de exigentă să aibă grijă de modul în care porilor. ea, de asemenea, de obicei, mai ieftin. membrana striat este sensibil la contaminare, aceasta necesită utilizarea unor metode speciale de spălare și rapid pierde calitatea dacă nu întreținute în mod corespunzător.
Două caracteristici importante ale oricărui membranei - capacitatea de a devia aburul din corp și pentru a preveni pătrunderea umezelii inversă - conținută în mod tipic îmbrăcăminte membrană aici. membrană rezistentă la apă este dat în milimetri, iar cea mai mare punctaj, protejează mai fiabil membrana din apă. Respirabilitate a membranei - permeabilitate la vapori - a declarat în grame pe metru pătrat. Și aici, precum și - mai mare numărul, cu atât mai bine. Cu toate acestea, caracteristicile îmbunătățite barieră de umiditate, în general, însoțită de o deteriorare a respirației, și vice-versa.