Tunna vs tjocka kläder i kall sovsäck?

[norrakurva]

Det enkla och orubbliga svaret är att mer isolering isolerar bättre. Det går inte att komma ifrån.

Fast vad menas med mer isolering? Om man har en säck med 1kg dun i fyllningen och fyller på med 1kg till blir den då dubbelt så varm? Och om man fortsätter att fylla på blir säcken bara varmare och varmare. Är det så man skall tänka? Det känns lite konstigt.

 

[CampDavid]

Om man fryser i sovsäck kan det bero mer på dåligt liggunderlag än på dålig säck,. Är det pga liggunderlaget hjälper det föga att klä på sig en jacka i sovsäcken. Den kläms ju lika platt som säcken under kroppen.
Finns tillräckligt bra liggunderlag kommer ökat loft att hjälpa.
/John

 

[Jw Croona]

Jag tycker man ska ta de där med komfort temperaturen med en nypa salt. Jag kokar alltid vatten och lägger i en flaska i en tjock socka och sover med den. Har aldrig frusit när jag gjort så. Kört många vinterturer och det är alltid en hit. Lägg även en dunjacka uppe på säcken istället för i, du behöver mycket luft i säcken för att värmen ska bli så hög som möjligt. Töm även tarm och task. Lycka till.

 

[skogsbaronen]

Fast vad menas med mer isolering? Om man har en säck med 1kg dun i fyllningen och fyller på med 1kg till blir den då dubbelt så varm? Och om man fortsätter att fylla på blir säcken bara varmare och varmare. Är det så man skall tänka? Det känns lite konstigt.

Det är nog inte ett linjärt samband så dubbelt blir det nog inte, men i övrigt så ja - så blir det.
Det är ju det som är huvudskillnaden mellan en lätt sommarsäck och en varm vintersäck - mer isolering
Men man kan inte bara fylla på mer dun om inte dunet får plats. Man måste göra dunkanalerna större också.


En sovsäck är inte varm. Den isolerar bara.
Din kropp producerar en viss mängd värme. Om värmeförlusten till omgivningen kan hållas lägre än värmeproduktionen, så håller du värmen. Ökar du isoleringen minskar värmeförlusten.
Sen kan ju kroppen till viss del reglera sin egen "isolering", genom att leda blodet närmare huden eller längre in i kroppen.

 

[Benji]

... du behöver mycket luft i säcken för att värmen ska bli så hög som möjligt...

Det där är ju direkt felaktigt.

 

[norrakurva]

Det är nog inte ett linjärt samband så dubbelt blir det nog inte, men i övrigt så ja - så blir det.
Det är ju det som är huvudskillnaden mellan en lätt sommarsäck och en varm vintersäck - mer isolering

Det är ändå nåt konstigt. Om man då tänker hur en termos funkar. Fyller man kokhett vatten i den blir inte utsidan varm. Ju mindre man har mellan den varma insidan och den kalla utsidan destå bättre. Alltså ju starkare vacuum destå effektivare isolering.

Vacuum i en sovsäck finns ju inte men om man lyckas skapa en spalt med stillastående luft mellan den varma kroppen och den kalla utsidan så kanske det är så nära en termos man kan komma. Det är inte mängden dun utan den maximala luftspalten man kan skapa med dunet som är det viktiga. Loftet med andra ord. Om det var det som menades med 'mer isolering isolerar bättre' så hänger jag med. Mer loft ger en bättre isolerande säck om jag fattat reklamen rätt.

Sen finns det så klart bättre eller sämre sätt eller material att skapa loft. Det här primaloftpatentet beskriver lite av teorin bakom en isolerade fyllning https://patentimages.storage.googleapis.com/e0/40/3d/ada4439bc2ff88/US4588635.pdf

 

[ååh]

Har aldrig hört talas om nån som tar av sig sovkläderna när det är för kallt i säcken iaf. Skulle va om de är blöta av svett då, men annars låter det bara bakvänt. Jag tar ju inte på mig pyjamasen hemma när det för varmt att sova naken

 

[Myggmat]

Kul att diskussionen tar en mer vetenskaplig riktning än bara gissningar och gamla skrönor. Följer med intresse. Det där med rädslan att bli fuktig i säcken och därmed börja frysa är knappast applicerbart om man inte andas i säcken eller om man pälsar på sig så mycket att kroppen börjar perspirera ytterligare för att kyla ner. Utan att själv vara det minsta vetenskaplig så har jag personligen jag aldrig börjat frysa mer av att ta på mig ytterligare ett lager om jag varit kall i sovsäcken.

 

[Fjällkjell]

Det är ändå nåt konstigt. Om man då tänker hur en termos funkar. Fyller man kokhett vatten i den blir inte utsidan varm. Ju mindre man har mellan den varma insidan och den kalla utsidan destå bättre. Alltså ju starkare vacuum destå effektivare isolering.

Vacuum i en sovsäck finns ju inte men om man lyckas skapa en spalt med stillastående luft mellan den varma kroppen och den kalla utsidan så kanske det är så nära en termos man kan komma. Det är inte mängden dun utan den maximala luftspalten man kan skapa med dunet som är det viktiga. Loftet med andra ord. Om det var det som menades med 'mer isolering isolerar bättre' så hänger jag med. Mer loft ger en bättre isolerande säck om jag fattat reklamen rätt.

Sen finns det så klart bättre eller sämre sätt eller material att skapa loft. Det här primaloftpatentet beskriver lite av teorin bakom en isolerade fyllning https://patentimages.storage.googleapis.com/e0/40/3d/ada4439bc2ff88/US4588635.pdf

Du har helt rätt!
Det som isolerar är inte materialet (dunet). Det som isolerar är luften. Den kan inte förflytta sig på grund av att isoleringsmaterialet förhindrar det och således inte orsaka värmeförluster genom konvektion. Ju bättre loft ju större mängd orörlig luft!

 

[skogsbaronen]

Givetvis är det loftet vi pratar om, och likaså är det stillastående luft som är intressant. Mer dun i större dunkanal, eller motsvarande.
Om isoleringen är dun eller gullfiber är mindre intressant, men vakuumsovsäck får vi nog vänta på =)

 

[joanna]

Vetenskaplig bra svar och jag är med på dina tankegångar i stort men ingenjören i mig vill förstå lite djupare och jag har glömt lite av de fysikorden inom termodynamik du använder - kan du förklarar dem lite enkelt? (...)

- temperaturgradient/värmemotstånd:

Värmemotstånd är vad vi i dagligt tal brukar kalla en konstruktions (t ex en hus- eller sovsäcksväggs) isoleringsförmåga. Det beror (omvänt proportionellt) på de ingående materialskiktens värmekonduktivitet* (värmeledningsförmåga, en materialkonstant), och (rakt proportionellt) på resp. materials skikttjocklek (varefter utfallet för alla skikt summeras, och lite värmeövergångsmotstånd i konstruktionens bägge ytor läggs till).
Ju färre och lättare molekyler som studsar runt inom en given volym, desto lägre värmekonduktivitet. Därav vakuum mellan termosväggarna och ädelgaser mellan glasen i isolerrutorna, men i husväggar, sovsäckar och kläder får vi nöja oss med luft . Stillastående luft har ändå så särklassigt låg värmekonduktivitet, att i praktiken alla våra ansträngningar att "värmeisolera" går ut på att hålla den stilla i tjocka skikt med diverse fiffiga "armeringar" (mineralull, päls, fleece, dun...). Dun är så bra på detta just för att det håller kvar mycket luft med minimalt eget materialbidrag inom en given volym.

Tillför man värmeenergi på konstruktionens ena sida, ökar temperaturgradienten - dvs temperaturskillnaden mellan dess "varma" och "kalla" sida - med konstruktionens ökande värmemotstånd. I fallet sovsäck kan man åstadkomma detta med högre "loft", högre dunkvalitet och i viss mån kanalernas konstruktion.
En sovsäcksvägg kan i praktiken ses som en homogen enskiktskonstruktion, och diagrammet med temperatur på y-axeln och väggens tjocklek på x-axeln (temperaturgradienten genom sovsäckväggen) ser därför ut som en rak fallande linje. Består sovsäcken t ex av ett dun- och ett syntetlager med olika värmemotstånd, lutar resp. linjesegment olika brant (exempel).

Det finns naturligtvis även en temperaturgradient genom ev. klädskikt och innerluft mellan huden och sovsäckens insida, men den är mycket lägre (linjen faller långsammare), och för luftens del på gränsen till försumbar: kläders värmemotstånd är normalt (utom för dunskikt) betydligt lägre än sovsäckens, och den återstående inneluften cirkulerar, med konvektionsförluster som följd. Att kläder ändå bidrar beror på att de bromsar konvektionen närmast huden och får en större andel av innerluften att hålla sig någotsånär stilla.
Blir kläderna för "effektiva", inträffar det som några beskrivit: temperaturgradienten genom dem ökar, den återstående inneluften blir kallare, och daggpunkten (punkten på diagrammet där temperaturen hunnit sjunka lägre än till inneluftens ångmättnad) flyttas inåt.

* uttryckt t ex som värmeförlust i Watt per kvadratmeter av materialets yta, om det är 1 m tjockt och det råder grads temperaturskillnad mellan skiktets bägge sidor.

- värmekapacitivitet, förmåga att lagra värme?

Ja - ett materials förmåga att lagra termisk energi; man brukar också tala om termisk tröghet. En sten från eldstaden kommer att värma ditt tält betydligt längre än en vattenflaska eller (än mer) lufkudde med samma volym, som du uppvärmt till samma temperatur . Man kan definiera värmekapaciviteten per vikt*- eller volymsenhet* (se not nedan), men det är ju det senare som är meningsfullt, när vi talar om luftskikt. Det var därför jag var noga med att skriva volymetrisk värmekapacitivitet - fasta ämnen brukar ha samma värmekapacitet per mol, och högkomprimerade/flytande luftgaser skulle få helt andra värden .

* uttryckt t ex i antalet joule per antingen kg eller kubikmeter av materialet, som krävs för en grads temperaturförändring.

- konvektion, det är väl strömning - dvs du kyls av att varm luft ersätts av annan kall luft

Sammanfattning för praktiskt bruk:
den luft du jobbat hårt för att värma upp blir lättare och vill stiga uppåt, för att trolöst ge bort den energi du matat den med till allt den möter, som är kallare än den själv . Den kallare tyngre luften sjunker ner i stället och vill bli matad den också

1.Ledning: antar att det då handlar om direkt fysisk kontakt mellan kallt och varmt
2. Strömning: t ex luft mellan det varma (din kropp) och kalla ( t ex marken), utan medium (t ex luft) emellan
3. Strålning: inte så applicerbart i sovsäckfallet, men eld kan värma genom strålning eller är det strömning av varm luft?

1: ja
2: nja, osäker på vad du menar?
3: både strålning och konvektion kan vara verksam här
4 (som borde varit med): avdunstning, värt att tänka på i sammanhanget

Förklarar gärna lite vidare om det här med var ev ånga hamnar. Borde väl var liknande principer som när man bygger hus och isolerar väggar?

Javisst. Se ovan om risken för "inflyttad" daggpunkt. Luft han innehålla mindre vattenånga, ju kallare den är; är den mättad med vad den kan innehålla vid en viss temperatur, kondenserar överskottet till vattendroppar, om luftens temperatur sjunker.
Att gamla träfönster kunde sitta långt ut i fasadliv, utan ens någon ångspärr mot den varma ångrika inneluften, beror inte på att de var gjorda av bättre virke, utan på att gamla oisolerade murväggar läckte så pass mycket värme till sin utsida (låg temperaturgradient ), att daggpunkten aldrig hamnade i karmfogen.
Man bör av samma anledning läcka "lagom" med värme till sin sovsäck för att slippa kondens - för dun lika med dramatisk förlust av värmemotstånd - inne i säcken. Alternativt kan man se till att stänga in all kroppsfukt i en ångtät säck, och det är kanske enda möjliga valet under vissa omständigheter - men inget särskilt trivsamt IMHO. Ett annat knep jag sett är två sovsäckar i varandra - den ena i mindre fuktkänslig syntet, dit man försöker styra daggpunkten.

 

[joanna]

Många intressanta tankar här, men man får inte glömma själva orsaken till frågeställningen.

Om man vaknar på natten av att man fryser så spelar det ingen roll att det är skönast/minst "kallt" att lägga sig utan kläder i säcken. Säckens totala isolering räcker uppenbarligen inte för att du ska få en hel natts sömn.

Det enkla och orubbliga svaret är att mer isolering isolerar bättre. Det går inte att komma ifrån.
Sovsäckens egen isolering påverkas noll (0) av vad man har på sig på kroppen.
Alla kläder man tillför bidrar med isolering (ja så länge de håller luft, vilket alla kläder i praktiken gör), vilket ökar den totala isoleringen.
Ökad isolering leder till längre tid innan man blir så pass nedkyld att man vaknar. (...)

Så är det ju i idealfallet, dvs om de extra klädlagren ökar det sammanlagda "loftet" i motsvarande grad. Det krångliga i sammanhanget är att det inte alltid inträffar, utan kläderna i större eller mindre grad ersätter/binder den redan befintliga inneluftvolymen. Då blir vinsten inte lika rakt avhängig summan av alla skiktens värmemotstånd - man "vinner" ändå, men i större grad beroende på reducerad konvektion och bättre sammanlagd isolering på lokala tryckpunkter.
I sämsta fall har man tryckt ihop sovsäckväggen - dvs skiktet med det överlägset högsta värmemotståndet - och fått en högre andel av skikt med lägre värmemotstånd.

Sen är det visserligen sant att det kostar energi att värma upp kalla plagg, men den energin stannar i sovsäcken, kläder eller ej.

Hjälper inte så mycket, om man får vänta halva natten på en stunden...

Jag tycker även att man ska tillämpa viss försiktighet med att prata om "ugnen", på samma sätt som att man ska undvika att tillskriva tumvantens förträfflighet till att "fingrarna värmer varandra" (vilket tagits upp tidigare). Det blir lätt ännu fler missförstånd.

Man kan uttrycka sig mer eller mindre vardagligt eller precist, men jag tror alla fattar att det handlar om relationen mellan den varma kropp(sdelens) volym och dess omslutningsarea. Det är ju därför vi sover varmare i en sovsäck, än i en lika tjock dunöverall, och därför en radiator (eller kylare) har flänsar.

Det handlar inte om att ugnen ska värma upp säcken, det handlar om att hålla ugnens värme i ugnen. Det gör man med isolering. Värmen ska stoppas från att smita iväg. Att ugnen faktiskt värmer upp säcken är negativt, och inträffar enbart för att isoleringen inte är perfekt.

Ingen isolering är perfekt (ok, bortse från vakuum utan konvektions- och strålningsförluster på/mellan dess begränsande skikt) - det finns alltid en temperaturgradient genom de isolerande skikten. Om "ugnen" slocknar, blir förr eller senare luften i sovsäcken lika kall/varm som uteluften. Och som några skrivit - vi har ett visst intresse av att gradienten inte blir tvärbrant; då får vi problem med kondens på fel ställe.

Den enda gången den där ugnen är intressant (ja på ett personligt plan är den ju mer eller mindre alltid intressant, men det hör inte hit), det är när man kryper ner i de kalla kläderna/säcken. En varm ugn tar den "smällen" bättre.
Därav det mest matnyttiga husmorstipset - Se till att vara varm i kroppen när du lägger dig =)

Håller helt med dig, men min kassa "ugn" gör inte som jag vill