【知識】睡袋保命與科學-大補丸

對於睡袋保命這件事，說起來可以簡單但其實與保命相關！
～看完這篇知識、保證可以上梁山～
（生活在山野之間與極限搏命的設計師分享）

睡袋暖不暖與保命之間的科學性探討，絕非單單看FP值、重量這麼簡單！
筆者耗費多年時間整理各方資料，且與各界國外好手日夜研究簡化，再加上大學教授的物理學支持等等彙整重新撰寫，希望能夠讓新世代的山友能夠可以獲得更全面的知識！（即將面臨知識技術斷層）

1.人體的熱平衡奧妙:
人對周遭環境感覺到舒適的程度，是由人體生理機能透過感知神經並且傳遞給大腦反應後的變化，因此這變化會因人而異並有所不同。經由新陳代謝產生能量來讓我們身體機能能夠在恆定溫度中維持生面存活基礎。
當體溫過高或過低，會直接影響酶的活性，從而影響新陳代謝的正常進行，各種各樣的細胞、組織和器官的功能發生紊亂，破壞內環境的平衡，嚴重時還會導致死亡。因此為了隔絕保護身體就需要各種外在因素改變，來維持平衡。

2.熱力傳導的途徑:
熱力學傳導四大定義，會經由
1:傳導Coduction 2:對流Covection、3:輻射Radiation、4:蒸發Evaporation 等方式傳導，在睡眠系統中最主要接觸人體的方式則是傳導和對流為最優先達成。(依序傳遞速度是對流>傳導>輻射>蒸發)但最先感受到的是接觸傳導。

3.睡眠系統中的heat transfer與人體body影響因子:
傳導Coduction:當物體在接觸時、熱能從高溫向低溫部分轉移的過程，是一個分子向另一個分子傳遞振動能的結果。 而在睡眠系統中傳導主要作用最快因素是人體和冰冷地面接觸，身體的恆定能量會藉由接觸傳導快速的流失。因此這部份可以藉由R值高的睡墊來減少熱能流失。

對流Covection:液體或氣體因為溫度的差異會使得流體之間的親密度不同，當液體或氣體物質一部分受熱時體積膨脹則密度減少逐漸上升，加上重力影響產生循環(流動力)使溫度趨於均勻的過程。
在睡眠系統中，對流主要藉由睡袋結構中所留住的暖空氣(被人體的能量加熱的)來減少其影響。

輻射:Radiation 太陽所產生的熱輻射，因為需要非常長(距離)才能傳遞到影響的物體上，中間又會有各種干擾。所以在睡袋睡眠系統直接影響微乎其微(不過時間拉長了就很可觀喔)。

蒸發:Evaporation蒸發是由於液體分子互相碰撞以及從環境中得到熱能補充，液體表面汽化。流汗是人體調節體溫主要作，不過蒸發的作用會受到濕度、氣壓、密度、表面積 空氣流動速度等等影響。溫度越低的蒸發作用越小。
當你睡覺時睡袋內與睡袋外的溫度環境差異太大時再加上流汗無法有效產生蒸發作用，就會有冷凝現象condensation。(不少人會因此誤解睡袋的不好，請確認清楚你的環境狀況)

呼吸:Respiration 氣溫低時呼吸所造成的熱流失會比較明顯，內溫動物在天氣寒冷時皮膚的血管會收縮使血液量減少，抑制體熱在體表散失的速度。同時食慾也同時增加，配合甲狀腺分泌甲狀腺素的量增加，加速細胞的呼吸作用，以加速熱能量產生。(恆溫動物調節體溫的其中一種方式)

代謝:Metabolism人不同的代謝率、這些代謝率會因活動水平和環境條件而波動，代謝是生物體不斷進行物質和能量的交換過程，一旦物質和能量交換停止，生物體的生命就會結束。
代謝中的化學反應可以歸納為代謝途徑，透過酶的作用將一種化學物質轉化成另一種化學物質。酶可以透過一個熱力學上易於發生的反應來驅動另一個難以進行的反應，使之變得可行。所以筆者認為（代謝）在睡眠系統影響中的重要一環。(人體內在)

其它人體因素:高矮胖瘦年紀體能健康，通通都是不同的條件，所以同一顆睡袋不同人使用，就算天時地利人和也不可能體感相同。

4.熱平衡公式
Ｈ＝熱量

Ｍ＝物體的質量

Ｓ＝比熱（以水為例就是１）

▲/變化量（後項減前項）
Ｔ＝溫度

▲Ｔ/溫度的變化量（後溫－前溫）
熱平衡表示最後狀態時，系統內各物的溫度相同。

而計算時，把握＂甲物放出的熱量等於乙物吸收的熱量＂這個原則即可。
其實相當簡單的。熱量變化量的式子是＂▲Ｈ＝ｍｓ▲Ｔ＂。▲Ｈ是該物體的熱量變化量。ｍ為物體質量，以公克計算。ｓ為物體比熱。▲Ｔ是溫度變化量。

(根據山行者豪哥2010年文章中提到人體的熱平衡方程式:S＝M±R±C-E)公式為一個很棒的基礎，再加上請教過各界高手後，筆者外補充其他重要因素。
筆者認為熱舒適性（英文：Thermal comfort）不得忽略！！
熱舒適性也算是評估人體對溫度、濕度、風速等物理環境的感受與喜好狀態的重點。不僅影響人體的工作效率，更可能造成新陳代謝上變化，因此可以使用EN-16798 or ASHRAE 55 等公具公式計算出影響熱舒適性comfort的一些數值。主要因是、與人體發熱及散熱相關的因素，例如代謝率、衣服隔溫能力、室溫、平均輻射溫度、風速以及相對濕度等都會影響。(因此睡袋保暖的探討應該有更廣義的各種可能)。

5.關於適溫標示的基本定義
這定義會因各個測試方法有所不同:
Comfort Temperature(舒適溫度):使用者可以有著最舒適睡眠的適溫範圍值，通常位於舒適上下限適溫之間。通常有經驗者、看睡袋會首先看這個數值公式是否正確合理範圍，(某些品牌會誇大其保暖效果自然不攻而破)
Upper Limit of Temperature(舒適上限溫度):可以在睡眠時不會大量流汗的最高接受溫度，通常的範圍指(睡袋使用狀況是拉鍊打開、手臂伸出袋外以及帽兜不束緊的狀況下)。
Lower Limit of Temperature(舒適下限溫度):睡眠八小時而不會冷醒或讓身體啟動保護機制的抖動的最低接受溫度。
Extreme Temperature(極限溫度):在不會失溫最低溫度下，在六小時內最大忍受睡眠後仍能不讓使用者的核心溫度(Core Temperature)達到危險的程度失溫喪失生命跡象的極限。

6.衣著的輔助
這些適溫定義往往是指使用者穿著衣服，最基本的一個基礎要素，只要您改變了最接近人體的衣著方式，睡袋的保暖因素也會隨之改變。當我們要討論與探討一個好的睡眠系統的時候，是否也該好好地了解你身上穿著了什麼微其中一個因素?而不是一昧的盲目吸取不正確的口述或與陷入品牌迷失!
睡眠系統當你更深刻了解之後~~會覺得非常有趣喔!

感謝：山行者豪哥2010年文章，中興大學物理系教授，與個品牌的的前輩與登山家提供。
本文由 ＃山野沃客親自調整撰寫於2021年2月24完成，轉載請註名出處。
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