Ist es kühler, im Sommer weiße Kleidung zu tragen? Die Ergebnisse können anders ausfallen als Sie denken

Im heißen Sommer müssen wir neben den Vorkehrungen gegen Hitzschlag und Auskühlung auch auf die passende Kleidung achten. Viele Menschen kennen dieses Sprichwort: Im Sommer ist es kühler, helle Kleidung zu tragen, als dunkle Kleidung. Beispielsweise ist es kühler, weiße Kleidung zu tragen als schwarze, da Weiß keine Wärme absorbiert, Schwarz jedoch schon. Ist das wirklich der Fall? Welche Farbe und welches Material der Kleidung halten Sie kühler?

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Teil 1

Welche Farbe Sie tragen, hängt davon ab, wo Sie sich befinden

Zunächst müssen wir wissen, dass der Stoffwechsel im menschlichen Körper Wärme erzeugt und der menschliche Körper überschüssige Wärme an die Umgebung abgeben muss, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. Es gibt im Allgemeinen vier verschiedene Wärmeableitungswege, die die Körpertemperatur regulieren: Strahlung, Leitung, Konvektion und Verdunstung. Die kombinierte Wirkung dieser vier Methoden ermöglicht uns eine stabile Körpertemperatur. Das Ausmaß ihrer Auswirkungen variiert jedoch in verschiedenen Situationen. Wenn sich Menschen beispielsweise in ruhigen Innenräumen aufhalten, ist Strahlung im mittleren Infrarot-Wellenlängenbereich der Hauptweg für den menschlichen Körper, Wärme abzugeben. Bei intensiver körperlicher Betätigung gibt der Körper die meiste Wärme durch die Verdunstung des Schweißes ab.

Schematische Darstellung der Wärmeableitungswege des menschlichen Körpers. Bildquelle: Referenz [1]

Gleichzeitig wird während des Wärmeübertragungsprozesses aufgrund des vorhandenen Temperaturunterschieds Wärmeenergie von einer hohen auf eine niedrige Temperatur übertragen. Das heißt, wenn unsere Körpertemperatur niedriger ist als die Umgebungstemperatur, nimmt der menschliche Körper Wärme aus der Umgebung auf, und wenn die Umgebungstemperatur niedriger ist als die Körpertemperatur, strahlt der menschliche Körper Wärme nach außen ab. Welche Kleidung man trägt, um im Sommer kühl zu bleiben, hängt also nicht nur von der Farbe der Kleidung ab, sondern auch von der Umgebung, in der sich der Träger befindet.

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Wenn Sie sich im Freien in der sengenden Sonne aufhalten und die Umgebungstemperatur höher ist als die des menschlichen Körpers, wird die Wärme von der Luft auf den menschlichen Körper übertragen. Das Tragen heller Kleidung führt zu einer relativ geringeren Wärmeabstrahlung, daher ist es in dieser Situation kühler, helle Kleidung zu tragen. Obwohl helle Kleidung einen Teil der UV-Strahlung reflektieren kann, ist ihre Fähigkeit, UV-Strahlung zu absorbieren, gering. Daher ist das Tragen heller Kleidung für den längeren Aufenthalt im Freien nicht geeignet, da man leicht einen Sonnenbrand bekommen kann. Im Gegensatz dazu kann rote Kleidung eine große Menge der ultravioletten Strahlen im Sonnenlicht absorbieren. Wenn Sie sich also längere Zeit im Freien aufhalten, ist das Tragen roter Kleidung nicht nur kühler, sondern bietet auch Sonnenschutz.

Wenn Sie sich in einem klimatisierten Raum oder an einem bewölkten Tag oder in einer bewölkten Nacht im Sommer aufhalten, wenn weniger Sonnenlicht vorhanden ist und die Umgebungstemperatur niedriger ist als die menschliche Körpertemperatur, sollten Sie dunkle Kleidung tragen, die Wärme schnell aufnimmt und schnell ableitet. Die absorbierte Wärme erzeugt eine Heiß- und Kaltluftkonvektion auf der Körperoberfläche und leitet den Schweiß von der Körperoberfläche ab. Durch die Verdunstung des Schweißes wird Wärme absorbiert und kann schnell Wärme von der Hautoberfläche abführen, wodurch sich die Menschen kühler fühlen.

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Teil 2

Je weniger Sie tragen, desto cooler sind Sie?

Viele Menschen glauben, dass man im Sommer kühler bleibt, je weniger man trägt. Aber schöne Damen, die gerne Tanktops und Shorts tragen, sowie muskulöse Männer ohne Hemd sollten beachten, dass sie möglicherweise nicht cooler sind als diejenigen, die T-Shirts tragen.

Wie bereits erwähnt, kann die Haut nur dann Wärme nach außen abgeben, wenn die Körpertemperatur die Umgebungstemperatur übersteigt. Wenn die Außentemperatur die Oberflächentemperatur des menschlichen Körpers erreicht oder überschreitet, kann die Haut die Wärme nicht aktiv ableiten, da der Temperaturunterschied zwischen Körpertemperatur und Lufttemperatur gering oder sogar negativ ist. Im Gegenteil: Die Haut nimmt Wärme von außen auf, wodurch die Körpertemperatur steigt und er anfälliger für einen Hitzschlag wird. Weniger zu tragen bedeutet also nicht unbedingt, dass Sie kühler sind.

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Teil 3

Auch das Material ist wichtig

Im Hochsommer ist die Hitze unerträglich und der menschliche Körper reguliert seine Temperatur durch die Verdunstung von Schweiß. Um die Verdunstung des Schweißes zu erleichtern, sollten Sie im Sommer hygroskopische und atmungsaktive Kleidung tragen. Wenn Textilien aus unterschiedlichen Materialien denselben Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden, ist ihre Fähigkeit, Wassermoleküle aus der Umgebung aufzunehmen, also ihre hygroskopische Kapazität, unterschiedlich. Dies liegt daran, dass die chemische Zusammensetzung und die Molekülstruktur verschiedener Textilfasern unterschiedlich sind. Seidenfasern verfügen beispielsweise über mehr hydrophile Gruppen – CONH, während Polyester und Polypropylen keine hydrophilen Gruppen aufweisen. Je mehr hydrophile Gruppen vorhanden sind, desto stärker ist die hygroskopische Kapazität der Faser. Messungen zufolge beträgt die Feuchtigkeitsaufnahmekapazität von Leinengewebe bei einer Temperatur von 24 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 60 % etwa 10 %, von Seidengewebe etwa 9,5 %, von Baumwollgewebe etwa 8,5 %, von Vinylon 3 % und von Polyester weniger als 1 %.

Daher ist ersichtlich, dass sich Naturfaserprodukte wie Leinen, Seide und Baumwolle am besten für Sommerkleidung eignen. Je höher die Dichte des Textils, desto schlechter die Atmungsaktivität. Bei Stoffen aus den gleichen Rohstoffen halbiert sich die Atmungsaktivität, wenn die Dichte verdoppelt wird. Daher gilt: Je dünner die Kleidung im Sommer ist, also je geringer die Dichte, desto besser ist die Wärmeableitungsleistung und desto kühler ist das Tragen.

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Gleichzeitig ist es aufgrund der Konvektionswärmeableitung kühler, wenn Sie lockerere Kleidung tragen. Die Öffnungen wie Kragen, Manschetten und Hosenbeine sollten nicht zu dünn oder zu eng sein, um die Belüftung und Wärmeableitung zu erleichtern. Daher sind Strumpfhosen für das Tragen im Sommer nicht geeignet. Damen können Kleider und A-Linien-Röcke mutig tragen. Sie können beim Gehen die Luft effektiver aufnehmen und ausblasen, was sowohl elegant ist als auch den Körper kühlt.

Überlegen Sie, warum die Menschen im Nahen Osten locker sitzende Gewänder als ihre Hauptkleidung wählen? Gerade weil sie in einem tropischen Wüstenklima mit extrem starker Sonneneinstrahlung leben, kommt es bei Sonneneinstrahlung schnell zu einem Hautbrand. Daher ist es notwendig, den gesamten Körper zu bedecken. Gleichzeitig dringt der Wind von draußen in den lockeren Bademantel ein und kann sich schnell auf und ab ausbreiten. Dadurch entsteht ein Kamineffekt, der die Luftzirkulation fördert, die vom Körper abgegebene Feuchtigkeit abtransportiert und dafür sorgt, dass man sich kühler und wohler fühlt.

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Gegenwärtig sind mit der Entwicklung der Textiltechnologie zahlreiche neue Textilmaterialien entstanden. Wissenschaftliche Forscher nutzen verschiedene Wege, wie etwa Materialinnovation, Fasertechnik, fortschrittliche Integrationstechnologie, neues Strukturdesign und Entwicklung von Kleidungsformen, um Textilprodukte zu entwerfen, die dem menschlichen Körper einen besseren thermischen Komfort bieten können.

Schematische Darstellung thermoregulierender Textilien Bildquelle Referenz [1]

Darüber hinaus wird derzeit an der Integration hochentwickelter Textilien mit wärmeregulierenden Eigenschaften in flexible elektronische Geräte und Energiegewinnungsgeräte gearbeitet. Dadurch kann die nächste Generation intelligenter Textilien mehrere Funktionen erfüllen, darunter thermischen Komfort, Sensorik, Datenverarbeitung und elektronische Steuerung. Ich bin überzeugt, dass wir mit der Weiterentwicklung der Technologie in Zukunft hitzebeständige und kühlende Kleidung in verschiedenen Farben und Stilen zur Auswahl haben werden und dass das Arbeiten in Umgebungen mit hohen Temperaturen angenehmer und sicherer sein wird. Ich hoffe, dass der Sommer bald kommt und wir die heiße Sonne genießen können, ohne uns in einem klimatisierten Raum verstecken zu müssen.

Quellen:

[1] Peng Y, Cui Y. (2020). Fortschrittliche Textilien für persönliches Wärmemanagement und Energie. Joule.4(4),724-742.

[2] Charkoudian, N. (2016). Die menschliche Thermoregulation aus autonomer Sicht. Auton. Neurowissenschaften Grundlegende Klinik. 196,1–2.

[3] Nakamura, K. (2011). Zentrale Schaltkreise für die Regulierung der Körpertemperatur und des Fiebers. Bin. J. Physiol. Regul. Integr. Komp. Physiol. 301, R1207–R1228.

[4] Shibasaki, M., Wilson, TE, und Crandall,CG (2006). Neuronale Kontrolle und Mechanismen des ekkrinen Schwitzens bei Hitzestress und körperlicher Betätigung. J. Appl. Physiol.100, 1692–1701.

Produziert von: Science Popularization China

Produziert von: Xue Yang (Dalian Institute of Chemical Physics, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

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Dieser Artikel wurde zuerst in der China Science Expo (kepubolan) veröffentlicht.

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