رمزگشایی از HH و MVTR: چگونه این دو معیار عملکرد تجهیزات ضدآب را تعیین می‌کنند
ایجاد تعادل بین جلوگیری از نفوذ باران و خروج عرق بدن، به دو معیار استاندارد آزمایشگاهی بستگی دارد. درک مفاهیم «فشار هیدرواستاتیک» و «نرخ انتقال بخار رطوبت» به خریداران کمک میکند تا کاپشن مناسب برای فعالیت فیزیکی خود را انتخاب کنند.
به قلم نادر حیدری
این خبر را به اشتراک بگذارید
به‌طور خلاصه
- فشار هیدرواستاتیک (HH) میزان ضدآب بودن را بر حسب میلیمتر اندازه می‌گیرد و ۱۰,۰۰۰ میلیمتر به عنوان خط پایه برای محافظت واقعی در برابر باران در نظر گرفته میشود.
- نرخ انتقال بخار رطوبت (MVTR) قابلیت تنفس‌پذیری را می‌سنجد و نشان میدهد چند گرم بخار عرق میتواند در طول ۲۴ ساعت از پارچه خارج شود.
- افزایش درجه ضدآب بودن پارچه معمولاً قابلیت تنفس آن را کاهش میدهد، که تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان را مجبور به انتخاب یک حد وسط میکند.
خریداری که در یک فروشگاه تجهیزات کوهنوردی ایستاده و به یک کاپشن بارانی ۴۰۰ دلاری نگاه میکند، انتخاب نهایی خود را بر اساس دو معیار چاپ‌شده روی برچسب انجام میدهد: فشار هیدرواستاتیک (HH) و نرخ انتقال بخار رطوبت (MVTR). او باید بین جلوگیری از نفوذ بارش‌های بیرونی یا تخلیه عرق داخلی یکی را در اولویت قرار دهد و پیش از سفر بعدی خود به کوهستان، این مصالحه خاص در انتخاب پارچه را قطعی کند.[6]
این دو عدد دقیقاً تعیین می‌کنند که یک غشاء تحت فشار فیزیکی چگونه عمل خواهد کرد. عدد اول که بر حسب میلیمتر اندازه‌گیری میشود، مقاومت مطلق پارچه در برابر نفوذ آب را مشخص میکند. عدد دوم که بر حسب گرم بر متر مربع در طول ۲۴ ساعت سنجیده میشود، نشان میدهد که پارچه با چه کارایی بخار رطوبت را دفع میکند.[3]
خط پایه برای آزمایش ضدآب بودن توسط سازمان بین‌المللی استاندارد از طریق پروتکل ISO 811 که در سال ۱۹۸۱ تدوین شده، تعیین می‌گردد. در این آزمایش، نمونه‌ای از پارچه زیر یک ستون عمودی آب محکم میشود و فشار آب به طور پیوسته افزایش می‌یابد تا زمانی که مقاومت پارچه در هم بشکند.[1]
به گفته شرکت تولیدکننده تجهیزات آزمایشگاهی Testex، این استاندارد تکنسین‌ها را ملزم میکند تا پارچه را زیر نظر بگیرند و فشار دقیقی را که در آن سه قطره آب مجزا از پارچه عبور میکند، ثبت کنند. اگر پارچه بتواند قبل از ظاهر شدن این سه قطره، در برابر یک ستون آب ۱۰ متری مقاومت کند، رتبه ۱۰,۰۰۰ میلیمتر را دریافت میکند.[5]
در کاربرد عملی، رتبه ۱۰,۰۰۰ میلیمتر به عنوان نقطه شروع برای پوشاک کاملاً ضدآب در نظر گرفته میشود. نشریه Trek and Mountain خاطرنشان میکند که اگرچه ۱۰,۰۰۰ میلیمتر برای باران‌های متوسط مناسب است، اما بندهای شانه‌ای یک کوله‌پشتی سنگین می‌توانند با ایجاد فشار موضعی بیش از این حد، آب را از غشاء عبور دهند. برای بارندگی‌های مداوم یا حمل بارهای سنگین، تولیدکنندگان به سمت رتبه‌های ۲۰,۰۰۰ میلیمتر یا بالاتر می‌روند.[3]
جلوگیری از نفوذ آب تنها نیمی از چالش مهندسی است؛ پارچه همچنین باید از گرم شدن بیش از حد بدن فرد جلوگیری کند. اینجاست که نرخ انتقال بخار رطوبت وارد معادله میشود، که به شدت به استاندارد آزمایشی ASTM E96 تعیین‌شده توسط موسسه استانداردهای ملی آمریکا وابسته است.[2]
پروتکل ASTM E96 از روش خشک‌کن یا آب برای اندازه‌گیری انتقال بخار استفاده میکند. یک نمونه پارچه روی یک ظرف آزمایش حاوی آب مهر و موم شده و در یک محفظه با محیط کنترل‌شده قرار می‌گیرد. تکنسین‌ها این مجموعه را به صورت دوره‌ای در طول ۲۴ ساعت وزن می‌کنند تا جرم دقیق رطوبتی را که با موفقیت از غشاء عبور کرده است، محاسبه کنند.[2]
رتبه ۱۰,۰۰۰ گرم بر متر مربع در ۲۴ ساعت به این معناست که پارچه اجازه میدهد ۱۰,۰۰۰ گرم بخار از یک مساحت یک متر مربعی در طول یک روز خارج شود. برند بریتانیایی تجهیزات کوهنوردی Rab تاکید میکند که تنفس‌پذیری بسیار حیاتی است، زیرا فعالیتهای پرفشار باعث تولید عرق زیادی می‌شوند که در داخل یک کاپشن کاملاً مهر و موم شده تقطیر شده و بدون توجه به آب‌وهوای بیرون، فرد را خیس آب میکند.[4]
تقابل بین این دو معیار، مهندسی پارچه‌های مدرن را تعریف میکند. برای افزایش فشار هیدرواستاتیک، تولیدکنندگان باید ساختار منافذ غشاء را متراکم‌تر کنند یا ضخامت پوشش پلی‌اورتان را افزایش دهند. با این حال، انجام این کار مستقیماً مسیرهای موجود برای خروج بخار رطوبت را محدود کرده و MVTR را کاهش میدهد.[6]
پوشاک کوهنوردی رده‌بالا اغلب مشخصات ۲۰ هزار/۲۰ هزار را هدف قرار می‌دهند؛ یعنی ۲۰,۰۰۰ میلیمتر مقاومت در برابر آب در کنار ۲۰,۰۰۰ گرم بر متر مربع در ۲۴ ساعت تنفس‌پذیری. دستیابی به این هدف نیازمند غشاهای پلی‌تترافلوئورواتیلن منبسط‌شده (ePTFE) یا پلی‌اورتان‌های الکترواسپین پیشرفته است که منافذ میکروسکوپی آن‌ها به اندازه کافی برای مولکول‌های بخار بزرگ، اما برای قطرات آب مایع بسیار کوچک هستند.[3]
اعداد آزمایشگاهی وقتی به شرایط کوهستان تعمیم داده می‌شوند، محدودیت‌های ذاتی دارند. آزمایش ISO 811 فشار استاتیک را در یک اتاق با آب‌وهوای کنترل‌شده اعمال میکند، که نمیتواند نیروی دینامیک بارانی را که با باد ۵۰ مایل در ساعت و با زاویه به کاپشن برخورد میکند، شبیه‌سازی کند.[5]
به طور مشابه، آزمایش تنفس‌پذیری ASTM E96 فرض را بر تمیز بودن غشاء می‌گذارد. اگرچه هیچ‌یک از استانداردهای فنی یا راهنماهای تولیدکنندگان که در این بررسی به آن‌ها اشاره شده، اظهارنظر مستقیمی از سوی سخنگویان ارائه نمی‌دهند، اما مستندات فنی Rab نشان میدهد که آلودگی، چربی بدن و دود با پوشاندن لایه دافع آب بادوام (DWR) روی پارچه بیرونی، عملکرد کاپشن را به شدت کاهش می‌دهند. وقتی پارچه بیرونی خیس میشود، بخار رطوبت دیگر نمیتواند خارج شود و عملاً MVTR به صفر می‌رسد.[4]
برای خریدار، تطبیق این اعداد با سطح فعالیت مورد انتظار، از صرف هزینه اضافی برای مشخصات غیرضروری جلوگیری میکند. یک کاپشن ۱۰ هزار/۱۰ هزار محافظت کافی را برای رفت‌وآمدهای شهری یا فعالیتهای ساکن در کمپ که در آن‌ها تولید عرق پایین است، فراهم میکند.[6]
در مقابل، یک دونده تریل یا کوهنورد اسکی‌باز برای مدیریت عرق ناشی از فعالیت هوازی به MVTR معادل ۳۰,۰۰۰ گرم بر متر مربع در ۲۴ ساعت یا بالاتر نیاز دارد و اغلب برای تضمین این تنفس‌پذیری، رتبه پایین‌تر ۱۰,۰۰۰ میلیمتر برای ضدآب بودن را می‌پذیرد. این تصمیم کاملاً به این بستگی دارد که تهدید اصلی، طوفان بیرون است یا تقطیر رطوبت در داخل.[3]
اصطلاحات کلیدی
- فشار هیدرواستاتیک (HH)
- یک اندازه‌گیری آزمایشگاهی از میزان فشار آبی که پارچه میتواند قبل از نشت تحمل کند و بر حسب میلیمتر بیان میشود.
- نرخ انتقال بخار رطوبت (MVTR)
- معیاری که مشخص میکند چند گرم بخار رطوبت میتواند در طول ۲۴ ساعت از یک متر مربع پارچه عبور کند و نشان‌دهنده تنفس‌پذیری است.
- دافع آب بادوام (DWR)
- یک پوشش شیمیایی که روی سطح بیرونی کاپشن اعمال میشود و باعث میشود آب به جای نفوذ در پارچه، به شکل قطره درآمده و بلغزد.
- غشاء ePTFE
- پلی‌تترافلوئورواتیلن منبسط‌شده، یک لایه متخلخل میکروسکوپی که در کاپشنهای رده‌بالا استفاده میشود و به مولکول‌های بخار اجازه خروج میدهد در حالی که مانع از ورود قطرات بزرگ‌تر آب مایع میشود.
پرسش‌های متداول
رتبه ضدآب بودن ۱۰,۰۰۰ میلیمتر دقیقاً به چه معناست؟
به این معناست که پارچه میتواند فشار یک ستون آب به ارتفاع ۱۰ متر را قبل از شروع نشت تحمل کند. این معمولاً حداقل استاندارد برای این است که یک لباس کاملاً ضدآب نامیده شود.
آیا رتبه MVTR بالاتر همیشه بهتر است؟
فقط در صورتی که فعالیتهای پرفشاری مانند دویدن یا اسکی تورینگ انجام میدهید. برای فعالیتهای سبک مانند قدم زدن در شهر، یک MVTR میانرده کاملاً کافی است و اغلب در کاپشنهای بادوامتر و ارزانتر یافت میشود.
چرا کاپشن ضدآب من از داخل احساس خیسی میدهد؟
اگر فعال باشید، بدن شما بخار عرق تولید میکند. اگر MVTR کاپشن خیلی پایین باشد، یا اگر پارچه بیرونی با باران اشباع شده باشد (خیس شده باشد)، آن بخار نمیتواند خارج شود و دوباره به شکل عرق مایع در داخل کاپشن تقطیر میشود.
بررسی عمیق دیدگاه‌ها
کوهنوردان آلپاین
کاربرانی که در محیط‌های خشن و ایستا فعالیت می‌کنند، محافظت مطلق در برابر آب‌وهوا را بر تخلیه رطوبت ترجیح می‌دهند.
برای کوهنوردانی که با کولاک‌های مداوم یا باران شدید با حداقل فعالیت هوازی روبرو هستند، تهدید اصلی نفوذ رطوبت خارجی به سیستم لایه‌بندی لباس است. این کاربران پوشاکی با فشار هیدرواستاتیک ۲۸,۰۰۰ میلیمتر یا بالاتر را ترجیح می‌دهند و می‌پذیرند که غشاهای ضخیم‌تر و با تخلخل کمتر، مقداری عرق را حبس می‌کنند. منطق این است که رطوبت داخلی ناشی از تقطیر آزاردهنده است، اما خیس شدن از بیرون در دمای یخبندان یک نقص ایمنی بحرانی محسوب میشود.
ورزشکاران استقامتی پرفشار
دوندگان تریل و اسکی‌بازان تورینگ تنفس‌پذیری را در اولویت قرار می‌دهند، زیرا می‌دانند عرق خودشان منبع اصلی رطوبت است.
ورزشکارانی که گرمای بدن زیادی تولید می‌کنند، به غشاهایی نیاز دارند که بتوانند بخار را به سرعت منتقل کنند. آن‌ها اغلب به دنبال رتبه‌های MVTR بیش از ۳۰,۰۰۰ گرم بر متر مربع در ۲۴ ساعت هستند و از پلی‌اورتان‌های الکترواسپین با نفوذپذیری هوای بالا استفاده می‌کنند. از آنجا که آن‌ها سریع حرکت می‌کنند و گرما تولید می‌کنند، با کمال میل از ضدآب بودن مطلق چشم‌پوشی می‌کنند - و اغلب به ۱۰,۰۰۰ میلیمتر رضایت می‌دهند - زیرا حبس شدن عرق هوازی در داخل یک کاپشن سنگین، به محض توقف حرکت، منجر به سرمازدگی سریع میشود.
مهندسان نساجی
بر محدودیت‌های فیزیکی ساختار غشاء و متغیرهایی تمرکز دارند که آزمایش‌های آزمایشگاهی قادر به سنجش آن‌ها نیستند.
مهندسان خاطرنشان می‌کنند که استانداردهای ISO 811 و ASTM E96 آزمایش‌های استاتیک و کنترل‌شده‌ای هستند که متغیرهای دنیای واقعی را در نظر نمی‌گیرند. بند کوله‌پشتی فشار هیدرواستاتیک موضعی ایجاد میکند که به راحتی از رتبه ۱۰,۰۰۰ میلیمتر فراتر می‌رود و آب را از طریق شانه‌ها به داخل می‌راند. علاوه بر این، مهندسان تاکید می‌کنند که اگر پوشش DWR پارچه بیرونی از بین برود، هیچ غشایی تنفس نمی‌کند؛ به محض اینکه لایه بیرونی خیس شود، مسیر فیزیکی برای انتقال بخار توسط یک لایه یکپارچه از آب مسدود میشود.
- طرفداران محافظت در برابر آب‌وهوا
- مقاومت مطلق در برابر رطوبت خارجی را در اولویت قرار می‌دهند و استدلال می‌کنند که خیس شدن بدن در شرایط یخبندان یک نقص ایمنی بحرانی است.
- اولویت‌دهندگان به تنفس‌پذیری
- استدلال می‌کنند که تجمع عرق در داخل لباس، شایع‌ترین علت احساس ناراحتی و سرمازدگی در طول فعالیتهای پرتحرک در فضای باز است.
- تحلیلگران کاربری مصرف‌کننده
- بر تطبیق مشخصات فنی با کاربرد واقعی تمرکز دارند تا از صرف هزینه اضافی خریداران برای عملکردهای غیرضروری جلوگیری کنند.
دیدگاه‌هایی که این گزارش پوشش نداده
- فروشندگان فروشگاه‌های تجهیزات
- تولیدکنندگان مواد شیمیایی محافظ
منابع
پوشش منابع
6 منبع
3 دیدگاه شناسایی‌شده
- [1]International Organization for Standardizationطرفداران محافظت در برابر آب‌وهوا
Textile fabrics - Determination of resistance to water penetration - Hydrostatic pressure test
مطالعه در International Organization for Standardization → - [2]The ANSI Blogاولویت‌دهندگان به تنفس‌پذیری
ASTM E96: Explaining Water Vapor Transmission Rate Testing
مطالعه در The ANSI Blog → - [3]تیم سردبیری کوهستانتحلیلگران کاربری مصرف‌کننده
تحلیل تیم سردبیری کوهستان
مطالعه در تیم سردبیری کوهستان → - [4]Rabاولویت‌دهندگان به تنفس‌پذیری
Breathability in Waterproofs Explained
مطالعه در Rab → - [5]Testexطرفداران محافظت در برابر آب‌وهوا
The Complete Guide to Hydrostatic Head Test
مطالعه در Testex → - [6]تیم سردبیری کوهستانتحلیلگران کاربری مصرف‌کننده
تحلیل تیم سردبیری کوهستان
مطالعه در تیم سردبیری کوهستان →
بیشتر در خرید
مشاهده همه →امنیت شبکه
چرا وی‌پی‌ان خانگی رزبری پای نمیتواند ترافیک را از دید ارائه‌دهنده اینترنت پنهان کند
5 منبع
قابلیت انتقال داده
معاوضه دستگاه‌های هوشمند ۲۰۲۶: مقایسه محصولات متصل با قابلیت اجباری «دسترسی بر اساس طراحی» برای انتقال داده در مقابل مدل‌های قدیمی
2 منبع
شیمی رنگ
رنگ‌های مات، پوست‌تخم‌مرغی، نیمه‌براق و براق: غلظت حجمی رنگدانه چگونه دوام و قابلیت شستشوی رنگ را تعیین میکند
8 منبع
فرمت‌های سوییچ ۲
کارت‌های جدید Game-Key نینتندو چگونه بازی‌های فیزیکی سوییچ ۲ را تغییر می‌دهند؟
3 منبع
نظرات
هر زاویه. هر روز.
اخبار خرید با پوشش کامل منابع و تحلیل دیدگاه‌ها، هر روز و رایگان.