Termoregulace

Udržení teploty je záležitostí termoregulace organismu. Termoregulace je proces, který slu uje fyziologické pochody, které jsou ízené centrálním nervovým systémem a udržuje t lesnou teplotu na optimální hodnot , p i které probíhají metabolické p em ny.

Termoregulací tedy rozumíme schopnost organismu udržovat stálou t lesnou teplotu, i když produkce tepla, jeho p íjem a výdej neustále kolísají. [6]

lov k si termoregula ními mechanismy udržuje stálou t lesnou teplotu, která kolísá v rozmezí 4 C okolo hodnoty 36 – 37 C. Teplota lidského t la je závislá na tvorb tepla a na faktorech okolního prost edí (teplota, vlhkost, proud ní vzduchu a tepelné zá ení). [6]

Existuje termoregulace dvojího druhu:

Kde: Q_to – množství tepla produkované organismem [J.s^-1]

Qtz – množství tepla p ijaté z okolí (nap . slune ní zá ení) [J.s^-1]

2.1.2.2.1.1 P enos tepla mezi lov kem a okolím

Ztráta tepla vedením (kondukcí) spo ívá ve vyrovnávání teplot teplejší látky s látkou chladn jší, respektive s okolím. K tomuto d ji dochází v p ípad , že od v t sn doléhá na pokožku a teplo je tak odnímáno kontaktním zp sobem (Obr. 6). Rychlost ztráty tepla závisí na teplot okolí, tlouš ce textilní vrstvy, množství vzduchu v textilii a vn jším pohybu vzduchu. Ztráta tepla vedením ur uje množství tepla Q [J.s_v ^-1], které projde st nou o ploše S za dobu t. [37]

1 – pokožka 2 – textilní vrstva

Ztráta tepla proud ním

Proud ní nebo-li konvekce p edstavuje proces p enosu tepla mezi lov kem a okolím.

Mezi pokožkou a první od vní vrstvou se nachází vzduchová mezivrstva tzv. mikroklima, ve které dochází k áste nému proud ní a poklesu teploty díky pohybu organismu v prost edí (Obr. 7). Množství tepla proud ním Q [J.s_p ^-1] závisí na tlouš ce vrstvy, rychlosti proud ní vzduchu a pohybu organismu. Za v trných podmínek tepelné ztráty nar stají. [37]

1 – pokožka

2 – mikroklima - M 3 – textilní vrstva

Ztráta tepla sáláním

Sálání (p enos tepla zá ením, radiací) p edstavuje elektromagnetické vln ní, které se ší í prostorem. P i sálání je teplo p edáváno z pokožky (která není chrán na od vem) do okolí a naopak je pokožkou p ijímáno prost ednictvím infra erveného zá ení, které vydávají

Obr. 6 Ztráta tepla vedením [37]

Obr. 7 Ztráta tepla proud ním [37]

všechna t lesa (slune ní zá ení). Množství tepla sáláním Q [J.s_s ^-1] závisí na zevní teplot , ploše odhalení lidského t la a koeficientu sálání. [37]

Ztráta tepla odpa ováním

Tepelné ztráty odpa ováním (pocením, evaporací) (Obr. 8) p evládají v podmínkách p eh átí organismu a závisí na sorp ních a transportních vlastnostech všech vrstev textilií a proto tento zp sob odvodu tepla je nejvyšší u neoble eného organismu. Množství tepla odpa ováním Q [J.s_op ^-1] závisí na m rném výparném skupenském teple a na rozdíl parciálních tlak vodních par, dále na teplot , proud ní a vlhkosti. [37]

1 – pokožka 2 – mikroklima 3 – textilní vrstva

Ztráta tepla dýcháním (respirací)

Ztráta tepla respirací je realizováno dýchacími cestami a jeho množství je dáno rozdílem množství vodních par vdechovaných a vydechovaných Q_D. Dýchání zp sobuje tepelné ztráty oh íváním vdechovaného vzduchu na 37 C. Množství tepla dýcháním

QD[J.s^-1] závisí na zevní teplot , ploše a koeficientu sálání. [37]

2.1.2.2.1.2 Odvod vlhkosti z povrchu lidského t la

Lidský organismus p i procesu termoregulace produkuje vodu ve form potu.

Ochlazovací efekt vznikne pouze p i odpa ování potu, což je d ležitý faktor termoregulace organismu. P edpokladem je, aby okolní prost edí bylo schopno toto množství vodní páry p ijmout, tj. aby rozdíl parciálních tlak , ur ujících rychlost odvodu vlhkosti, byl co nejvyšší (Obr. 9). [6]

Obr. 8 Ztráty tepla odpa ováním [37]

Vlhkost z k že je odvád na n kolika zp soby:

kapilární odvod potu, migrace potu,

difúzní prostup vlhkosti, sorp ní proces. [37]

1 – pokožka

2 – vn jší vzduchová vrstva

O

K P

P P

PK - parciální tlak u pokožky PK - parciální tlak okolí

Kapilární odvod potu

P i kapilárním odvodu kapalný pot ulpívající na pokožce je v kontaktu s první textilní vrstvou (Obr. 10) a jejími kapilárními cestami vzlíná do její plochy všemi sm ry nebo je stejným principem transportován do dalších vrstev. Pro dosažení intenzivního odvodu vlhkosti je d ležité, aby adheze (p ilnavost) mezi kapalinou a vláknem byla dostate né malá.

Bavln ná nebo viskózová vlákna jsou p íkladem, kde adhezní síly jsou v tší než síly kapilární. Intenzita p estupu vlhkosti je dána spádem parciálních tlak P. Kapilární odvod je závislý na smá ecí schopnosti vláken, na povrchovém nap tí vláken a potu. U sm sových textilií rozhoduje zejména podíl hybrofilních a hydrofobních vláken. Syntetická vlákna jsou lépe smá itelná než p írodní vlákna. [37]

1 – pokožka 2 – textilní vrstva 3 – kapalný pot Obr. 9 Rozdíl parciálních tlak [37]

Obr. 10 Kapilární odvod potu [37]

Migrace potu

Migrace potu na povrchu textilních vláken probíhá n kolika zp soby. Od vní vrstva se nachází na teplotním spádu mezi teplotou t la (mezi mikroklimatem a teplotou okolí), proto za t chto podmínek m že dojít ke kondenzaci vlhkosti na povrchu vláken. Tato voda je odvedena do kapilár nebo migruje na povrchu vláken. Nastává u vláken, která nemají schopnost nasákavosti, nep ijímají vodu do své struktury. [37]

Difúzní odvod

Difúze vlhkosti z povrchu k že p es textilii je realizován prost ednictvím pór , které se svou velikostí a pr ezem (k ivolakostí) ú astní na kapilárním odvodu (Obr. 11). Vlhkost prostupuje textilií sm rem nižšího parciálního tlaku vodní páry. Od v m že být složen z n kolika vrstev, kdy tyto jednotlivé vrstvy nemají stejný difúzní odpor a dochází ke zbrž ování tohoto prostupu. Difúzní odvod vlhkosti je závislý na použité vlákenné surovin (dochází ke zm n geometrie následkem bobtnání vláken). [37]

1 – pokožka 2 – mikroklima 3 – textilní vrstva

O

K

P

P

Sorp ní proces

P i procesu sorpce se nejprve p edpokládá vnik vlhkosti i kapalného potu do neuspo ádaných mezimolekulárních oblastí ve struktu e vlákna a následné navázání na hydrofilní skupiny v molekulové struktu e. Proti p edešlým t em zp sob m je tento proces nejpomalejší a je nutné, aby textilie byla aspo áste n vyrobena ze sorp ních vláken. [37]

Obr. 11 Difúzní odvod [37]

Shrhutí

Všechny ty i uvedené zp soby odvodu vlhkosti se uskute ují sou asn . Kapilární zp sob odvodu vlhkosti odvádí pot jako kapalinu; zp sob migra ní, difúzní a sorp ní odvádí pot jako kapalinu, tak i vodní páru. Hromad ní vlhkosti v mikroklimatu zp sobuje pocit diskomfortu. Nejrychlejší z t chto zp sob je kapilární odvod a nejpomalejší je sorp ní odvod. [37]

kapilární odvod > migra ní odvod > difúzní odvod > sorp ní odvod

Na optimální odvod vlhkosti má vliv struktura jednotlivých textilních vrstev. Vrstvy, které naléhají p ímo na pokožku musí odvád t nejv tší objem vlhkosti než vrstvy vn jší. P i rychlém odvodu vlhkosti dochází k nadm rnému ochlazování povrchu t la, proto je optimální kombinace difúzního a sorp ního odvodu vlhkosti. Sorp ní odvod vlhkosti p sobí jako tlumící mechanismus. Uvedené zp soby odvodu vlhkosti z organismu jsou sou ástí termoregulace organismu. Sorp ní odvod vlhkosti pracuje nejvíce v úzké oblasti optima, kapilární a difúzní p i vyšších produkcích potu. Po sorp n nasycených vláknech nastupuje difúze a kapilární odvod. [37]