羽绒如何成为冬衣的天选之子？带你参透保暖的终极奥义

西伯利亚的冷空气强势来袭，在这冰天雪地的季节里，如何才能在户外保持温暖？

传热学，这门看似高深的学科，其实在其中发挥着至关重要的作用。

作为恒温动物，我们的身体就如同一个持续稳定的热源，源源不断地产生热量。衣服的主要职责并非发热，而是扮演一个热量传输的 “减速器”。当身体散热的速率大于产热速率时，我们就会感到寒冷；反之，若散热速率小于产热速率，就会热得出汗。只有当两者达到平衡状态，我们才能拥有温暖舒适的体感。

热量从身体溜走主要有三种方式：对流、传导和辐射。只要能够有效截流这三种热量流失途径，就能直接减慢散热效率。在一般的日常环境中，如果不是极寒环境下的特种服装，辐射所带来的热量损失可以忽略不计。

在这三种方式中，对流所占的热量流失比例最大。在温差的驱动下，空气在身体周围往返流动，一趟又一趟地将我们身体的热量带走。不过，对流也是最容易被阻断的。只需要裹得严实一些，再穿上一件抗风外套，就能把流动的空气阻隔在外，让对流失去 “作案” 的机会，如此一来，大部分的热量流失都能被屏蔽。

在动辄零下几度甚至零下几十度的北方地区，仅仅依靠阻断对流显然是远远不够的。在这样的极寒条件下，身体细胞代谢产生热量的功率根本赶不上热量流失的速度。所以，除了应对对流，还必须对另一种热损方式 —— 传导下手。传导与对流不同，它需要有实实在在的接触。当我们这个 “高温热源” 与衣服亲密贴合的瞬间，热量就会遵循自然规律，自发地沿着面料向温度更低的方向流动。

解决传导散热的办法，就是在衣物中间填充一种能够减慢传导的材料。传导遵循傅立叶定律，在温差、厚度和接触面积都相同的情况下，材料的热导率大小就决定了热量流失的快慢。在常见物质中，热导率最低的是空气，更准确地说，是静止的空气。这听起来或许有些不可思议，那个偷走我们热量的 “元凶”，竟然也是最保暖的材料。流动的空气会迅速将热量带走，让我们更快地感到寒冷，但如果能把空气囚禁在原地，它就摇身一变，成为了最强的隔热材料。

傅立叶定律

如何才能把空气 “装” 在衣服里，并让它保持静止状态呢？有人可能会想到在两层面料之间放置一些带有空气泡的材料，让泡泡中的空气作为隔热层。但这种方法存在一个问题，毫米级的尺度对于空气来说还是太大了，空气依然能够在每个泡泡内自由流动，这就相当于把一次大规模的对流变成了一场热的接力。不过，这个思路的方向是正确的。当尺度变得更小、层数更多时，每个泡泡两端的温差就不足以驱动空气形成有效的对流，微米级的狭小空间也会限制空气流动的范围。

但这样的设计也存在一个致命的缺陷，完全气密的泡泡虽然封印了空气，却也限制了衣服内水汽向外的输运。这就如同温室效应一样，热量和水汽会在衣服内不断聚集，让人陷入脱衣太冷、穿上太热的尴尬境地。所以，理想的内外面料以及每个微米级的空气隔间都不应该是百分百密封的，而应该允许水汽缓慢交换，同时又不会形成持续稳定的对流。

基于这样的原理，我们可以构建出一款理想的冬衣模型：面料具有良好的抗风性能，内衬贴合身体，核心科技则在中间层，这一层大部分是空气，而约束空气的是一个个隔热透湿的微米级小隔间。评价这样一件冬衣性能的关键参数，就是相同体积内能够容纳静止空气的多少，也就是空气的体积分数。

在现实中，与其花费大量的金钱和精力从头设计和制造一种人造微米级的材料，不如直接从大自然中获取灵感。棉、羊毛、鸟类的羽毛等天然材料，看似是完整的一体，实际上超过90%的体积都是空气。这些空气被交错的纤维限制在几十微米的空间内保持静止，而纤维之间的间隙又允许水汽透过，保证了穿着的舒适度。在天然材料中，最出类拔萃的当属鸭子和大鹅等一众水禽腹部下方的毛发，也就是我们熟悉的羽绒。羽绒中99.5%是空气，纤维只占0.5%。

天然白鹅绒

决定羽绒服品质的关键参数

羽绒为何能在众多保暖材料中脱颖而出呢？陆地禽类的羽毛、羊毛和棉都有一个共同特点，它们都是轴状的纤维。其中最典型的是棉，它是一条中空且带有一些螺旋的扁柱形纤维，内部虽然是理想的静止空气，但外面却如同筛子一般，孔隙较大。

为了达到保暖效果，就需要使用更密、更重的棉纤维。如果把一坨羽绒拆散，就会发现它具有两种结构，一部分是轴状的羽，更多的则是辐射状的绒，国标中将它们称为毛片和绒子。这种 3D 立体的结构，相比棉纤维具有巨大的优势。绒子向四周发射出茂密而纤细的绒丝，形成无数细小的隔间，空气就被 “锁” 在其中。

棉的轴状结构

每条绒丝本身也是空心的，由中空的鳞片交叠而成，表面还会形成鳞结等微结构，这使得羽绒能够用更少的纤维储存更多的空气，同时还具备可观的机械强度，能够支撑起整个绒子的形态。这也就意味着，在达到同样保暖效果的情况下，羽绒所需的重量更少。

绒子的占比，也就是含绒量，是决定羽绒服品质和价格的最重要参数。根据现行的国家标准，羽绒服装填充物中含绒量不应低于50%，市面上常见的商品含绒量一般在80%上下。含绒量越高，衣服中静止空气的含量就越多，也就越蓬松。

要想达到同样的保暖效果，需要填充进去的羽绒重量就越少，羽绒服就能做到越轻越薄。一般的轻薄型或内穿羽绒服充绒量在50克上下，普通羽绒外套的充绒量在100-250克之间。也有一些厂商会在衣服中填充大量的羽绒，甚至达到小半斤的重量，而充满这样一件羽绒服需要消耗40-60 只鸭子。

含绒量

制作一件羽绒服的过程并不复杂。将面料、胆料、里料等四层结构裁剪好，缝制航线划分出防串绒的网格，然后用充绒机将羽绒填充在两层胆料之间，最后封边，一件羽绒服就诞生了。它将被挂牌、装袋，经过长途运输，跨越千山万水，在这个寒冷的冬天与你温暖相遇，为你抵御严寒。