Wie wir alle wissen, nutzen sowohl Daunenjacken als auch mit Baumwolle gefütterte Jacken flauschige Materialien, um Luft zu speichern und so Wärme zu spenden. Aber ist es immer so, dass die in der Kleidung gespeicherte Luft uns warm halten kann? Die Antwort lautet: nicht unbedingt!
Luft spielt beim Wärmemanagement eine doppelte Rolle. Als ruhendes Medium ist sie einer der besten Isolatoren der Natur. In Bewegung wird sie jedoch zu einem hervorragenden Wärmeleiter, der die Wärme effizient abführt. Deshalb kühlt ein Ventilator an einem Sommertag – nicht, indem er die Lufttemperatur senkt, sondern indem er mithilfe eines Luftstroms Wärme vom Körper wegführt.
Die Hauptaufgabe von Kleidung besteht darin, den Wärmeverlust zu minimieren und so die Körperenergie zu schonen. Ein effektives Wärmemanagement beruht auf der Beherrschung der Wissenschaft von Konvektion, Strahlung, Wärmeleitung und Atmungsaktivität.
Von Gras und Blättern, die in primitiven Gesellschaften verwendet wurden, über die vor 7.000 Jahren erstmals dokumentierte künstlich angebaute Baumwolle bis hin zur vollständigen Nutzung der wärmespeichernden Eigenschaften von Daunen nach dem Zweiten Weltkrieg. Bei der bisherigen technologischen Entwicklung wurden im Bereich der Wärmespeicherkapazität von Winterkleidung die geringsten Fortschritte erzielt; diese stützt sich nach wie vor auf Tierhaare und Daunen. Doch warum können pflanzliche und chemische Fasern wie Baumwolle, die ebenfalls schon seit langem als flauschige Materialien existieren, Daunen nicht ersetzen? Das liegt daran, dass das bloße Einschließen von Luft in der Kleidung nicht zwangsläufig bedeutet, dass es sich um ein wärmeisolierendes Material handelt. Ist die Luftbewegung gering, kann sich dies sogar negativ auf die Wärmespeicherung auswirken.
Warum kann synthetische Füllung Daunen nicht vollständig ersetzen?
Antwort: In einer Umgebung mit 0 °C beispielsweise erwärmt die Körperwärme (etwa 35 °C) zunächst die in der Füllung eingeschlossene Luft. Diese Luft beginnt sich dann zu bewegen, was zu Wärmeleitung und -verlust führt.
Die einzigartige poröse Struktur, die besondere Form und die Haken der Daunen teilen die Luft in ruhige Zonen auf und schließen sie dort ein, wodurch die thermische Bewegung zwangsweise unterdrückt wird. Synthetische Fasern sind, obwohl sie gekräuselt und angeordnet sind, dabei weniger effektiv. Ihre geringere Fähigkeit, Luft einzuschließen, schränkt sowohl die Ruhe der Luft als auch die Rückstellfähigkeit des Materials nach Kompression ein, weshalb synthetische Isolierung im Vergleich zu Daunen durchweg schlechter abschneidet.
Dies wird durch alltägliche Erfahrungen bestätigt:
Wenn uns kalt ist, ziehen wir unsere Kleidung enger an, was deren Wärmeisolierung deutlich verbessert. Umgekehrt entsteht durch lockere Kleidung ein Luftspalt, der der Wärme aktiv entgegenwirkt. Letztendlich wird die Isolierfähigkeit von Luft durch ihren Ruhegrad bestimmt – je ruhiger die Luft, desto besser die Isolierung.