Принцип многослойности в одежде

С момента своего появления у первобытных людей, одежда практически непрерывно эволюционировала — вначале функционально, затем, по мере совершенствования жилья и транспорта, также и эстетически. Функциональная эволюция одежды чрезвычайно активно продолжается и в настоящее время, одной из основных групп экипировки, где изменения происходят наиболее быстро остается одежда  для активных видов отдыха, альпинизма, горного и лыжного туризм, а также треккинга — всего того, что можно собирательно поименовать нерусским словом «outdoor». Современная специализированная одежда для outdoor позволяет обеспечить достаточно высокий уровень комфорта даже в самых суровых условиях.

К сожалению, человеческое мышление достаточно консервативно и потому, умение правильно применять новое снаряжение большинством людей приобретается только вместе с личным опытом. Не претендуя на его полноценную замену, попробуем рассказать о некоторых общих принципах подбора одежды и комбинирования ее слоев.

Требования, предъявляемые к современной одежде для outdoor, вполне очевидны — она должна обеспечивать тепловой комфорт, защищать от осадков и ветра и, при этом, не препятствовать нормальному функционированию систем человеческого организма. Несомненно, что чем жестче условия применения, тем сложнее выполнить эти требования. Еще одной важной задачей, наиболее актуальной для людей занимающихся  технически сложными восхождениями или автономными экспедициями является минимизация веса и транспортировочного объема снаряжения. Одной из важных черт современной экипировки является ее модульность, фактически гарантирующая гибкость применения комплекта одежды в целом. По ходу эволюции экипировки каждый слой одежды приобрел ту или иную конкретную функцию, важную для обеспечения комфорта в непрерывно меняющихся внешних условиях. Стоит отметить, что теплопродукция человека в состоянии покоя и при активном движении может отличаться разительно, а это означает, что один и тот же надетый комплект одежды, как правило, не может гарантировать комфорта и в движении и на остановке. Фактически, в рамках планируемых условий применения, стоит рассматривать отдельно ходовой комплект одежды и отдельно одежду для бивака, привала или работы на страховке.

Наиболее распространенный принцип экипировки сводится к так называемой трехслойной системе. Трехслойная система экипировки изначально предполагает использование трех различных типов одежды – термобелья (базовый слой, он же влагоотводящий слой), полара (утепляющий слой) и штормовки (ветро/влагозащитный слой). Близкая по детерминированию функций схема использовалась на протяжении многих веков народами крайнего Севера. К сожалению, при ближайшем рассмотрении возникает ряд интересных нюансов, которые достаточно редко озвучиваются производителями и потребителями продукции. Попробуем в текущем описании про них не забыть.

Термобелье или базовый слой.
В рамках развития этого класса одежды появились изделия с достаточно разными характеристиками. При выборе термобелья достаточно важно представлять, в чем именно сильные стороны того или иного концепта.

Важными параметрами для термобелья являются:
 - родство к влаге материала белья (степень гидрофильности/гидрофобности)  влияет на скорость передачи воды в следующий слой и на смачиваемость водой, а значит и на скорость испарения влаги,
 - структура материала (наличие полых или микроволокон и т.д.) - влияет на теплоизоляцию и скорость испарения влаги,
 - эластичность влияет на степень прилегания белья и комфорт при движении,
 - толщина белья влияет, в основном, на теплоизоляцию.

Если расположить распространенные материалы термобелья по увеличению степени сродства к влаге (степени гидрофильности) то мы получим следующий ряд: полипропилен, полиэстер, полиамид (нейлон), шерсть, хлопок. С точки зрения базового слогана – дескать, функция термобелья -  отведение жидкой влаги в следующий слой наилучшим вариантом должны явялться различные варианты синтетического белья изготовленные из материалов с минимальным сродством к влаге (полипропилен), однако на практике это не всегда так. Большая часть влаги, выделяемой через кожу, выводится в жидкой форме — через каналы потовых желез. Повышенное потоотделение, как правило, является свидетельством того, что теплопродукция превосходит теплопотерю и организм, выделяя пот, пытается охладиться за счет испарения влаги с поверхности кожи. Термобелье может мешать этому процессу, отводя влагу до ее испарения  в следующий слой.  То есть, охлаждения организма практически не происходит и организм продолжает выделять пот. Таким образом, в случае, когда теплопродукция превосходит теплопотерю стоит признать, что намного целесообразнее иметь термобелье, способное испарить максимальное количество влаги со своей внутренней и, в меньшей степени, внешней поверхности и тем самым дополнительно охладить организм, а такое термобелье обязано быть более или менее гидрофильным.

Ситуация в корне меняется, если пот не удается полностью испарить и он начинает накапливаться в жидкой форме — в этом случае чем дальше влага окажется от поверхности кожи, тем лучше. Дело в том, что как только активное движение прекратится и теплопотеря станет выше теплопродукции, вся влага, накопившаяся внутри термобелья, начнет способствовать переохлаждению организма. То есть при остановке после активного движения, чем эффективнее отводится жидкая часть влаги, тем лучше. 

Таким образом, мы приходим к выводу, что в идеале термобелье в разные моменты времени должно выполнять две взаимоисключающие функции:
   а) при теплопотере, уступающей выработке тепла, эффективно испарять влагу с собственной поверхности.
   б) при теплопотере, превосходящей выработку тепла, максимально быстро транспортировать влагу от кожи к следующему слою одежды, кроме того, такой же транспорт косвенно выгоден и в крайнем случае «а» варианта, когда выработка влаги превышает скорость ее испарения в базовом слое.

Понятно, что с первой функцией лучше всего справляются материалы с гидрофильными свойствами и высокоэффективной поверхностью испарения, а со второй с гидрофобными свойствами и высокой скоростью передачи жидкой фракции. Производители качественного белья, насколько это возможно, стремятся совместить эти качества в одном изделии. Путей достижения такого компромисса довольно много — прежде всего, это усложнение структуры белья для улучшения его испаряющей функции, часто применяется комбинирование различных материалов в одном изделии — многослойное по структуре белье, комбинированное зональное белье и так далее. Стоит отметить, что выбор конкретного белья зависит не только от вида планируемой активности, но и во многом от физиологии конкретного пользователя. В целом, белье, выполненное на основе полипропилена, идеально для водных видов спорта, а также часто оказывается предпочтительным при движении с высокой активностью и рваным ритмом (лыжный туризм). Полиэстеровое белье пожалуй наиболее многообразно и универсально (от теплого Polartec Power Stretch до летнего CoolMax) — наиболее часто используется в альпинизме и горном туризме.

Сивера Сноуи, Polartec Power Stretch

Интересные результаты могут быть получены при кобинировании двух видов термобелья. Например, весьма распространенным вариантом в лыжном туризме является использование тонкого полипропиленового белья, а поверх него теплого белья из Polartec Power Stretch. Получившийся комплект обеспечивает очень неплохую терморегуляцию и крайне быстро сохнет. Для лета, напротив, хорошие результаты дает применение по ситуации двух видов белья - майки или футболки для жаркой погоды из тонкого и легкого нейлона или полиэстера (например, Coolmax), и более теплого белья из того же Polartec Power Stretch. Возможно, правильнее рассматривать теплое белье в этих случаях как элемент следующего - утепляющего слоя.

Утепляющий слой. Сохранение тепла и Отведение влаги в следующий слой
Как правило, сейчас для этих целей используются изделия выполненные из флисовых материалов фирмы Polartec. Polartec – это группа утеплителей, не требующая тканевой защиты, изготовленных на основе полых полиэстровых волокон. Одноименной фирмой предлагается большое количество разнообразных материалов применимых для второго слоя одежды. Из них стоит отметить “универсальные” Windblock и WindPro способные обеспечить защиту от ветра и в отсутствие штормовой куртки. К сожалению для этого в структуру Windblock пришлось внедрить беспоровую мембрану что резко негативно сказалось на паропроницаемости данного материала по сравнению с классическим поларом. Windpro обеспечивает лишь частичную защиту от ветра, но, при этом, практически без потери паропроницаемости.

Одним из главных достоинств классического полара является его способность эффективно транспортировать влагу, как в виде водяного пара, так и в виде жидкости от термобелья к следующему слою.

Стоит отметить, что Polartec не останавливается на достигнутом и продолжает заниматься совершенствованием собственных продуктов. Последняя группа продуктов получила наименование Thermal Pro High Loft и характеризуется значительно более высокой (примерно на 50%) теплоизоляцией на единицу веса по сравнению с классическим поларом и  хорошо отличиам от него за счет длинного ворса напоминающего искусственный мех. Bi High Loft полары с двусторонним ворсом впрочем, вероятно могут достигать и более высоких показателей теплоизоляции на единицу веса.  Интересно, что эволюция современных флисов для экстремальных условий идет в двух различных направлениях.

Прежде всего увеличивается число моделей с частичными ветрозащитными свойствам выполненных из флиса с гладким тканевым верхним слоем. Такие модели идеалогически очень близки к софтшелл изделиям и провести между ними грань бывает очень нелегко. Второй характерной особенностью этого семейства явяляются более или менее выраженные стрейчевые свойства.
Вторая категория изделий собственно модели с длинным ворсом из Polartec HighLoft. В тоже время категория флисов со встроенной ветрозащитной мембраной (windblock или windstopper) стремительно утрачивает популярность, уступая место с одной стороны более функциональному семейству ветрозащитных софтшеллов, а с другой стороны легкий изделиям на основе прималофта. Основной недостаток флисовых материалов — достаточно низкая теплоизоляция на единицу веса, поэтому все большую популярность приобретают модели  утепляющего слоя на пухе или волоконных синтетических утеплителях (семейство Primаloft, семейство Climashield и т.д.).

Внутренние куртки с синтетическим утеплителем
По сравнению с флисовыми изделиями правильно сконструированные модели этого класса обладают заметно большей теплоизоляцией на единицу веса. Такой результат достигается применением сверхлегких каландрированных нейлонов в качестве тканей верха и подкладки (pertex quantum и аналоги).
Как результат 400 граммовая куртка утепленная Primaloft One заметно превосходит по теплоизоляции 300 полар.

 

Сивера Слана, A'ris 20 Stretch

Кроме того важным достоинством изделий из прималофта явялется еще меньшая чем у флиса уязвимость к влаге. Прималофт (особенно priamloft one) намного сложнее намочить, а намокший он очень мало теряет в теплоизоляции.
Важной особенностью подобных изделий явялется практически полная непродуваемость, что позволяет использовать их в качестве ветрозащитного слоя в отсутствие сильных осадков. Собствено недостатком по сравнению с классическим «поларм» является только меньшая паропроницаемость таких курток. Для частичного решения этой проблемы создана относительно новая группа изделий, где используется утеплитель не требующий каландрированной тканевой оболочки (как правило менее теплый и более дешевый, чем прималофт) — в этом случае становится возможным применение легких тканей с более высокой воздухопроницаемостью. Такие изделия имеют более высокие дышащие, но меньшие ветрозащитные свойства.  

Пуховые свитера
Данные изделия имеют максимальное соотношения вес/теплоизоляция из всех вариантов утепляющего слоя. Модели изготовленные из сверхлегких пуходержащих тканей и утепленные белым гусиным пухом с высоким Fill Power превосходят традиционные флисы по теплоизоляции в три и даже более раз. Вес таких курток высокого класса в зависимости от количества пуха, развитости функциональных элементов и класса примененных тканей может варьировать от 200 (и даже чуть менее) до 400 грамм.

Сивера Кебрик, A'ris Xweave

Собственно выбор тканей в таких изделиях имеет решающее значение для получения таких показателей. Современные пуходержащие ткани непрерывно эволюционируют, и если несколько лет назад pertex quantum считался безусловным фаворитом, то сейчас у этого материала появилось довольно много аналогов не уступающих по качеству и функциональности (к примеру, ткани Top Found). Более того прогресс пошел дальше и у ряда ведущих производителей уже появились существенно более легкие чем Pertex Quantum пуходержащие ткани. Практически все пуховые свистера обладают выраженными ветрозащитными свойствами, что позволяет использовать их в сухую ветренную погоду без защитного слоя. Учитывая уязвимость пуха к намоканию пуховые свитера применяются в качестве утепляющего слоя ходовой одежды только в очень сухих условиях, при существенных минусовых температурах. В качестве компенсации растет популярность этих моделей в качестве дополнительного утепления для эксплуатации на биваке, где плюсы явно перевешивают минусы.

В некоторых случаях чрезвычайно полезно разделить утепляющий слой на два подслоя — к примеру использовать вместо одного тяжелого Thermal Pro полара тонкий пуловер из 100 полара и дополнительно иметь при себе легкий пуховый или прималофтовый жилет или даже легкий пуховый свитер. Зачастую эта система позволяет выиграть в гибкости применения и в теплоизоляции.
 
Внешний защитный слой (мембрана)
Основная задача этого слоя — защита от осадков и ветра, обладая столь важными свойствами этот класс одежды должен также транспортировать наружу выделенную человеком влагу. В основном это нужно для сохранения комфорта и теплоизолирующих свойств комплекта одежды. Вполне очевидно, что полная защита от ветра к сожалению сопряжена с ограничением паропроницаемости изделия, впрочем в этом есть и положительные стороны — мембранные ткани заметно понижают теплопотерю. Современные качественные мембраны вполне успешно справляются с защитными функциями, и при этом обладают довольно высокой способностью к транспорту влаги.

Интересно, что «на бумаге» паропроницаемость современных мембран высокого класса уже избыточна. Допустим MVTR мембраны по B1 тесту равен 20000 г воды за сутки с квадратного метра площади, это значит через штормовую куртку с площадью поверхности порядка 1,5 м2 теоретически может транспортироваться до 30 литров влаги, то есть больше чем человеческий организм способен выделить за сутки на этой площади собственной поверхности. Однако необходимо помнить, что дышащие свойства мембран напрямую зависят от разности парциальных давлений водяного пара изнутри и снаружи от мембраны. Цифры паропроницаемости мембран полученные в результате лабораторных тестов, в близких к идеальным условиям, в реальной жизни оказываются недостижимыми. Интересно, что, в большинстве случаев, эффективность работы поровых мембран в реальной жизни оказывается значительно ближе к лабораторным показателям, чем у беспоровых или даже комбинированных. Впрочем, как показывает опыт, дышащие свойства современных мембран, при правильном подборе остальной одежды, в подавляющем большинстве случаев способны обеспечить комфорт и при достаточно активном движении.

Не вдаваясь подробно в классификацию современных мембранных материалов, хотелось бы отметить, несколько характерных особенностей качественных современных моделей этого класса. Верхний сегмент мембран в настоящее время занимают eVent от GE и Pro Shell от Gore. Выбор между ними непрост и во многом основывается на предпочтениях пользователя. В числе преимуществ eVent можно упомянуть заметно лучшие дышащие свойства в широком дипазоне условий применения. В тоже время Pro Shell заметно технологичнее и, если сравнивать трехслойные ламинаты, имеет более легкий внутренний слой по сравнению с eVent.

Важными тенденциями в эволюции современных штормовых курток являются:
стремление к минимализму — уменьшение числа необязательных элементов, сокращение количества карманов, изготовление изделий с более точно сидящим по фигуре зауженным силуэтом.

Стоит отметить, что постепенно сокращается доля экстремальных двуслойных штормовок — видимо основная причина наличие дополнительной подкладки, обязательной для изделий этого класса. Большинство  экстремальных современных курток изготовленны из трехслойных мембранных ламинатов.
Характерными чертами этого класса является наличие вентиляций в подмышечной области, позволяющих осуществлять терморегуляцию в движении, большой надкасочный капюшон с регулировками, профилированный рукав, современные влагозащитные молнии. Многие модели имеют вставки из эластичных мембранных материалов для обеспечения большей свободы движений.

Вес «средней»  трехслойной модели за последние несколько лет заметно сократился. Если, несколько лет назад, средний вес экстремальных трехслойных курток был приблизительно равен 800 граммам то сейчас, он сократился примерно до 600. У облегченных полноценных трехслойных штормовых курток вес снизился до 400 г и даже менее.

 

Сивера Емурлук, StormGuard 3L

Вторая бурно развивающаяся область — легкие 2,5 слойные штормовые изделия. Применение существенно более легких тканей и совершенствование мембранных технологий привели к значительному прогрессу в этом классе изделий. Современные куртки этого класса могут иметь вес порядка от 180 до 300 граммов, в зависимости от конструктивных особенностей (наличие / отсутствие вентиляций, полная или укороченная молния, количество и размеры карманов) 

Сивера Гвор, D'Fusion Light 2.5L

Сходное разделение на два класса прослеживается и у штанов.
Альтернативные варианты защитного слоя. Использование софтшелл одежды.
Софтшелл материалы относително молодое, но уже чрезвычайно разнообразное семейство изделий, вполне достойное отдельной публикации. Характерными чертами большинства изделий этого класса являются: более или менее выраженная эластичность материала, наличие на внутренней поверхности материала более или менее выраженного ворса, анатомический зауженный крой большинства изделий.

По большому счету в эволюции материалов этого семейства можно заметить два основных, различных по философии, направления:
   а) полностью ветрозащитные софтшеллы выступающие как более функциональная и/или более дешевая замена штормовой куртки в зимних условиях — эти модели зачастую имеют достаточно толстый ворс на внутренней поверхности и, таким образом, выполянют и теплоизолирующую функцию, дополняя или заменяя утепляющий слой. Стоит отметить, что полностью непродуваемые софтшеллы (windblock, windstopper) не имеют реальных преимуществ по дышащим свойствам перед мембранными штормовками высшего класса.
   б) частично ветрозащитные софтшеллы, которые существенно превосходят классическую штормовую мембранную одежду по дышащим свойствам. Эта категория изделий применяется при очень активном движении при минусовых температурах, а также в качестве основного варианта летних софтшеллов. Важным параметром оценки свойств данных материалов является продуваемость, которая может варьировать у различных материалов в достаточно широких пределах. Летом, на случай сильного дождя, такие софтшеллы целесобразно дополнять легкой 2,5 слойной штормовой курткой — в этом случае мы получаем более гибкую систему, которая превосходно работает практически в любых условиях применения. Зачастую использование подобной комбинации позволяет отказаться от утепляющего слоя или уменьшить его толщину.  Все более популярной становится комбинация когда в качестве защитного слоя ног используется софтшелл, а в качестве защитного слоя туловища штормовая куртка. 

Сивера Верес, IceGuard

Использование ветрозащитной одежды
Несколько устаревшая, но по-прежнему очень эффективная концепция. В данном случае функции основного ветрозащитного слоя ложатся на безмембранные тканевые ветрозащиты выполненные на основе каландрированных тканей (к примеру, Pertex quantum) или достаточно толстых плотных тканей плотного плетения.  Для всех подобных изделий характерна низкая воздухопроницаемость. Модели этого класса существенно отличаются друг от друга по толщине ткани и, соответственно, по весу. При эксплуатации в условиях, в которых вероятны серьезные дожди или очень сильные ветра целесообразно в дополнение иметь при себе легкую вспомогательную мембранную штормовую куртку. Важно помнить, что полный комплект ходовой одежды, состоящий из трех слоев, как правило, рассчитан на использование в движении при небольшой минусовой температуре.Использование трехслойной системы при более теплой погоде может привести к перегреву и повышению потоотделения. Так значительное количество критиков мембран в штормовках просто перегревались, двигаясь в трех слоях одежды при плюсовой или близкой к нулю температуре. Эта проблема может быть решена уменьшением толщины  утепляющего слоя, к примеру, применением 100 полара или безмембранного софтшелла, а, в некоторых случаях, и полным отказом от него, при условии наличия внешнего утеплителя.

Внешний утеплитель
Данный слой одежды надевается поверх ходового на привале или при работе на страховке, а также используется в лагере. Весьма характерными представителями семейства являются так называемые «страховочные куртки» - belay jackets, получающие все большое распространение на западе.

Фактически наличие такой одежды является одним из факторов безопасности при длительном автономном существовании. Характерным исключением из этого правила являются высотные восхождения, где теплые куртки сплошь и рядом используются в качестве именно ходовой одежды. Функциональная одежда данного слоя должна обладать высокой теплоизоляцией на единицу веса и обеспечивать защиту от ветра, а также осадков, по крайней мере, снега. Если рассмотреть на примере курток общие функциональные элементы данных изделий, то они весьма характерны: достаточно большие наружные карманы, часто смещенные несколько вверх, внутренние карманы под рацию и/или термос, надкасочный капюшон с системой регулировки по объему, двухзамковые молнии, позволяющие достаточно комфортно накидывать куртку поверх страховочной системы и так далее. Большинство штанов, относящихся к этому классу одежды, по своей конструкции являются самосбросами. В целом, изделия этого класса чрезвычайно разнообразны по весовым и теплоизоляционным характеристикам, а также по типам применяемых материалов.

В группе моделей, рассчитанных на  сверхнизкие температуры, наиболее часто применяется пух, напротив, в моделях, рассчитанных на температуры близкие к нулю, характерно использование синтетики, как правило, Primaloft Sport или Primaloft One. Важную роль в выборе между пухом и прималофтом играют и другие параметры — влажность, а также продолжительность автономной части планируемого мероприятия. Пуховые куртки традиционно применяются в условиях высотных восхождений и, напротив, в условиях длительных арктических экспедиций большинство пользователей отдает предпочтение синтетическому утеплителю. Изделия с качественным гусиным пухом (c Fill Power по европейским тестам порядка 800 и выше), имеют значительно лучшее отношение вес/теплоизоляция, чем у любых синтетических моделей, но пух необходимо беречь от намокания, что не всегда выполнимо, особенно в условиях многодневных технических восхождений на «средних» высотах.
В качестве верхнего материала утепленных курток используются, как правило, каландрированные ткани или мембранные материалы.

Применение мембранных материалов в изделиях данного класса является полностью оправданным. Стоит отметить, что мембрана не только гарантирует непродуваемость вещей и защиту от осадков, но и, практически полностью препятствуя движению воздуха, сама по себе довольно заметно уменьшает теплопотерю.

Из недостатков мембран, по сравнению с каландром, в данном случае можно отметить некоторое увеличение цены, размер которого сильно зависит от класса используемый мембраны, а также прибавку в весе, размер которой также явно зависит от типа мембраны. Характерной тенденцией настоящего времени является постепенный отказ от беспоровых гидрофильных мембран, дышащие свойства которых при минусовых температурах очень существенно снижаются. По видам примененных мембранных материалов прослеживается разделение мембранных утепленных курток на два класса:
   а) изделия, изготовленные с использованием легких поровых мембранных покрытий, выполненные без герметизации швов (например, Pertex Endurance). Свойств подобных мембранных материалов вполне хватает для защиты от мокрого снега и сильного ветра. Преимуществами подобных моделей являются относительно небольшой вес и цена. 

Сивера Волин, WindGuard 40, WP 1000 mm/H2O, MVTR 16 000 g/m2/24hrs

   б) изделия с полностью герметизированными швами, выполненные с применением поровых или комбинированных мембран высокого класса (eVent, Pro Shell). Готовые модели в этом случае гарантируют полную защиту и от сильного дождя, но при этом существенно растет цена и, зачастую, вес модели. Стоит отметить, что куртки этого класса, как правило, рассчитаны, в том числе и на температуры более или менее близкие к нулю. Полная герметизация швов позволяет значительно расширить диапазон применения легких пуховых моделей. 

Сивера Дебрь, StormGuard 2L 40, 82 g/m2, WP 17 000 mm/24hrs, MVTR 15 000 g/m2/24hrs

Промежуточное положение между упомянутыми категориями занимают модели c ветрозащитной мембраной windstopper, а также высотные модели верхнего уровня выполненные из материала eVent, но без полной герметизации швов.

Сивера Сивер Про, StormGuard 2L 40, 82 g/m2, WP 17 000 mm/24hrs, MVTR 15 000 g/m2/24hrs (A1), 25 000 g/m2/24hrs

Заключение

В рамках небольшой публикации отразить все нюансы разумного подбора необходимой одежды просто невозможно. Люди существенно отличаются между собой по морозоустойчивости, по потливости при одинаковой физической нагрузке, по эффективности кровоснабжения периферических отделов организма и так далее. Очень большую роль в обеспечении безопасности и комфорта, играют и остальные элементы экипировки — головные уборы, перчатки и рукавицы, носки и обувь. Не менее важно и бивачное снаряжение — спальные мешки, палатки и коврики. Подбирая снаряжение под конкретное мероприятие крайне целесообразно учитывать все нюансы, как собственной физиологии, так и имеющейся либо планируемой к приобретению экипировки. 

В любом случае, надо четко представлять себе в какой одежде вы планируете двигаться в зависимости от условий, и чем вы будете утепляться,  дополнительно находясь в состоянии относительного покоя (на привале, на страховке, вечером в лагере).  Кроме того, само собой разумеется, что никакое  снаряжение и никакие размышления «на тему», не заменят реальной физической и технической подготовки.