Gore-Tex kann nicht funktionieren

[ULgäuer]

vor 20 Stunden schrieb Trinolho:

Ja, völlig richtig. Nur mit dem Unterschied, dass eine funktionsfähige DWR-Beschichtung niemals einen geschlossenen Wasserfilm auf der Jackenoberfläche zulassen wird. Vielmehr perlt das Wasser sofort von der Oberfläche ab (ähnlich Lotus-Effekt).

Wozu dann noch eine Membran?

vor 18 Stunden schrieb wilbo:

Ich würde versuchen, vor dem Kauf herauszufinden, wie gut und wie viel Wasserdampf die Membran durchlässt.

Ist das überhaupt relevant, wenn sich im Inneren der Jacke gar kein Druck aufbauen lässt, weil da überall Öffnungen sind? 

[wilbo]

vor 13 Minuten schrieb ULgäuer:

Ist das überhaupt relevant, wenn sich im Inneren der Jacke gar kein Druck aufbauen lässt, weil da überall Öffnungen sind?

Interessanter Einwand!

Eigentlich bräuchte man eine hydrophile Innenschicht als unterste Lage am Laminat, damit möglichst viel Wasser an die Membran herangeführt wird. Ich glaube, es kommt vor allem auf eine ausreichende Temperatur-Differenz von Außen- und Innenklima an, um den Diffusionsvorgang am Laufen zu halten. Dampfdruck von innen und eine geringe Luftfeuchtigkeit außen würden die Diffusion sicher zusätzlich verbessern.

Wie all diese Faktoren einen vernünftigen Abtransport meiner Körperfeuchtigkeit gewährleisten, kann ich schwer beurteilen. Da bleibe ich lieber bei low-tech, das kann ich wenigstens halbwegs überblicken ...

VG. -wilbo-

Bearbeitet 21. Mai von wilbo

[ULgäuer]

Membranen brauchen einen Druckunterschied. Ich frag mich immer, wie der aufgebaut werden kann, wenn eine Jacke bauartbedingt mindestens fünf Löcher aufweist, die in der Regel ja auch nicht dampfdicht verschlossen werden.

[zopiclon]

vor 4 Minuten schrieb ULgäuer:

Druckunterschied

Dampfdiffusionsgefälle

[ULgäuer]

vor einer Stunde schrieb zopiclon:

Dampfdiffusionsgefälle

Danke für die Begriffsspezifizierung, das hilft mir jetzt leider nur wenig weiter. Man landet bei der Recherche bei der Bauphysik und Dampfbremsen, aber wie gut wirken "Dampfbremsen" bei geöffneten Fenstern bzw. sind die dann nicht völlig ausgehebelt in dem Moment?

Alles, was irgendwie fließt (gasförmig, flüssig), strebt den Ausgleich mit der Umgebung an und geht dabei möglichst den Weg des geringsten Widerstandes.

[kra]

vor 1 Stunde schrieb ULgäuer:

Membranen brauchen einen Druckunterschied. Ich frag mich immer, wie der aufgebaut werden kann, wenn eine Jacke bauartbedingt mindestens fünf Löcher aufweist, die in der Regel ja auch nicht dampfdicht verschlossen werden.

Du verwechselst den statischen Druck eines Gases (Druckunterschied als Begriff für die Funktion einer Goretex Membarne ist semantischer Unfug) mit dem unterschiedlichen Partialdruck des Wasserdampfes in der Jacke und in der umgebenden Luft. Letzteres ist ein Konzentrationsgefälle das sich durch die Membran ausgleichen kann. DARAUF beruht die Funktion vom Goretex u.ä. Membranen. Wenn es sich um Flüssigkeiten handeln würde würde man Osmose sagen. Die Membran läßt bauartbedingt nur eine Komponente des Gemisches durch so das der Konzentrations-Ausgleich nur über die Wanderung diese Komponente erfolgen kann.

[ULgäuer]

vor 1 Minute schrieb kra:

Du verwechselst den statischen Druck eines Gases (Druckunterschied als Begriff für die Funktion einer Goretex Membarne ist semantischer Unfug)

Der Unterschied ist mir schon bewusst, aber solange da Löcher weit offen sind, geht Luft und darin enthaltene Feuchtigkeit doch eher zu diesen Löchern raus als durch einen größeren Widerstand, wie ihn eine Membrane erzeugt. Eine Membran ist niemals durchlässiger als keine Membran, sprich, eine freie Öffnung.

Oder hat die Membran so etwas wie eine Kapillarwirkung, die Luftfeuchtigkeit aktiv an- und nach außen zieht? Das ist ja wohl eher nicht gegeben, wenn ein gewisses Gefälle benötigt wird um die Funktion überhaupt herstellen zu können.

[Patirou]

vor 1 Minute schrieb ULgäuer:

Der Unterschied ist mir schon bewusst, aber solange da Löcher weit offen sind, geht Luft und darin enthaltene Feuchtigkeit doch eher zu diesen Löchern raus als durch einen größeren Widerstand, wie ihn eine Membrane erzeugt. Eine Membran ist niemals durchlässiger als keine Membran, sprich, eine freie Öffnung.

Oder hat die Membran so etwas wie eine Kapillarwirkung, die Luftfeuchtigkeit aktiv an- und nach außen zieht? Das ist ja wohl eher nicht gegeben, wenn ein gewisses Gefälle benötigt wird um die Funktion überhaupt herstellen zu können.

Nein hat Sie nicht, aber : 

Aber die Feuchte Luft innerhalb der Jacke muss ja erst zu den Löchern kommen, während in einer durchlässigen Jacke sie direkt durch die Membran kann. Der Wiederstand ist ja auch eine proportional zur zurückgelegten Distanz. Je Luftiger die Jacke ist, desto eher werden Luftmengen in Bewegung kommen, (und dadurch auch Massentransport per Konvektion entstehen, nicht nur per Diffusion). Andererseits wird ja die Jacke mit Trage, Hüft- und Brustgurt abgeschnürt. 

[Trinolho]

vor 4 Stunden schrieb ULgäuer:

Am 20.5.2024 um 08:46 schrieb Trinolho:

Ja, völlig richtig. Nur mit dem Unterschied, dass eine funktionsfähige DWR-Beschichtung niemals einen geschlossenen Wasserfilm auf der Jackenoberfläche zulassen wird. Vielmehr perlt das Wasser sofort von der Oberfläche ab (ähnlich Lotus-Effekt).

Wozu dann noch eine Membran?

Weil Wasserdampf in der Luft (unterhalb des Sättigungsdampfdrucks) eben nicht das Gleiche ist, wie auskondensierte Wassertröpfchen.

Der grobe Regen (= auskondensierter Wasserdampf) soll auf der Außenseite der Jacke abperlen. Gleichzeitig soll aber der mikroskopisch kleine Wasserdampf aus dem Inneren (Körperwäme -> Schweiß -> Verdunstung) durch die Jackenschicht nach außen gelangen. Dies kann eben nur über ein membranähnliches Diffusionsprinzip erfolgen.

 

vor 4 Stunden schrieb ULgäuer:

vor 22 Stunden schrieb wilbo:

Ich würde versuchen, vor dem Kauf herauszufinden, wie gut und wie viel Wasserdampf die Membran durchlässt.

Ist das überhaupt relevant, wenn sich im Inneren der Jacke gar kein Druck aufbauen lässt, weil da überall Öffnungen sind? 

Deine Erläuterungen zeigen, dass Du die physikalischen Zusammenhänge noch nicht hinreichend verstanden hast.

Die Membranöffnungen sind mikroskopisch klein. Der Dampf (geringer Molekulardurchmesser) kann passieren, das auskondensierte Wasser (grobe Partikel) hingegen nicht.

Die Membran funktioniert in diesem Falle annähernd wie ein mechanischer Filter. Grobe Teilchen werden blockiert, feine Teilchen können durch. Dafür ist aber, wie @zopiclon und @kra völlig richtig geschrieben haben, keine (hydro)statische Druckdifferenz erforderlich, sondern ein Konzentrationsgefälle. In diesem Falle eben ein Dampfdruckgefälle.

Dampfdruckgefälle bedeutet, dass der Wasserdampfpartialdruck in der Umgebungsluft einen anderen Wert hat, als der Wasserdampfpartialdruck am Körper. Die Öffnungen der Jacke (Kragen, Ärmel, Saum, etc.) sind hierfür völlig irrelevant. Es wird kein statischer Druck aufgebaut und benötigt. Stattdessen sind alle Medien bestrebt, aufgrund der unterschiedlichen Partialdrücke bzw. Konzentrationen einen Gleichgewichtszustand zwischen innen und außen auf direktem Wege herbeizuführen. Das kannst Du Dir im übertragenen Sinne in etwa so vorstellen, wie wenn Du Deine warme Hand auf eine kalte Metallplatte legst -> Wärmefluss.

Hohe Konzentration <-> niedrige Konzentration: Beide Stoffe versuchen stetig, sich anzugleichen. Je stärker die Isolierung/Trennung, desto weniger können sich die Stoffe vermischen. Als Extrembeispiel könnte hier der Poncho genannt werden, der überhaupt keine Durchlässigkeit aufweist. Deshalb sollte Membrankleidung, wie von @wilbo erwähnt, eine möglichst hohe Dampfdurchlässigkeit gewährleisten (MVTR = "Moisture Vapor Transmission Rate). Je mehr Dampf also pro Zeiteinheit durch die Membran diffundieren kann, desto besser kann der vom Körper produzierte Dampf nach außen abgeführt werden. Gore Shakedry hat sich bei den MVTR-Werten als Spitzenreiter erwiesen.

Die Membran würde also auch in Umkehrrichtung funktionieren: Wenn die Luft im Inneren der Jacke deutlich trockener wäre, als außen, dann würde sogar Wasserdampf aus der Außenluft zum Körper diffundieren können.

 

vor einer Stunde schrieb ULgäuer:

[...] aber solange da Löcher weit offen sind, geht Luft und darin enthaltene Feuchtigkeit doch eher zu diesen Löchern raus als durch einen größeren Widerstand, wie ihn eine Membrane erzeugt.

Nein, das ist falsch. Die großen Öffnungen der Jacke können zwar zu einem aktiven Luftaustausch beitragen und so das Mikroklima innerhalb der Jacke verändern. Bei windfreier Atmosphäre im Jackeninneren wird der Dampf aber trotzdem maßgeblich durch die Membran diffundieren.

Stelle es Dir folgendermaßen vor:

Ein Dampfmolekül wartet vor einer Membran und will dort durch. Es kommen durch Schweißbildung immer mehr Dampfmoleküle dazu, das heißt, die Konzentration steigt stetig. Irgendwann ist das Dampfdruckgefälle zwischen Innenluft/Außenluft groß genug, um einen Ausgleich trotz dieser mechanischen Trennschicht herbeizuführen.

Das Dampfmolekül weiß jedoch keineswegs, dass oben am Kragen ein widerstandsfreies Passieren möglich wäre. Ohne mechanische Beeinflussung (= Wind) wird das Dampfmolekül also niemals zum Kragen wandern können. Da Sportkleidung im Üblichen relativ eng anliegt, ist die Belüftung unterhalb der Jackenschicht nur von marginaler Intensität. Bei einem Poncho, der schon beim kleinsten Windstoß wie ein Segel wirkt, sieht das natürlich anders aus.

 

vor einer Stunde schrieb ULgäuer:

Oder hat die Membran so etwas wie eine Kapillarwirkung, die Luftfeuchtigkeit aktiv an- und nach außen zieht? Das ist ja wohl eher nicht gegeben, wenn ein gewisses Gefälle benötigt wird um die Funktion überhaupt herstellen zu können.

Nein, hat sie nicht. Aus genau dem Grund, den Du im zweiten Satz genannt hast.

Unterschätze bei der Dampfdurchlässigkeit einer Membran nicht, wie wenig Dampfdruckgefälle für die Funktion erforderlich ist. Für einen leistungsfähigen Austausch ist keineswegs ein dampfender Kochtopf im Inneren erforderlich. Eine marginal höhere Luftfeuchte als in der Außenluft reicht völlig aus - und genau das ist der Indikator für eine gute Membran.

 

Edit: @Patirou hat dankenswerterweise den Massentransport über Konvektion erwähnt. Genau das wäre der Fall, wenn Luftbewegung innerhalb der Jacke stattfinden kann. In der Praxis findet diese Luftbewegung aber tatsächlich kaum statt, weshalb dann doch der gesamte Wasserdampf über die Membran abgeführt wird.

Bearbeitet 21. Mai von Trinolho

[zopiclon]

Leute, ihr habt mit der Thematik kein Problem mehr, wenn ihr euch anstatt ne Regenjacke mit mvtr Wert eine mit CFM Wert kauft. 

[ULgäuer]

vor 10 Minuten schrieb Trinolho:

Eine marginal höhere Luftfeuchte als in der Außenluft reicht völlig aus

Es heißt doch im Allgemeinen ein Temperaturunterschied von 20°C würde benötigt. Und seien es nur 10°C, es ist ein Widerstand, erzeugt durch die Schichten der Jacke. Eine Membran erzeugt also einen Widerstand. Ein Widerstand ist immer größer als kein Widerstand. Luft geht den Weg des geringsten Widerstandes. Dampf auch. Luftfeuchtigkeit auch? Oder verhält die sich anders? Wenn ja, ist diese unabhängig von der tragenden/umgebenden Luft/Dampf?

vor 12 Minuten schrieb Trinolho:

Das Dampfmolekül weiß jedoch keineswegs, dass oben am Kragen ein widerstandsfreies Passieren möglich wäre.

Entweder Du vermascht hier (ebenfalls) Begrifflichkeiten, oder hier passt irgend etwas nicht. Es ist leider nicht einfach, das Marketinggeblubber und/oder Umgangssprache von der puren Physik zu trennen.

"Dampf" ist gasförmig und agiert entsprechend. Druck breitet sich in bzw. mit Gasen und Flüssigkeiten in alle Richtungen gleichermaßen aus. Das "Dampfmolekül" (meinst Du das in Luft verdampfe Wassermolekül?) muss also gar nicht "wissen", sondern geht einfach den Weg des geringsten Widerstandes. Es wartet nicht vor diesem Widerstand sondern folgt der Bewegung seinesgleichen. Für diese "Bewegung" braucht es einen Unterschied zwischen Ausgangspunkt und Ziel. Am Ursprung muss der Wert (welcher auch immer) höher sein. Ansonsten wäre die Richtung genau andersrum.

Jetzt wurde die relative Luftfeuchtigkeit als Größe genannt. Die höhere relative Luftfeuchtigkeit strebt den Ausgleich mit der geringeren auf der anderen Seite der Membran an. Die Membran stellt aber einen Widerstand dar, der erstmal überwunden werden muss, oder nicht? Das ist ein wenig der Knackpunkt hier meiner Meinung nach.

Dann kommt noch dazu, dass eben Luft (inkl. Feuchtigkeit) nicht einfach so still steht und sich seinerseits um Ausgleich mit der Umgebung bemüht.

vor 1 Stunde schrieb Patirou:

Je Luftiger die Jacke ist, desto eher werden Luftmengen in Bewegung kommen, (und dadurch auch Massentransport per Konvektion entstehen, nicht nur per Diffusion). Andererseits wird ja die Jacke mit Trage, Hüft- und Brustgurt abgeschnürt. 

Angenommen man dichtet alle Öffnungen ausreichend ab, z.B. mit Tape, käme eine Membran maximal möglich zur Wirkung. In der Regel schnürt man sich aber nicht so ab, sondern macht sich die Jacke möglichst luftig. "Luftig" bedeutet aber auch, dass man da Luftströme erzeugt. Rucksackgurte und -riemen sind da hinderlich, ja.

vor 45 Minuten schrieb zopiclon:

Leute, ihr habt mit der Thematik kein Problem mehr, wenn ihr euch anstatt ne Regenjacke mit mvtr Wert eine mit CFM Wert kauft. 

Ändert jetzt nichts an der Physik.

[zopiclon]

Die Membran für Wasserdampf ist winddicht, deswegen: Moisture Vapor Transmission Rate 

Die cubic feet per Minute geben an wie viel Luft durch den Stoff geht. Hierfür ist der Druck massgeblich und nicht das Diffusionsgefälle. 

 

[ULgäuer]

Das erklärt jetzt nichts wirklich. Die reinen Stoffeigenschaften helfen hier auch nur bedingt. Es geht um eine Gesamtsituation, in der auch Stellen ohne Stoff, also Öffnungen, eine Rolle spielen können.

[Trinolho]

vor 2 Stunden schrieb ULgäuer:

Es heißt doch im Allgemeinen ein Temperaturunterschied von 20°C würde benötigt. Und seien es nur 10°C, es ist ein Widerstand, erzeugt durch die Schichten der Jacke.

Wie kommst Du denn von einem Dampfdruckgefälle auf einen Temperaturgradienten? Der Temperaturgradient ist für die Funktion der Membran völlig zweitrangig. Einzig das Dampfdruckgefälle ist primär relevant. Ja, das Dampfdruckgefälle hängt von der absoluten bzw. auch relativen Luftfeuchte ab, wobei letztere von der Temperatur beeinflusst wird. Üblicherweise ist es aber so, dass im körpernahen Bereich bei Aktivität eine höhere absolute Luftfeuchte und Temperatur vorherrscht, als in der Umgebungsluft.

 

vor 2 Stunden schrieb ULgäuer:

Eine Membran erzeugt also einen Widerstand. Ein Widerstand ist immer größer als kein Widerstand. Luft geht den Weg des geringsten Widerstandes. Dampf auch. Luftfeuchtigkeit auch? Oder verhält die sich anders? Wenn ja, ist diese unabhängig von der tragenden/umgebenden Luft/Dampf?

Alles geht den Weg des geringsten Widerstandes.

 

vor 2 Stunden schrieb ULgäuer:

Das "Dampfmolekül" (meinst Du das in Luft verdampfe Wassermolekül?) muss also gar nicht "wissen", sondern geht einfach den Weg des geringsten Widerstandes. Es wartet nicht vor diesem Widerstand sondern folgt der Bewegung seinesgleichen. Für diese "Bewegung" braucht es einen Unterschied zwischen Ausgangspunkt und Ziel. Am Ursprung muss der Wert (welcher auch immer) höher sein. Ansonsten wäre die Richtung genau andersrum.

Es schwebt. Und wenn die räumliche Ausbreitung des Dampfes aufgrund der enganliegenden Kleidung mechanisch erschwert wird, dann ist der Weg durch die Membran nunmal der Weg des geringsten Widerstandes. Noch dazu, weil es der direkte Weg für einen Austausch mit der Außenluft wäre und die Membranschicht den Punkt mit dem stärksten Gradienten darstellt.

 

vor 2 Stunden schrieb ULgäuer:

Die Membran stellt aber einen Widerstand dar, der erstmal überwunden werden muss, oder nicht? Das ist ein wenig der Knackpunkt hier meiner Meinung nach.

Ja, aber dieser Widerstand ist, eine ordentliche Membran vorausgesetzt, äußerst gering. Das Dampfdruckgefälle sorgt für eine Diffusion und strebt einen Gleichgewichtszustand an.

Bearbeitet 21. Mai von Trinolho

[Tao]

m2c

Die Idee von Goretex ist ja, Wassertropfen zu blockieren und Wasserdampf passieren lassen zu können. Die Porengröße muss also irgendwo zwischen der Größe eines Wassermoleküls und der typischen Größe der kleinsten Wassertropfen sein. Um die schon erwähnten Kapillareffekte auszuschließen, müssen sie Poren hydrophob sein, also ist DWR zwingend notwendig. Ein advektiver Transport ist bei dieser Porengröße (nm-µm) vernachlässigbar, da unser Kleidungsstück eh irgendwo gröbere Wege (µm-mm) und große Öffnungen hat und damit einen um Größenordnungen geringeren Widerstand, sollte sie irgendwie induziert werden (frei nach Pascal).

Damit bleibt die Diffusion als einzig interessanter Prozess übrig. Sie ist die Folge der brownschen Molekularbewegung und diese hängt erstmal von der Temperatur ab. Und je mehr Moleküle wir haben, desto mehr bewegt sich, also spielen Konzentration/absolute Feuchte/Dampfdruck auch mit. Wie gut Goretex nun funktioniert, hängt also von den diffusiven Prozessen in unseren beiden Systemen (innen & außen) ab und wie gut sie verbunden sind.

Sollten Innen- und Außenluft sich nicht groß unterscheiden, wird also rein gar nichts passieren, da es einfach nur zwischen den beiden Medien hin und her diffundiert.  Das relativ winddichte Goretex verhindert jedoch den um Größenordnungen effektiveren Transport über Advektion. Dabei ist es egal ob es regnet oder nicht, ein wasserdichter Stoff hätte den gleichen Effekt wie Goretex.

Bei großen Unterschieden, also hauptsächlich einem starken Temperaturgradienten, haben wir mehr Molekülbewegungen im wärmeren System. Es werden also rein statistisch mehr Moleküle aus dem warmen in das kalte System abwandern, als andersrum. CFM und MVTR können hier helfen, Membranen zu vergleichen, aber haben keine wirkliche Aussagekraft, da sie mWn nicht zwischen zwei so unterschiedlichen Systemen bestimmt werden.

Den Effekt der Konzentration/absoluter Feuchte/Dampfdruck würde ich als nicht entscheidend ansehen, da dies ja auch stark über die Temperatur gesteuert ist. Wirkliche Extremfälle bei denen sich die Effekte ausgleichen könnten wären trocken+warm auf der einen Seite und kalt+nass auf der anderen, aber in der Praxis werden wir auf beiden Seiten immer eine gewisse Feuchte haben wenn Goretex im Spiel ist.

Wenn wir effektiver Feuchte vom Körper wegführen wollen, kommen wir mit Advektion viel weiter, da sie ein bedeutend schnellerer Prozess ist. Hierbei muss man natürlich drauf achten, dass der Taupunkt nicht nah am Körper ist, am besten sogar auf oder außerhalb der Isolationsschicht.

einzig sinnvolles Szenario für Goretex: es regnet und es ist kalt und ich mag keinen Schirm oder Poncho

Bearbeitet 21. Mai von Tao

[BitPoet]

vor 9 Minuten schrieb Tao:

einzig sinnvolles Szenario für Goretex: es regnet und es ist kalt und ich mag keinen Schirm oder Poncho

Das würde ich gerne erweitern um: es regnet und es ist warm, aber es wird abends kalt und so trocknet meine feuchte Kleidung in kurzer Zeit unter der Goretex-Schicht, während sie das im Freien in der kalt-feuchten Luft nicht tun würde. Für mich ein nicht zu unterschätzender Mehrwert, den ich letztes Jahr in Schweden fast jeden Tag nutzen durfte.

[Patirou]

vor 25 Minuten schrieb Tao:

und ich mag keinen Schirm oder Poncho

Oder es ist nicht praktikabel (für das deutsche Mittelgebirge unerheblich, aber ab T3-4 aufwärts kommt man an einer Regenjacke nicht vorbei).

Dann ist nur noch die Wahl GoreTex/anderes (man wird von innen weniger feucht), einfach Wasserdicht (man wird von innen sofort feucht), oder man bleibt in der Hütte sitzen bis es besser wird  

vor 12 Minuten schrieb BitPoet:

Das würde ich gerne erweitern um: es regnet und es ist warm, aber es wird abends kalt und so trocknet meine feuchte Kleidung in kurzer Zeit unter der Goretex-Schicht,

Obwohl da würde eine Windjacke auch schon was bringen (so lange man nicht draussen im Regen sitzt, sondern im Zelt, unter dem Tarp bzw. Schutzhütte). Idee hier ist ja, dass die körpereigene Wärme, die nicht sofort vom Wind weggebelasen wird, den Trocknungsprozess beschleunigt. Eine Rettungsdecke kann den Prozess sogar noch weiter beschleunigen, in dem die Infrarotstrahlung eingefangen wird.

 

[ULgäuer]

vor einer Stunde schrieb Trinolho:

Ja, aber dieser Widerstand ist, eine ordentliche Membran vorausgesetzt, äußerst gering.

Da kann ich nicht mitgehen. Der Widerstand ist imo signifikant und vor allem signifikant höher als von Öffnungen, die Belüftung ermöglichen.

vor 42 Minuten schrieb Tao:

Wenn wir effektiver Feuchte vom Körper wegführen wollen, kommen wir mit Advektion viel weiter, da sie ein bedeutend schnellerer Prozess ist.

Das bedeutet, Belüftung ist deutlich effektiver als Diffusion durch eine Membran. Das wäre jetzt nicht überraschend sondern erwartet.

vor 21 Minuten schrieb BitPoet:

Das würde ich gerne erweitern um: es regnet und es ist warm, aber es wird abends kalt und so trocknet meine feuchte Kleidung in kurzer Zeit unter der Goretex-Schicht, während sie das im Freien in der kalt-feuchten Luft nicht tun würde.

Wo trocknet das hin? Der "Dampf" müsste ja zwischenzeitlich innerhalb der Jacke zwischengespeichert bleiben und dann durch die Membran austreten. Auf der anderen Seite der Membran ist aber diese kalt-feuchte Luft, die nicht so recht aufnehmen will.

Das Prinzip "Kleidung trocknen durch eine Membran" musst noch ein wenig mehr erläutern.

[Mia im Zelt]

vor einer Stunde schrieb Tao:

einzig sinnvolles Szenario für Goretex: es regnet und es ist kalt und ich mag keinen Schirm oder Poncho

Genau bei dieser Kombi sehe ich den größten Nutzen einer Regenjacke, egal ob mit Membran oder nicht. Und wenn es regnet ist es doch meistens ohnehin kühl bis kalt. 20 Grad und Regen erlebe ich persönlich selten und wenn stört mich die Nässe dann auch weniger. 

[BitPoet]

vor 40 Minuten schrieb ULgäuer:

Auf der anderen Seite der Membran ist aber diese kalt-feuchte Luft, die nicht so recht aufnehmen will.

Doch, die will schon aufnehmen. Das klappt, weil es eine ganz dünne Grenzschicht außen an der Jacke gibt, die etwas wärmer als die Umgebungsluft selbst ist. Da wir hier kein statisches System haben, erneuert sich die Luft in der Grenzschicht laufend und erwärmt sich leicht, was die Wasseraufnahmefähigkeit kurzzeitig erhöht (bzw. die relative Luftfeuchtigkeit senkt). So lange die innerne Klamotten feucht sind ist die relative Luftfeuchtigkeit innen ganz nah an 100%. Das Sättigungsgefälle wirkt dann wie ein Staubsauger auf H2O-Moleküle innen an der Membran. Damit das funktioniert kommt die DWR (und/oder spezielle Fasern) ins Spiel, die verhindert, dass sich ein durchgehender Wasserfilm auf der Außenseite bildet. Wo tropfen sind, passiert nichts (in beide Richtung, da die Van-der-Waals-Kräfte die Wassertropfen ziemlich erfolgreich davon abhalten, einzelne Moleküle einfach so loszulassen), aber wo keine sind, da findet der Austausch statt.

[kra]

Offensichtlich kommen sich hier immer wieder makroskopische Begrifflichkeiten mit Vorgängen auf molekularer Ebene in die Queere ;-).

Es findet durch die Membrane keine makroskopische Strömung (ala Wind o.ä.) statt. Auf beiden Seiten der Membrane befinden sich H2O Moleküle, O2 und N2 Moleküle, die sich dort frei bewegen ("Brownsche Molekularbewegung") und sich gegenseitig durch Stoß beeinflussen. Ein Grundprinzip der Natur ist jetzt, das sich alle Stoffe gleichförmig ausbreiten wollen und ein Konzentrationsgefälle (z.B. innen mehr H2O als Außen) ausgeglichen wird. Die Membrane stellt jetzt für die H2O Moleküle keine oder nur eine sehr schwache Barriere dar so das sich zwischen Innen- und Außenseite die H2O Konzentration in der Luft (O2 und N2) ausgleicht. Innen verschwinden H2O Moleküle wenn Draußen ein geringerer Anteil vorhanden ist (z.B. durch Wind). Umgekehrt hindert die Membrane flüssiges Wasser, das aufgrund der sehr speziellen physikalisch/chemischen Eigenschaften von Wasser sehr viel größere Durchtrittsöffnungen benötigt, nach Innen zu gelangen.

Stell dir einen vollen Wasserbecher vor, in den mittig eine Membran eingeklebt wurde, die blaue Tinte durchläßt, rote aber nicht. Wenn du die Farben zu je einer Seite hinzugibst wird sich, ohne statischen Druckunterschied mit der Zeit auf der einen Seite eine lila Mischung (mit rotem Übergewicht) bilden während auf der anderen Seite die blaue Farbe auf ca. die halbe Konzentration absinkt, aber keine Rot auftritt. Es wird sogar auf der Lila Seite der Pegel etwas gestiegen sein, weil die Hälfte der blauen Tinte durch die Diffusion hinzugekommen ist.

Wie @Trinolho völlig richtig beschrieben hat, wenn z.B. außen die Wasserdampf-Konzentration höher ist als innen diffundieren H2O Moleküle (als Dampf) nach innen.

[ULgäuer]

vor 49 Minuten schrieb kra:

Die Membrane stellt jetzt für die H2O Moleküle keine oder nur eine sehr schwache Barriere dar so das sich zwischen Innen- und Außenseite die H2O Konzentration in der Luft (O2 und N2) ausgleicht.

Klingt super. In der Praxis schwitzt man wie ein Elch unter der perforierten Teflontüte. Wer kann, reißt die Löcher auf, weil es sonst innen regnet. Membranen funktionieren offenbar am besten, bei wenig Bewegung und geringeren Außentemperaturen.

Müssen wir jetzt Mutter Natur noch die Physik erklären, oder warum sind die Membranen nicht so gut wie die Erklärungen dazu?

[Trinolho]

vor 2 Stunden schrieb ULgäuer:

In der Praxis schwitzt man wie ein Elch unter der perforierten Teflontüte.

Nein. Scheinbar hast Du bislang eher fragwürdige Membrankleidung ausprobiert. Teste mal die Gore Shakedry oder auch die Hyper 100, und Du wirst definitiv einen Unterschied feststellen.

Dass eine 3-lagige Hochgebirgs-Hardshell quantitativ nicht so leistungsfähig arbeiten kann, wie eine 2-lagige UL-Jacke ohne Außenschicht, ist naheliegend.

 

vor 2 Stunden schrieb ULgäuer:

Müssen wir jetzt Mutter Natur noch die Physik erklären, oder warum sind die Membranen nicht so gut wie die Erklärungen dazu?

Ich gewinne zunehmend den Eindruck, dass Deine Meinung schon vorher feststand, und dass Du alle physikalischen Erläuterungen für einen Confirmation Bias heranziehen möchtest. 😉

Es gibt hier zwischenzeitlich knapp zwei Seiten voll mit Erklärungen. Wo Du da nun Unstimmigkeiten erkennen möchtest, bleibt mir ein Rätsel. 😃

Letztlich haben alle Gegenstände einen optimalen Anwendungsbereich und eben auch Grenzbereiche. Kein Schlafsack hat einen Komfortbereich von -20° C bis +20° C, und so funktioniert auch eine Membranjacke nicht von -20° C bei 90 % RH bis +20° C bei 60 % RH. Mit einer guten Membranjacke kann ich den optimalen Bereich aber zumindest deutlich erweitern.

Bearbeitet 21. Mai von Trinolho

[Tao]

vor 2 Stunden schrieb kra:

...

Stell dir einen vollen Wasserbecher vor, in den mittig eine Membran eingeklebt wurde, die blaue Tinte durchläßt, rote aber nicht. Wenn du die Farben zu je einer Seite hinzugibst wird sich, ohne statischen Druckunterschied mit der Zeit auf der einen Seite eine lila Mischung (mit rotem Übergewicht) bilden während auf der anderen Seite die blaue Farbe auf ca. die halbe Konzentration absinkt, aber keine Rot auftritt. Es wird sogar auf der Lila Seite der Pegel etwas gestiegen sein, weil die Hälfte der blauen Tinte durch die Diffusion hinzugekommen ist.

Wie @Trinolho völlig richtig beschrieben hat, wenn z.B. außen die Wasserdampf-Konzentration höher ist als innen diffundieren H2O Moleküle (als Dampf) nach innen.

Du bist zu sehr bei Osmose und Semipermeavbilität. Goretex ist für Wassertropfen aufgrund der Porengröße nicht permeabel. Ein oberflächlicher Wasserfilm kann wegen DWR auch nicht durch Kapillareffekte durch die Membran. Wasserdampf jedoch kann, und zwar in beide Richtungen. Daher ist es entscheidend, auf welcher Seite eine höhere Temperatur ist und damit mehr Diffusion stattfindet. Die Konzentration spielt zwar auch eine Rolle, aber wird in jedem Fall am Körper nur ein wenig höher oder vergleichbar sein, also nie der eigentliche Treiber. Bei trockenen Verhältnissen vielleicht, aber dann hat man den Nachteil, dass diffusiver Transport in Vergleich zum advektiven bedeutend langsamer verläuft. Man macht also einfach die Jacke auf oder zieht sie aus, weil es eh nicht regnet.

[kra]

vor 2 Stunden schrieb ULgäuer:

Klingt super. In der Praxis schwitzt man wie ein Elch unter der perforierten Teflontüte. Wer kann, reißt die Löcher auf, weil es sonst innen regnet. Membranen funktionieren offenbar am besten, bei wenig Bewegung und geringeren Außentemperaturen.

Müssen wir jetzt Mutter Natur noch die Physik erklären, oder warum sind die Membranen nicht so gut wie die Erklärungen dazu?

Deine Einlassungen sind ein wenig, nun ja 'confused' - wenn man es dir erklärt springst du wie eine Schallplatte mit Sprung wieder in die vorherige Rille. Ich hab das Gefühl, du willst die Grundlagen überhaupt nicht erklärt bekommen sondern nur deine (verm. vorgefasste) Meinung bestätigt sehen. Kann man so machen, ich finde es nur schade, das ich dafür Zeit für Erklärungen aufgewendet habe. Wird mir nicht wieder passieren.

@Tao, das Beispiel sollte nur verdeutlichen, das irgendwelche statischen Druckunterschiede keine Rolle spielen. Ich sehe, mit Beispielen sollte ich vorsichtiger sein. Natürlich ist die Stärke der Molekularbewegung von der Temperatur abhängig, das betrifft allerdings den zeitlichen Verlauf des Vorgangs, nicht die Grundlagen dahinter. Treiber ist immer der Partialdruck des Wasserdampfes, der aber natürlich auch eine gewisse temperaturabhängige Komponente hat. Ich denke darauf können wir uns einigen?

Bearbeitet 21. Mai von kra