Schlafsack - neue Materialien und Konstruktionsansätze

[jdb]

Ich lese da nichts von Hohlräumen, nur "layers".

[jdb]

Ich glaube, das in der Theorie noch weiter breitzutreten, nützt nicht viel. Es sei denn es findet sich ein Physiker, der das mal durchrechnet. Ansonsten: ausprobieren!

[schwyzi]

@ jdb: Na, er wird die layers ja nicht verpresst haben...

Im Prinzip ist das projekt ja nicht ganz neu: Obdachlose/Hobos (Wanderarbeiter) nutzen das Prinzip der Layers ja, indem sie viele Lagen Zeitung um ihren Körper wickeln, Außenstoff drum (Jacke) und es wird eine Menge Wärme gespeichert!!

@AlphaRay: Mach mal!! Ich bin sehr interessiert! Vielleicht als Anfang "nur" eine Decke, die kannst du ja mit ein paar Sicherheitsnadeln zum Quilt zusammenfriemeln.

[AlphaRay]

vor 23 Minuten schrieb jdb:

Ich lese da nichts von Hohlräumen, nur "layers".

Noch mal: "Der Aufbau ist nicht viel anders - der hat mehrere Lagen des Vlieses und mehrere Rettungsdecke genommen, aber halt ohne Kammern und Luft dazwischen."  -  und da funktionierte es schon! 

 

@schwyzi:  für den Anfang wollte ich mit mehreren Lagen vestepptes Quilt mit Polyesterhohlfaserkügelchen dazwischen experimentieren. Habe mir letztens von diesen 3 kg (150 Liter) bestellt

Bearbeitet 9. März 2016 von AlphaRay

[jdb]

vor 16 Minuten schrieb AlphaRay:

Noch mal: "Der Aufbau ist nicht viel anders - der hat mehrere Lagen des Vlieses und mehrere Rettungsdecke genommen, aber halt ohne Kammern und Luft dazwischen."  -  und da funktionierte es schon! 

Ich finde das deutlich anders und eine gewagte Schlussfolgerung

[jdb]

vor 31 Minuten schrieb schwyzi:

@ jdb: Na, er wird die layers ja nicht verpresst haben...

Im Prinzip ist das projekt ja nicht ganz neu: Obdachlose/Hobos (Wanderarbeiter) nutzen das Prinzip der Layers ja, indem sie viele Lagen Zeitung um ihren Körper wickeln, Außenstoff drum (Jacke) und es wird eine Menge Wärme gespeichert!!

Hab ich irgendwo was gegen die Layers gesagt? Das Prinzip funktioniert, aber wie man daraus schließt dass Kammern noch besser funktionieren, verstehe ich irgendwie nicht.

Ich finde die Idee aber auch spannend.

[AlphaRay]

Es geht nicht einfach um kammern - es geht um Volumen bzw. luftgefüllte Kammern..! Das ist der große Unterschied. Ob ich jetzt 5 Lagen von dem Zeug als 5 mm "Pack" auf mir liegen habe - oder auf 20 - 30 cm gestreckt durch die Aufhängung. Die Dämmleistung ist dann natürlich um einiges höher. Es ist quasi eine gigantische Version eines Schwamms:  Unterschied pures Material zum luftgefülltem 

Er hatte übrigens auch nur wenige Lagen davon - der ganze Aufbau war stark komprimierbar:  "I just had my MYOG multilayer sleeping bag, which packed down to the size of a grapefruit."

Bearbeitet 9. März 2016 von AlphaRay

[jdb]

vor 23 Minuten schrieb AlphaRay:

Es geht nicht einfach um kammern - es geht um Volumen bzw. luftgefüllte Kammern..! Das ist der große Unterschied.

Verstehe ich nicht, kannst du das nochmal genauer erläutern?

[jdb]

vor 24 Minuten schrieb AlphaRay:

Ob ich jetzt 5 Lagen von dem Zeug als 5 mm "Pack" auf mir liegen habe - oder auf 20 - 30 cm gestreckt durch die Aufhängung. Die Dämmleistung ist dann natürlich um einiges höher.

Warum?

[AlphaRay]

"Ein schlechter Wärmeleiter ist Luft, welche deswegen Hauptbestandteil der meisten Dämmstoffe ist" - Die Schäume und Daunen sind ja nicht dazu da um zu dämmen - sondern um eine möglichst dicke Schicht mit viel Luft aufzubauen (schüttel mal einen komprimierten Daunen-Schlafsack NICHT aus - oder leg dich auf eine gar nicht nicht aufgeblasene Isomatte mit Schaumstoffkern).
Die Materialien selbst sind normalerweise immer bessere Wärmeleiter als Luft selbst.  Wenn man jetzt das Material weg lässt, hat man pure Luft ohne zusätzliche Wärmebrücken (bei Daune gilt das denke ich nicht so ganz, wenn gut aufgeschüttelt, da es keine richtig durchgehende Flächen sind) und Packvolumen.

Bearbeitet 9. März 2016 von AlphaRay

[jdb]

Und Konvektion macht das ganze wieder kaputt, weshalb man sie mit geeignetem Füllmaterial unterbinden muss. Oder durch Kammern wie bei der NeoAir, was aber deutlich weniger Iso-Leistung bringt. Das hatten wir doch alles schon.

[A+P]

Es gibt nicht ohne Grund im Baubereich die Vorgabe Dämmung lückenlos zu verbauen. Wären Hohlräume ohne Dämmung besser müsste ich ja nicht so genau arbeiten. Ach wär das schön.

Ich glaube aber auch mittlerweile das eine Diskusion hier nicht wirklich zielführend ist.

Bearbeitet 9. März 2016 von A+P

[AlphaRay]

Ja dann lies noch mal den ganzen  Thread   Kleine Kammern = keine/geringe konvektion. Hinzu kommt, dass die Kammern Wärmereflektieren in alle richtungen sind, was das ganze nicht so einfach mcht. Und das auch noch mehrfach aufgebaut (3D-Kammern, da mehrere lagen).

Die Konvektion macht auch nicht alles kaputt, falls vorhanden:  das Material selbst dämmt auch (!). Es lässt die Wärme nicht so einfach durch wie die dünnen Polyester/Nylon Materialien der bisherigen Schlafsäcke. Wie gesagt - es geht um neue Materialien und Techniken. Nicht so starr denken und alte Konzepte und Konstruktionsarten zum Vergleich nehmen

Bearbeitet 9. März 2016 von AlphaRay

[A+P]

vor 2 Minuten schrieb A+P:

Ich glaube aber auch mittlerweile das eine Diskusion hier nicht wirklich zielführend ist.

 

[AlphaRay]

vor 5 Minuten schrieb A+P:

Es gibt nicht ohne Grund im Baubereich die Vorgabe Dämmung lückenlos zu verbauen. Wären Hohlräume ohne Dämmung besser müsste ich ja nicht so genau arbeiten. Ach wär das schön.

Ich glaube aber auch mittlerweile das eine Diskusion hier nicht wirklich zielführend ist.

Sorry - aber das geht nu ganz am  Thema vorbei:   die GEBÄUDEdämmung (!) hat null mit dieser Art Dämmung zu tun. Lückenlos ist ja klar!  -20 Draußen -> +22^° Innen -> Feuchtigkeit schlägt sich innerhalb der
mel. Bauschäden.  Das hat ja null mit einem Schlafsack zu tun und passt hier so gaarnicht

https://www.energytools.de/wissen/hausbau-und-erneuerung/bauteilekonstruktionen/aussenwand/innendaemmung/lueckenlos-und-luftdicht.html

Bearbeitet 9. März 2016 von AlphaRay

[jdb]

vor 5 Minuten schrieb AlphaRay:

Kleine Kammern = keine/geringere konvektion.

=> Weniger Effizienz, Werte siehe oben

 

vor 6 Minuten schrieb AlphaRay:

Nicht so starr denken und alte Konzepte und Konstruktionsarten zum Vergleich nehmen

Anwendung von Logik != Starres Denken

[AlphaRay]

Dass es nicht 100% effizient ist ist mir ja klar. Ich will jetzt hier nicht den perfekten, nichts kostenden Schlafsack basteln 

Ich versuchs ja mit Logik (als Anwendungsentwickler verstehe ich davon genug ) - du verstehst aber nicht die einfachsten Ansätze.  -  wie z.B. weshalb 5 Schichten Isomaterial komprimiert und unkomprimiert ganz andere Dämmwirkung haben (wegen der Luft), wie du ja vor paar Posts gefragt hast, weshalb das so wäre    Oder ie schon eben erwähnt:

"Ein schlechter Wärmeleiter ist Luft, welche deswegen Hauptbestandteil der meisten Dämmstoffe ist" - Die Schäume und Daunen sind ja nicht dazu da um zu dämmen - sondern um eine möglichst dicke Schicht mit viel Luft aufzubauen (schüttel mal einen komprimierten Daunen-Schlafsack NICHT aus - oder leg dich auf eine gar nicht nicht aufgeblasene Isomatte mit Schaumstoffkern).

 

Konvektion und "bewegte" Luft kommen aus dem Baubereich. Wenn ich einen Hohlraum in einer Wand habe, welcher von der Außenwand auf 0 Grad gekühlt wird, aber von der Zimmerseite auf 20 erwärmt wird gibt das natürlich wunderbare Konvektion und Luftbewegung auf beiden Seiten...  Wenn ich aber in einem Schlafsack liege, was in z.B. fünf solcher "Wände" unterteilt ist - und diese untereinander in - sagen wir mal - 100 Kammern aufgeteilt...was soll da sich wie bewegen?  Und wenn ja:  wieso sollte sich dann der Schlafsack stark abkühlen, wenn die bewegte Luft der untersten kammer erstmal noch die vier darüber zum "bewegen" bringen muss?  Wir reden hier auch von einem Stoff der 1) ein schlechter Wärmeleiter ist (da PP-Vlies selbst ein Isolationsmaterial ist) und 2) wärmereflektierend via Aluminiumpartikel beschichtet wird.  Das kann man nicht mit einer Steinmauer und einem beheizten Raum im Winter vergleichen...

Bearbeitet 9. März 2016 von AlphaRay

[die zwiebel]

Bin auf deine Auführung gespannt! Klingt jedenfalls nach einer witzigen Idee...

Für die Stützen kann ich mir auch Federstahlband (so mit 4mm breite) vorstellen.

[Martin]

Die Luftzirkulation erfolgt in jeder Einzelzelle der Isolierung, bei 5 Layern Material kommst du auf 4 Zellen, was natürlich besser ist als nur 2 Layer Material mit einer Zelle. % Layer Material wiegen in deinem Beispiel 5*17g/m²= 85g/m². Jetzt ist nur noch die Frage wie viel Isolierende Luft man dazwischen einschließen kann, am besten ohne Konvektionszellen zu erzeugen. Somit sollte pro Schicht wohl weniger als 1 cm Dicke angestrebt werden.

Das Material an sich erzeugt auch nur eine Isolationwirkung proportioanl zu seiner Dicke. Weiterhin würde ich eine Windundurchlässige Außenshell vorschlagen um nicht erwärmte Luft durch Wind zu verlieren.

 

[AlphaRay]

@zwiebel:  ich dachte auch erst an Stützen, die direkt mit verbaut werden können..ist aber nichts leichtes da, was funktionieren dürfte. Federbandstahl hört sich da leider nicht leicht an :/  Das einfachste was mir einfiel ist, dass man Ösen im Innenzelt anbringt + das ganze dann über Leine + Gummileine anbringt. ist so, als würde man Trekkingstöcke für Zelt/Tarpaufbau benutzen

@Martin:   die Dicke müsste man noch heraus finden, genau Wobei ich nicht laube, dass es soo kritisch sein wird. Hier gehts ja nur um 2-3°C Temperaturunterschied unterhalb der Zellen - und das Material selbst ist Isolierend + Wärmereflektierend.  Es dauert also, bis die Nachbarzellen sich aufgewärmt haben.

Winddicht muss jeder für sich entscheiden - bei einemTarp natürlich wichtig. Ich gehe von einem normalen, zweiwandigem Zelt aus. Das Material ist bedingt Winddurchlässig, weshalb es naürlich bei direkter Windeinwirkung schnell auskühlen kann.  Das 30 g/m² Material könnte hier aber auch schon ausreichen - habe da noch keine Pustetest durchgeführt.

Habe hier noch mal schnell ne Grafik zur verdeutlichung gemacht:

1.  Daunenschlafsack. Wärme "quält" sich durch die Daunen bzw. in diesen eingeschlossene Luft

2.  Daunenschlafsack ohne Daunen - bei selber Dicke   Da Stoffe sehr wärmeleitfähig, geht die Wärme auch schnell verloren. Hier kann ich mir schon eher "bewegte Luft" vorstellen, da auf die paar cm die Luft ja einen Unterschied von >30° hat.  D.h. die Luft kommt unten durch den Stoff mit Körpertemperatur an und wir oben am Stoff auf Außentemperatur abgekühlt, wodurch diese wieder "fällt" (=Luftbewegung)

3. Hier mal nur mit vier Vlies-Schichten ohne Zwischenkammern aufgebaut:   Luftbewegung und IR-Reflexion (Aluminiumbeschichtung)

Großer Unterschied zum Gebäude:  dort gibts eine Luftbewegung zwischen "unten und oben" - z.B. in einer doppelt verglasten Scheibe, oder einem Hohlraum in der Wand.  Hier geht die warme Luft nach oben - d.h. nur innerhalb von wenigen mm bis cm Dämmschicht "Luft" - und zwar zur "warmen" nachbarkammer und nicht der kalten Decke. Diese kommt erst nach mehreren Kammern.

Aufbau Nr. 3 ist eher mit einer Deckendämmung aus mehreren Lagen dünnes Styropor mit jeweils einer Luftschicht dazwischen zu vergleichen. Das Styropor lässt die Wärme nicht direkt durch, weshalb sich die Schichten darüber nicht so schnell erwärmen bzw. die unteren von diesen nicht so schnell abgekühlt werden (=höhere  Temperatur bzw. Dämmwirkung)

 

Bearbeitet 9. März 2016 von AlphaRay

[jdb]

Ich bin gespannt auf die Ergebnisse des Experiments. 

Bearbeitet 9. März 2016 von jdb
.

[wilbo]

Zitat

3. Hier mal nur mit vier Vlies-Schichten ohne Zwischenkammern aufgebaut:   Luftbewegung und IR-Reflexion (Aluminiumbeschichtung)

wie willst du die aluminiumbeschichtung auf das vlies bekommen?

... oder denkst du an eine verbindung von rettungsdecke und vlies?

Bearbeitet 9. März 2016 von wilbo

[Paul]

vor 4 Stunden schrieb AlphaRay:

Ich versuchs ja mit Logik (als Anwendungsentwickler verstehe ich davon genug )

Ein Paradoxon 

 

Zum Thema:

Kann es sein, dass eine NeoAir besonders gut isoliert, weil die warme Luft sich an der Decke sammelt und nicht entweichen kann? (Kaum Luftzirkulation)Theoretisch müsste der Isolationswert doch abnehmen, wenn ich z.B. unter einer NeoAir liege und die warme Luft an der Oberfläche, durch die kalte Außenhaut, sehr schnell abgekühlt wird. Das könnte rein theoretisch den Unterschied zwischen vielen kleinen Luftkammern (Daune) und wenigen großen (Ansatz hier) noch bekräftigen.

Ebenso könnte ein Problem entstehen, wenn durch eine aufgehangene Konstruktion zu viel leerer Raum zwischen Körper und "Schlafsack" entsteht. Ich meine rein aus dem Gefühl heraus, dass ein eng anliegender Schlafsack grundsätzlich besser ist, als ein zu großer.

Zwischendurch war von folgendem die Rede: "The next morning, I woke up damp with sweat." - Es bestand in dem Feldversuch also ein enormes Feuchtigkeitsproblem.

 

Am Ende braucht man eine möglichst dicke Schicht mit möglichst viel Luft zwischen sich und der Außenwelt. Dazu muss diese Luft möglichst festgehalten werden, aber gleichzeitig Feuchtigkeit austauschen können. Ich glaube da müsste man schon eine der drei Eigenschaften opfern, also Gewicht, Isolation oder Atmungsaktivität.

[AlphaRay]

@wilbo:   hatte ich hier schon mehrfach erwähnt - einfaches Aluminiumspray    Beschreibung bei Obi ist fehlerhaft:  http://www.obi.de/decom/product/Presto_Aluminium-Spray_400_ml/8441412

Das Spray besteht nicht aus 99,5% Aluminium, sondern zu 50% aus 99,5%igem Aluminium, wie jedes dieser Sprays. Davon je eine dünne Schicht auf beide Seiten vom Vlies.

@Paul:   das ist die allgemein Annahme "Wärme geht nach oben"    Was nach oben geht ist warme Luft - klar geht die Warme Luft auch innerhalb einer DÄmmschicht "langsam" nach oben, aber nicht vergleihbar mit der Heizungsluft, welche sich zuerst an der Decke aufheizt.

Wärme selbst ist Strahlung, welche natürlich in alle Richtungen abgestrahlt wird und nicht nur nach oben. Ist klar, dass die Isomatte oben wärmer ist - da sitzt bzw. liegt ja auch die Wärmequelle und der Boden ist der kalte Körper. Würde man sich mit der Isomatte zudecken, so würde man diese von unten aufheizen - das ganze wäre dann umgekehrt. Unten ist dann logischerweise die wärmste Stelle und oben die kälteste, sonst würden wir in jedem Schlafsack erfrieren, wenn "Wärme nach oben gehen würde". Klar erwärmt sich auch ein Schlafsack oben bzw. Außen, was sich Wärmeverlust nennt. Dadurch wirds aber unten nicht kalt, da man ja selber ständig Wärme nachstrahlt.

" Ich meine rein aus dem Gefühl heraus, dass ein eng anliegender Schlafsack grundsätzlich besser ist, als ein zu großer" - das meinte ich mit der innersten Schicht; dass ich dort wohl auch eine dünne Schicht aus Polyesterhohlfasern einbringen würde. D:h. ganz innen ist ein gaanz dünner "Hüttenschlafsack" in Mumienform bzw. an sich soll das ganze ja auch eher ein bzw. eine Art Quilt sein bzw. muss - ein "mitnehmen" der Konstruktion beim Seitenwechsel ist ja nicht möglich   Genauso kommt da ein Wärmekragen sowie ggf. eine gedämmte Kaputze hinzu - je nach dem ob man es als echten Quilt nutzen möchte, oder auch mal wie normalen Schlafsack. Im Sommer dürfte die Kaputze aber nicht nötig sein.

Dass er ein Feuchtigkeitsproblem hatte ist ja klar:  er schreibt, dass er mehrere (!) Rettungsdecken genutzt hat.  Ist ja klar, dass er in seinem Schweiß gebadet hat. Trotzdem hat der "Sack" anscheinend sehr gut gedämmt.

Ich weiß nicht ob du diesen Stoff kennst. Du kannst quasi direkt durchsehen - wie eine leicht milchige folie.  Am ehesten mit Teefiltern vergleichbar. Atmungsaktivität dürfte hier auch nach der Aluminium-Behandlung noch sehr gut sein.  Das Gestell zum Aufhängen der Konstruktion ist ja nur eine der Ideen. ein paar Leinen und Schlaufen am Innenzelt sollten aber überall möglich sein. Theoretisch würden acht Leinen reichen. Bei einem 1 m hohem Zelt wären das ca. 8 x 0,5..1 m Schnur - je nach Zeltbauart direkt am Stoff oder mit z.B. vier Carbonstangen befestigt werden:

Bearbeitet 9. März 2016 von AlphaRay

[Paul]

vor 58 Minuten schrieb AlphaRay:

Wärme selbst ist Strahlung, welche natürlich in alle Richtungen abgestrahlt wird und nicht nur nach oben. Ist klar, dass die Isomatte oben wärmer ist - da sitzt bzw. liegt ja auch die Wärmequelle und der Boden ist der kalte Körper. Würde man sich mit der Isomatte zudecken, so würde man diese von unten aufheizen - das ganze wäre dann umgekehrt. Unten ist dann logischerweise die wärmste Stelle und oben die kälteste, sonst würden wir in jedem Schlafsack erfrieren, wenn "Wärme nach oben gehen würde".

 

Wärme ist keine Strahlung!

 

Ansonsten:

Die Wärmestrahlung ist in diesem Zusammenhang gegenüber der Konvektion zu vernachlässigen. Schaut man sich kochendes Wasser an, dann kann man mit bloßem Auge erkennen, dass die Konvektion wesentlich mehr Wärme im Wasser verteilt als die Strahlung innerhalb eines Stoffes. (Anderes Anschauungsmaterial sind unebene Bratpfannen) Die Formulierung "nicht vergleihbar mit der Heizungsluft, welche sich zuerst an der Decke aufheizt" ist in sich schon nicht richtig. Die Heizungsluft erwärmt sich nicht an der Decke, sie staut sich dort!

In einem Schlafsack erfriert man nicht, weil die Daune die Konvektion auf ein sehr geringes Maß veringert. Ich glaube hier wird die Daune (oder andere dämmende Stoffe) stark unterschätzt. Diese verhindern nämlich durch extrem viele mikroskopisch kleine Kammern die Bewegung (in diesem Fall das Aufsteigen) der Luft.

Man könnte ja einmal messen ob die Luft einer Isomatte unten wärmer ist als oben, wenn man unter dieser liegt. Abgesehen von der Hülle wird sich auch hier, ähnlich wie bei Heizungsluft, die erwärmte Luft unter der Decke stauen. Hier halte ich es jetzt für wahrscheinlich, dass der Energieaufwand wesentlich höher ist, da man gegen die natürliche Konvektion arbeiten muss.

 

Edit:

Eventuell staut sich bei einer oben liegenden Isomatte auch keine wärmere Luft unter der Decke, durch die geringe Isolation könnte sich die Luft einfach zu schnell abkühlen. Naja, das wäre aber noch schlimmer. Dann hätte man einen noch direkteren Transport der Energie.

Bearbeitet 9. März 2016 von Paul