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Ultraleicht Trekking
FlorianHomeier

Leistung verschiedener Dämmungen/ Kunstfaser Daune vergleichen

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Moin,

im Zuge einer wilden Diskussion im BCD fand user ferdy eine sehr interessante Liste von clo-Werten in einem russischen Forum.

Unter anderem aus den dort gefundenen Daten ergeben sich ganz interessante Überlegungen, das hier ist der Versuch einer "Rettungsaktion", damit die Daten und Erkenntnisse nicht im endlosen BCD-Gelaber untergehen. Vielleicht kann die Liste hier nach und nach aktualisiert und vervollständigt werden, und vielleicht werden meine Überlegungen dazu auch überarbeitet oder korrigiert.

Ersteinmal Wikipedia zum clo-Wert:
 

Zitat

 

"Das Clo ist die veraltete Maßeinheit für den Kehrwert des Wärmeübergangskoeffizienten und wurde vor allem in der Textilindustrie verwendet.

1 Clo = 0,155 K·Meter²/Watt"

 

Vielmals findet man irgendwelche Pseudodefinitionen des clo-Wertes á la "bei 1,52clo fühlt sich ein feuchter Pudel bei 3°Fahrenheit gerade noch so wohl".

Die Definition von Wikipedia ist mir irgedwie lieber. Für das UT ist vermutlich die Angabe der Leistungsfähigkeit in Bezug zum Gewicht ganz gut geeignet, obwohl veraltet. Die Sammlung der clo-Werte ermöglichen es, einen bereits vorhandenen Schlafsack zu bewerten, das in Relation mit den eigenen Erfahrungen zu setzen, und ggf. vor einem Neukauf oder einem Eigenbau ziemlich präzise zu defnieren, was man braucht.

Liste:

Baumwolle .04 clo/oz
Merinowolle .084 clo/oz
Polartec 100, 200, 300 series, Classic micro .16 clo/oz
Polartec Thermal Pro high loft Mid .185 clo/oz
Polartec Thermal Pro high loft Extreme .210 clo/oz
Thermolite .3 clo/oz
Thinsulate 0.33 clo/oz
Thinsulate Ultra 0.39 clo/oz
Thermolite Micro .49 - .53 clo/oz
Thermolite Pro .5 clo/oz
Primaloft Infinity .57 clo/oz
Thermolite Micro .598 clo/oz
Thermolite Quallo .58 clo/oz (+/-)
Thermolite Extra .58 clo/oz (+/-)
Thermolite Extreme .61 - .68 clo/oz
Polarguard 3D, .63 clo/oz
Climashield .65 clo/oz.
Polarguard Delta, .68 clo/oz.
Climashield HL, .68 clo/oz.
Primaloft Eco, .68 clo/oz.
Exceloft .68 clo/oz
Down (550 fill) .70 clo/oz
Primaloft Synergy, .73 clo/oz.
Thermic Micro, .76 clo/oz. (???)
Primaloft Sport, .79 clo/oz.
Climashield Combat, .79 clo/oz.
Climashield Apex, .82 clo/oz
Coreloft, .82 clo/oz.
Climashield XP, .82 clo/oz.
Primaloft One (alt???), .84 clo/oz.
Thinsulate Lite Loft, .84 clo/oz.
Primaloft One, .92 clo/oz.
Down (625 cuin), .92 clo/oz.
Down (800 cuin), 1.68 clo/oz.
Down (850+ cuin) 2.53 clo/oz.

 

Dort, wo irgendwas in Klammern mit Fragezeichen hintersteht, ist der Wert fraglich oder veraltet.

 

Für die Beurteilung von Daunenschlafsäcken und Quilts haben sich die Formeln

Tcomfort = 23,5 - (3,5 x loft in cm)

Tlimit = 17,5 - (3,5 x loft in cm)

aus meiner Sicht sehr bewährt, wobei der loft ausdrücklich nur in einer Lage gemessen wird, also der Teil des Schlafsackes, der über dem Körper liegt, beziehungsweise das Quilt einlagig auf dem Boden ausgebreitet.

Oft taucht die Frage auf, wie denn Kunstfasern im Vergleich dazu zu bewerten seien, und wie der Zusammenhang der verschiedenen Lofthöhen sei.

Ich denke, man muss die Lofthöhen von hochwertiger KuFa (zB Apex) und hochwertiger Daune (800cuin) durchaus unterschiedlich beurteilen, und es ist keineswegs so, dass KuFa mit weniger loft mehr erreicht. (Das soll hier keinen Anspruch auf 100%ige Objektivität oder Vollständigkeit haben, ich kann falsch liegen.)

Dazu zitiere ich jetzt eine grobe Vergleichsrechnung aus dem BCD:

Zitat

Der Einfachheit halber vergleiche ich jetzt alles in clo/oz, und zwar immer nur das Verhältnis Apex zu Daune. Nix mit wohlfühlen oder nicht, sondern Fragestellung: Ist die Formel "23,5[17,5] -3,5•Loft einseitig" auch auf KuFa anwendbar?

Apex ist eine gute Vergleichskufa, der clo von 0,82 ist schon sehr gut.

Um den clo von 800cuin Daune zu erreichen braucht man das doppelte Gewicht an Apex, um den clo von 850cuin Daune zu erreichen, braucht man das dreifache Gewicht an Apex.

800cuin Daune loftet 13,1l/oz im Labor (11,14l realistisch/15% overfill Quelle Cumulus)
850cuin Daune loftet 13,9l/oz im Labor (11,81l realistisch/15% overfill Quelle Cumulus)
Apex loftet 5,42l/oz zwischen Labor und Praxis kaum ein Unterschied laut Hersteller.

Wenn ein Apex-Schlafsack den selben Wert wie ein 800cuin Schlasa haben soll, braucht man pro oz Daune, 2,05oz Apex. Die Volumen sind dann 11,14l Daune zu 11,11l Apex.

Wenn ein Apex Schlasa den selben Wert haben soll wie ein 850cuin Schlasa, braucht man pro oz Daune 3,08oz Apex, man kommt auf 11,81l Daune zu 16,69l Apex.

Ergo:

Es ist eher nicht so, dass irgendein KuFa-Sack mit einem geringeren loft genau so leistungsfähig ist, wie ein hochwertiger Daunensack ab 800cuin aufwärts.

Tendenziell wiegt eine gleich leistungsfähige KuFa-Füllung das doppelte wie eine 800cuin Daunenfüllung, das dreifache wie eine 850+cuin Füllung.

Nach den russischen Werten bringt ein Schlafsack mit hochwertiger KuFa Füllung (primaloft) mit vermutlich (hab gerade keinen Wert) etwas weniger loft und bei gleichem Gewicht die gleiche Leistung, wie ein eher minderwertiger Daunensack mit 625cuin Daune.

Später:
 

Zitat

 

Zitat

Habe ich das jetzt richtig verstanden?

Billige Daune ist im Verhältnis von Gewicht zu Dämmleistung der hochwertigsten Kunstfaserfüllung etwa identisch?

800 cuin Daune hat bei gleicher Dämmung das halbe Gewicht, wie hochwertigste Kunstfaser?

850 cuin Daune hat bei gleicher Dämmung nur ein drittel des Gewichtes von hochwertigster Kunstfaser?

Dazu kommt jeweils noch der Bezug usw, wobei das Gewicht davon bei Leichtbauversionen ähnlich sein dürfte.

Es geht dabei nur um die Füllung, richtig. Wenn die Werte im russischen link stimmen (Apex zB. hat gepasst), dann stimmen die obigen Aussagen.

Je leistungsfähiger ein Schlafsack sein soll, umso stärker kommen die Unterschiede bei den Dämmstoffen zum Tragen. Bei leichten Sommerschlafsäcken kann der Aufwand, um die paar Daunen mit zig Kammern an Ort und Stelle zu halten, übertrieben sein (Preis).

Bei Schlafsäcken wie dem Panyam450 und dem Progressiv aus dem Beispiel ist der Gewichtsunterschied bei ähnlicher Leistung (der Progressiv ist etwas geschönt, das passt nämlich mit den Werten nicht, und auch der Hersteller spricht von "nicht standardisiert wie bei Daune"...) "nur" ca. 400g. Hier kann man mit Preis, Unempfindlichkeit, Tierschutz etc. pro KuFa argumentieren. Bis zu diesem Temperaturbereich und bei Sommerschlafsäcken hat KuFa imo absolut seine Daseinsberechtigung.

Wenn man als Extrembeispiel einen KuFa Sack bauen wollte, der es mit einem zB Excuistic1400 (mit 1400g 850+cuin Daune drin) aufnehmen kann, dann müsste man wohl wenigstens 4kg KuFa verbauen. Heraus käme imo eher eine 4,5kg Immobilie, die man zum Transport in einem 120l Rucksack mit zig Riemen so zusammenknallen muss, dass nach 3 Wochen die Kufa im Arsch ist...

 

Das ganze steht und fällt natürlich mit der Frage, wie aussagekräftig die in der Liste aufgeführeten Werte sind.

Und natürlich ist es auch so, dass durchaus noch andere Kriterien für die Auswahl eines Quilts/ Schlafsackes wichtig sind. Nasses Apex zum Beispiel dürfte gegenüber nasser Daune gewisse Vorteile haben...

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Sehr interessant!

vor 23 Minuten schrieb FlorianHomeier:

Und natürlich ist es auch so, dass durchaus noch andere Kriterien für die Auswahl eines Quilts/ Schlafsackes wichtig sind. Nasses Apex zum Beispiel dürfte gegenüber nasser Daune gewisse Vorteile haben...

Das ist einer der Knackpunkte. Wobei auch interessant wäre, wie die Werte für Daune bei üblichen Luftfeuchtigkeiten (also nicht richtig nass) aussehen. Und der Unterschied zwischen 800 und 850 cuin erscheint mir unplausibel hoch.

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@ChristianS Jupp. Ich habe bezüglich des Vergleiches zwischen dem Panyam450 und dem Progressiv ein Bisschen mit Cumulus hin-und Hergeschrieben. Bei diesen beiden Säcken kann man schön vergleichen.

Bezüglich  "Werte für Daune bei üblichen Luftfeuchtigkeiten (also nicht richtig nass)"

Cumulus macht standartmäßig 15% overfill zu den Rechenwerten. Sie begründen das damit, dass die Daune bei realistischen Nutzungsbedingungen etwa 15% weniger loftet.

Bezüglich des sehr hohen clo für 850+cuin daune:

Finde ich auch sehr hoch, ich habe aber bis jetzt keine anderen Angaben gefunden. Abgesehen davon, ist es schon eine sehr wichtige Frage, ob die cuin nach US2000, oder nach EN gemessen werden.

 

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ich ergänze mal hier meinen austausch mit florian:

eine theorie die sich hartnäckig hält ist, dass ein kunstfaserloft bei gleicher höhe, besser isoliert wie ein daunenloft.
darüber habe ich bei ods schon endlose diskussionen geführt.

wenn man davon ausgeht, dass der wesentliche isolierende faktor die luft in der füllung ist, sollte es doch eher umgekehrt sein. ich würde grob schätzen, dass in einer gewichtseinheit wertiger daune erstmal mehr luft enthalten ist, als in einem hochwertigen kunstfaservlies.
wie kommt es zur mär über die "wärmere" kunstfaserfüllung?

meine vermutung dazu ist, das die meisten daunengefüllten schlafsysteme grenzwertig gefüllt sind. wenn ich mir durch einen dünnen stoff die daunenfüllung anschaue, ist die verteilung eher ungleichmäßig. bei zunehmender luftfeuchtigkeit verlieren die daunen zusätzlich an loft und geben durch ihre ungleichmäßige verteilung kältebrücken frei.
dies geschieht natürlich nicht bei einem kunstfaservlies. da sind die isolierenden schichten relativ fix und der kunstfaserloft reagiert nicht so sensibel auf luftfeuchtigkeit.
so -erscheint- dem schläfer eine kunstfaser isolierung wärmer als eine daunenfüllung mit identischer lofthöhe, (trocken gemessen).

nach meiner erfahrung, ist die formel für eine isoschicht 17,5 - (3,5 x loft) als komforttemperatur für männer ein guter orientierungswert. für mich gilt dieser wert für das schlafen mit kleidung. demzufolge wäre meine komforttemperatur eher die für frauen: 23,5 - (3,5 x loft)

das gilt bei mir gleichermaßen für eine kunstfaserfüllung, wie auch für daunendecken mit overfill.

vg. -wilbo-

bearbeitet von wilbo

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Was man bei Bushcrafts zu Hause alles so findet...

Achtung: clo Werte sind in g/m^2 statt in oz/sqyd

Ab hier Zitat:

 

Hi Leute,

Randinfo: Ich weiß, besteht schon ein ähnlicher Thread zur Schlafsackisolierung, jedoch halte ich es für angemessen, einen neuen Faden zur allgemeinen Auslegung und Berechnung (und passendem Titel) zu erstellen. Sorry falls ich damit jmd. auf den Schlips treten sollte.

So. Ich habe mich die letzten Tage mit der Berechnung von Isolierungen (hauptsächlich Primaloft) auseinandergesetzt. Die Erkenntnisse hieraus würde ich gerne mit euch teilen. 

Zunächst einmal musste ich erkennen, dass viele Hersteller ihre Daten beschönigen (ist ja nicht wirklich was Neues) und im Netz die unterschiedlichsten Werte für Komforttemperaturen kursieren. Aber wie komme ich als MYOGger nun an Infos, wie ich meinen Schlafsack/Jacke/Quilt bei welcher Außentemperatur zu isolieren habe? Ich nehme euch mit auf eine Reise zu dem, was bei mir aus 'Thermodynamik und Wärmeübertragung' noch hängen geblieben ist. Achtung, es wird trocken!:shock: 


Am Beispiel eines Schlafsacks:

Die Dicke einer Isolierung hängt von etlichen Parametern ab. Die Wichtigsten hierbei sind

- das Geschlecht,
- die Körpergröße/-masse,
- der Grundumsatz,
- die Fläche der Isolierung,
- die Qualität der Isolierung selbst,
- die Außentemperatur,
- die körperliche Aktivität (bewege ich mich? schlafe ich?)
- und nicht zuletzt das eigene Kälteempfinden.

Bis auf das eigene Kälteempfinden kann man sämtliche oben genannten Parameter in Zahlen in Formeln fassen, um anschließend eine (theoretisch) optimale Isolierung für die gewünschte körperliche Aktivität bestimmen zu können.

Die Grundgleichung hierzu ist die Formel zur Bestimmung des thermischen Widerstandes Rth:



wobei Q die Wärme in Watt ist, die den Körper (und somit den Schlafsack) verlassen MUSS, ΔT der Temperaturunterschied in Kelvin zwischen Außentemperatur und Schlafsack-Inneres ist und A das (zunächst ungefähre) Mittel der Schlafsackinnen- und außenfläche in qm darstellt.

Bestimmung von A:

Die mittlere Fläche des Schlafsacks lässt sich recht einfach abschätzen. Die mittlere Oberfläche eines (männlichen) Körpers, 30 J, 70 kg, 180 cm beträgt ca. 1,8 qm. Ein Schlafsack könnte somit eine Innenfläche von 2,5 qm haben. Mit einer entsprechenden geschätzten Außenfläche von 3 qm hätten wir so eine gemittelte Fläche A von 2,75 qm.

Bestimmung von Q:

Die Wärme, die der Schlafsack während des Schlafs an die Umwelt abgeben muss, entspricht der Wärme, die der Körper während des Schlafs abgibt. Ansonsten würde die Temperatur im Schlafsack unkontrolliert steigen. Und eine Sauna können wir nicht gebrauchen. Dies entspricht zum größten Teil der Energie, die während des Schlafs verbrannt wird. Diese lässt sich individuell aus dem Grundumsatz bestimmen. Der Grundumsatz in kcal kann mit folgendem Rechner berechnet werden:

calculator.net/bmr-calculator.…68&cactivity=1&x=88&y=10#

Um von den kcal/Tag auf Watt zu kommen, muss der Grundumsatz lediglich noch durch 20,65 geteilt werden. Für den Durchschnittsmann kann alternativ ein Grundumsatz von ca. 81 W (für Frauen ca. 73 W) angenommen werden. 

Je nach körperlicher Aktivität gibt der Mensch nun mehr oder weniger viel Wärme ab. Das wird durch das metabolische Äquivalent (MET) berücksichtigt, das beim schlafen etwa 0,8 bis 0,9 beträgt.

en.wikipedia.org/wiki/Metabolic_equivalent

Der Grundumsatz wird nun mit dem MET multipliziert und wir erhalten eine Wärmeabgabe von Q = 64,8 W.

Bestimmung von ΔT:

Hier kommt nun die gewünschte Komforttemperatur ins Spiel. Die Hauttemperatur des Menschen beträgt 26-28 °C. Auf diese Temperatur werden auch Wasserbetten eingestellt und diese Temperatur möchte ich auch in meinem Schlafsack im Yukon haben. Den Schlafsack möchte ich als Winterschlafsack auslegen und wünsche mir diese Innentemperatur bei einer Außentemperatur von -10 °C. Unser ΔT beträgt somit 37 K.


In obige Gleichung eingesetzt erhalten so einen erforderlichen thermischen Widerstand Rth von 1,57 (K*m²)/W.

1 clo entspricht 0,155 (K*m²)/W

Daraus folgt: 1,57 (K*m²)/W entsprechen 10,1 clo.

Für diesen Schlafsack würde man von Primaloft One (0,027 clo/g/qm) somit ca. 375 g/m² benötigen. Dieser Wert hängt EXTREM von der Fläche des Schlafsacks ab. Würden wir einen sehr enganliegenden Schlafsack mit einer mittleren Fläche von 2 qm konstruieren, bräuchten wir hierfür lediglich 7,37 clo und 273 g/qm² Primaloft One, was den Sack gleich zweimal leichter machen würde (Stärke der Isolation und weniger Fläche) bei gleicher Komforttemperatur.

Natürlich ist das alles Theorie. In der Praxis hat man noch Kältebrücken und über das Gesicht (die Öffnung generell) verliert man auch noch Wärme. 

Demgegenüber steht jedoch, dass bei dieser Berechnung eventuelle, wärmende Unterwäsche noch nicht berücksichtigt wurde. Zudem fügt der Bezugstoff auch nochmal (minimal) clo hinzu. Die Isomatte isoliert im Normalfall auch noch den Rücken. Den Bereich könnte man somit (mehr oder weniger) unterfüttern. Rückenschläfer mehr, Seitenschläfer weniger.
Desweiteren gilt diese Berechnung für eine direkte Außentemperatur von -10 °C. Im Zelt dürfte es jedoch nochmal ein wenig wärmer sein.

Es ist also nie wirklich eindeutig, welche Komforttemperatur man am Ende tatsächlich erreicht. Durch die Berechnung kann man jedoch wenigstens einen guten Schätzwert erhalten.


Zusatzinfos:

CLO-Werte können beliebig addiert werden. Wenn ich also eine Hose mit 0,15 clo, ein T-Shirt mit 0,08 clo, Socken mit 0,06 clo und Schuhe mit 0,1 clo anhabe, erreiche ich ein Gesamt-CLO von ca. 0,39 am Körper.

Nach Angaben des Herstellers entspricht Primaloft One in etwa der Isolierung mit 500 bis 550 cuin Daune.

800er Daune hat einen clo von 0,039 clo/g, 800+ Daune ca. 0,059 clo/g.

Hier noch eine Tabelle mit den clo-Werten gängiger Kleidungsstücke:
engineeringtoolbox.com/clo-clo…mal-insulation-d_732.html


Ich hoffe, die ganzen trockenen Formeln und Symbole haben euch nicht abgeschreckt  Es ist nicht so schwer und das Ergebnis ist beachtenswert, wie ich finde. Ursprünglich wollte ich hier noch ein anschauliches Diagramm einfügen. Da der CLO-Wert jedoch so stark von den teilweise sehr unterschiedlichen Parametern abhängt, stiftet ein (sehr eingeschränktes) Diagramm wohl mehr Verwirrung, als dass es hilft.

Viele Grüße,
Kornelius

Jetzt muss ich erstmal aufs clo...

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Am 5.1.2018 um 10:51 schrieb wilbo:

eine theorie die sich hartnäckig hält ist, dass ein kunstfaserloft bei gleicher höhe, besser isoliert wie ein daunenloft.
darüber habe ich bei ods schon endlose diskussionen geführt.

wenn man davon ausgeht, dass der wesentliche isolierende faktor die luft in der füllung ist, sollte es doch eher umgekehrt sein. ich würde grob schätzen, dass in einer gewichtseinheit wertiger daune erstmal mehr luft enthalten ist, als in einem hochwertigen kunstfaservlies.
wie kommt es zur mär über die "wärmere" kunstfaserfüllung?

Spannende Frage. Ich bin bei Leibe kein Experte für Dämmung oder ähnliches. 

Wenn ich mir anschaue, wie die beiden Materialien isolieren, dann sehe ich bei Daunen eigentlich ausschließliche Isolation über den Loft, während bei APEX auch das Material an sich einen gewissen Isolationswert besitzen dürfte (und deshalb auch schwerer ist). Eine Wolldecke wärmt schließlich auch ohne nennenswerten Loft zu besitzen. 

Für mich ist klar, dass Daune unter optimalen Bedingungen die selbe Isolationskraft wie KuFa mit geringerem Gewicht erreichen kann. 

Die Vorteile der KuFa liegen für mich in einer Reihe anderer Faktoren, wie Einsatz bei hoher Luftfeuchtigkeit/widrigen Bedingungen, Robustheit, einfache Pflege, Preis, Vermeidung von tierischen Erzeugnissen aus fragwürdigen Quellen, MYOG-Freundlichkeit, ... 

Nur anhand des Loft sind Kufa und Daune daher für mich nicht vergleichbar. Die Loftformel dürfte für Daune die praktikabelste Lösung sein, während ich mich bei KuFa anhand des CLO-Werts und persönlicher Erfahrungen orientieren würde. Ob und wie viel Kleidung verwendet wird dürfte auch entscheidend sein für den Praxiseinsatz, genauso wie die Frage ob ein Biwaksack verwendet wird. 

OT: Hier gab es auch mal eine CLO Tabelle zu Climashield APEX.
Das fand ich zur Orientierung ganz hilfreich. 

 

 

 

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