Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Das Thema ist sehr interessant. Mittels eines U-Wert Rechners kann man für
verschiedene Materialien berechnen, wo sich das Kondensat bildet. Da es Daune
nicht als "Baumaterial" gibt, kann man stattdessen "Hartschaum, Resol" einsetzen,
das hat die gleiche Wärmeleitfähigkeit (0,025 W/mK, Quelle). Je nach Luftfeuchte
und Temperatur innen und außen gibt es eine Schicht im Isoliermaterial, in dem
sich das Kondensat bildet. Es ist durchaus möglich, die Parameter so zu wählen,
dass kein Kondensat in der Isolierschicht entsteht.

[barleybreeder]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Ab einer gewissen minus Temperatur hast du meines Erachtens den Taupunkt immer in der Füllung.

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Ich habe mal ein bißchen mit dem U-Wert Rechner rumgespielt. Je kälter
es draußen ist, desto geringer muss die relative Feuchte innen sein, das
ist der entscheidende Faktor. Ein Beispiel: Wenn es im Zelt -20 °C und
90 % relative Feuchte hat, dann wären das 0,88 g/m³ Wasserdampf in
der Luft im Zelt. Nehmen wir an, der Mensch schwitzt nicht, sondern
wärmt nur, dann wird diese Luft mit 0,88 g/m³ Wasserdampf auf 30 °C
(Hauttemperatur) erwärmt. Bei 30 °C kann die Luft 31,66 g/m³ Wasser
aufnehmen. Die 0,88 g/m³ ergeben somit eine relative Feuchte von 2,8 %
bei den 30 °C, die im Inneren des Schlafsacks herrschen. Der U-Wert
Rechner sagt, dass bei einer Isolierung von 100 mm "Hartschaum, Resol",
(entspricht der Daune) -20 °C / 90 % außen, 30 °C innen die relative
Feuchte innen 20 % nicht übersteigen darf, damit keine Kondensation
in der Isolierung auftritt. Mit anderen Worten: Der Schweiß darf die
relative Feuchte von 2,8 % auf 20 % erhöhen, aber nicht mehr, dann
bleibt der Schlafsack innen trocken. Das wiederum bedeutet, dass die
1000 ml Schweiß pro Nacht so schnell wie möglich abgeführt werden
müssen, damit sich die Feuchte innen nicht staut. So ein Schlafsack
hat eine Oberfläche, durch die Feuchtigkeit entweichen kann, von
ungefähr 1 m². Nach unten kann keine Feuchtigkeit entweichen.
1000 ml in 8 Stunden bei einem Quadratmeter entsprechen 125 ml/h*m².
Texapore O4 z.B. hat eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 1666 ml/h*m²
(Quelle). Das sind mehr als 10 mal soviel wie nötig. Entscheidend ist aber
natürlich die Wasserdampfdurchlässigkeit des gesamten Schlafsacks.

Bei -30 °C / 100 % im Zelt liegt die Grenze innen bei 13 % relative
Feuchte.

Fazit: Wenn der Schlafsack die Feuchte schnell genug nach Außen befördern
kann, bildet sich kein Kondensat im Schlafsack, auch wenn es -30 °C im Zelt hat.

Soweit die Theorie.

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

OT: Ich verstehe eure kryptischen Bemerkungen nicht, aber das ist ja auch egal.

Es gibt hier einen Thread zum Isolationsvermögen von Zelten, in dem diese ganzen
Überlegungen aus der Bauphysik auch angestellt wurden, allerdings in Bezug auf
Zelte. Mir erscheint es evident, dass man ein Zelt gut durchlüften muss, wenn man
den Taupunkt nicht im Schlafsack haben will. Nichts anderes sagt auch Valandre in
dem oben genannten Link.

[Jens2001]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

@murph

"Juergen, was nimmst Du und wo bekommt man es? "

ganz großes kino!

Der Link den Du so qualifiziert hast auf das Bauphysik Program ist sehr gut!
Du kannst auf der Webseite den Taupunkt einer Isolation bestimmen und ingenieurtechnisch gesehen ist ein Schlafsack nichts anderes und der Zusammenhang zur Bauphysik nur logisch!
Also erst denken dann coole Sprüche bringen....

lg

[Reusenmann]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Kann das mal bitte jemand für mich verifizieren mit dem Hartschaum/Resol? Gerne als Praxistest mit einem ausgeschäumten WM Bison, von mir aus auch in der Kältekammer bei Globi, sind ja hauptsächlich Studenten hier...

Und Jens, was meinst du mit "Ganz großes Kino"? und wie könnte Jürgen das genommen haben? oral? visuell?

LG Reuse

[Jens2001]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

es geht hier überhaupt nicht darum einen WM Bison mit Hartschaum/Resol zu zu kleistern....
sondern es geht einfach darum, dass alle Dämstoffe bestimmte Physikalische Werte aufweisen!
Und in unserem Fall ist eben die Wärmeleitfähigkeit der eintscheidende Faktor und dann noch und dann noch der Wasserdampdiffusionswiederstand...
da Jürgen Daune nicht unter den üblichern Baustoffen gefunden hat, hat er einfach einen Dämmstoff gesucht, dessen Wärmeleitfähigkeit der von Daune entspricht! Wie das Zeug heißt, was da dämmt ist der Wärme aber schnurz egal, für die Isolation ist nur die Wärmeleitfähigkeit von Bedeutung und das ist eine simple Zahl!

lg

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Genau so ist es. Der Wasserdampfdiffusionswiderstand spielt allerdings für die Frage,
wo sich der Taupunkt befindet, keine Rolle. Mit dem Wasserdampfdiffusionswiderstand
könnte man vielleicht noch berechnen, ob die Körperfeuchte schnell durch den Schlafsack
abgeführt werden kann, so dass keine Kondensation im Schlafsack entsteht.

[Pylyr]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Könnte man für den ganzen Wasserdampfdurchgangstralala vielleicht einen extra Faden aufmachen?

Das würde ich nicht machen, nur an die Schreiber appelieren, die Gürtellinie nicht anzukratzen und Spitzfindigkeiten wegzulassen.
Für den Winterschlafsack ist die Problematik um Taupunkt und Lüftung doch sehr wichtig.
Was nutzt mir eine 1000+ Cuin-Daune, wenn sie zusammengefallen ist.
Was ne tolle Membran, wenn sich dort Kondensat bildet.

Zur Membran kann ich sagen, daß mein Sack keine hat, aber ich im Winter einen atmungsaktiven Biwaksack benutze. Soweit noch keine fühlbare Befeuchtung bisher.

Für tiefere Temperaturen gibts noch einen Kufa Overbag (Carinthia Explorer Top), ich hab ja mal Bauphysik gehabt und kenn also die Problematik mit dem Taupunkt.

[Jens2001]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

@Jürgen

Der Wasserdampfdiffusionswiderstand spielt allerdings für die Frage,
wo sich der Taupunkt befindet, keine Rolle

doch spielt sie, weil davon die relative Luftfeuchtigkeit innerhalb der Isolationsschicht abhängig ist... bei guter Diffusion sinkt sie, bei schlechter steigt sie und dass wirkt sich unmittelbar auf die lage des taupunktes aus!

lg

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

@Jürgen


doch spielt sie, weil davon die relative Luftfeuchtigkeit innerhalb der Isolationsschicht abhängig ist... bei guter Diffusion sinkt sie, bei schlechter steigt sie und dass wirkt sich unmittelbar auf die lage des taupunktes aus!

lg

Ja, aber in dem U-Wert Rechner wird für die relative Luftfeuchtigkeit Innen oder Außen ein fester Wert eingesetzt
und dann geht der Wasserdampfdiffusionswiderstand in die weiteren Berechnungen nicht mehr ein. Völlig klar:
Wenn man die relative Feuchte innen nicht vorgibt, sondern nur die Temperatur und die entstehende Menge
Wasserdampf/Stunde, dann spielt der Wasserdampfdiffusionswiderstand eine entscheidende Rolle.

[Jens2001]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

ja, es gibt aber eine kurve durch die Isolationsschichten für den Temperaturverlauf duch die Isolationsschichten...
auf der einen Seite steht die Innentemperatur auf der anderen Seite dei Außentemperatur...
bei gleichem Iso Werkstoff sollte diese linear sein.

dann gibt es aber noch eine zweite kurve die die relative Luftfeuchtigkeit beschreibt, diese ist aber von der tatsächlich vorhandenen Feuchtigkeit und der Temperaturkurve abhängig und damit nicht mehr Linear....
aber entscheidend für die Lage des taupunktes.

lg

[Buddy99]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Eure Theorien hin oder her, aber ich glaube das langweilt die meisten Leser. Praxiserfahrung ist doch das was man hier lesen will.

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Man könnte ja mal im Winter einen Versuch machen mit Thermo-/Hygrometer-Logger
im Schlafsack und außerhalb. Außerdem Schlafsack vorher/nachher wiegen, um zu
sehen, wieviel Kondensat er eingefangen hat.

Dann wüsste man, was Sache ist.

[Buddy99]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Ist ja nen Stück weit alles richtig mit den Theorien, aber das ist doch wie mit den Windmaschienentest bei Zelten.
Auf Tour ist immer alles anders u man sollte sich nicht zu sehr auf sein theoretisches Wissen verlassen.
Ich hab auch schon im Schlafsack gefroren wo es nachts gute 10 Grad hatte u der Schlafsack sonst sogar im leichten Minusbereich kuschlig warm war, nur weil ich total erschöpft u ausgebrannt in den Schlaf gefallen bin.

[Jens2001]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

@Buddy

natürlich spielt persönliches Empfinden bei der Wärme Empfindung eine Rolle, das Problem Taupunkt, bzw. Taupunktverlagerung bei Schlafsäcken im Winter ist jedoch ein ganz reales Problem!

lg

[ich]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Dann nutz n VBL und du hast fast keine Feuchtigkeit mehr in der Füllung. Dann noch n Membranenschlafsack und es kommt auch eigentlich nix mehr von aussen rein.

[Schoolmann]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

@Bene: Was ist ein VBL?

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

@Bene: Was ist ein VBL?

Vapor Barrier Liner: eine Hülle, die den Durchgang von Wasserdampf in den Schlafsack
vermindert oder verhindert.

[Jens2001]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

In erster Linie bewundere ich aber den Ansatz, scheiß auf Praxis!!

na das ist ja nun Quatsch...
das habe ich so nie geschrieben!

aber wenn jemand aus praktischer Erfahrung schreibt, dass er mal gefrohren hat und mal nicht, dann nutzt ihm diese praktische Erfahrung nen dreck, wenn er nicht analysiert, woran es gelegen hat, um es in Zukunft vermeiden zu können!

Nun und gerade wenn es um den Taupunkt und dessen bestimmung geht, bringt praktische Erfahrung selbst im Bauhandwerk relativ wenig! evtl. anwesende Bauingenieure oder Studenten der Fachrichtung wissen dies sicherlich! Das Problem ist einfach zu komplex hier hilfen nur erkenntnisse der Thermodynamik un Mathematik um es zu verstehen.
Die Maßgeblichen Faktoren sind Innen- Temperatur, Außen-Temperatur, Relative Luftfeutigkeit innen und Relative Luftfeutigkeit außen sowie die Eigenschaften der Isolationsschicht. Der Luftdruck spielt auch noch eine etwas kleinere Rolle, da wir diesen aber innen und außen als konstant ansetzen können wir ihn mal vernachlässigen.

Wenn die Isolationsschicht homogen ist, ist der Temperaturverlauf duch diese eine Gerade, die wir in einem Diagramm einzeichnen können sie verlüft von der Hohen Innentemperatur zur niedrigen Außentemperatur durch die Isolationschicht...
das zweite ist eine Kurve, die den Taupunkt darstellt und an der jeweiligen stelle eine Temperatur angibt, wo sich beide Kurven treffen oder durchbrechen, wird es naß und das ist für Daune nicht gut.
Um das zu verhindern hilft mir alle Erfahrung nicht... entweder ich baue innen eine Dampfsperre ein im Outdoorbereich heißt diese "Vapor Barrier Liners" oder kurz VBL, diese ist im Outdoorbereich fast genauso umstritten wie in der Baubrange kurz sie mag eben nicht jeder und wenn ich ohne VBL und ohne Kondens schlafen will, dann kann ich nur Rechnen in welchen Bereichen dies möglich ist, oder meine Isolationsschicht so auslegen, dass der Taupunkt außerhalb der Daune liegt, also das Kondenswasser nich in der Daune entsteht.... zum Beispiel einen Kunstfaser Sack über den Daunen Sack ziehen ob das funktioniert und wie dick der daunen Sack und wie dick der Kunstfaser Sack sein muss kann ich berechnen, mit praktischer Erfahrung kann ich da höchstens mal Glück haben aber genauso gut voll daneben liegen!

lg