Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

[Reusenmann]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Ok, das heißt du hast immer eine Auswahl an passenden Sack-Kombis dabei auf Tour um allen Variablen gerecht zu werden? Oder du gehst nur an den Tagen/Nächten los, in denen du mit Sicherheit sagen kannst, dass die von dir gewählte Sack-Lösung aufgrund konstanter Temperatur, Luftfeuchte, Feuchtigkeitsausscheidung deinerseits funktioniert?

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Ok, das heißt du hast immer eine Auswahl an passenden Sack-Kombis dabei auf Tour um allen Variablen gerecht zu werden? Oder du gehst nur an den Tagen/Nächten los, in denen du mit Sicherheit sagen kannst, dass die von dir gewählte Sack-Lösung aufgrund konstanter Temperatur, Luftfeuchte, Feuchtigkeitsausscheidung deinerseits funktioniert?

Sicher nicht, aber es macht Sinn sich Klarheit darüber zu verschaffen, welcher Schlafsack
für welche Verhältnisse geeignet ist, und den zu kaufen, der für den beabsichtigten Zweck
am besten eignet. Genau darum geht es in diesem Thread.

[Jens2001]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Sicher nicht, aber es macht Sinn sich Klarheit darüber zu verschaffen, welcher Schlafsack
für welche Verhältnisse geeignet ist, und den zu kaufen, der für den beabsichtigten Zweck
am besten eignet.

ganz genau super auf den Punkt gebracht!

Wirklich erfolgreich ist eine Mischung aus Theorie und Praxis.

besser hätte ich es auch nicht sagen können...

wenn wir der gedanklichen Richtung von Reusenmann folgen, dann brauchen wir in Zukunft auch keine Brücken mehr zu berrechnen, wir bauen einfach solange Brücken, bis wir mal eine haben die nicht einstüzt...
oder näher am Thema... die ganze Bauphysik braucht auch kein Mensch und wenn die Bude im Winter nasse Wände hat egal, wir reißen sie ab und bauen eine neue...

lg

[Reusenmann]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Im Bezug auf den TO spricht einiges für deine Annahme, man würde sich für den Bereich zwischen -10° und -30° je nach Anforderung mehrere hochpreisige Tüten in den Schrank legen, ich wage aber fast zu behaupten, dass dies möglicherweise eher den Ausnahmefall darstellen könnte. Wer wie ich ausschließlich Arktis-Querungen vom Nordcap nach Kanada macht ist mit eurem System natürlich auch gut beraten.

Dann sind da noch die Kollegen, die gerne reden, bei denen es aber nur für nen Taschenrechner reicht.

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Im Bezug auf den TO spricht einiges für deine Annahme, man würde sich für den Bereich zwischen -10° und -30° je nach Anforderung mehrere hochpreisige Tüten in den Schrank legen ...

Tatsächlich ? Was genau spricht denn für diese Annahme ? Ich würde eher versuchen herauszufinden,
welche Schlafsäcke den besten Feuchtigkeitstransport haben und den würde ich nehmen. Ob man dazu
noch einen "gemäßigten" VBL oder einen KuFa-Overbag benötigt, würde ich dann ausprobieren.

OT:

Dann sind da noch die Kollegen, die gerne reden, bei denen es aber nur für nen Taschenrechner reicht.

Viel trauriger sind die Kollegen, die zwar einen Taschenrechner haben, aber damit nicht umgehen können.

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

...

Wenn Körperschweiz nachts irgendwo im Schlafsack vereisen wird, ist da nicht die Gefahr groß dass Daunen beim Zusammenpacken des Schlafsacks zerstört/zerbrochen werden?

...

Kondens kann ja sowohl flüssig (Tröpfchen) als auch fest (Eiskristall) sein, je nachdem,
ob die Kondensation im Schlafsack an einer Stelle erfolgt, an der es gerade mehr oder
weniger als 0°C hat. Ich glaube nicht, dass es gut ist, wenn feuchte Daunen einfrieren.
Und dass Eiskristalle im Schlafsack kein Problem sind, kann ich mir auch nicht vorstellen.

Denn wenn es so wäre, bräuchte man keinen VBL.

Die Angaben über die täglich abgegebene Menge Schweiß ist im Internet sehr unterschiedlich,
bei Wikipedia finde ich unter Schweiß 100 - 200 ml pro Tag, das wären 4 bis 8 g pro Stunde,
also erheblich weniger als ich in Beitrag #67 aus irgendeiner anderen Quelle entnommen habe.
Also wenn da jede Nacht 50 ml im Schlafsack versenkt werden ? Wie lange das gut geht ?

[blue0711]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Äh, kurzer Zwischenruf von einem Dipl.-Ing.:
Ist ja nett, wie sich hier die Köpfe heiss denken, bauphysikalische Theorien fussen jedoch auf statischen Material- und Temperaturverhältnissen.
Da wir die in Zelt und Schlafsack in diesem Universum nicht antreffen werden, ist das Ganze leider nicht mal akademisch.

Was da theoretisiert wird, lässt sich ausschliesslich duch Versuchsmessung bestimmen, da es IMHO keinerlei physikalische Modelle dafür gibt.

[Juergen]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

...

Ist ja nett, wie sich hier die Köpfe heiss denken, bauphysikalische Theorien fussen jedoch auf statischen Material- und Temperaturverhältnissen.

...

Das war vielleicht mal früher so, aber die heutige Bauphysik bezieht z.B. die täglichen
und jahreszeitlichen Temperaturänderungen mit ein.

Im Übrigen ist ein statisches Modell völlig ausreichend für die Aussage, ab welcher
relativen Feuchte im Schlafsack bei vorgegebenen äußeren Bedingungen mit
Kondensation im Schlafsack zu rechnen ist.

Und was sollen denn "nichtstatische" Materialverhältnisse sein ? Wenn das Haus abgerissen wird ?

[LihofDirk]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Und was sollen denn "nichtstatische" Materialverhältnisse sein ? Wenn das Haus abgerissen wird ?

OT:

Änderungen in der Feuchtigkeit eines Dämmmaterials, die zu Änderungen in der Dämmwirkung führen
Änderungen in der Luftfeuchtigkeit
Änderungen in der Temperaturkurve in der Dämmwand durch Aufheizen des Schlafsacks von innen
Änderungen im Isolationsvermögen des Dämmstoffes durch Alterung/ Kompression (Alterung nur bei Bauwerken)

Ein Vergleich von Dämmstoffen gleicher Wärmeleitfähigkeit sollte auch sicher stellen, das die Wärmetransportmechanismen (Strahlung, Körperleitung, ...) gleich verteilt sind.

Und mit Kondensation ist im Schlafsack aber einer relativen Feucht von 100% (das ist der Taupunkt) zu rechnen, die Frage ist doch, wo der Taupunkt liegt, und ob er erreicht wird.
Wenn Feuchtigkeit von Schweiß (egal ob Perspiration sensibilis oder insensibilis) und Atemluft vernachlässigt wird, und nur mit den reinen Luftfeuchten gerechnet wird, das ganze aber als seriöse Überlegung zum Wasserhaushalt eines Schlafsacks verkauft wird sollte zumindest nicht mit jeder Kritik herablassend (Taschenrechner, Abriss, ...) umgegangen werden.
Wenn Ihr ernsthaft an einer physikalischen Diskussion interessiert seid, macht doch einfach einen Faden auf, nehmt Gesprächspartner ernst, dann kann das ganz interessant werden.

[Jens2001]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Änderungen in der Feuchtigkeit eines Dämmmaterials, die zu Änderungen in der Dämmwirkung führen
Änderungen in der Luftfeuchtigkeit
Änderungen in der Temperaturkurve in der Dämmwand durch Aufheizen des Schlafsacks von innen
Änderungen im Isolationsvermögen des Dämmstoffes durch Alterung/ Kompression (Alterung nur bei Bauwerken)

Ein Vergleich von Dämmstoffen gleicher Wärmeleitfähigkeit sollte auch sicher stellen, das die Wärmetransportmechanismen (Strahlung, Körperleitung, ...) gleich verteilt sind.

das ist natürlich alles richtig...
auf den letzten Punkt habe ich weiter oben ja selbst schon hingewiesen.

Aber für eine erste Analyse sollte man das Modell möglichst einfach halten und die sich im Laufe der Nach noch dynamisch verändernlichen Werte wie Außentemperatur und Luftfeuchtigkeit innen und außen erst einmal als statisch ansetzen und mit zwei statischen Rechnungen eine mit Mittelwerten und eine mit extrem Werten anstellen, wenn diese Beiden Ergebnisse extrem auseinander laufen und somit Nachweisen, dass mit den so erzielten Ergebnissen nix anzufangen ist, kann man das Modell immer noch verfeinern und in Zeitintervalle zerhacken, diese müßte man dann in Schleifen programieren um zu besseren Ergebnissen zu kommen, ob dies für eine erste Betrachtung allerdings tatsächlich notwendig ist, würden die von mir erwähnten zwei Rechnungsläufe schnell zeigen.
Und natürlich muss man vernünftige Messwerte haben um zu brauchbaren Ergebnissen zu kommen!

lg

[blue0711]

AW: Winterschlafsack -10°C bis -30°C

Ein Dämmmaterial mit Eigenschaften eines Schlafsackes würde in der Bauphysik ohne Berücksichtigung bleiben.
Alleine schon, da es seine Form ständig ändert (Bewegung des Schläfers), keine konstante Dicke aufweist, luftdurchströmt ist (und das auch noch stark unterschiedlich), keine weitghend kontanten Materialeigenschaften aufweisen kann: Unterschiedliche Verteilung usw.
Nichtstatisch ist daran alles. Die dynamischen Werte sind dabei nicht mal annähernd abschätzbar.
Auch enthält der Innenraum viel zu wenig Luft, um als statisch zu gelten. Der Körper ändert Wärmeabstrahlung und Feuchtigkeitsabgabe ständig.

Jahreszeitliche Temperaturverändrungen sind quasistatisch, nicht dynamisch, weil viel zu langsam. Abgesehen davon, dass deren Berücksichtigung Langzeitspeicherverhalten benötigt. Dürfte beim Schlafsack völlig irrelevant sein.
Nichtstatisch sind kurzzeitige Veränderungen und die sind nur in Einzelfällen mit Näherungsverfahren berücksichtigt (Einstrahlung, Wind u.ä), die aber im Feldversuch ermittelt wurden. Feldversuche für Baumaterialien an Gebäuden haben für einen Schlafsack Null Aussagekraft.

Die Theorie des Wärmedurchgangs ist immer noch dieselbe und basiert auf statischen Verhältnissen, die für den Schlafsack nicht gegeben sind.
Alleine die Wärmeübergangskoeffizienten sind ausnahmslos statisch, ebenso die Materialwerte.
Selbst die Berücksichtigung dynamischer Materialwerte geht aber dennoch von quasistatischen Umgebungsbedingungen aus.
Auch die Bestimmung des Taupunkts ist eine rein statische Betrachtung, die sich im Falle der Materialien eines Schlafsacks selbst ad absurdum führt und auch in der Bauphysik nur theoretische Werte ergibt, die dort völlig ausreichen, aber eben nicht mit den realen Gegebenheiten übereinstimmen.

Daraus folgt letztlich, dass die statische Abschätzung der Wärmeleistung eines Schlafsackes genau für die Fälle, in denen er wichtig wird, versagt (starker Temperaturabfall, starker Anstieg der Luftfeuchtigkeit, Windbelastung, damit einhergehend stark veränderte Konvektion und Abstrahlung).
Ob mir ein Schlafsack nach statischer Abschätzung warm genug ist, entspricht der Testabschätzung Balkonnacht.

Die Aussagekraft für eine Übernachtung in freier Wildbahn ist dabei immer grenzwertig bis falsch.

Die Tests der Schlafsackhersteller, die zu den Angaben der Temperaturleistung führen, sind da wesentlich aussagekräftiger und wie jeder aus Erfahrung weiss, decken auch die nicht alles ab.

Kurz: Die bauphysikalische Analogie ist zwar gut gemeint, aber in keiner Weise zutreffend und ohne jede Aussagekraft.
Mangels thermodynamischer Modelle bleibt nur der Versuchsaufbau mit Langzeitmessung als Einschätzung.
Die grobe Voreinschätzung ist dabei aus der Erfahrung häufiger Nutzer wohl am wertvollsten.

[Stephan Kiste]

AW: Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

Weis nicht ob es schon genannt wurde,
eine nicht unwesentliche Rolle der Pflege des Schlasa
über längere Zeit im Winter ist die Sublimation.

Also ich glaube akademisch kommt man dem ganzen nicht bei.
Das einzige was hilft ist sich eine Strategie zu überlegen
wie man kuschellig warm bleibt, die Membrane spielt nur eine
untergeordnete Rolle, wichtiger ist es sich ein Konzept zu überlegen.

[Goettergatte]

AW: Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

Die Diskussion über Isotherme im Schlafsack ist Quatsch!

Die Schichtdicke ist zu dünn, dei Körpertemperatur lokal zu ungleichmäßig,
Tunnelzüge, Reißverschlüsse, Nähte, Absteppungen führen jede Theorie ad absurdum,
ebenso unterschiedliche Kompressionen und Knickstellen der Dämmschicht durch individuelles Schlafverhalten.

Wo ist der wertvolle Beitrag des Reusenmanns abgeblieben?

[Reusenmann]

AW: Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

Wo ist der wertvolle Beitrag des Reusenmanns abgeblieben?

Ja! Das hab ich mich auch gefragt. :-D

OT: Ich möchte mich hier aber noch kurz bei Jürgen und Jens bedanken, ich hab mich hier schon lange nicht mehr so gut unterhalten gefühlt. Ganz im Ernst!

LG Reuse

[Pylyr]

AW: Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

Weis nicht ob es schon genannt wurde,
eine nicht unwesentliche Rolle der Pflege des Schlasa
über längere Zeit im Winter ist die Sublimation.

Also ich glaube akademisch kommt man dem ganzen nicht bei.
Das einzige was hilft ist sich eine Strategie zu überlegen
wie man kuschellig warm bleibt, die Membrane spielt nur eine
untergeordnete Rolle, wichtiger ist es sich ein Konzept zu überlegen.

Wie sieht diese Strategie denn bei dir aus (, jetzt kommt hoffentlich mal Butter bei die Fische.)
Was macht ihr, um euren Schlafsack kuschelig und wärmend zu erhalten.

@blue: Mit dem statischen Ansatz einen Taupunkt praxisrelevant berechnen zu wollen halte ich auch für unmöglich, aber die grundlegende Idee ist doch korrekt. Es gibt einen Wärmedurchgang, bei dem die Temperaturwerte von innen nach außen abfallen. Und je weiter man nach außen kommt, desto größer wird die Gefahr, daß Luftfeuchtigkeit/Körperdampf kondensiert.
Also ist die Überlegung eine Kufaübersack zu nutzen, um die Kondensation dort zu haben, wo es mich weniger stört, im Ansatz korrekt? (Gewichtbetrachtung mal beiseitegelassen.)

[blue0711]

AW: Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

Grundsätzlich ist die Annahme korrekt, weil man davon ausgehen kann, dass sich Daune weniger wasserdampfdurchlässig verhält und Kunstfaser stärker. Das ist ein Grundprinzip zur Vermeidung von Kondesat in der Wärmedämmschicht.
Dazu kommt ja die Überlegung, dass Kondenswasser von außen die Kunstfaser weniger stört als die Daune.

[Jens2001]

AW: Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

Die Diskussion über Isotherme im Schlafsack ist Quatsch!

Die Schichtdicke ist zu dünn, dei Körpertemperatur lokal zu ungleichmäßig,
Tunnelzüge, Reißverschlüsse, Nähte, Absteppungen führen jede Theorie ad absurdum,
ebenso unterschiedliche Kompressionen und Knickstellen der Dämmschicht durch individuelles Schlafverhalten.

da muss ich leider ganz massiv wiedersprechen!

richtig ist zwar, dass mit der statisch angenommenen Berechnung nicht garantiert werden kann, dass der Schläfer niee frieren wird... aber um den Temperaturbereich zu berrechnen kursiert hier im forum ja bereits die einfache Gleichung

17,5 - ( 3,5 * Durchschnittliche Höhe / 2 ) = Komforttemperatur

die nicht von mir ist und hier ja offensichtlich allgemein akzeptiert wird....

zur Abschätzung des Problems Taupunkt ist die Vorgehnsweise, die Jürgen angeregt hat duchaus sinnvoll...
auf Grund der ganzen nicht statischen Elemente die im Modell fehlen, kann diese Aussage unter praktischen Bedingungen nicht aufs Grad genau erfolgen... dies triff aber auch auf die Schlafsackformel zu!
Mit dem Vorgehen von Jürgen, kann man jedoch sehr gut ermitteln, ob unter den jeweiligen Bedingungen ein VBL sinnvoll ist und unter welchen Bedingungen er eher nichts bringt und man gutem Gewissens darauf verzichten kann!
Zur Abschätzung des Fehlers durch dynamische Effekte habe ich oben schon eine Lösung aufgeführt...
Zwei Rechnungen (eine mit Durschnittswerten und eine mit anzunehmenden Extremwerten) durch Vergleich dieser Ergebnisse miteinander kann eine Fehler leich beurteilt werden!

lg

[blue0711]

AW: Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

Die Formel ist eine Faustformel und beruht auf Erfahrung, nicht auf physikalischen Grundsätzen.

Dynamische Prozesse und inhomogene Zustände machen eine statische Betrachtung sinnlos, denn die Effekte aus den vorgenannten sind weitaus bestimmender als die statischen Werte. Faktor 10 und größer.

[Jens2001]

AW: Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

Die Formel ist eine Faustformel und beruht auf Erfahrung, nicht auf physikalischen Grundsätzen.

auch wenn es eine empirische Formel handelt, so berüchsichtigt sie nicht die möglichen dynamischen Veränderungen während einer oder mehrerer Nächte! Es nimmt sich also nicht zur Theorie der Taupunktbestimmung wie sie von Jürgen angeregt wurde...

im übrigen handelt es sich bei der Magnus-Formel, die zur Bestimmung des Sättigunsdampfdruckes dient, welcher wiederrum in die Bestimmung des Taupunktes eingeht ebenso um eine empirische Formel!

Hier beißt sich die Katze also in den Schwanz.... und eure Argumente ziehen so nicht!

empirisch bedeutet im übrigen so viel wie auf "Erfahrungen beruhend"

lg

[blue0711]

AW: Isolationsvermögen und Tauwasseranfall bei Schlafsäcken - Theorie

Empirisch ist etwas, wenn es anhand von Versuchsreihen erhoben wird.

Erfahrungswerte sind Werte, die von einer Anzahl von Menschen als ausreichend betrachtet werden.

Ich kann etwas aufgrund von Empfindungen emprisch betrachten, dann berücksichtige ich gerade dynamische Prozesse.
Oder ich kann es aufgrund von Messungen betrachten und dabei Versuchsaufbauten verwenden, die statische Gegebenheiten berücksichtigen.
Die rechnerische Taupunktbestimmung IST auf Basis statischer Gegebenheiten entwickelt, die den Verhältnissen bei Gebäuden angenähert sind.

Aussagekraft für Kleidung (mehr ist ein Schlafsack eigentlich nicht) = 0