הפיזיולוגיה של הלבוש

אישה לובשת חזיית ספורט ומכנסיים קצרים תחתונים, בגדי ספורט קונבנציונליים לנשים, אך כיום לובשות נשים במערב ביגוד כזה כלבוש חופשי (casual) או כפנאי.

פיזיולוגיה של הלבוש או של הביגוד (באנגלית: Clothing physiology) היא ענף של מדע החוקר את האינטראקציה בין הביגוד או הלבוש על גוף האדם, תוך התמקדות מיוחדת כיצד לבוש משפיע על התגובות הפיזיולוגיות והפסיכולוגיות של אנשים לתנאים סביבתיים שונים. המטרה של מחקר הפיזיולוגיה של בלבוש היא לפתח הבנה טובה יותר של האופן שבו ניתן לעצב בגדים כדי לייעל את הנוחות, הביצועים וההגנה עבור אנשים במסגרות שונות, כולל בילוי בחוץ, בסביבות תעסוקתיות והקשרים רפואיים ביניהם.

רקע

מדע הפיזיולוגיה של הלבוש עוסק גם בחקר הקשר בין לבוש ותפקודי חיי אדם. מטרת המחקר בפיזיולוגיה של הבגדים היא לאפשר עיצוב ביגוד שיוכל לספק את המיקרו אקלים המתאים ביותר לפעילות אנושית בכל עת ובכך ליצור תנאי לבישה אופטימליים לאותה פעילות. למרות שכל זה מושפע מגורמים רבים, היקף הפיזיולוגיה של הלבוש מוגבל בעיקרו להשפעת הלבוש על מאזן החום והלחות של גוף האדם, כמו גם להשפעות המכניות על העור (רכות, הידבקות, חספוס אפשרי שמגרה את העור), ולא רק במהלך היום (ערות), אלא גם (בלילה) במקרה של בגדים הנלבשים בזמן השינה, שכן המיקרו אקלים הנכון הוא גם תנאי מוקדם לשינה רגועה ומרגיעה.

מטרת הלבוש

המניעים ללבוש האדם מפושטים מדי לעיתים קרובות בתיאוריות תרבותיות וסוציולוגיות (חברתיות), מתוך הנחה שהם מונעים אך ורק על ידי צניעות, קישוט ונוי, הגנה או זוויג. עם זאת, לבוש מונע בעיקר על ידי הסביבה, כאשר צורתו מושפעת ממאפיינים ותכונות אנושיות, כמו גם מגורמים פיזיים וחברתיים כמו קשרי מין, תלבושת, השתייכות מעמדית, השתייכות חברתית ודת. בסופו של דבר, בגדים חייבים להיות נוחים בתנאים סביבתיים שונים, כדי לתמוך בהתנהגות פיזיולוגית. המושג לבוש אופיין בצורה נאותה כמערכת מעין-פיזיולוגית המקיימת אינטראקציה עם גוף האדם.

ללבוש יש תפקיד מוגדר, ותנאי הלבוש קובעים בעצם מתי עדיף ללבוש איזה סוג של לבוש. בנוסף להיותו יפה, פרקטי, נוח, בריא וקל לניקיון, לבגד יש גם תפקיד פיזיולוגי חשוב וחייב לעמוד בדרישות הנובעות מכך. ניתן לייחס את ההשפעות הפיזיולוגיות של לבישת הבגדים לתהליכים פיזיים מסובכים, והפיזיולוגיה של הלבוש עוסקת בהם.

סקירה היסטורית

השפעת הבגדים על גוף האדם נצפתה מאז ימי קדם. היפוקרטס, שחי במאה ה-5 לפני הספירה בעבודתו בשם "על האוויר, המים והמקומות", עסק בין היתר בתחום הבעיות המכונה היום פיזיולוגיה של הלבוש, שבתוכו עסק בעיקר בתופעת ההזעה. בן דורו, אמפדוקלס, נתן הסבר לנשימת העור שעדיין תקף גם היום.

סנקטוריוס, שחי בפדובה במאה ה-17, חקר את הפרשת הזיעה ואת הקורלציה שלה עם הבגדים שלבשו. במאה ה-18, מדענים אנגלים, צרפתים וגרמנים כבר דיווחו על תוצאות ניסויים ביחס לנושאים שמסווגים כיום כפיזיולוגיה של לבוש. עם זאת, תחום המדע הידוע כיום כפיזיולוגיה של הלבוש נוסד למעשה בשנות ה-30 של המאה ה-20, כאשר לא רק רופאים, אלא גם פיזיקאים ומומחי תעשיית הטקסטיל היו מעורבים בניתוח הבעיה.

לאחר מלחמת העולם השנייה, כתוצאה מהתפתחות טכנית מואצת, החל מחקר פיזיולוגי מכוון לגבי הביגוד באופן שיטתי ועל בסיס מדעי. חשיבותם נתמכה במידה רבה על ידי המסעות בחלל והמאמצים להגביר את ביצועי העבודה והישגי הספורט. כיום עוסקים בנושאים אלו מכוני מחקר ידועים, ושיטות מדידה מודרניות פותחו למדידה מדויקת של גורמים פיזיולוגיים בודדים של לבוש. לתוצאות של כל אלה יש השפעה משמעותית על פעילות פיתוח המוצרים של תעשיית הביגוד וההלבשה, שכן תכונות אלו מושפעות באופן משמעותי מבחירה נכונה של חומרי גלם, מבנה הבד שמשמש ללבוש והצורה הנוצרת במהלך ההרכבה והתפירה.

נוחות לבישה

נוחות הלבישה היא המידה שבה הבגד תומך - או לפחות מעכב או מונע במידה המינימלית האפשרית - את תפקודי הגוף. זה כולל הבטחת חופש התנועה, ותועלתיות העיצוב, העובדה שהלבוש יוצר תחושה נעימה על העור (שלא שורט, שהוא חלק ונעים למגע), אבל הדבר החשוב ביותר הוא ויסות טמפרטורת הגוף. מערכת לבוש (שמשמעותה הסט של כל הבגדים המכסים את הגוף) יכולה להיות מסווגת כטובה אם היא פועלת היטב מבחינה זו - אחרת היא עלולה להפריע למתן ביטוי של יכולת הביצוע של הלובש.

גוף-אקלים-לבוש

התפקיד הפיזיולוגי החשוב ביותר של הבגד בכללותו הוא לעזור לשמור על הטמפרטורה של גוף האדם על ערך קבוע יחסית. קביעות זו חשובה במיוחד בגזע ובראש (כ-37 מעלות צלזיוס), תנודות יומיות אינן יכולות לעלות על 0.7-1.5 מעלות צלזיוס. לשם כך, יש צורך שייצור החום ושחרור החום יהיו מאוזנים. עם זאת, הפקת חום תלויה מאוד בסוג עבודתו של האדם (הטמפרטורה בשרירים הפועלים יכולה לעלות על 40 מעלות צלזיוס) ושחרור החום תלוי גם בהשפעות סביבתיות. מתפתח מיקרו אקלים בין פני הגוף לשכבת הבגד החיצונית, עם תנאי חום ולחות ספציפיים, המושפעים באופן משמעותי מהמבנה ומהחומר של הבגד. הדבר קובע מאוד את רווחתו של האדם. אנשים מרגישים בנוח בבגדיהם כאשר טמפרטורת האוויר על פני העור היא 30–35 מעלות צלזיוס והלחות היחסית נמוכה מ-80%.

בזמן מאמץ גוף האדם מייצר חום שחלק ממנו חייב להשתחרר (להיפלט) על מנת לשמור על טמפרטורה קבועה. במקרה של אדם לבוש, זה קורה מצד אחד דרך נשימה, ומצד שני דרך זרימת החום מהעור דרך הלבוש אל הסביבה. בנשיפה האוויר יוצא החוצה מהגוף הסביבה מחוץ לגוף מתחממת ולחה יותר, לכן שחרור החום בזמן הנשימה תלוי בתדירות הנשימה (שתלויה בקושי ביצוע הפעילות של הנושם) ובמצב האוויר שמסביב (טמפרטורה, תכולת לחות וקצב זרימת אוויר).

מכל אלה נובע שמאזן החום של הגוף הלבוש מושפע בעיקר מכושר הבידוד התרמי של הבגד, מיכולת המעבר ומחדירות הלחות שלו ומגודל שטח הגוף המכוסה על ידי הלבוש.

יכולת בידוד תרמי של הבגד

כמות החום הנפלטת בהולכה תרמית היא פרופורציונלית להפרש בין הטמפרטורות הפנימיות והחיצוניות, וכמות החום הנפלטת באידוי פרופורציונלית להפרש בין לחץ האדים השורר במיקרו אקלים מתחת לבגדים לבין לחץ האדים של הבגדים סביבה. אבל אם הבגד מבודד תרמי טוב, כמות החום היוצאת דרך הולכת חום, אפילו באותו הפרש טמפרטורה (גוף וחוץ), קטנה יותר מאשר במקרה של בגדים מבודדים גרוע, ואיבוד החום והאידוי מושפע באופן דומה מחדירות הלחות דרך הלבוש. כי אם הזיעה לא יכולה לעבור (להתאדה) דרך הבגד, היא לא יכולה להתנדף (כמו למשל כשלובשים מעיל גשם עשוי חומר פלסטיק פשוט) והדבר מביא לתחושת רווחה לא נעימה.

אוויר עומד הוא מבודד תרמי טוב מאוד. יכולת הבידוד התרמי של השכבות המרכיבות את הבגד תלויה בחומר ובמבנה שלו. כאשר לובשים מספר שכבות של בגדים, תמיד יש אוויר כלוא פחות או יותר בין השכבות, מה שמגביר את הבידוד התרמי. לכן ביגוד רב-שכבתי מועיל מנקודת מבט זו. בחורף, למשל, התחתונים והגופיה יוצרים את השכבה הפנימית, עליה מניחים את הבגדים העליונים ולאחר מכן את המעיל. גם הלבוש החיצוני עצמו יכול להיות מורכב מכמה שכבות, למשל, לז'קט יש בטנה פנימית, בטנה אמצעית, בד חיצוני, וייתכן שאף יתווספו לו וסט או סוודר. לבגד רב-שכבתי יש אפוא יכולת בידוד תרמי טובה מאוד, אבל אם צריך ללבוש יותר מדי שכבות, זה יכול להיות לא נוח. לכן זה טוב אם חלקי הלבוש החופפים הם מבודדים תרמיים טובים בעצמם, כלומר אם נוכל להשיג אותה יכולת בידוד תרמי עם פחות שכבות. מנקודת מבט זו ראויים לתשומת לב מיוחדת תחתונים המתאימים ישירות על הגוף (צמודי גוף), אשר עוטפים גם את שכבת האוויר החם של הגוף. זוג תחתונים חמים עשוי להיות שווה יותר מסוודר עבה שלובשים מבחוץ.

יכולת מעבר הלחות של הבגד

בעוד שמנקודת מבט של בידוד תרמי, טוב אם הלבוש הוא בעל מבנה סגור ככל האפשר ומאפשר לפחות אוויר לזרום בין השכבות, הרי שמעבר הלחות מחייב שהלחות או האדים בין שכבות הלבוש יוכלו לזרום החוצה לשטח החיצוני מחוץ ללבוש. פליטת הזיעה אפשרית על פי עיקרון הנימיות. לשם כך יש להוביל את הלחות שנוצרת על העור החוצה אל המשטח החיצוני על ידי הסיבים המרכיבים את חומר התחתונים, דרך החללים הטבעיים שבהם והרווחים הקטנים שנוצרים בין הסיבים זה מתחת לזה. השפעה זו תלויה מצד אחד בסיבים עצמם, במבנה שלהם, כלומר האם יש חללים בחתך הרוחב שלהם, ומצד שני במבנה שכבת הטקסטיל, כלומר אם יש רווחים בין הסיבים. ובאיזה גודל הם.

כאשר אדם מזיע הרבה (למשל במהלך עבודה פיזית נמרצת, במהלך פעילות ספורט אינטנסיבית או במהלך פעילות ליד מקור חום), חשוב שהזיעה בהיקף של עד 1 ליטר לשעה, תוסר במהירות מסביבת משטח העור. למטרה זו עדיף ביגוד שהבד שממנו הוא עשוי יהיה כבר מורכב משתי שכבות: השכבה הפנימית צריכה להיות עשויה מחומר שאינו נרטב בעצמו (למשל פוליאסטר, פוליפרופילן) אך מאפשר ללחות לעבור היטב, והשכבה החיצונית. צריכה להיות בעלת יכולת ספיגה גבוהה (למשל כותנה או ויסקוזה), שיכולה להכיל בתוכה את הלחות הזו, או שלחות זו יכולה להתאדות. דרישה חשובה במוצרים אלה היא שזרימת הלחות בין שתי השכבות מובטחת בצורה טובה מאוד ושבגד זה משתלב היטב על פני הגוף. בדים סרוגים מתאימים במיוחד לכך וסוגי בדים מיוחדים פותחו במיוחד למטרה זו. לבוש מסוג זה אינו מרגיש רטוב, לא משנה כמה מזיעים בו, שכן השכבה הפנימית במגע עם העור עצמו לא נרטבת.

בגדים שמונעים מהזיעה להתנדף (למשל עשויים מפלסטיק) משמשים להזעה של ספורטאים שצריכים להפחית זמנית ותוך פרק זמן קצר את משקלם (ליתר דיוק: את מסת הגוף שלהם) כגון מתאגרף, מתאבק, מרים משקולות וכו'). הזעה כבדה עשויה/עלולה לגרום לירידה במשקל של מספר קילוגרמים.

יכולת האוורור של הבגד

יכולת זו מגבירה את נוחות הלבישה באם ניתן להחליף את האוויר בתוך הבגדים. באופן זה, אוויר חם ולח יכול לברוח ישירות אל הסביבה מתוך בגדים נושמים, ללא צורך לחדור לשכבות הלבוש. אם הגוף מכוסה לחלוטין בבגדים אטומים למים ואטומים לאוויר (למשל מעיל גשם עשוי פלסטיק), ניתן לשמור על האיזון התרמי רק בדרך זו. ניתן להבטיח את יכולת האוורור של הבגד בעיקר על ידי עיצובו הצורני ושיטות ההרכבה המיושמות (למשל על ידי יצירת פתחים במקומות מתאימים, על ידי בחירת מידה נכונה וכו') - מבלי לדבר על הפתרונות המאוד ספציפיים של ביגוד מגן מיוחד.

נוחות לבישה ורגישות העור

השפעתו של בגד במגע ישיר עם העור על העור נקבעת בעיקר על ידי חומר הגלם, בניית הטקסטיל ופעולות הגימור המשמשות בייצורו. זה תלוי עד כמה הבד חלק או מחוספס, עד כמה הוא רך או קשה, אם הוא נדבק לעור או לא. כיום, זמינות שיטות מדידה אינסטרומנטליות מתקדמות כדי לכמת גם את הפרמטרים הללו.

קישורים חיצוניים

• יכולת בידוד תרמי של בגדים שונים (באנגלית)
• נתונים על ייצור החום של גוף האדם במהלך פעילויות שונות (באנגלית)
• אתר הפיזיולוגיה של מכון הוהנשטיין (בגרמנית)
• בצורה פופולרית על פיזיולוגיה של בגדים (בגרמנית)