Ученые выяснили, как постельное белье влияет на теплоизоляцию во время сна

Температура нашей спальной среды оказывает большое влияние на качество нашего сна, а хороший сон необходим для нашего общего здоровья и благополучия. Микросреда постельных принадлежностей является ключевым фактором в поддержании термически комфортных условий для сна. Сюда входит температура окружающей среды, влажность, тепло, вырабатываемое человеческим телом, и теплоизоляция, обеспечиваемая постельными принадлежностями, такими как одеяла, покрывала, простыни и т. д.

В частности, общая теплоизоляция, или способность постельных систем противостоять тепловому потоку, существенно влияет на термонейтральную температуру спальных помещений. Это относится к диапазону температур окружающей среды, при котором человеческое тело может поддерживать стабильную температуру тела без необходимости вырабатывать больше тепла (дрожа) или терять его (потея).

Несмотря на свою важность, в настоящее время не существует стандартизированных методов измерения теплоизоляции постельных систем. Более того, хотя несколько исследований изучали теплоизоляцию постельных систем, они были сосредоточены исключительно на теле в целом, упуская из виду локальные тепловые условия различных частей тела.

Чтобы устранить этот пробел, исследовательская группа под руководством Мидзухо Акимото из Организации передовых совместных исследований для умного общества (ACROSS) при Университете Васэда в Японии систематически исследовала общую теплоизоляцию постельных принадлежностей как для всего тела, так и для отдельных его частей. В состав команды вошли Джун Шинода, Мария П. Биволарова и профессор Павел Варгоцки из Технического университета Дании, а также профессор Син-ити Танабэ из Университета Васэда. Их исследование было опубликовано в журнале Building and Environment.

«Поскольку поза тела и то, какая часть тела покрыта постельным бельем, могут постоянно меняться во время сна, крайне важно оценивать локальные тепловые условия каждой части тела при измерении теплоизоляции постельных принадлежностей», — объясняет Акимото. «В этом исследовании мы представляем метод измерения теплоизоляции различных комбинаций постельных принадлежностей и одежды для сна с использованием нагретого человеческого манекена совместно с открытой моделью терморегуляции человека JOS-3».

Группа провела серию измерений на нагретом термическом манекене в климатической камере с 84 различными комбинациями постельных принадлежностей и одежды для сна, включая две позы: лежа на спине (прямо на спине) и на боку (лежа на правом боку); два уровня одежды: обнаженная и пижама; два типа одеял: одеяло и стеганое одеяло, а также четыре степени покрытия тела: от 23,3%, когда использовались только матрас, простыня и подушка, до 94,1%, когда одеяло покрывало все тело, за исключением головы.

Измерения проводились при трех температурах окружающей среды: 18,6 °C, 22,6 °C и 26,4 °C на основе рекомендаций Всемирной организации здравоохранения по сбалансированной температуре в помещении и критериев перегрева CIBSE.

Команда измерила общую теплоизоляцию системы спальных мест, включая слой воздуха вокруг тела. Кроме того, измерения проводились как для всего тела, так и для 24 сегментов тела. Результаты показали, что значения общей теплоизоляции варьировались от 1,06 до 5,71 единиц изоляции одежды (clo) в зависимости от позы, покрытия и материалов.

Поскольку манекен, использованный в эксперименте, не мог имитировать потоотделение, исследователи использовали модель JOS-3 для моделирования того, как потоотделение будет влиять на температуру кожи и потерю тепла в реальном человеческом теле.

Моделирование, в котором в качестве входных данных использовались измерения манекена, показало, что даже когда общая изоляция всего тела оставалась неизменной при различных условиях, локальная температура кожи различных частей тела могла значительно различаться в зависимости от того, какие части были покрыты матрасом или контактировали с ним.

Моделирование также дало представление о диапазоне настроек постельного белья, которые можно выполнить, чтобы избежать потоотделения при заданной температуре окружающей среды.

«Наши результаты показывают, что полагаться на общую теплоизоляцию всего тела недостаточно, и необходимо разработать новые методы, учитывающие как общее, так и локальное воздействие на организм», — отмечает Акимото. «Кроме того, эти результаты дают ориентиры для оптимизации условий сна и могут служить исходными данными для многосегментных моделей терморегуляции человека, позволяя прогнозировать тепловые физиологические реакции, такие как тепловой стресс во время сна».

Подводя итог, можно сказать, что это исследование дает важную информацию о том, как можно оптимизировать системы постельного белья для улучшения качества сна и, как следствие, общего состояния здоровья.