Уплыў тэмпературы паверхні з нержавеючай сталі на тактыльны камфорт у зімовых сцежках ад яе цеплаправоднасці і дынамікі перадачы цяпла пры скуры чалавека. Вось навуковая паломка:
Цеплаправоднасць і перадача цяпла
Нержавеючая сталь мае высокую цеплаправоднасць (~ 15 Вт/м · К), што выклікае хуткі цеплаабмену з навакольным асяроддзем. У халодных зімах паверхня ручкі хутка ўраўнаважвае тэмпературу навакольнага асяроддзя (напрыклад, ≤0 ° С на адкрытым паветры), ствараючы стромкі градыент тэмпературы пры дакрананні. Скура (≈32 ° С) губляе цяпло металу са хуткасцю на 5–10 × хутчэй, чым да такіх матэрыялаў, як дрэва або пластык, выклікаючы інтэнсіўнае адчуванне "халоднага шоку".
Нейросенсорны адказ
Халодныя тэрмарэцэптары (іённыя каналы TRPM8) у скуры актывуюцца пры <30 ° С. Хуткае астуджэнне з нержавеючай сталі ўстойлівая страляніна гэтых рэцэптараў, што прыводзіць да дыскамфорту або парогаў болю на працягу некалькіх секунд. Гэта кантрастуе з матэрыяламі з нізкай праводнасці (напрыклад, сіліконавым або пакрытым шклом), дзе больш павольная страта цяпла затрымлівае актывацыю ноцицепторов.
Вільгаць і рызыка марозу
Кандэнсацыя або фарміраванне марозу на халодных паверхнях з нержавеючай сталі павялічваюць успрыманую халоднасць. Высокая цеплаправоднасць вады (0,6 Вт/м · К) пагоршыць страту цяпла, у той час як адгезія лёду можа стварыць адчуванне "прыліпання", узмацняючы дыскамфорт.
Стратэгіі змякчэння наступстваў
Матэрыяльныя гібрыды: спалучэнне з нержавеючай сталі з ізаляцыйнымі матэрыяламі (напрыклад, сіліконавыя рукавы або тэрмапластычныя пакрыцці) памяншае прамы кантакт з скурай і запавольвае перадачу цяпла.
Паверхневыя працэдуры: фактурныя аздабленні (напрыклад, паверхні з пакрыццём з шарыкам або нана) мінімізуюць плошчу кантакту, зніжаючы эфектыўную цеплавую праводнасць.
Эрганамічная канструкцыя: выгнутыя ручкі са зніжанымі кропкамі кантакту (напрыклад, D ручка) Размяркуюць ціск, абмяжоўваючы лакалізаваную страту цяпла.
Для прыкладанняў, якія патрабуюць як даўгавечнасці, так і зімовага камфорту, разгледзім дызайн ручкі для душавых дзвярэй з убудаванымі цеплавымі перапынкамі або сістэмамі ручкі шкляных дзвярэй з ваннай пакоем, якія прадстаўляюць кампазітныя ядра з нізкай праводнасці. Варыянты ручкі дзвярэй з нержавеючай сталі з вакуумнымі ядрамі або шклянымі параметрамі дзвярэй душа з выкарыстаннем ламінаванага шкло з палімернымі праслойкамі таксама ўраўнаважваюць эстэтыку і тактыльнае цяпло.
