Mặc nhiều lớp áo mỏng hay một áo dày giữ ấm tốt hơn?

Khi mùa đông đến hoặc khi nhiệt độ môi trường giảm sâu, việc lựa chọn trang phục để giữ ấm cơ thể là mối quan tâm hàng đầu của nhiều người. Không ít người thường băn khoăn liệu khoác một chiếc áo khoác thật dày có tốt hơn việc phối hợp nhiều lớp áo mỏng chồng lên nhau hay không.

Câu trả lời dưới góc nhìn vật lý nhiệt và sinh lý học là: mặc nhiều lớp áo mỏng đem lại hiệu quả giữ ấm vượt trội và linh hoạt hơn nhiều so với việc chỉ mặc một chiếc áo dày duy nhất. Việc xếp chồng nhiều lớp trang phục tạo ra các khoảng trống không khí tĩnh bị giữ lại giữa các lớp vải, biến chúng thành rào cản ngăn chặn sự thất thoát nhiệt của cơ thể ra môi trường bên ngoài.

Không khí: Chiếc áo giáp giữ nhiệt vô hình

Nguyên lý cốt lõi của việc giữ ấm cơ thể không hoàn toàn nằm ở bản thân sợi vải mà phụ thuộc phần lớn vào lượng không khí bị giữ lại bên trong và giữa các lớp trang phục. Về mặt vật lý nhiệt, không khí tĩnh là một chất dẫn nhiệt cực kỳ kém, tức là có tính cách nhiệt tự nhiên rất cao. Khi chúng ta mặc một chiếc áo thật dày, lượng không khí bị giữ lại bị giới hạn bên trong kết cấu của duy nhất lớp vải đó. Ngược lại, khi mặc nhiều lớp áo mỏng, giữa mỗi lớp vải luôn hình thành một khoảng không khí đệm tĩnh.

Càng có nhiều lớp trang phục, số lượng các túi khí cách nhiệt này càng tăng lên, tạo thành một hệ thống ngăn nhiệt đa tầng. Hệ thống này ngăn cản quá trình truyền nhiệt trực tiếp từ bề mặt da ra môi trường giá buốt. Bên cạnh đó, việc cơ thể liên tục tỏa nhiệt sẽ làm ấm các lớp không khí bị "bẫy" này, giúp duy trì vùng vi khí hậu ổn định sát bề mặt da mà không cần đến những chất liệu quá nặng nề hay cồng kềnh.

Nghiên cứu chỉ ra tính hiệu quả của trang phục dạng mô-đun

Nghiên cứu khoa học đã chứng minh tính hiệu quả của việc phân tầng trang phục trong môi trường lạnh. Trong một nghiên cứu công bố năm 2018, các nhà khoa học đã tiến hành đánh giá hiệu quả của hệ thống trang phục bảo vệ chống lạnh dạng mô-đun (modular clothing - gồm nhiều thành phần lớp ghép lại) dựa trên các thử nghiệm sinh lý ^[1]. Nghiên cứu này xuất phát từ thực tế là tại nhiều môi trường làm việc giá lạnh, quần áo bảo hộ thông thường không cung cấp đủ khả năng cách nhiệt, gây ảnh hưởng tiêu cực lên cơ thể người lao động ^[1].

Hệ thống trang phục bảo vệ dạng mô-đun mới được phát triển nhằm mục đích cho phép người mặc dễ dàng điều chỉnh khả năng cách nhiệt tùy theo nhu cầu cá nhân ^[1]. Nghiên cứu đã so sánh trang phục mô-đun này với các loại trang phục truyền thống mà công nhân đang sử dụng, thông qua các phép đo sinh lý, đo đạc vật lý, thang điểm đánh giá trạng thái nhiệt chủ quan và bảng câu hỏi khảo sát ^[1]. Kết quả cho thấy hệ thống trang phục mô-đun đa tầng giúp duy trì sự thoải mái nhiệt hiệu quả hơn đáng kể so với trang phục truyền thống dày cộm trước đây ^[1].

Một công trình nghiên cứu khác vào năm 2020 cũng phân tích khả năng cách nhiệt của các lớp lót nhiệt đa tầng (multi-layer thermal inserts) tích hợp trong áo khoác bảo vệ dùng cho thời tiết lạnh ^[2]. Thử nghiệm đo đạc các đặc tính nhiệt của hệ thống trang phục kết hợp với các tấm lót chần quả trám có khối lượng trên mỗi đơn vị diện tích khác nhau được tiến hành trên ma-nơ-canh nhiệt ^[2]. Kết quả kiểm tra chỉ ra rằng sự gia tăng khối lượng vật liệu dệt cách nhiệt đóng góp vào việc tăng đặc tính cách nhiệt của trang phục, tuy nhiên điều này là chưa đủ nếu không phân tích tổng thể cấu trúc tích hợp ^[2]. Nghiên cứu đã giới thiệu ba thông số mới về hiệu quả tích hợp và khả năng cách nhiệt để chứng minh rằng việc phối hợp khoa học giữa các lớp lót rời và lớp vỏ áo mang lại giải pháp kiểm soát nhiệt chính xác hơn nhiều so với việc chỉ dựa vào kinh nghiệm may mặc đơn thuần ^[2].

Bên cạnh đó, cấu trúc vi mô của từng lớp vải cũng đóng vai trò quyết định trong việc bẫy không khí. Một nghiên cứu năm 2020 về vật liệu dệt đa lớp phủ graphene kết hợp sợi aramid cho thấy cấu trúc vải dệt kim (knit) và vải không dệt (nonwoven) với các sợi siêu mịn tạo ra độ xốp cao, từ đó bẫy được nhiều không khí cách nhiệt hơn so với các loại vải dệt thoi mật độ cao ^[3]. Đặc biệt, nghiên cứu này ghi nhận hiệu suất cách nhiệt đạt mức tối ưu khi lớp ngoài sử dụng vải không dệt trong điều kiện độ ẩm dễ chịu 55% RH ^[3].

Mối liên hệ giữa vận động, thân nhiệt và việc thoát nhiệt

Trong đời sống thực tế, cơ thể con người không ở trạng thái tĩnh tuyệt đối mà liên tục thay đổi mức độ hoạt động. Một nghiên cứu tổng quan công bố năm 2003 về trang phục và điều hòa thân nhiệt trong lúc tập luyện đã chỉ ra rằng hoạt động thể chất làm gia tăng lượng nhiệt sản sinh từ cơ bắp ^[4]. Khi vận động trong cả môi trường nóng lẫn lạnh, vấn đề nan giải lớn nhất là sự tản nhiệt sinh ra từ hoạt động cơ bắp ^[4]. Trang phục thông thường đóng vai trò là một lớp cách nhiệt và tạo thành rào cản ngăn cản quá trình truyền nhiệt cũng như bay hơi mồ hôi từ bề mặt da ^[4].

Trong điều kiện giá lạnh, cấu trúc của trang phục có ảnh hưởng rõ rệt đến việc điều hòa thân nhiệt trong và sau khi tập luyện, ví dụ cấu trúc dạng lưới mắt cáo giúp tản nhiệt tốt hơn ^[4]. Nếu chỉ mặc một chiếc áo khoác duy nhất thật dày, khi vận động nhẹ hay di chuyển nhiều, lượng nhiệt cơ thể tỏa ra cùng mồ hôi sẽ bị ứ đọng lại bên trong lớp áo dày mà không thể thoát ra. Khi người mặc buộc phải cởi bỏ chiếc áo dày duy nhất này ra vì quá nóng, cơ thể sẽ lập tức tiếp xúc trực tiếp với không khí lạnh buốt bên ngoài, dẫn đến nguy cơ hạ thân nhiệt đột ngột hoặc cảm lạnh. Ngược lại, mặc nhiều lớp mỏng cho phép người mặc cởi bớt một lớp áo ngoài hoặc mở khóa khi vận động và mặc thêm vào khi nghỉ ngơi, duy trì trạng thái vi khí hậu hoàn hảo.

Gió và độ ẩm: Những yếu tố phá vỡ lớp cách nhiệt

Mặc dù việc tạo ra các bẫy không khí bằng nhiều lớp áo mỏng mang lại hiệu quả giữ ấm vượt trội, hiệu quả này có thể bị suy giảm nghiêm trọng nếu không có lớp ngoài cùng cản gió. Một nghiên cứu công bố năm 2022 về khả năng cách nhiệt của vật liệu trang phục bảo hộ trong điều kiện lạnh cực hạn đã làm rõ tác động này ^[5]. Sử dụng thiết bị mô phỏng truyền nhiệt qua da đạt chuẩn ISO 11092, các nhà nghiên cứu nhận thấy các tổ hợp vật liệu dệt bị mất tới khoảng 85% khả năng cách nhiệt khi tốc độ gió tăng từ 0 lên 16 km/h ^[5].

Trong khi đó, sự biến thiên nhiệt độ trong khoảng từ -40 độ C đến 30 độ C cũng như sự thay đổi tỷ lệ độ ẩm (từ 5 g/kg đến 20 g/kg) chỉ có ảnh hưởng rất hạn chế đến khả năng cách nhiệt của các mẫu vật liệu nghiên cứu ^[5]. Điều này cho thấy gió chính là yếu tố nguy hiểm nhất có thể xuyên thấu qua các lớp áo mỏng thông thường và "thổi bay" lớp không khí ấm áp mà cơ thể dày công tạo ra.

Vấn đề mồ hôi và độ ẩm tích tụ cũng là rào cản lớn đối với trang phục chống lạnh. Nghiên cứu thuộc dự án Subzero của châu Âu công bố năm 2004 trên ma-nơ-canh nhiệt và người thử nghiệm tại các phòng thí nghiệm ở nhiệt độ từ 0 đến -50 độ C đã xác nhận rằng: giá trị cách nhiệt giữa mô hình đo đạc và thực tế mặc thử nghiệm có sự thống nhất cao khi lượng mồ hôi tích tụ ở mức thấp ^[6]. Tuy nhiên, trong các tình huống đặc biệt như người mặc đổ mồ hôi nhiều hoặc có gió mạnh, các giá trị này sẽ thay đổi ^[6]. Khi mồ hôi thấm ướt trang phục, nước sẽ thay thế các khoảng trống không khí, làm giảm mạnh khả năng cách nhiệt do nước dẫn nhiệt nhanh hơn không khí gấp nhiều lần.

Hiểu lầm phổ biến khi mặc ấm mùa lạnh

Một hiểu lầm rất phổ biến là nhiều người nghĩ rằng áo càng nặng, càng dày thì giữ ấm càng tốt. Thực tế, một chiếc áo quá nặng có thể gây gò bó, cản trở tuần hoàn máu ngoại vi, làm các đầu ngón tay ngón chân nhanh lạnh hơn. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng quần áo quá dày truyền thống thường làm giảm độ thoải mái khi vận động ngoài trời giá lạnh ^[7].

Hiểu lầm thứ hai là cố gắng mặc thật nhiều lớp áo ôm sát vào cơ thể. Khi mặc các lớp áo quá chật, các khoảng không gian trống giữa các lớp vải bị ép bẹp, làm biến mất các túi khí cách nhiệt tự nhiên, khiến khả năng giữ nhiệt bị giảm sút nghiêm trọng.

Hiểu lầm thứ ba là bỏ qua lớp cản gió bên ngoài. Như nghiên cứu năm 2022 đã chứng minh tốc độ gió 16 km/h có thể làm mất đi 85% khả năng cách nhiệt của vật liệu ^[5], việc mặc nhiều lớp len mỏng nhưng không có lớp chắn gió bên ngoài sẽ khiến gió lạnh dễ dàng thổi luồn vào bên trong, làm mất nhiệt rất nhanh.

Ai nên thận trọng khi lựa chọn trang phục giữ ấm?

Người cao tuổi và người có bệnh lý tim mạch, huyết áp cần đặc biệt lưu ý khi giữ ấm cơ thể trong mùa đông. Tránh mặc quần áo quá chật vì có thể gây cản trở lưu thông máu. Việc thay đổi nhiệt độ đột ngột khi cởi bỏ trang phục dày cũng có thể làm co mạch, gây tăng huyết áp kịch phát. Nhóm đối tượng này nên trao đổi với bác sĩ điều trị để có thêm lời khuyên chăm sóc sức khỏe toàn diện trong mùa lạnh.

Người lao động ngoài trời hoặc người làm việc trong môi trường nhân tạo khắc nghiệt cũng cần cẩn trọng. Một nghiên cứu năm 1988 trên 54 công nhân tiếp xúc với môi trường lạnh nhân tạo từ -30 độ C đến +10 độ C cho thấy: khi yêu cầu cách nhiệt của trang phục (chỉ số IREQ) vượt quá mức 1,5 - 2 clo (tương đương khi làm việc ở -20 độ C), người lao động rất khó có thể tăng thêm mức độ cách nhiệt chỉ bằng cách mặc thêm trang phục thông thường ^[8]. Ngoài ra, chỉ số gió lạnh (Wind Chill Index) thích hợp để phòng ngừa chấn thương cục bộ do lạnh hơn là ngăn chặn căng thẳng nhiệt sinh lý, ví dụ sự suy giảm độ khéo léo của bàn tay không thể ngăn ngừa được bằng chỉ số này ^[8].

Trẻ nhỏ cũng là đối tượng cần quan sát kỹ lưỡng. Hệ thống điều hòa thân nhiệt của trẻ chưa hoàn thiện, nếu mặc quá nhiều lớp áo dày khiến trẻ đổ mồ hôi trộm nhưng không thoát ra được, mồ hôi sẽ ngấm ngược lại cơ thể gây nhiễm lạnh.

Áp dụng quy tắc "ba lớp" chuẩn khoa học trong đời sống

Để tận dụng tối đa cơ chế bẫy khí giữ nhiệt, bạn nên áp dụng nguyên tắc phối hợp trang phục theo 3 lớp linh hoạt:

• Lớp sát da (lớp nền): Nên chọn các loại áo mỏng, co giãn, làm từ chất liệu tổng hợp thoáng khí hoặc sợi giữ nhiệt chuyên dụng có khả năng thấm hút và bay hơi mồ hôi nhanh. Tránh mặc đồ lót bằng cotton dày giữ ẩm vì mồ hôi ứ đọng sẽ làm hạ thân nhiệt ^[4], ^[6].
• Lớp giữa (lớp cách nhiệt): Sử dụng áo len mỏng, áo nỉ hoặc áo chần bông mỏng nhẹ. Đây chính là lớp tạo ra độ xốp và giữ lại lượng lớn không khí ấm quanh cơ thể ^[3], ^[2]. Nếu trời quá lạnh, bạn có thể mặc 2 lớp áo mỏng ở phần này thay vì một chiếc áo quá dày.
• Lớp ngoài cùng (lớp bảo vệ): Cần chọn áo khoác có chất liệu cản gió tốt và chống thấm nước nhẹ. Lớp áo này đóng vai trò như một bức tường ngăn gió lạnh thâm nhập, bảo toàn lớp không khí ấm bên trong khỏi bị gió cuốn đi ^[5].

Tổng kết lại, việc mặc nhiều lớp áo mỏng kết hợp cùng một lớp cản gió ngoài cùng là phương pháp khoa học giúp bẫy không khí cách nhiệt, duy trì thân nhiệt tối ưu và thích ứng linh hoạt với mọi điều kiện hoạt động. Hãy lắng nghe cơ thể, điều chỉnh trang phục linh hoạt theo mức độ vận động và thời tiết để bảo vệ sức khỏe tốt nhất trong mùa đông giá lạnh.