1.「東京」とはどういう場所か?
「東京」は、暑くて寒い、世界でも珍しい街です。
赤道付近の国から来た人が「東京の方が暑い」と言うのを聞いたことがあります。
ロシアから帰国した人が「東京の方が寒い」と言っていました。
「暑い」「寒い」は、主観的な感覚です。
「暑い」「寒い」と感じる時、「気温」だけが影響している訳ではありません。少し専門的な話しとなりますが、現在では、「気温」の他に、「湿度」「風速」「平均放射温度」「活動程度」「着衣量」の6つの要素(温熱6要素)で、「主観的な感覚」を「客観的な数値」に置き換えます。
(1)温熱6要素と快適指標
「暑い」「寒い」を数値化するために必要な要素が、「温熱6要素」です。
要素を一覧表に整理しました(表1-3-1参照)。
「代謝」 (活動程度) |
恒温動物である「人」は、体温を一定に保ち(生命維持)、また生活(頭脳労働、肉体労働等)するために、食事によりエネルギーを取込みます。人体内部で使われたエネルギーは、エネルギー保存則に従い、最後は熱エネルギーとして放出されます。 筋肉はエネルギーを多く消費するためアスリートの代謝量は多く、したがって放熱量も多くなります。その分、食事量も多くなります。 体内で産出する熱量よりも放熱量が著しく多くなると、「鳥肌」となり皮膚からの放熱量を抑えます。それでも多い場合「ふるえ」を生じ、発熱量を増やします。それでも間に合わない場合、最悪の場合凍死に至ります。 体内で産出する熱量よりも放熱量が著しく少ない場合、動きは緩慢になり、頭はぼ〜として、産熱量を抑えます。それでも間に合わない場合、「発汗」し、蒸発潜熱による皮膚温の低下を促します。それでも間に合わない場合、熱中症となり、最悪の場合、死に至ります。 |
「着衣」 (着衣量) |
特に寒い期間、身体からの放熱量を抑えます。つまり身体からの放熱量に対して「抵抗」値となるので、暑い場合、身体に対してマイナスに働きます。 |
「気温」 | 「暑い」「寒い」に最も影響する要素です。 |
「湿度」 (相対湿度) |
「湿度」が高いということは「水蒸気」を多く含むため、空気の持つエネルギー量は多くなり、暑い時は暑さを増長しますが、寒い時は寒さを和らげます。 |
「気流」 | 心地よい風は自然のリズム(揺らぎ:強弱・間欠)を持ちます。台風の強い風や、弱くても長時間吹付ける人工的な風は不快と感じます。 |
「放射」 (平均放射温度) |
「小春日和」と言うように、「気温が低い」冬期の屋外でも、風が無く、太陽が照っていると温かく感じます。しかし、その日差しは「気温が高い」夏期には耐えがたい暑さになります。 |
表1-3-1 温熱6要素
表1-3-2 快適指標
日本の冷房設定温度は26.0℃・50%が一般的でしたが、クールビズ以降は28.0℃・50%となりました。
一方、海外では低い温度が一般的なようです。参考に新聞記事を示します。
「日本を見習え」 国連もクールビズ 2008年7月31日 東京新聞 夕刊
【ニューヨーク=阿部伸哉】外交もカジュアルな服装で−。 国連は30日、ニューヨークの本部の冷房を緩めて軽装を奨励する「クールUN」を8月1日から1カ月間、試行すると発表した。
上着、ネクタイ着用が慣例となっている国連だが、日本の「クールビズ」をヒントに、「気候変動問題で国連が率先垂範しなければいけない」(潘基文事務総長)と試験導入に踏み切った。
現在、事務局で22.2℃、議場で21.1℃の設定温度を、試行期間中はそれぞれ25.0℃、23.9℃に引き上げる。推奨温度28℃の日本よりは“甘め”だが、1カ月間で二酸化炭素(CO2)約300トンに当たる温室効果ガス削減が期待でき、約10万ドル(約1,100万円)の節約になるという。
国連の設定温度はそれでも従来の日本(26℃)よりも低い設定です。記事中にもありますが、「上着」着用では「着衣量」の数値が大きくなるため、その他の数値を下げる必要があります。「活動程度」は下げる訳には行かないと思います。「気流」はそもそも「0」に近い値です。「相対湿度」「平均輻射温度」は「気温」に左右されるため、手っ取り早いのは「気温」を下げることになります。
その後、国連でクールビズが「定着」した話題は聞いていません。日本でもその昔、半袖の「上着」を着た総理大臣がいました。あまり良い印象は無かったのですが、やはり定着しませんでした。
この温熱6要素を用いて、いくつかの「快適方程式」が提案されています。その「快適方程式」を基に、「熱的中立(暑くも寒くもない状態)」からのズレを数値化したものも提案されています。表1-3-2に代表的な「快適指標」である「PMV」と「SET*」を示します。参考に、以前、夏の天気予報で良く用いられていた「不快指数」も示します。温熱6要素全てを用いていません。また、以前からそれら以外にもいくつかの「快適指標」が提案されています。
周囲が「寒い」状況では「温かい」が「どちらでもない(暑くも寒くもない)」よりも「快適」に感じます。また周囲が暑い状況では逆に「涼しい」が快適に感じますが、夏に風呂から上がった後に扇風機に当っていると、初めは「涼しい」ですが、そのうちに「寒い」に変わります。「快適指標」では、「活動量(代謝量)」に伴う産熱と、「着衣量」と周囲の状況で「放熱量」が吊りあう状態を「快適」域としています。
なお、夏場、風呂上りに扇風機に当った状態は、「快適」と感じる人が多いと思いますが、PMVでは評価できません。表中、SET*の概説に記したように、「皮膚が湿潤な状態」は、ヨーロッパ特に北欧に位置するデンマークでは、サウナでは生じますが、一般的に生じる状況は想像できなかったのでしょう。
付け加えますが、「暑さは頭で感じ」、「寒さは下半身で感じ」ます。暑い時、団扇で扇ぐのは「顔」であり、寒い所にいると冷えるのは「足」です。つまり暑い時は頭の部分を冷やすようにしたり、寒い時は下半身を温めるようにしたりすると、「快適指標では評価できない」のですが、効率的に「快適」になれます。
(2)暑い理由
東京の2012年〜2014年の3年分と、世界のいくつかの都市の「気温」と「湿度」でクライモグラフを作成しました(図1-4-1参照)。データは理科年表(2002年版)を中心に足りない分をWikipediaで補いました。
シンガポール(北緯1°)、クアラルンプール(北緯3°)、ジャカルタ(南緯6°)と比べると、東京は、気温はほぼ同じですが湿度が10%程度低いことがわかります。それにもかかわらず、南の国から来た人が「東京の方が暑い」と感じる原因は、「平均放射温度(MRT)」ではないかと思っています。
例えば、真夏の昼間に新宿駅の地下1階コンコースから、階段でホームに昇ると、ホームに出る頃にものすごい「暑さ」を感じると思います。真夏の日差しを受けて50℃以上になった石綿スレートの屋根からの「放射」のためです。階段を昇るにつれて、視界に占める石綿スレートの屋根面積が増え、それにつれて「放射」量が増加するのです。このように、夏の日差しを受けた面は、50℃〜60℃、場合によっては70℃になります。その面から「放射」を受けると、「気温」以上に「暑く」感じます。
砂漠等、同様に表面温度が高い所では白い長袖シャツを着て、熱い表面からの「放射」が皮膚に当ることを防ぐことが一般的です。しかし、「東京」でそれを実行すると、皮膚からの水分の蒸発が妨げられ、かえって「暑く」なります。砂漠のように「乾燥」している所でのみ有効な方法なのです。クールビズだと言いながら「長袖シャツ」を着ている人がいますが、着ている本人は暑くないのでしょうか?東京の気候を理解していない人たちです。
海外では、日差しが強くても、日陰に入ると涼しい時がありますが、「東京」では道路や建物の表面温度が全て高くなっているので、冷房の効いた室内に逃げ込まないと、この「放射」から逃げることはできません。
東京のように建物が密集していても「日射(太陽放射)」は確実に建物や道路の表面温度を上昇させます。いっぽう、夜間は表面から天空に向かって赤外線が放射されます(放射冷却)。ところが、表面から放射される赤外線は全方位に放射されるため、例えば道路の表面から放射される赤外線は、建物が密集していると、大部分は隣接する建物の表面に放射され、天空への放射は多くはありません。道路や建物は熱容量が大きいため、「日射(太陽放射)」を受けてから、数時間以上、赤外線放射が続きます。夕方に受けた「日射(太陽放射)」は翌日の丑三つ時を過ぎても放射されています。赤外線で真夜中の「東京」を見ると、昼間のように真っ白に見えるのではないでしょうか。
図1-4-1 東京と世界の都市のクライモグラフ
(3)寒い理由
図1-4-1のクライモグラフを見ると、冬期の気温は、モスクワやオスロに比べて東京の気温が10℃以上高いことがわかります。それでも「寒く」感じるのは、「からっ風(乾燥した北西の季節風)」の影響と考えます。
東京以外の、モスクワ、オスロ、ロンドン、それにソウルも、冬期に湿度が極端に下がることは無いようです。モスクワやオスロでは、冬期の相対湿度は上がる傾向が伺えます。東京のように、冬期に相対湿度が低下するのは特異な状況であると思われます。
「風速」が1m/s上がると「体感温度」が1℃下がると言われています。これはどうも「顕熱」に限った話しのようです。「からっ風(乾燥した風)」は「顕熱」だけではなく、「潜熱」も奪うのではないでしょうか。「乾燥した寒い」風が人体に与える影響の実験データは、Webの検索ではお目にかかれませんでした。
服を着こむことで「熱」は閉じ込めておくことができますが、「湿度(水蒸気)」に関しては難しいのかもしれません。かのゴアテックスでも水は通しませんが、水蒸気は通すのですから。
昔の人は、家の北側に「防風林」を植えて、冬の季節風である「からっ風」を防ぎました。落葉樹では役に立たないので、常緑樹を植えました。