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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

ふくを かえると、からだで かんじる 温度は どれぐらい かわるの?

体感温度は、服装でどれくらい変わるのか

服装で体感温度はどこまで変わるか:着衣量(クロ)と、風・日ざしの条件

分野:からだ

おなじ へやの 中で、あつい ふくの 人と うすい ふくの 人が いたら、おなじ 温度を かんじるでしょうか。ある けんきゅうでは、ふくが ちがうだけで、かんじ方の けいさんの 数字が はっきり ちがって いました。

では、ふくを かえると、なんど ぐらい かわるのでしょう。この ページを 読むと、ふくの あたたかさを あらわす 数字と、「なんど」と かんたんに 言えない わけが わかります。

同じ部屋で、同じ温度計の数字を見ていても、スーツの人と夏服の人では、感じる暑さ・寒さがちがう計算になります。トルコの事務所で冬に行われた測定では、スーツ(1.0クロ)と夏服(0.5クロ)で、計算上の温冷感が「暖かい側」と「涼しい側」に分かれました[4]。

では、服を替えると体感温度は何℃変わるのでしょうか。この記事を読むと、服の暖かさを表すクロという単位と、服1枚で何℃と一つに決められない理由が分かります。

同じ室内でも、着衣量が違えば温冷感の予測値は変わる。トルコの事務所で冬に行われた測定では、スーツ(1.0 clo)と夏服(0.5 clo)で予測温冷感(PMV)の符号が逆になった[4]。しかし「服1枚で何℃」という換算は、気温・風・日ざし・活動量が絡むため一つに決まらない。

この記事を読むと、着衣量の単位 clo(クロ)の定義と足し算の仕方、空気層が保温の主役である理由、風冷え指数が服装を含めていない点から、服装の効果をどこまで数えられるかが分かる。

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1. おなじ へやなのに、かんじる 温度が ちがうの?

1. 同じ部屋で、スーツと夏服の人は同じ暑さを感じるのか

1. 同じ室内で、着衣量の違いはどれだけ温冷感の予測を動かすか

からだで かんじる 温度を、「たいかん温度」と いいます。たいかん温度は、気温だけでは きまりません。かぜ、しつ気、日ざし、うごき、そして ふくで かわると いわれて います[7]。

トルコの じむしょで、ふゆに はかった けんきゅうが あります。せびろ(クロという 数字で 1.0)の 人は 「ちょうど いい〜ちょっと あたたかい」。なつ ふく(0.5)の 人は 「ちょうど いい〜ちょっと すずしい」と けいさんされました[4]。

この けいさんの 数字を くらべると、ふくの ちがいで 0.8ぐらい はなれます。ただし これは 一つの じむしょの 一回の はかり方で、ぜんぶの 人に あてはまる 答えでは ありません。

では、「ふく一まいで なんど」と 言えるのでしょうか。そう かんたんでは ないのです。まず、ふくの あたたかさを 数字で あらわす ほうほうを 見ましょう。

体感温度は、からだに感じる暑さ・寒さの度合いを数字で表したものです。気温や湿度、風、周りの熱(日ざしなど)といった環境の条件と、動きの量や着ている服の量といった人の条件が合わさって決まるとされています[7]。服は、そのうちの一つです。

服の影響を示す例として、トルコの事務所で冬に行われた測定があります。スーツ(1.0クロ)と夏服(0.5クロ)で、予測温冷感(PMV)を計算したところ、スーツの人は約+0.3〜+0.4、夏服の人は約−0.3〜−0.5でした[4]。0に近いほど「ちょうどよい」で、プラスは暖かい側、マイナスは涼しい側です。

3回の測定でスーツと夏服の差を計算すると、どれも約0.8になります。同じ部屋でも服で感じ方が逆の側へ動く、ということです。ただし、これは1か所で1回測った結果で、PMVは人に聞き取った答えではなく計算値です。

ここまでで分かるのは、服で感じ方は動く、ということまでです。「服1枚で何℃」という決まった換算は、風や日ざしや動きで変わるため、一つの数字にはなりません。そこで次は、服の暖かさを数えるための単位を見ます。

体感温度は、気温・湿度・気流・熱放射という環境条件と、活動量(代謝量)・着衣量という人体条件が合わさって決まる量として定義される[7]。着衣量はこの六つのうちの一つにすぎないので、「服で何℃」を単独で決めること自体に無理がある。

それでも、服の影響を見積もった例はある。トルコの事務所で冬に行われた測定は、スーツ(1.0 clo)と夏服(0.5 clo)を比べ、PMVを算出した。スーツは約+0.3〜+0.4(中立〜やや暖かい)、夏服は約−0.3〜−0.5(中立〜やや涼しい)である[4]。3回の測定それぞれで差を取ると、いずれも約0.8になる(例:0.436−(−0.337)≒0.77)。0.5 cloの差が、PMVの符号を入れ替えるほどの違いに相当した、ということになる。

ただし限界もある。測定は1か所で1回だけであり、PMVは回答者への聞き取りではなく、気温などの測定値から計算した値である[4]。一般化はできない。

では、0.5 cloの差とは何を指しているのか。そもそも服の暖かさを数えるとはどういうことか。

2. ふくの あたたかさは、たしざんできるの?

2. 服の暖かさに単位がある:クロは足し算できる

2. 着衣量を足し算で数える単位 clo の定義と、資料間のずれ

ふくの あたたかさを あらわす 数字が あります。「クロ」と いいます。はだかが 0。せびろ ぐらいの ふくが 1です[1]。

この クロは、ふくごとの 数字を たしざんで きます。めやすは、Tシャツが 0.09、ながそでの シャツが 0.12、うすい セーターが 0.20、ダウンの うわぎが 0.55 ぐらいです[1]。

たとえば、はんそでと みじかい ズボンで 0.36。ながい ズボンと ながそでの シャツと Tシャツで 0.61。そこに セーターを かさねると 1.01 に なります[2]。

0.36と 1.01を くらべると、3ばい ちかく です。ふくを かさねるほど 数字が のびます。でも、どうして ふくは あたたかいのでしょう。

服の暖かさは「クロ(clo)」という単位で表されます。1クロは、室温21℃、ほぼ無風、湿度50%未満の部屋で、静かに座っている人が快適でいられる服の量で、ビジネススーツくらいです。裸は0クロです[1]。

便利なのは、一着ごとのクロ値を足せば全身の値になることです。資料に出ている目安の値は、Tシャツ0.09、長袖シャツ0.12、薄手セーター0.20、厚手セーター0.35、ジャケット0.35、ダウンジャケット0.55などです[1]。

アメリカの空調の学会(ASHRAE)の例では、短パンに半袖シャツで0.36クロ。長ズボンに長袖シャツとTシャツで0.61クロ。そこにセーターを足して1.01クロ。さらに上着と長い下着まで足すと1.30クロです[2]。最初の0.36と最後の1.30を割ると約3.6倍です。

ただし、この値は目安です。0.61から1.01への増加分は0.40で、前の一覧の薄手セーター0.20、厚手セーター0.35とも少しちがいます。同じ資料の中でも表と例で数字がずれており[1]、セーター一枚が0.2〜0.4クロの幅で語られる、と見るのが安全です。

では、なぜ服を重ねるほど数字が伸びるのでしょうか。服の布そのものが暖かいのでしょうか。

着衣の断熱は clo(クロ)で表す。1 clo は、室温21℃・気流0.1 m/s・湿度50%未満の環境で、安静に座る人が快適でいられる着衣量(ビジネススーツ程度)で、熱抵抗にすると 0.155 m²K/W にあたる。裸が0 cloである[1]。

この単位の利点は加算できることにある。衣類ごとの値を足せば全身の値が得られる。目安値は、Tシャツ0.09、長袖シャツ0.12、薄手セーター0.20、厚手セーター0.35、ジャケット0.35、ダウンジャケット0.55である[1]。ASHRAE のハンドブックの表では、短パンと半袖シャツで0.36、長ズボン・長袖シャツ・Tシャツで0.61、これにセーターを加えて1.01、さらに上着と長い下着まで重ねて1.30になる[2]。最小と最大の比は1.30÷0.36≒3.6である。

だが、個別値は固定した物差しではない。0.61から1.01への差は0.40であり、前の表の薄手セーター0.20・厚手セーター0.35とは合わない。二つの資料は同じ条件・同じ衣服を測っているわけではなく、さらに同一のページ内でも表と計算例の数値にずれがある[1]。したがって、セーター1枚を0.2〜0.4の幅で見るのが妥当で、「セーター=0.35」と断定すると、後の議論で誤差が積み上がる。

それにしても、なぜ布を重ねると値が足されるのか。布が熱を通さないのなら、1枚でも十分なはずである。ここに、服の保温の正体がある。

3. ふくの あたたかさの ひみつは、ぬのじゃ なくて くうき?

3. 服の暖かさの正体は、布の間にためた空気

3. 服の間の空気層は保温に役立つ:重ね着が効く理由と、押しつぶすと弱まる理由

ふくは、からだと ぬのの あいだ、ぬのと ぬのの あいだに、くうきを ためて います。くうきは、ねつを つたえにくい ものです[3]。そのため、からだの あたたかさが にげにくく なります。

ですから、ふくを かさねると あたたかいのは、ぬのの 数だけでは なく、あいだに くうきの そうが できるからだと 考えられます。

ためしに、あつい セーターを ぎゅっと おしつぶして みてください。うすく なります。くうきが おし出されて、あたたかさは さがる と いわれます。ふくは、ふんわりしている ほうが あたたかいのです[3]。

さて、くうきを ためた ふくを きても、かぜが ふいたら どうなるでしょう。

空気は熱を伝えにくい性質があります。そのため、体と服の間、服と服の間に空間ができると、体から出ようとする熱が外へ逃げにくくなり、暖かくなります[3]。服は「空気をためる袋」と考えると分かりやすいのです。

重ねた服のすき間に空気が残っていることも、保温に役立つと考えられています。

これは、前の章の足し算とつながります。服を重ねるとクロ値が増えるのは、布が増えるからです。そのうえ、間に空気の層もできるので、保温に役立つと考えられます。逆に、服を強く押しつぶすと空気の層が薄くなり、保温力は下がります[3]。

ここまでの話は、風のない室内が前提でした。外に出て風が吹いたら、空気をためた服はそのまま働くのでしょうか。

空気は熱伝導率が低い。体と服の間、服と服の間に空間があると、体温が外へ逃げにくくなる[3]。

衣服を1枚足すと、布の分に加えて、新しい空気の層ができうる。空気層は保温に役立つと考えられる。逆に、押しつぶすと空気層が薄くなり、保温力は下がる[3]。ダウンジャケットのクロ値が0.55と大きいのも、空気をふくんだ厚みと整合する(ただし値の元の資料は目安である)[1]。

以上は無風・室内の前提である。屋外で風が吹き、日が差せば、空気層は同じように働くのか。ここで体感温度の「ほかの変数」が前面に出る。

4. かぜや 日ざしは、ふくより 大きく かんじるの?

4. 風と日ざしは、服の効果と別に体感を動かす

4. 風冷え指数が服装を含まない理由と、風の影響が条件で変わること

かぜが つよいと、さむく かんじます。でも、どれぐらい さむく なるかは、気温など ほかの ことでも ちがいます[6]。

アメリカの てんきの やくしょは、「かぜで つめたく かんじる めやす」を 出して います。使うのは 気温が 10℃ いかで、かぜが ある ときです。この 数字は、ふくの ことを 入れて いません。また、おとなで ためした ものです[5]。子どもや おとしよりには、気を つけて あてはめます。

もう 一つ。この 数字は、日ざしが ない 夜を まえに して います。晴れた 日ざしが あると、10〜18°F、つまり 5.6〜10℃ほど あがる ことが ある、と しょうかい されて います[5]。

ふくの ちがいを、かぜや 日ざしの ちがいと くらべるのは むずかしいのです。

風が強いと寒く感じますが、その影響は気温などの条件でちがいます。「風が強くなるといつも同じだけ下がる」という決まった数字はありません[6]。

アメリカの気象局(NWS)が使う風冷え(wind chill)の指数は、顔の高さの風と皮膚から熱が逃げる様子をもとにしています。使えるのは、気温が50°F(約10℃)以下で、風が3mph(約1.3m/s)を超えるときです。しかも日ざしは「ない」とし(晴れた夜の空)、服装も考えに入れていません[5]。服装を変数に入れていないので、この指数の数字は、服で何℃という答えには使えないのです。

同じ資料には、晴れた強い日ざしで風冷えの温度が10〜18°F上がることがある、と書かれています[5]。これは約5.6〜10℃にあたり(差なので9分の5をかけます)、日ざしの有無だけでも、感じる温度の違いは小さくありません。

また、この指数は成人で試験したもので、子どもや高齢者、健康に不安のある人には慎重に当てはめるよう注意されています。湿度は影響が1度未満のため、式には入れられていません[5]。

ここまでで、服だけで体感は決まらないことが分かりました。では、暮らしの中で「服で寒さや暑さをやわらげる」とは、実際にはどんな形で行われているのでしょうか。

風が強いと寒く感じるが、その影響は気温などの条件で異なり、固定した換算の数字はない[6]。風の影響を室内の着衣量の議論に持ち込んでも、換算の根拠にはならない。

では、風の影響を数式化した指数はどう作られているか。米国気象局(NWS)の風冷え指数は、顔の高さ(約5フィート)の風と皮膚からの熱損失にもとづき、日ざしの影響はなし(晴れた夜空を仮定)、気温50°F(約10℃)以下・風3 mph(約1.3 m/s)超で使う。成人で試験した値であり、湿度は影響が1度未満のため式に入れていない[5]。そして重要なのは、この指数が服装を考慮しない点である。すなわち、風冷えの数字から「服を足すと何℃上がる」を読み取ることはできない。

一方、同資料は、強い日ざしが風冷え温度を10〜18°F上げうると注記する[5]。温度差の換算は5/9を掛ければよいので、約5.6〜10℃にあたる(例:18×5/9=10)。日ざしの有無という一つの条件だけで、これだけの幅が出る。しかも対象が成人なので、子どもや高齢者に当てはめるときは慎重さが要る[5]。

このように、体感温度は風・日ざし・活動量・着衣量が絡み合って決まる。服の寄与を取り出して「○℃」と一言で示す換算は、資料の中にはない。では、現実の暮らしでは、服の効果はどう使われてきたのか。

5. 20℃や 28℃でも だいじょうぶって、どういうこと?

5. 室温を決めて、服で調整する:ウォームビズとクールビズ

5. 室温の目安を服で補う:ウォームビズの調査結果とクールビズの条件

くにの かんきょうの やくしょは、だんぼうで 部屋を あたためる ときの めやすを 20℃ と して、「ウォームビズ」を よびかけて います。マフラーや ひざかけで さむさを やわらげる くふうです。

調べた 人たちの 答えでは、95%より 多い 人が、20℃を 「ちょうど いい」か 「すこし さむいけれど こまらない」と こたえました[8]。

なつの「クールビズ」は、れいぼうの 部屋の 温度を 28℃に しても、すずしい ふくそうで すごせる ように しよう、という よびかけです[9]。

ただし、ふくで なんど かわるかは、この しりょうには 書かれて いません。

環境省は、暖房する部屋の室温を20℃にしようという「ウォームビズ」を呼びかけ、体感の調査では、95%以上の人が20℃を「適温」または「やや寒いが特段支障はなかった」と答えました[8]。マフラーやひざ掛けなど、服の工夫で寒さをやわらげる方法も紹介されています。

夏には「クールビズ」があります。冷房の室温を28℃にしても、オフィスで快適に過ごせる服装を提唱してきました[9]。

ここで、あえて逆の見方もできます。20℃や28℃で「困らなかった」のは、服の工夫のおかげと言いたくなりますが、環境省の資料には、服でどれだけ変わるという数値はありません[8]。「服で寒さをやわらげた」ことと「何℃分」ということは、別の話です。

体感温度は、気温・風・日ざし・動き・服が合わさって決まるので、一つの変数だけを取り出して数字にすることはむずかしい。服で何℃変わるかは、風や日ざし、動き方でも変わります。自分の服を足し算すると、クロ値を試せます。

室温の目安と服装の調整を組み合わせた政策が、環境省の「ウォームビズ」「クールビズ」である。ウォームビズでは、暖房時の室温20℃を目安にし、体感調査で95%以上が20℃を「適温」または「やや寒いと感じたが特段支障はなかった」と回答した。服の工夫(マフラー、ひざ掛けなど)で寒さをやわらげる点も示されている[8]。

クールビズは、冷房時の室温を28℃にしてもオフィスで快適に過ごせる服装を提唱してきた。

ここで注意すべき点が二つある。一つは、いずれの資料にも「服でこれだけ変わる」という数値は書かれていないことで、調査結果は「その室温で支障が少なかった」という申告にとどまる。もう一つは、95%という割合が、服の効果だけでなく、活動量・個人差・調査の方法を含む結果である点である。服だけの影響を調べるには、同じ人・同じ部屋で服だけを変えた比較が必要になる。第1章のトルコの測定は、その形に近い数少ない例だが、1か所1回の測定である[4]。

結局、体感温度には、クロ値(第2章)、空気層(第3章)、風や日ざし(第4章)、活動量などが関わる。換算表がない、という事実そのものが、この題材の結論に近い。自分の服で確かめる道すじを示す。

6. じぶんの ふくを たしざんして みよう

6. 自分の服のクロ値を足して、空気の層を確かめる

6. 自分の服のクロ値を足し、資料を読んでみる

きょう できる こと

きょう きて いる ふくを、クロの めやすで たしざんして みましょう。Tシャツ 0.09、ながそでの シャツ 0.12、うすい セーター 0.20、あつい セーター 0.35 と して、ぜんぶ たします。

つぎに、おうちの あつい セーターを ゆかに おいて、手で ふんわり もちあげた 高さと、ぎゅっと おした 高さを、ものさしで くらべます。うすく なる ことが わかります。ふくの すきまの くうきが あたたかさに やくだつ ことは、3の しょうで 見ました。

しらべる とき

くにの かんきょうの やくしょが 出した ウォームビズの ページを、おうちの 人と 見て みましょう。

家で足し算する

今日着ている服を、第2章の目安の値で足し算します。たとえば、Tシャツ(0.09)と長袖シャツ(0.12)と薄手セーター(0.20)なら0.41です。クロ値は目安として足せます。服の間に空気があると暖かさにどう関係するかは、第3章を読み返してみましょう。

空気の層を確かめる

厚手のセーターを床に置き、ふんわりさせたときの高さと、手で軽く押したときの高さを、定規で比べます。押すとセーターが薄くなることを確かめます。服のすき間の空気が保温に役立つことは第3章で見たとおりです。

出かけたときに

同じ服で、日なたと日かげ、風のある場所とない場所を歩いて比べると、服以外の条件で感じ方が動く様子が分かります。暑い日は長い時間やらず、水分をとりながら、おうちの人と一緒に行いましょう。

公式情報

環境省の報道発表[8][9]は日本語で読めます。米国気象局の風冷えの資料[5]は英語ですが、前提条件の一覧が短くまとまっています。

足し算で確かめる

自分の服を、第2章の目安で足し算する。クロ値は目安として足せる。厚手のセーターをふんわりさせた高さと、手で押した高さを定規で比べると、押せば薄くなることを確かめられる。空気層と保温の関係は第3章で見たとおりである。

資料を読むなら

clo の定義と加算は[1]、ASHRAE の例は[2]、空気層は[3]、同じ部屋の服のちがいによる温冷感の計算は[4]、風冷えの前提条件は[5]にある。体感温度の定義は[7]、日本の室温の目安と調査は[8][9]にある。

次の問いは、重ね着の空気層の厚さとクロ値の関係である。そこを調べるには、ISO や日本建築学会の原文が必要になる。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文で使った資料です。

  1. Engineering ToolBox. Clo - Clothing and Thermal Insulation. https://www.engineeringtoolbox.com/clo-clothing-thermal-insulation-d_732.html (クロの定義と衣類ごとの目安値)
  2. ASHRAE Handbook Fundamentals 2017, Chapter 9 (Thermal Comfort). https://handbook.ashrae.org/handbooks/f17/si/F17_Ch09/f17_ch09_si.aspx (服の組み合わせの値)
  3. ウェザーニュース 重ね着の解説. https://weathernews.jp/s/topics/201811/220235/ (空気の層と暖かさ)
  4. Comparison of suit dresses and summer clothes in thermal comfort. PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3880055/ (服のちがいと予測温冷感)
  5. NWS. Cold/Wind Chill Chart. https://www.weather.gov/safety/cold-wind-chill-chart (風冷え指数の前提)
  6. Wikipedia 体感温度. https://ja.wikipedia.org/wiki/体感温度 (風と体感温度)
  7. コトバンク 体感温度. https://kotobank.jp/word/体感温度-155674 (体感温度の定義)
  8. 環境省 報道発表(ウォームビズ). https://www.env.go.jp/press/10668.html (20℃の体感調査)
  9. 環境省 報道発表(クールビズ). https://www.env.go.jp/press/102469.html (28℃と服装)

なおした ところ

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