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（論文）熱帯乾季の屋外温熱環境が人体に及ぼす影響に関する研究
熱帯乾季の屋外温熱環境が人体に及ぼす影響に関する研究 成田まどか 西堀朱音 南結理子 研究の背景 研究の目的 近年、都市化の進展に伴い、ヒートアイランド現象は顕著にな 地球の平均気温の上昇が予測されることを見込み、熱帯地域に りつつある。室内における冷房機器の普及・発達により夏季の屋 おける屋外温熱環境が人体に及ぼす影響を検討することが重要と 内外の温度差が大きくなっている。これらのことが起因し、熱中 なると考えられる。 症等の人体への健康被害や障害が顕在化している。中庸な温熱環 そこで、本研究ではタイの屋外で熱帯気候に順応している人体 境の地域は熱帯地域へ変貌し、屋外空間での過ごし方も検討する の心理的、生理的反応を計測し、体感温度と人体の温熱感覚との ことが不可欠となる。 関係を定量的に明らかにする。 郊外の平均 1℃上昇 本研究では、屋外温熱環境が及ぼす人体影響を屋外温熱環境評 東京 3℃上昇 1.0 17 16 0.0 -1.0 帯地域における人体影響を比較し、その特性を明らかにした。 1905 年 13.5℃ 15 -0.5 価指標 ETFe にて検討した。そして、中庸な温熱環境の地域と熱 1999 年 16.6℃ 0.5 14 -1.5 -2.0 Short-wave soloar Contact material radiation heat gain surface temperature 13 1900 1920 1910 1960 1940 1930 1950 1980 1970 2000 1990 2010 Ｆ Fig.1 中小規模の都市の平均気温の推移 1891 1881 1931 1911 1901 1921 1951 1941 1971 1961 RS 1991 1981 Fig.2 東京の平均気温の推移 2001 Air velocity Air temperature Long-wave mean radiant temperature Va Ta TrL Tf hd tc ta fcond Fcld hc ts ta fconv fcl Fclo ERFhtaS ECFhta TVFhta ERFhtaL he ETF w fcl Fpcl he ETFe w fcl Fpcl RHF EHFETV EHFETF EHFETFe hvL Air temperature corrected by air velocity tv he ta w fcl Fpcl he ETV w fcl Fpcl Radiant heat transfer in conduction corrected in enhanced conduction area combined effective Reduced-effective temperature temperature effective temperature Standard conditions 0.1 m/s 0.0 clo ( Horikoshi et al. ) Td hrL ta frad fcl Fcl Radiant heat transfer area combined Heat transfer area Convective heat transfer area combined effective of the combined thermal concerning short-wave radiation Dew point temperature Standard operative temperature ( Gagge ) operative temperature Standard conditions 0.1 m/s 0.6 clo SOT OT ( Winslow et al. ) hkL Standard humid operative temperature ( Gagge et al. ) SHOT 50% RH Standard effective temperature SET*( Gagge et al. ) Humid operative temperature Standard conditions 0.1 m/s 0.6 clo HOT ( Nish & Gagge ) 50% RH Effective temperature ET*( Gagge et al. ) hkL Corrected humid operative temperature HOTV ( Horikoshi et al. ) hvL 50% RH hkL temperature corrected humid operative temperature ( Kurazumi et al. ) ETV ( Horikoshi et al. ) HOTFL hfL 50% RH Conduction-corrected Main parameters hkL temperature Air temperature ta corrected humid ( Kurazumi et al. ) Convection-corrected mean skin temperature ts operative temperature Contact skin temperature tc hc ( Kurazumi et al. ) S hr hfL 50% RH Effective surface area of clothing fcl Resultant heat conductance hd Enhanced Fcl he conduction-corrected Fcld hv temperature ! Fpcl hf Skin wetness w hk ( Kurazumi et al. ) ETF HOTF ETFe Relationship between the rational environmental indices and the main parameters. Fig.3 ヒートアイランド現象のメカニズム Fig.4 体感温度の樹形図 Convective heat transfer area factor fconv Radiant heat transfer area factor frad Conductive heat transfer area factor fcond 心理反応 生理反応 実験計画 OUTDOOR THERMAL COMFORT QUESTIONNAIRE バンコク市内のチュラロンコン大学内で徒歩による移動観測を We use the data collected this questionnaire only for our research. Your PIN[ ] Question 1: THERMAL SENSATION Please tick IJ the category to indicate how you currently feel. 行った。環境条件として気温、湿度、風向、風速、短波長日射量、 -3 -2 -1 0 1 2 3 ■ Cold ■ Cool ■ Slightly Cool ■ Neutral ■ Slightly Warm ■ Warm ■ Hot Question 2: TEMPERATURE Would you like to be? Please tick IJ appropriate answer. 長波長日射量、地表面温度を測定した。生理的条件として皮膚温 □ Cooler □ No change □ Warmer Question 3: WIND Would you like to be? Please tick IJ appropriate answer. ■ More air movement ■ No change ■ Less air movement Question 4: SUN Would you like to be? Please tick IJ appropriate answer. ８部位を測定した。心理的条件として温熱感覚を離散評定尺度に □ More sun □ No change □ More shade Question 5: HUMID Would you like to be? Please tick IJ appropriate answer. ■ More moisture より測定した。 ■ No change ■ Less moisture Question 6: THERMAL COMFORT Please tick IJ the category to indicate how you currently feel. 0 1 □ Comfortable 観測場所 ⓪地点 2 □ Slightly Uncomfortable 3 □ Uncomfortable 4 □ Very Uncomfortable □ Extremely Uncomfortable Question 7: THERMAL ACCEPTANCE Can you accept the thermal environmet at this moment? Please tick IJ appropriate answer. ①地点 ■ Acceptable ■ Unacceptable Question 8: CLOTHING Please tick IJ all the items closest to what you are wearing at this moment. □ T-shirt □ Sleeveless shirt □ Short-sleeve shirt □ Long-sleeve sweatshirt □ Long-sleeve shirt □ Sleeveless Vest □ Jacket or Jumper □ Shorts □ Long pants □ Short skirt □ Long skirt □ Socks □ Shoes □ Sandals FIRST time ONLY Your GENDER: □ MALE / □ FEMAL HEIGHT: cm WEIGHT: kg We would like to thank you for your kind cooperation. Fig.6 皮膚温測定部位 Fig.7 申告用紙 結果 気象観測結果 天空率が高い開放された観測点の下向きの短波長日射量は多い が、日差しが遮られている観測点の下向きの短波長日射量は顕著 に少なくなっており、日よけの効果が認められた。いずれの観測 ② 地点 点 ②地点 ③地点 ④地点 点 ⑤地点 点とも熱帯地域の乾季の影響により地表面が断続的に暖められて いるため、長波長放射量が多くなっている。 Table.1 各観測地点における天と地の緑被率 生理反応の測定結果 生理反応の測定結果から暑いと感じられる観測地点は地点 Fig.5 観測写真 ③④⑤となった。 温冷感と快適感との関係 観測点と温冷感申告 温冷感と快適感との関係を Fig.10 に示す。最も Thermal 観測点と温冷感申告の関係を Fig. 8 に示す。日射遮蔽と地表面 comfort の申告が Comfortable 側となる Thermal sensation の申 温度を下げる効果のあるグランドカバー、空間の開放性の効果が 告は、Cool から Slightly Cool 迄の範囲となることが得られた。 温熱感覚に顕著な効果を示すことが明らかになった。しかし、コ Kurazumi et al．(2013) は日本人を対象とした屋外環境の快適範 ンクリート造の建物や地表面が裸地、コンクリート舗装で覆われ 囲は 31.6∼38.5℃としている。熱帯地域に暑熱順応をしているタ ている空間では、長波長放射が強くなり、天空率が低く短波長日 イ人は、日本人と比較してやや涼しい気候を好む傾向があると考 射が少なくても温熱感覚の改善効果は低いことが明らかになっ えられる。 N=38 N=38 N=38 N=37 5 4 3 2 1 0 r=0.58 femal e Y= 0.11 X2 + 0.34 X + 0.63 r2 =0.53 G GGGEG G G G G EG EG EEEGGG EG 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90100 SHARE [%] Fig.8 各観測点の温冷感申告 GG GEG G G EG EEG G EE EG EG G G EGEG EG EG EG EG EG EEG EG EG EG EEG EG EG G G EG EG EG EG EG EG EG EG EGEGG EG EEEG EEEEEGEG 20 E 30 E male G female 40 50 ETFe [ºC] 60 THERMAL COMFORT VOTE Hot Y= 0.32 X - 10.53 extreamly comfortable slightly uncomfortable very uncomfortable uncomfortable uncomfortable Warm r2 =0.40 femal e hot Slightly warm N=19 r2 =0.47 Y= 0.12 X2 + 0.35 X + 0.73 warm Neutral N=18 Y= 0.11 X2 + 0.33 X + 0.68 mal e slightly warm Slightly cool N=48 neutral Cool N=90 N=73 Cold N=67 al l r=0.63 slightly cool N=19 r=0.60 Y= 0.32 X - 11.33 N=38 EXPOSURE POINT N=1 Y= 0.40 X - 13.80 mal e cool が不可欠であると考えられる。 al l G G cold た。熱帯地域では、熱容量の少ない材料にて日射遮蔽をすること THERMAL SENSATION VOTE 考察 Fig.9 ETFe と快適感との関係 E male G female E E E G E cold cool G E G E G E E G E G E G E G EG E EG G G E EEE G G G EEE E G G E G G warm hot G E EG slightly cool G EG E neutral G EG E slightly warm THERMAL SENSATION VOTE Fig.10 温冷感と快適感との関係 おわりに 気温だけでなく熱伝導と短波長放射、湿度、気流も人体に影響 ETFe と快適感との関係 を与えることが示されていたが、本研究により、グランドカバー、 ETFe と快適感との関係を Fig. 9 に示す。人体への温熱環境刺 空間の開放性の効果が温熱感覚に顕著な効果を及ぼすことを明ら 激が中庸な環境では温熱的には不快ではあるが、自分の意志で場 かにした。また、コンクリートの建物や地表面が裸地の空間では 所の選択や注視点を変えられる屋外空間の方がより範囲の広い温 長波長放射が強くなり、天空率が低く、短波長日射が少なくても 熱環境を許容できると考えられる。温熱環境刺激が顕著に強い環 温熱感覚の改善は難しいことを明らかにした。熱帯地域では夜間 境では人体の心理的反応は温熱環境刺激に対する反応に特化する 冷却の効果は少ないと推測されるので、熱容量の少ない材料にて ことが明らかになった。 日射遮蔽をすることが不可欠である。