さらなる省エネ・省CO2が住宅の重要なテーマとなる寒冷地。 本企画は、独自の視点から住宅性能研究の最前線を開いている、東京大学の気鋭の研究者・前真之准教授に、「いごこちの科学」をテーマに、住まいの快適性能について解き明かしていただきます。 シーズン1に続く第2弾として2015年からは、それまでの連載の発展形「いごこちの科学 NEXT ハウス」としてリニューアル。
「北海道・寒冷地の住宅実例から考える室内環境について」をテーマに、断熱、開口部、蓄熱など、さまざまな視点から寒冷地における室内環境の改善ポイントを解説しています。
東京大学大学院工学系研究科
建築学専攻・准教授
前 真之 （まえ・まさゆき）
2022年の夏も、全国で記録的な暑さになりました。日本の夏はただ高音というだけでなく、湿度まで高い「蒸し暑い」環境なので、人間にとっては非常に過酷です。ちょっと油断していると熱中症になりかねず、不快なだけでなく命にもかかわる大問題です。今回は日本の夏の厳しい「蒸し暑さ」について考えてみましょう。
日本の夏は暑くなっている
2022年の夏は、6月末から7月初めにかけて記録的な猛暑となりました。屋外を歩いていて強烈な日射を浴びつつ高温高湿の空気に囲まれていると、うかつに動いては暑さで倒れかねないと、身の危険を感じてしまうほどです。
毎年のように夏が暑くなる実感がありますが、実際のところはどうなのでしょうか。気象庁では1880年から継続的に気温を測定しています。この100年以上にわたる気温データを見てみると、確実に全国で夏の暑さが厳しくなっていることが分かります。
図1に、札幌・盛岡・高崎・東京について、8月の平均気温と最高気温、そして夏を通した「真夏日」「猛暑日」「熱帯夜」の日数の推移を、10年ごとの平均値で示しました。
気象庁の100年以上の気象データを分析しました。気温や真夏日・猛暑日・熱帯夜の日数を見ても、夏の暑さが年々厳しくなっていることは明らかです。温暖地の東京・高崎はもちろん、寒冷地だったはずの札幌や盛岡でも、暑さ対策は不可欠な時代になっているのです。
「真夏日」は最高気温が30℃を超える日、「猛暑日」は最高気温が35℃を超える日で、昼間の暑さが厳しい日数を表します。「熱帯夜」は最低気温が25℃を下回らない日で、夜も温度が下がらず寝苦しい日数になります。
札幌でも猛暑日・熱帯夜が発生
夏は涼しいイメージの北海道・札幌ですが、やはり夏の暑さは厳しくなっています。8月の平均気温は1920年代の21.6℃から2020年代には23.1℃と、100年間で1.5上昇。いまや30℃超えの真夏日は20日、さらには35℃超えの猛暑日すら発生するようになってきました。
2021年の東京オリンピックは、暑さを避けるためにマラソンだけ札幌で開催されましたが、当日の8月8日は最低気温が25.5℃の「熱帯夜」。スタートの7時に気温26.0℃、湿度は79%と高温多湿の中、男子選手106人のうち30人が途中棄権してしまいました。札幌といえど、夏はマラソンするのには過酷すぎる蒸し暑さになっているのです。
東北の盛岡も気温はこの100年間で23.0℃から24.5℃へと1.5℃上昇しています。真夏日は30日、猛暑日も4日発生しています。寒冷地といえど、もはや夏涼しいなどとは言っていられない時代になっていることが、気象データからもはっきり裏付けられているのです。
内陸地は昼に高温。海沿いは夜に高温
より温暖な地域では、夏の暑さはより厳しくなります。群馬県の高崎では、8月の平均気温が28.4℃と、100年前に比べて3.1℃も上昇。30℃超の真夏日は62日と丸々2ヵ月に達します。また35℃超えの猛暑日も17日と、昼間に暑さが厳しいことが分かります。海から遠い内陸地は日射の影響を受けやすく、昼に高温になりやすいようです。
東京は、平均気温が1920年代の26.1℃から2020年代の28.2℃まで、100年で2.1℃上昇しています。30℃超えの真夏日は53日と約2ヵ月ですが、35℃超えの猛暑日は7日と、それほど多くありません。ただし、気温が25℃を下回らない熱帯夜が23日と1ヵ月近くあります。海沿いの地域は、日中の気温の上昇が抑えられる一方で、夜も冷えにくい傾向があります。東京では、寝るときに冷房が欠かせないようですね。筆者も冷房なしではとても寝れません…。
「暑い」理由をもう一度復習しよう
気象庁のデータでも分かるように、寒冷地を含めた各地で確実に夏の気温は上昇しており、日本のどこでも暑さ対策が欠かせない時代になっています。暑さ対策を考える前に、もう一度「暑さ」の理由を復習しておきましょう（図2）。
呼吸による顕熱放熱
空気温度が低いほど増加します。熱量は小さめ。対流放熱
着衣から周辺空気への空気の動きによる放熱。着衣表面温度と空気温度の差に比例します。放射放熱
着衣から周辺物体への遠赤外線による放熱。着衣表面温度と周辺物体の放射温度の差に比例します。乾性放熱
水の蒸発によらない放熱で安静時に重要です。空気温度や放射温度が下がると増加します。
呼吸による潜熱放熱
空気温度が低いほど増加します。熱量は小さめ。不感蒸泄による放熱
意識しない皮膚からの汗の蒸発による放熱です。空気の湿度が低いほど増加します。発汗による放熱
活発に活動する際に放熱の中心となります。発汗放熱が多くなると皮膚が濡れた状態になるので不快の原因になります。湿性放熱
水の蒸発による人間の特徴的な放熱。運動時に重要になりますが空気湿度が高いと放熱量が減少します。
体内からの代謝熱を、体表面からスムーズに放熱できなければ「暑く」なります。夏に冷房していない室内や屋外は空気や周辺の表面温度が高温になり、対流や放射といった乾性放熱が減少します。その分、汗の乾きによる「湿性放熱」が重要になるのです。
この連載のVol.015「夏を涼しく暮らすコツを考えよう」でお話ししたように、人間の温熱感覚は、身体の中で産出される「代謝熱」と、身体の表面から放出される「放熱量」のバランスで決まります。体内の代謝熱が体表面からスムーズに放熱されれば快適ですが、放熱がうまくいかず体内に熱がこもると体温が上昇し「暑い」と感じてしまうのです。
家の中で過ごす分には、代謝熱はだいたい一定なので、快適かどうかは放熱量次第ということになります。体表面からの放熱は、周りの空気への「対流」と周辺物の表面への「放射」といった「乾性放熱」、そして汗の乾きによる「湿性放熱」に分けられます。
冷房された室内においては、空気温度や室内表面の温度（放射温度）が適温に制御されるので、乾性放熱でほぼ放熱が事足ります。一方、冷房していない室内や屋外では空気温度や放射温度が高いので、乾性放熱では間に合わず、湿性放熱が重要になります。湿性放熱が必要な環境においては、温度とともに湿度も重要になってくるのです。
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