Saunology -Studies on Sauna

Saunology -Studies on Sauna-

サウナについて調べ、考え、まとめるブログ。知れば知るほど、サウナにはまだまだ謎がある。その謎を解き明かしていくために、サウナについて様々な角度から考察してサウナ理解を深めます。身体で感じるだけでなく、頭で仕組みを考えるとサウナはもっと楽しい。サウナ好きがサウナをもっと知りもっと楽しむために始めたサウナ考察ブログ。 お問合せは下記までどうぞ。 saunology37@gmail.com

体感湿度

 「湿度と温度」では、湿度について考える時には温度との関係を考える必要があることがわかりました。「湿度とは」で見たように、人には空気中の水分を直接感知する器官はなく、私たちは汗の蒸発具合や身体からの水分の持っていかれ方によって湿度の高低を感じています。サウナ室の湿度について私たちは「このサウナ室は湿度があっていい」「このサウナ室はカラカラで湿度がない」などと口にすることがありますが、実際に人間の湿度感覚というのはどのくらい正確なのでしょうか?今回は湿度の体感について見ていきます。

 

人の湿度感覚はあてにならない?

 2010年1月6日放送のNHK「ためしてガッテン」で、人の湿度感覚についての実験が行われていました。9年ほど前の放送なので番組ホームページには情報がありませんが、この放送をまとめた記事があったのでそれを参照しました。実験は室内の空気環境について勉強している大学院生を対象に、様々な湿度環境で読書をしてもらい、感想を述べてもらうという実験です。その結果、人の湿度感覚は非常にあいまいであてにならないということが示されました。

 ただし、これは「人が暑いとも寒いとも感じない環境においては」という条件付きです。「ためしてガッテン」では、専門家*1の見解も紹介されていますが、それによると、空気の温度が高い状態だと湿度の影響は非常に大きく出る、とのことでした。

 つまり、サウナ室のように温度が高い環境では、人は湿度の高低を感じとることができるということです。異常がない状態では、人間は湿度の変化を感じにくいのかもしれません。平熱の時には体温を感じないけれど、熱が出たり低体温になると体温を感じるのと同じかもしれません。

 

サウナ室での体感湿度

 「湿度とは」で、体感の湿度は相対湿度と関係があると言えることがわかりました。人間には空気中の水分を直接感知する器官はなく、汗の蒸発具合や粘膜・皮膚の水分が空気中に持っていかれる感覚などから湿度の高低を感じていると考えられるからです。実際の空気中の水分量である絶対湿度を、直接感知することはできないということです。

 では絶対湿度は体感と無関係なのでしょうか。「湿度と温度」で見たように、温度によって空気中の飽和水蒸気量は異なり、高温環境では飽和水蒸気量が通常生活している環境より大きくなります。だとすると、高温環境では相対湿度の数値の変化以上に、空気中の実際の水分量である絶対湿度の変化が大きくなると考えられないでしょうか。直接水分を感知できないとしても、絶対湿度の変化が大きいということは温度が高い状態では湿度の高低を体感しやすいことと、関係があるかもしれません。

 相対湿度が上がった時、または下がった時、空気中に含まれる水蒸気量は実際どのくらい増減するのでしょうか。また、増減する水蒸気量は、サウナ室のような高温環境と通常生活している環境で比較した時、どのくらい違うのでしょうか。

  

実際の水蒸気量はどのくらい?

 相対湿度が上がった時、下がった時に増減する空気中に実際に含まれている水蒸気量は、計算で求めることができます。そこで、サウナ室のような高温環境下と私たちが通常生活している温度環境下で、相対湿度が10%変化したときの水蒸気量(=絶対湿度)を比較してみました。サウナ室と通常生活している環境とで湿度の変化が体感に影響するかどうか検討するために、実際に私たちがサウナ室で体験し得る温度と相対湿度、また通常生活している温度と相対湿度で計算をしました。

 サウナ室の温度は、80℃~100℃の範囲内のところが多いので80℃・90℃・100℃と設定しました。サウナ室の相対湿度は、5%~15%が多いとされているので、相対湿度が5%の場合と15%の場合の水蒸気量を算出しました。

 通常生活している環境は、気象庁がまとめている東京の年間の平均気温・平均湿度(月ごと・2018年のもの)を参考に、温度を10℃・20℃・30℃に設定しました。相対湿度は、月ごとの平均を見てみると50%台~80%台なので、60%の場合と70%の場合の水蒸気量を算出しました。

 空気中に実際に含まれる水蒸気量は、飽和水蒸気量の値から計算できます。飽和水蒸気量を各温度ごとに算出する計算式は以下のようになるそうです。 

 

飽和水蒸気量=217×e/(t+273.15)

 

  宮城教育大学大気科学研究室のサイトに、温度を入力すると飽和水蒸気量などを計算できるページがあります。今回はそれを用いて計算を行いました*2

 

 まずはサウナ室の高温環境下から見ていきます。温度が80℃・90℃・100℃それぞれの時の、相対湿度5%と15%の空気中の水蒸気量(g/㎥)について、その差をまとめるとこのようになります。

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 次に、私たちが通常生活する環境下について見てみます。温度が10℃・20℃・30℃それぞれの時の、相対湿度60%と70%の空気中の水蒸気量(g/㎥)について、その差をまとめるとこのようになります。

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 サウナ室で相対湿度が10%増減する時と、私たちが通常生活する環境で相対湿度が10%増減する時とでは、空気中の水蒸気量の差には大きな違いがあることがわかります。通常生活する環境では、相対湿度が10%変わっても、水蒸気量の変化はわずかです。確かにこれでは体感に影響がなさそうです。一方、サウナ室の高温環境下で相対湿度が10%変わると、水蒸気量は大きく変化し、これなら体感に影響がありそうな気がします。

 人間が湿度を感じる時に関係しているのは基本的には相対湿度ですが、サウナ室のような高温環境と、通常生活する環境とでは、同じ10%の変化でも増減する空気中の水蒸気量、つまり絶対湿度の変化は大きく違うということです。

 だから普段生活していてもあまり感じず、高いか低いかの判断があいまいな湿度も、サウナ室ではその高低を体感できるのかもしれません。

 

参考文献

「意外な事実だらけの加湿器の使い方『感覚は嘘』『石油ヒーターで湿度上昇』」、akiyan.com (最終閲覧日:2109年2月24日)

気象庁ホームページ、(最終閲覧日:2019年2月24日)

宮城教育大学大気科学研究室、「大気中の水蒸気についてのいろいろな計算」(最終閲覧日:2019年2月24日)

 

*1:早稲田大学客員講師(当時)堤仁美

*2:「気温」「相対湿度」の他、「気圧」を設定し計算するページだが、気圧はこのサイトのデフォルト値1013hPaのままで計算した。1013hPaは1気圧であるため、このままの数値を基本値として計算した。