着衣を通しての熱水分同時移動と温熱的快適性

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快適で健康的な被服を追究することは被服設計に不可欠な被服研究の目的の1つである。被服着衣時の温熱的快適性には着衣の熱と水分移動特性が最も寄与する要因であると云われている。従って快適な被服設計のために着衣の熱水分移動現象を明らかにする必要がある。本研究では定常的に長時間発汗した状態の熱水分移動モデルを人体と被服が一定の空隙を持ち直接接触しない(液相水移動、毛管現象がない)そして布は吸湿性のない素材を選択した(吸、脱湿がない)条件で、垂直発熱平板を用いて模擬し実験を行った。その際、モデルはなるべく単純化するが決して布そのものではなく間隙量、衣服下空気層の上下端開口条件などの着装状態を考慮した。本研究のモデルでは着衣を通しての熱・水分移動は人体からの熱の乾性放熱(伝導、対流、放射)に加え水の蒸発(それに伴い蒸発潜熱を人体から奪う)、水蒸気の拡散、布内壁での凝縮(凝縮発熱がある)が組合わさった複雑な現象である。それらを考慮して数値計算により理論的検討も行った。以上より布物性である透湿性と、通気性、着装状態である間隙量(上下端は開放)が着衣の熱水分同時移動へ及ぼす影響について検討した。モデル実験および数値解析より以下に述べることが明らかになった。5〜10mmの間隙量において、衣服内で凝縮が生じない場合、間隙内の熱水分移動は透湿性よりも通気性の寄与の方が大きい。衣服間隙内の絶対湿度が大きいほど不快感は生じやすいと言われている。間隙内で凝縮が生じた場合、透湿性は間隙内の絶対湿度を低く保つのに効果的である。間隙量が20mm以上になると、布物性による熱水分移動への影響はほとんどなくなる。