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生活実感に呼応する相対湿度50%を基準としたWBGTの提案

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Academic year: 2021

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(1)DOI: 10.11227/seikisho.57.117 (Jpn. J. Biometeor. 57(4) : 117–126,2021). 〔日生気誌 57(4) : 117–126,2021〕 〔日生気誌.  . 00(0) : 00-00, 0000〕. (Jpn. J. Biometeor. 00(0) : 00-00, 0000). 生活実感に呼応する相対湿度 50%を基準とした WBGT の提案 Proposition on a new WBGT index based on 50% relative humidity agreeing with a human sense in living environment 堀越 哲美 1,加藤. 里実 2,加藤. 和雄3,小松. 義典 4,石松. 丈佳 4. Tetsumi Horikoshi1, Satomi Kato2, Kazuo Kato3, Yoshinori Komatsu4, Takeyoshi Ishimatsu5 1. 愛知産業大. 2. 環境提案協会中部. 3. 椙山女学園大学. 4. 名古屋工業大学大学院工学研究科. Aichi Sangyo University, 2MESH Chubu, 3Sugiyama Jogakuen University,. 1. Graduate School of Engineering Nagoya Institute of Technology. 4. (受付 2020 年 9 月 25 日/受理 2020 年 11 月 2 日). 暑熱環境で,WBGT の示す数値は気温より低く,これは生活実感に合致しない.そこで,人間の感 覚に合う新しい WBGT 指標の作成を目的とした.Gagge(1976)によれば,湿り空気線図上において等 しい WBGT を与える直線が引ける.線図上で WBGT の値は,相対湿度 100%の時の温度である.そこ で,基準とする湿度を変更し,相対湿度 50%の場合の温度を新しい指標 WBGT50 と定義した.WBGT と WBGT50 との関係を計算した結果,WBGT が 31℃の時,WBGT50 は 36℃となった.熱中症の危険 を表すには妥当な数値を示しており,この指標の有用性が確認できた. キーワード:WBGT,湿球温度,気温,相対湿度,50% The numerical value of Wet-Bulb Globe Temperature WBGT is lower than the air temperature in the summer hot environment. This index does not necessarily agree with a human sense in living environment. The objective of this paper is to introduce a new WBGT index which meets a human sense. Gagge (1976) proposed the straight line giving equal WBGT on the psychrometric chart. The numerical value of WBGT is the temperature at relative humidity 100% on the chart. The humidity 100% as the standard was changed and the temperature in case of relative humidity 50% was defined as new index WBGT50. When WBGT is 31 ℃ after a relation between WBGT and WBGT50 was calculated, WBGT50 will be 36 ℃. The proper numerical value is indicated to show danger of heat exhaustion, and this index is thought to be useful. Key words: WBGT, wet-bulb temperature, air temperature, relative humidity, 50%. 1. はじめに 現在,一般的に暑熱環境の評価に用いられている. 湿球黒球温度 Wet Bulb Globe Temperature WBGT は, 軍隊の訓練などの場合に暑熱環境の影響を簡易 に知るために Yaglou(1957)により開発された.こ.

(2) ( 118 ). 堀越哲美,ほか. の指標はオーガスト型乾湿計とグローブ温度計. されている.日本生気象学会「日常生活における. の示度を読み取ることにより簡便に算出できる.. 熱中症予防指針 Ver.3」 (2013) (以後「生活予防指. グローブ温度計の利用は,気温と湿度と共に比較. 針」と呼ぶ)では WBGT が 31℃以上は「危険」を. 的早くから溶鉱炉や鍛造など暑熱環境などの労 働環境で利用されていた(三浦,1966) .1960 年 代では労働環境での WBGT の利用は見当たらな. 示している.この WBGT の数値を,慣れ親しんで. きた気温の数値として捉えてしまうと,人々にと ってその暑熱環境が「運動は原則中止」あるいは. い.スポーツ実施の場面においては 1970 年代以. 「危険」であるという実感が伴わないと感じられ. 降に WBGT が熱中症予防のために,スポーツ中止. てしまうことが考えられる.「危険」や「運動は. の指標として提案されるようになった(中井. 原則中止」と言われても何回も聞くと危機感が無. 2011) .日本では 1994 年に日本体育協会が「熱中. いというような市民意見もマスコミ報道のイン. 症予防 8 ケ条」を出し,WBGT を指標とした.2005. タビューなどで聴かれた.ひとつには何回も繰り. 局長 2005)により,そして夏季の暑熱時での日常. 気温の数値と比較して低い値であり,しかも℃と. 年には厚生労働省から「熱中症の予防対策におけ る WBGT の活用について」(厚生労働省労働基準. 返し言われることの影響は置いても,その WBGT. の数値が,長く用いられてきた生活実感と関わる. 生活での熱ストレスの評価ないし熱中症予防の. いう温度単位を持つことが暑熱環境への警戒感. ため「熱中症環境保健マニュアル」 (環境省 2005). を弱めていることもあるのではないかと,環境大. が作られ,WBGT が用いられるようになった.環. 臣記者会見での質問発言注2)(環境省 2020b)から. 境省(2005)ではこれを暑さ指数と呼んで,熱中症. も考えられる.猛暑日の気温は 35℃以上であり,. 予防に近年は各方面で盛んに用いられている.. この数値は警戒感を惹起する効果があると考え. 2018 年度は,日本全国にわたり 6 月から猛暑日が. られ,警戒感を市民が受け取る指標が表示する数. 例年にない頻度で出現した.その中で,熱中症予. 値としては,適切であると考えられる.. 防の対策として「水分(塩分)補給」,「涼しい. 以上より日常生活では「危険」,スポーツの場. 服装や帽子着用・日傘利用」,「日陰の利用」が. では「運動は原則中止」と判断される WBGT 31℃. 推奨され行われている.これらを実施して「予防 措置はとっていたのだが」熱中症が発生してしま. と同等の暑さ感である状態を,数値として人間に とって警戒する値として示すことができる指標. (朝日. が必要であると考えた.そこで体感温度の数値表. 新聞デジタル 2018).しかし,本来の熱中症対策. 現を従来の WBGT より高い値として示すことが. ったということが言われることがある. 注1). としては最も基本なことは,暑熱環境に「行かな い」,「晒されない」,「忌避する」ことと考え られる.これが行われていない状況が多いのでは ないかと推察される.暑熱環境に行かざるを得な いような状況であるのかどうか,それとも行かな くてもよかったのか,別の方策はなかったのか, 明確に判断されていたのかということが疑問点 として考えられる.その暑熱環境に行ってしまう 要因として推測されるひとつが,判断基準となる 指標が暑熱環境の厳しさを必ずしも示し得てい ないので,例えば暑さの厳しさについて誤解を与 えていないかという疑念である. WBGT による熱中症予防の指針 としては,. WBGT が 31℃以上の環境は(公財)日本体育協会. 「熱中症予防運動指針」 (2020) (以後「スポーツ 予防指針」と呼ぶ)では「運動は原則中止」が示. できる,すなわち本質的には WBGT が示す熱環境 と同等であるが,数値を高い値として表示する改. 良型 WBGT ないし改良型「暑さ指数」を導入して. 熱中症予防に用いることを提案する.そこで,改 良型 WBGT を,WBGT が測定器の示度に基づいて 簡易に表現できる指標である特徴を残して,求め る体感温度として提示し,その特性を明らかにす ることを本論文の目的とする.. 2. 方法 WBGT は,基本的に Yaglou の有効温度 Effective. Temperature ET(Houghten and Yagloglou 1923)に. 基づいている.気温・湿度・熱放射の影響(一部. 風速)を計測できる測定器としてオーガスト型乾 湿計での乾球温度 t a,湿球温度 t w,グローブ温度. 計による黒球温度 t g の示度から求められるよう.

(3) 生活実感に呼応する相対湿度 50% を基準とした WBGT の提案. にした指標(Yaglou 1957)である.日射のある屋外 の場合以下の式で示される.. ( 119 ). 有効温度 SET*が相対湿度 50%を基準として開発さ. れた経緯と同様の考え方である.黒球温度につい. WBGT=0.7t w + 0.2t g +0.1t a. (1). ては,標準有効温度 SET*では標準状態として平均 放射温度=気温を採用している.屋外環境におい. 屋内の場合は以下の式で示される. WBGT=0.7t w + 0.3t g (2). WBGT は,Yaglou の有効温度(Houghten and. Yagloglou 1923)に基づいているため,有効温度の. て基本的に晴天日の日中は日射により平均放射 温度および黒球温度は気温より高い値を取り,晴 天の夜間では一般に天空放射が促進されること. 定義である相対湿度 100%,平均放射温度=気温,. で平均放射温度および黒球温度は気温よりも低. 静穏風速を基準状態として,その環境に相当する. 下する.また,平均放射温度 t r=気温 t a の場合は. 気温で表現した指標と解釈できる.ここで温熱的 に等しい熱負荷を人体に与える(感覚的に等しい) 2つの温湿度状態を考えてみる.黒球温度は等し い条件下で,相対湿度 100%の時の気温の数値に対 して,例えば等しい感覚を与える相対湿度 30%の 場合の気温の数値は,湿度が低い場合には熱負荷 が小さくなるので,100%の場合より高い値を示す. 黒球温度 t g も等しくなる.黒球温度の熱収支式は. 以下のように表せる(堀越,1991) .. h r (t r – t g) = h c (t g – t a) (3) ここで,tr=ta の場合. h r (t a – t g) = h c (t g – t a) (4) これが成立するには t r=t a=t g となる.. 以上より,WBGT を基準状態としての相対湿度. こととなる.このことは相対湿度 100%を基準とす. 50%,平均放射温度=気温=黒球温度,静穏風速の. る気温を考えると,それ以外の湿度の場合,等し. 場合の気温として表現することを考える.このよ. い熱負荷を与える気温はより高い値をとること. うに相対湿度 50%を基準として求めた WBGT を本. になる.ある相対湿度下の気温を相対湿度 100%に 相当する気温に変換すると,低い気温が指標の温 度として表示されることになる.このことが WBGT は気温よりも低い数値を示してしまうとい う根本的課題である.. Table 1. Average relative humidity(%) for 30 years in Tokyo !. . .  .

(4)  . %. ". "%. . . . . . . . .

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(6) # . $. . . . . . . . . . . . . . この課題を改善するために,基準状態として静. 論文では, “湿球黒球温度 50” “ Wet Bulb Globe. Temperature 50” (略記 WBGT50)と呼ぶこととす. る.暑さ指数の呼び名に対しては, “実感暑さ指数”. と呼称することを提案する.. WBGT を相対湿度 RH=50%の基準状態に変換し. て WBGT50 として表示する方法を考える.相対湿. 度 50%の環境での体感温度表示が理論的に正確性 を持ち,利用法が簡易性の高いものについて適切. なものを検討した.気温を横軸,絶対湿度を縦軸 とする湿り空気線図上で,Fig.1 に示されるように,. 穏風速における相対湿度 50%を基準とした気温と. 等しい湿球温度は直線で表示される.同様に. して示す WBGT の表示方法を提案したい.相対湿. WBGT は Gagge(1976)によれば等しい WBGT は直. 度 50%を基準とするのは以下の点で適切であると. 線で近似的に表示される.ある気温(作用温度=. 考えられる.Table 1 は,東京における 1989 年か. 気温=黒球温度の場合)とある湿球温度線の交点. ら 2018 年までの 30 年間の AMeDAS の各月平均. がその空気の状態値(温湿度の状態)である.この. 相対湿度データから最小値と最大値を抜き出し. 状態値を通る WBGT 線がこの状態での WBGT 値. たものである.すなわち相対湿度最小 38%,最大 86%である.これを日本の日常生活での相対湿度 の年間での変動の範囲と考えれば,変動範囲のほ ぼ中位で飽和水蒸気圧の 2 分の 1 である相対湿度. を示す.その WBGT 線と相対湿度 100%曲線との 交点の温度が WBGT の値となる.等しい値の. WBGT となる他の温湿度の組み合わせによる状態 は,線図上の「等 WBGT 線」上の温湿度の組み合. を 50%とすることは妥当と考えられる.さらに. わせとして表現される.相対湿度 50%の状態に変. Yaglou の有効温度の相対湿度 100%基準での表示. 換を行うに際しての考え方に 2 通りがある.これ. が気温の数値との乖離の弱点を改良する目的で,. を Fig.2 に示す.この 2 通りの考え方は,Fig.1 に. Gagge ら(1971)により新有効温度 ET*および標準. 示す湿球温度線と WBGT 線の 2 直線に対応した.

(7) ( 120 ). 堀越哲美,ほか. Fig.1. Indication of WBGT on Psychrometric Chart. Fig.3. Indication of 50% wet-bulb temperature on Psychrometric Chart. Ya50. Fig.2. Two ways of thinking about WBGT50 Fig.4. Indication of WBGT50 on Psychrometric Chart 方法と考えられる.1つ目は,湿球温度が相対湿 度 50%の場合に表示される湿球温度に代替する値 を用い,気温と黒球温度から WBGT を求める方法 である(方法1) .2つ目は,気温,湿球温度,黒 球温度から WBGT を求め,それを相対湿度 50%の. 場合に変換する方法である(方法2) .これらの 2. つの方法に対する考え方を利用することで,以下 のように表現される 2 通りの WBGT50 の定義が. 方法2.湿り空気線図上に引かれる等しい WBGT. を与える線(等 WBGT 線と呼ぶ)と相対湿度 50%. を示す曲線との交点の横座標の値である温度を WBGT50 と定義する.これを Fig.4 に示す.方法. 1と区別するために WBGT50-2 と表記する.この. 2つの方法を数式表現で定義する.. 方法1の場合は Fig.3 に示すように,湿球温度. 考えられる.. 線をまず求める.気温,湿球温度,水蒸気圧の関. 方法1.湿り空気線図上で,等しい湿球温度線は. 係は,Sprung の式(芝 1978)より次式を得る.. 直線表示され,飽和水蒸気曲線(相対湿度 100%線). Pa=Pw* – 0.5(t a – t w). (5). との交点の横座標が湿球温度の値を示す.相対湿. これを hPa 単位の水蒸気圧で表示すると式(6)に. 度 50%に関わる値とし,この湿球温度線が相対湿. なる.この水蒸気圧を以後「水蒸気圧(hPa)」と. 度 50%を示す曲線と交わる交点の状態の横座標の. 称する.. 値である温度を 50%湿球温度 t w50 として定義する. これを Fig.3 に示す.この 50%湿球温度を乾球温度. (気温)と黒球温度と共に用いて上述の WBGT 算. 出式の式(1)あるいは(2)より計算し,これを WBGT50 と定義する.方法 2 と区別するために仮 に WBGT50-1 と表記する.. Ya=Yw* – 0.667(t a – t w). (6). 相対湿度 RH[%]は以下で求められる.. RH= 100(Y a/Y a*) (7). 式(6)は,横軸 t a 縦軸 Y a の湿り空気線図上で,湿. 球温度 t w が一定である場合,t w と Yw*は定数とな. り,負の勾配-0.667 の直線を示す.これが湿球温.

(8) ( 121 ). 生活実感に呼応する相対湿度 50% を基準とした WBGT の提案. 度線である.この湿球温度線と上述の相対湿度. 飽和水蒸気圧曲線の近似式は複雑であるので,温. 50%の曲線との交点の温度を求めると,50%湿球温. 度帯を限って線形化して直線式を求めて適用す. 度 t w50 が得られる.. ることとした.方法1では2つの方法を用いて飽. 方法2の場合は Fig.4 に示すように考える.湿. 和水蒸気圧(hPa)を求めた.ひとつはテーテンス. り空気線図上で,等しい体感温度としての WBGT. の式(国立天文台,2020)によって算定した.これ. を与える直線として,Gagge(1976)は気温と水蒸. を計算 A とする.. る.. もう一方は飽和水蒸気線を温度帯 25℃から 40℃. WBGT=0.567t a+0.384Pa+3.38. (8). これらの式を,Pa=mt a+n+q WBGT の形に変換す る.ここで m は湿り空気線図上の等体感温度線の. 勾配になる.すなわち WBGT の勾配は-1.48 であ. る.したがって次式を得る.. Pa=– 1.48t a – 8.80+2.60WBGT. (9). 式(9)は,湿り空気線図上で負勾配-1.48 の直線を 示す.. 湿度の表現を水蒸気圧 Pa[Torr]から水蒸気圧 (hPa)Ya [hPa]に単位換算した WBGT 式を求める. と以下の式(10)となる.. Ya=– 1.97t a – 11.73+3.47WBGT. (10). この式から相対湿度 50%における WBGT50 を求. Y * = 6.1078×10(7.5t/(t+237.3)). (13). の範囲で飽和水蒸気圧表(国立天文台 2020)の値 を線形化して求めた.これを計算 B とする.これ を Fig.5 に示す. 80. Saturated Water Vapor Pressure hPa. 気圧[Torr]で WBGT を式(8)として提示してい. y = 2.792x - 40.37 r = 0.995. 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 20. 25. 30. Temperature. 35. 40. 45. ℃. Fig.5. Linearizing saturated water vapor pressure. める.これが上述の通り定義された WBGT50-2 と. 求めた線形式は以下の式(14)となる.. は Ya50 を示す線と等しい WBGT を示す線との交. 点を求めることになる.. この範囲であれば,Fig.5 に示すようにほとんど誤. ら求めた WBGT*を与えた線上に存在する.. 上述の飽和の場合の 1/2 の水蒸気圧(hPa) Ya50 の. ばよい.. 方法2で求める場合は,以下の式となる.. なる.この時の水蒸気圧(hPa)を Ya50 とする.これ 式(10)において,WBGT は式(1)または式(2)か. Ya=– 1.97t a – 11.73+3.47WBGT* (11). すなわち,上式で Y a=Ya50,t a=WBGT50-2 とすれ. Ya50=– 1.97WBGT50-2 – 11.73+3.47 WBGT (12). Y* = 2.792 t – 40.37. (14). 差は見られない.相対湿度 50%の場合の線形式は, 値になるので,以下の式(15)として示される.. Y a50 =0.5Y * = 1.396t – 20.19 (15). Y a50 = 1.396WBGT50 – 20.19 (16). この線は,横座標が気温で縦座標が水蒸気圧. 以上の方法を利用して,Table 2 に示す温熱環境条. (hPa)での2次元平面(湿り空気線図)において,. 件で WBGT50 を試算した.黒球温度は 40℃およ. 等しい WBGT50-2 を与える直線である.. び 50℃とし,気温は,25℃,28℃,31℃,34℃,. 方法1は比較的湿球温度の振れ幅が小さい.方. 37℃,40℃の 6 段階,湿度は気温段階に応じて相. 法2は,WBGT を求めてから等 WBGT 線上で相対. 対湿度 20%台から 100%までの 4 段階になるような. 湿度 50%の温度を読むことで,新有効温度導出と. 湿球温度を選定した.方法1での計算では,飽和. 同様の考え方であり適切と判断される.. 水蒸気圧の計算を行う場合のみ,計算 A と計算 B の2つの計算法で求めた.黒球温度 40℃および. 3. 結果 上述の方法1および2によって WBGT50 を試. 算した.試算にあたり,広い温度帯に適用可能な. 50℃の時の気温範囲 25℃から 40℃の範囲におけ る WBGT50-1 の計算の結果を,計算 A と計算 B. の場合を合わせて Fig.6 に示す.計算 A を用いた 場合は WBGT50-1A とし,計算 B を用いた場合は.

(9) ( 122 ). 堀越哲美,ほか. Table 2. Conditions for WBGT50 calculation . 

(10) . 

(11) . . . 

(12) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fig.8. Relation between WBGT and two kinds of WBGT50 (WBGT50-1B and WBGT50-2) WBGT50-1B と表記した.横軸は通常の WBGT で. Fig.6. Relationship between WBGT and WBGT50-1s. 縦軸が方法1の WBGT50-1A および WBGT50-1B. である.WBGT の上昇に対して 2 つの WBGT50-. 1 は温度範囲ごとに段階的な上昇をする傾向を示 す.線形回帰を行い以下の式を得た. 計算 A. 計算 B. WBGT50-1A=1.49WBGT – 7.15 (17). WBGT50-1B=1.50WBGT – 7.57 (18). 次に方法2によって求めた結果を Fig.7 に示す. 横軸は通常の WBGT で, 縦軸が方法2の WBGT50-. 2 である.方法2は WBGT に対して線形である. 求めた線形回帰式は以下である.. WBGT50-2=1.24WBGT – 2.47. (19). 4. 考察. Fig.6 に示す WBGT50-1A および WBGT50-1B で. は,WBGT が 20℃から 25℃の場合,WBGT50-1A. の方が WBGT50-1B に比較して高い値を示してい. Fig.7. Relationship between WBGT and WBGT50-2. る.それに対して WBGT が 25℃から 32℃を超え. ると逆転し,WBGT50-1B が WBGT50-1A よりも. 若干高い値を示す.32℃以上では,WBGT50-1A の. 方が WBGT50-1B に比較して高い値を示す.これ.

(13) ( 123 ). 生活実感に呼応する相対湿度 50% を基準とした WBGT の提案. は WBGT に対して 1.24 であり,この方法でも本. は,飽和水蒸気圧の計算において,テーテンスの 式は飽和水蒸気表の値により近いという点が反. 研究の目的である実感にあった指標を求めるこ. 映されたものと考えられる.この範囲を限って線. ととしては,役割を果たしうるものであると考え. 形化した場合,中間の温度帯では両者の値が近く. られる. 次に,方法1と方法2から求めた WBGT50 につ. なり,両端部では比較的離れる傾向は,本来の値 が指数関数的な上昇傾向を持つ場合には起こり. いて比較検討を行う.WBGT に対する方法1と方. やすい傾向であると考えられる.両データについ. 法2による WBGT50-1B と WBGT50-2 との対応関 係を Fig.8 に示す.方法1は,上述のように湿球. て線形回帰を行っている.相関係数は高いが,視 認的には必ずしも線型性を持っておらず,階段状. 温度線の緩い勾配と線形計算により階段状にな. になっている.これは,方法1では,50%湿球温度. るが,方法2は連続変化している点で,指標とし. t w50 を用いているため,これを解くために線形式. ての恒常性・安定性があり,優れていると判断さ. を用いることにより比較的小さいものの,湿度段. れる.さらに,方法1は初めの計算過程から線形. 階によって誤差が生じたものと考えられる.さら. 計算を行い,方法2は最終段階で線形式を用いる. に,湿球温度線が湿り空気線図上で,負勾配が緩. 点での違いが生じたと考えられる. 数 値 的 な側 面 で 比 較 す る . 方 法 1 に よ る. く,湿球温度線の占める温度範囲が広いことが,. WBGT50-1B は方法2による WBGT50-2 に比較し. 線形式を用いるため湿球温度ごとの階段状にな. て高い値を示す.さらに WBGT の上昇とともに. ると考えられる.線形回帰の結果から,両計算の. WBGT50-1B はその値の増加傾向が大きくなる.. 場合とも直線の勾配はおおよそ 1.5 であり,温度. これに対して WBGT50-2 は,WBGT との差を比較. 上昇とともに WBGT との値の差は大きくなる傾. 向を示す.WBGT の値よりも大なる値をとること. 的安定して一定に保ちながらの上昇である.. については,本研究での実感にあった指標を作成. WBGT の値による WBGT50-1B と WBGT50-2 との. 差 を 検 討 す る . WBGT が 21 ℃ に お い て は ,. する目的には合致している.数値的な意味につい ては後述する.計算 A と計算 B では,対象範囲中. WBGT50-1B と WBGT50-2 との差は,回帰式より. 求めると 0.4℃であるが, 30℃においては 2.7℃,. 央部では大差はなく,対象範囲の端部での差が相. 35℃では 4℃と WBGT の上昇に従ってその差は大. 対的に大きくなることから,どちらが優位かは判. きくなる.この点を考えてみると,温度が高い範. 定がつかない.ここでは,相関係数が若干高い点 と,計算としてすべて線形計算で行える利点を考 え計算 B の結果を WBGT50-1 の計算方法として. Table 3. Comparison between WBGT and WBGT50 WBGT. 採用する.. Fig.7 に示す WBGT50-2 は,WBGT の値に対し. WBGT50-1B WBGT50-2. 31. 38.9. 36.0. 25. 29.9. 28.5. 28. て線形の対応を示している.これは,湿り空気線 図上に示された直線である等 WBGT 線を利用し. 21. て求めたものであるので,当然の結果であると考. 34.4 23.9. 32.3 23.6. Unit: ℃. えられる.直線回帰を行ったところ,直線の勾配. Table 4. Comparison between indices in the previous guide lines and WBGT50 in this study. ⽇常⽣活における熱中症予防指針. WBGT. 指針. 熱中症予防運動指針. 乾球温度. 暑さ指数. 本研究. 指針. WBGT50. 31℃以上. 危険. 35℃以上. 31℃以上. 運動は原則中⽌. 36℃以上. 25〜28℃※. 警戒. 28〜31℃. 25〜28℃. 警戒(積極的に休憩). 28℃〜32℃. 28〜31℃※ 25℃未満 ー. 厳重警戒 注意 ー. 31〜35℃. 28〜31℃. 厳重警戒(激しい運動は中⽌) 32℃〜36℃. 24〜28℃. 21〜25℃. 注意(積極的に⽔分補給). 23℃〜28℃. 24℃未満. 21℃未満. ほぼ安全(適宜⽔分補給). 23℃未満.

(14) ( 124 ). 堀越哲美,ほか. 囲でより大きい値をとることは,安全側であって. 対湿度 100%の場合のみ湿球温度=気温となる.従. も過剰な影響を示すことになるものと考えられ. ってグローブ温度が一般的に取る値である場合,. る.そこで,日本生気象学会による「生活予防指. WBGT の値は気温より低い傾向を示す.この現象. 針」および(公財)日本スポーツ協会による「ス ポーツ予防指針」で示される,WBGT の基準に見. は,人々が生活実感として感じる暑熱環境を表現 するのには,必ずしも適切ではないと考えられる.. られる限界値に対する値を検証する.いずれの指. そこで,WBGT を基本として,同等の指標でその. 針の区分でも,25℃,28℃,31℃を用いている.. 数値を,生活実感に合致したものにすることを目. 「スポーツ予防指針」では低い値として 21℃が用. 的に WBGT の改良を試みた.. いられている.この 4 つの WBGT の数値につい て,WBGT50-1B と WBGT50-2 の数値を求めると. 従来の WBGT は相対湿度 100%を基準とした指. 標であるので,これを相対湿度 50%の場合を基準. Table 3 となる.「スポーツ予防指針」では乾球温. とする指標として読み替える操作を検討した.そ. 度の値も掲げてあるがこれについては後述する.. こで,相対湿度 50%基準とするために 2 つの方法. 限界値を比較してみると WBGT50-1B は数値とし. 「方法1」 , 「方法2」を検討した. 「方法1」での. て,WBGT 25℃で 29.9℃となる.29.9℃は空気調 注3). 実際の計算法には,飽和湿度(水蒸気圧)を求め. (内閣,2019)以上であり,かな. る計算とともに,温度と飽和湿度(水蒸気圧)の. り高いと考えられる.WBGT 31℃では,WBGT50-. 関係式から温度を求める計算が存在するので,範. 1B は 39℃となり,猛暑日の気温 35℃よりはるか. 囲を限って一部を線形化する手法を含め,2つの. 和上限 28℃. に高い値である.次に WBGT50-2 は,WBGT21℃. (ASHRAE, 2014)の乾球. 注4). では夏期快適範囲. 温度 24℃にほぼ等しい 23.6℃である.WBGT31℃. 計算法「計算 A」 , 「計算 B」を試みた.それらの 方法によって求めた値を斟酌し, 「方法2」による 指標が適切であると判断した.. では 36℃となり,猛暑日気温 35℃を超え,熱中症. その結果は以下の通りである.湿り空気線図上. の危険を表すには適当な数値を示していると考. に等しい WBGT を与える直線について,従来は相. えられる. 以上より,WBGT50-2 は,当初目的とした,数 値として人間にとって警戒する値として示すこ とができる指標の要件を満たすものと考えられ る.そして,日本生気象学会による「生活予防指. 対湿度 100%の場合の温度を以って WBGT として 定義した.これを援用し,基準とする湿度を変更 し,相対湿度 50%に基づく温度を以って新しい指. 標 WBGT50 として定義することとした.この値は 湿り空気線図上の等しい WBGT を表す直線と相. 針」および(公財)日本スポーツ協会による「ス. 対湿度 50%を示す曲線との交点の温度の値を以っ. ポーツ予防指針」についてこの指標の適用を試み. て 求 め ら れ , 定 式 化 を 行 なっ て い る . こ の. ると,Table 4 が得られる.ここでの値は,Table 3 の値から安全側になるように,温度の小数点以下. WBGT50 を 湿 球 黒 球 温 度 50 Wet Bulb Globe. Temperature 50 と呼ぶこととする.一方で暑さ指. を繰り下げたものである.従って,湿球黒球温度. 数の呼び名に対しては,実感暑さ指数と呼称する. 50 および実感暑さ指数 WBGT50 は方法2による. ことを提案する.WBGT との関係は下記の式で示. WBGT50-2 を以って計算・表示するものとする.. 5. まとめ. される. WBGT50=1.24WBGT – 2.47 (20). WBGT50 の示度は,従来の WBGT 21℃ではこ. れに該当する「スポーツ予防指針」の乾球温度 暑熱環境指標としての WBGT 暑さ指数は,基本. 24℃に近い 23.6℃であり,所謂夏期快適範囲にほ. 温度に関する係数が大きくなっている.そのため,. となり,猛暑日気温 35℃を超え,熱中症の危険を. 的に相対湿度 100%を基準とした Yaglou の有効温. ぼ近く冬期快適範囲内の値である注4)(ASHRAE,. 度に基づいて作成された指標であるために,湿球. 2014).従来の WBGT 31℃では WBGT50 は 36℃. グローブ温度と気温が等しい場合を考えると,湿 球温度はその性質上気温以上の値は取れない.相. 表すには適当な数値を示し,当初の目的に照らし 妥当な値を示すものと考えられる..

(15) ( 125 ). 生活実感に呼応する相対湿度 50% を基準とした WBGT の提案. この方法を以って,人々の生活実感に近い暑熱. た .重 度 の 熱 中 症 で あ る 熱 射 病 と 診 断 さ れ た と. 環境を表現し,評価することを提案する.そのた. いう. ( 中 略 )児 童 た ち は 水 筒 持 参 で ,こ ま め に. めに日本生気象学会による「生活予防指針」およ. 飲 む よ う 指 示 し て い た と い う .教 室 に は エ ア コ. び(公財)日本スポーツ協会による「スポーツ予. ン は な い が 扇 風 機 が 設 置 さ れ て お り ,戻 っ た 際. 防指針」についてこの指標の適用を試みた表を作. も 動 か し て い た .」 が 書 か れ て い る .. 成した.. 注2)記者質問として「一点目が暑さ指数に関してなん ですけど,前から思っていたのですけれども, 「度」と いうのは普通の気温と同じ単位なので一般の人には分. 記号表示. Nomenclature. かりにくいかなと思っていて,注意情報にしても,35 度 というのと暑さ指数 33 度というのは紛らわしいと思っ. h c h r. 対流熱伝達率 . [W/m2K]. 定数. 注3)温度基準として「17℃以上 28℃以下」が示され. P a. 空気の水蒸気圧 . [hPa]. [Torr]. 20.0〜24.5℃(作用温度)が示されている.. RH. 相対湿度 . [hPa/℃]. [%]. m n. P w* q. t t a t g t r. t w t w50. WBGT. WBGT50. 放射熱伝達率 定数. 定数. 温度一般 気温 . 平均放射温度 湿球温度 . 50%湿球温度 . [℃] [℃] [℃]. [℃]. 50%基準湿球黒球温度. [℃]. 50%基準湿球黒球温度 [℃]. 50%基準湿球黒球温度. 湿球黒球温度. Y a Y a50 Y w*. 空気の水蒸気圧 . Y a*. [℃]. 湿球黒球温度 . WBGT50-2 方法2による 50%基準. Y *. [℃]. 黒球温度(グローブ温度) [℃]. WBGT50-1B 方法1計算 B による. [hPa/℃]. 湿球温度の飽和水蒸気圧 [Torr]. WBGT50-1A 方法1計算 A による. [W/m2K]. 飽和水蒸気圧 . [℃]. [℃]. [hPa]. t a における飽和水蒸気圧 [hPa] [hPa]. 50%水蒸気圧 [hPa] 湿球温度の飽和水蒸気圧 [hPa]. 注. ていて,この辺,単位とか一般の人への出し方っていう のを工夫する予定はないかっていう点が一点です. 」が 記述されている.. ている. 注4)Comfort Zone として夏期 24.0〜27.1℃,冬季. 引. 用. 文. 献. 朝⽇新聞デジタル(2018):2018 年 7 ⽉ 17 ⽇ https://www.asahi.com/articles/ASL7K5DNSL7KOIPE01 B.html (2018/7/17 閲覧). ASHRAE (2014):ANSI/ASHRAE Standard 55-2013 Thermal environmental conditions for human occupancy, ASHRAE. Gagge,A.P., Stolwijk,J.A.J. and Nishi,Y.(1971): An effective temperature scale based on a simple model of. human. physiological. regulatory. response,. ASHRAE Trans, 77: 247-262. Gagge, A. P. and Nishi Yasunobu (1976):Physical indices of the thermal environment, ASHRAE J, 18(1): 47-51. 堀越哲美,小林陽太郎,土川忠浩(1991): 温熱環境測 定器としてのグローブ温度計の成立に関する研究,日 本建築学会計画系論文報告集, 420:1-6. Houghten,. F.C.. and. Yagloglou,. C.P.. (1923):. Deyerming lines of equal comfort, ASHVE Trans, 29: 163-176. 環境省(2005):熱中症環境保健マニュアル,環境省環 境保健部環境安全課. 環 境 省 (2020a) : 熱 中 症 予 防 情 報 サ イ ト 暑 さ 指 数. 注1)記事に「 校 外 学 習 先 か ら 戻 っ た(中略)児 童. (WBGT)とは https://www.wbgt.env.go.jp/ wbgt.php. は救急搬送されたが間もなく死亡が確認され. (2020/9/13 閲覧)..

(16) ( 126 ). 堀越哲美,ほか. 環境省(2020b):小泉大臣記者会見録令和 2 年 6 月 16 日 https://www.env.go.jp/annai/kaiken/r2/0616.html (2020/9/14 閲覧).. 中井誠一(2011):熱中症予防対策の歴史,日生気誌 48(1): 9-14. 日本生気象学会(2016): 「日常生活における熱中症予防. 国立天文台(2020):理科年表,丸善.. 指針 Ver.3」http://seikishou.jp/pdf/news/shishin.pdf. 公益財団法人日本スポーツ協会(2019a): 「熱中症予防. (2020/9/13 閲覧).. 運動指針」https://www.japan- sports.or.jp/ medicine/ heatstroke/tabid523.html#03 (2020/9/13 閲覧). 公益財団法人日本スポーツ協会(2019b):スポーツ活動. 芝亀吉・上田政文・原口正次(1978):温度差・温度式直 示乾湿計,応用物理,47:635-640. Yaglou, C.P. and Minard, D. (1957), Control of heat. 中の熱中症予防ガイドブック(第 5 版) ,公益財団法. casualties. at. military. 人日本スポーツ協会.. Ind Health, 16: 302-316.. training. centers.. AMA Arch. 厚生労働省労働基準局長 (2005):熱中症の予防対策に おける WBGT の活用について,通達文書平成 17 年 7 月 29 日付け基安発第 0729001 号.. 三 浦 豊 彦 ( 1966) : 高 温 労 働 と そ の 対 策 , 労 働 科 学 42(2):53-87. 内閣(2019):建築物環境衛生管理基準,昭和四十五年政 令第三百四号建築物における衛生的環境の確保に関 する法律施行令.. Corresponding Author Address: Tetsumi HORIKOSHI Aichi Sangyo University, 12-5 Harayama, Oka-cho, Okazaki, Aichi 444-0005, Japan E-mail: [email protected] 別刷請求先:〒444-0005 愛知県岡崎市岡町原山 12-5 愛知産業大学 堀越哲美.

(17)

Table 2. Conditions for WBGT50 calculation
Table 4. Comparison between indices in the previous guide lines and WBGT50 in this study   Unit: ℃ WBGT WBGT50-1B WBGT50-23138.936.02834.432.32529.928.52123.923.6 本研究 WBGT 指針 乾球温度 暑さ指数 指針 WBGT50 31℃以上 危険 35℃以上 31℃以上 運動は原則中⽌ 36℃以上 28〜31℃※ 厳重警戒 31〜35℃ 28〜31℃

参照

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