夏に白い服を着ると涼しいですか？結果はあなたが思っているものとは違うかもしれない

暑い夏は、熱中症や冷房対策はもちろん、服装の組み合わせも考えなければなりません。夏に明るい色の服を着ると暗い色の服を着るよりも涼しい、という格言を聞いたことがある人は多いでしょう。たとえば、白い服を着ると黒い服を着るよりも涼しくなります。これは、白は熱を吸収しないのに対し、黒は熱を吸収するからです。本当にそうなのでしょうか？どのような色や素材の服なら涼しく過ごせるでしょうか？

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パート1

着る色は場所によって変わる

まず、人体の代謝によって熱が発生し、人体は恒常性を維持するために余分な熱を周囲の環境に放散する必要があることを知っておく必要があります。一般的に、体温を調節する熱放散経路には、放射、伝導、対流、蒸発の 4 つがあります。これら4つの方法の相乗効果により、体温を安定させることができます。ただし、その影響の大きさは状況によって異なります。たとえば、人が静かに屋内にいるとき、人体から熱が失われる主な方法は中赤外線の波長範囲の放射です。激しい運動中、体は汗の蒸発によってほとんどの熱を放散します。

人体の熱放散経路の概略図。画像出典：参考文献[1]

同時に、熱伝達プロセス中に、温度差が存在するため、熱エネルギーは高温から低温に伝達されます。つまり、体温が周囲の環境よりも低い場合、人体は周囲の環境から熱を吸収し、周囲の環境温度が体温よりも低い場合、人体は熱を外部に放射します。したがって、夏に涼しく過ごすためにどのような服を着るかは、服の色だけでなく、着る人の環境によっても異なります。

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炎天下の屋外で周囲の温度が人体よりも高い場合、熱は空気から人体に伝わります。明るい色の服を着ると比較的熱放射が少なくなるため、このような状況では明るい色の服を着たほうが涼しいです。淡い色の衣服は紫外線をある程度反射しますが、紫外線を吸収する能力は低いです。そのため、明るい色の衣服を着用すると日焼けしやすくなるため、屋外に長時間露出することには適していません。対照的に、赤い服は太陽光の中の紫外線を大量に吸収します。そのため、長時間屋外にいるときは赤い服を着ると涼しくなるだけでなく、日焼け防止にもなります。

エアコンの効いた部屋にいる場合や、夏の曇りの日や夜など、日光が少なく周囲の温度が人体の温度よりも低い場合は、熱を素早く吸収し、熱を素早く発散する暗い色の服を着る必要があります。吸収された熱は体表面に温冷対流を形成し、体表面から汗を奪います。汗の蒸発は熱を吸収し、皮膚表面から熱を素早く取り除くので、涼しく感じます。

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パート2

着るものが少ないほど、涼しくなる？

夏は着る服が少ないほど涼しくなると多くの人が考えています。しかし、タンクトップやショートパンツを着るのが好きな美しい女性や、上半身裸の筋肉質の男性は、Tシャツを着ている人よりもクールではないかもしれないことに注意してください。

前述のように、皮膚は体温が外部環境温度を超えた場合にのみ、外部に熱を放散することができます。外気温が人体表面温度に達するかそれを超えると、体温と気温の温度差が小さくなるかマイナスになるため、皮膚は積極的に熱を放散できなくなります。逆に皮膚は外部からの熱を吸収し、体温を上昇させ、熱中症になりやすくなります。したがって、着るものを少なくすれば必ずしも涼しくなるというわけではありません。

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パート3

素材も重要

真夏は暑さが耐え難いため、人間の体は汗の蒸発によって体温を調節します。汗の蒸発を促すために、夏には吸湿性と通気性に優れた衣服を着るべきです。異なる素材の繊維を同じ環境条件に置くと、周囲の環境から水分子を吸収する能力、つまり吸湿能力が異なります。これは、異なる繊維の化学組成と分子構造が異なるためです。たとえば、シルク繊維には親水性基 CONH が多くありますが、ポリエステルやポリプロピレンには親水性基がありません。親水性基が多いほど、繊維の吸湿能力は強くなります。測定によると、気温24℃、相対湿度60％前後のとき、麻織物の吸湿能力は約10％、絹織物は約9.5％、綿織物は約8.5％、ビニロンは3％、ポリエステルは1％未満です。

したがって、夏服にはリネン、シルク、コットンなどの天然繊維製品が最適であることがわかります。繊維の密度が高くなるほど、通気性は悪くなります。同じ原料から作られた布の場合、密度が2倍になると通気性は半分になります。そのため、夏場の衣服は薄手、つまり密度が低いほど放熱性能が良くなり、涼しく着ることができます。

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同時に、対流熱放散を考慮すると、ゆったりとした服を着たほうが涼しくなります。通気性と放熱性を高めるために、襟、袖口、ズボンの裾などの開口部は、細すぎたりきつすぎたりしないようにする必要があります。そのため、タイツは夏に着用するのに適していません。女性はワンピースやAラインスカートを大胆に着こなせます。歩くときに空気をより効果的に吸収・放出できるので、優雅な印象を与えるとともに、体を涼しくしてくれます。

中東の人々がなぜゆったりとしたローブを主な衣服として選ぶのか考えてみましょう。彼らは太陽放射が非常に強い熱帯砂漠気候に住んでいるため、皮膚が太陽にさらされるとすぐに日焼けしてしまいます。そのため、体全体を覆う必要があります。同時に、外の風がゆったりとしたローブの中に吹き込み、上下に素早く広がり、煙突効果を生み出し、空気の循環を促進し、体から発散される湿気を一掃し、人々に涼しさと快適さを感じさせます。

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現在、繊維技術の発展に伴い、数多くの新しい繊維素材が登場しています。科学研究者は、材料革新、繊維工学、高度な統合技術、新しい構造設計、衣服の形状開発など、さまざまな方法を使用して、人体に優れた温熱快適性を提供できる繊維製品を設計しています。

温度調節繊維の模式図画像出典参考文献 [1]

さらに、熱調節特性を備えた先進的な繊維とフレキシブル電子デバイスおよびエネルギーハーベスティングデバイスとの統合も開発中であり、これにより次世代のスマート繊維は、熱快適性、センシング、コンピューティング、電子制御などの複数の機能を実現できるようになります。技術の発展により、将来的にはさまざまな色やスタイルの耐熱・冷却服が選べるようになり、高温環境での作業がより快適で安全になると信じています。エアコンの効いた部屋に隠れることなく、暑い太陽を楽しめる夏が早く来るといいですね。

参考文献:

[1] Peng Y、Cui Y.（2020）。個人の熱管理とエネルギーのための先進的な繊維。ジュール4(4),724-742.

[2] シャルコウディアン、N.（2016）。自律神経の観点から見た人間の体温調節。オートン。神経科学。基礎臨床196,1–2.

[3] 中村和之（2011）。体温調節と発熱の中枢回路。午前。生理学ジャーナル通常。インテグレートコンプ。生理学。 301、R1207～R1228。

[4] 柴崎正之・ウィルソン・TE・クランドール・CG（2006）。熱ストレスおよび運動中のエクリン汗腺発汗の神経制御とメカニズム。ジャーナル・オブ・アプライド生理学100、1692–1701。

制作：中国科学普及協会

制作者：薛楊（中国科学院大連化学物理研究所）

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

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この記事は著者の見解のみを表しており、中国科学博覧会の立場を代表するものではありません。

この記事は中国科学博覧会（kepubolan）に最初に掲載されました。

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