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乾球溫度與溼球溫度

[2016-07-03 PM12:55][35.1℃/PM2.5=17(μg/m3)] Lunch time already?

今天早上看了一篇《日本經濟新聞》的文章,作者是東京大學前真之副教授,內容是關於「乾球溫度」和「溼球溫度」,以及「日本夏季不能不開冷氣的原因」,還滿值得一讀的,摘譯如下。

汗水,是人體冷卻上的最強武器;然而,該武器有一個重大弱點,就是「如果汗水乾不了,就無法冷卻」。當汗裡的水分乾燥成水蒸氣時,將一併帶走潛熱(Latent heat),使得身體冷卻;換言之,假使汗水乾不了而滴落下來,就無法幫助身體降溫。

總之,人類要過得舒適(=能夠輕鬆散熱),關鍵除了空氣的溫度之外,還包括溼度。

空氣的溫度又稱為乾球溫度(Dry-bulb temperature),這是一般溫度計測得的溫度。溼球溫度(Wet-bulb temperature)則是對一塊空氣進行加溼後,測量水分接近飽和程度時的溫度。由於溼球溫度考量了氣溫與溼度兩者,更接近汗水順利蒸發時的皮膚溫度,故較符合人類「對炎熱程度的實際感受」。

美國空調學會(ASHRAE)將溼球溫度視為重要指標,認為人類要過得舒適,夏季的溼球溫度上限應為21℃。前真之副教授於是以世界各地的乾球溫度和溼球溫度為例,解說它們對舒適度的影響。

首先,非洲衣索比亞是極為乾燥的草原氣候,乾球溫度整年居高不下,但也因為乾燥,溼球溫度整年都在20℃以下。非洲終年溫暖,炎熱時汗水也很容易蒸發,幫身體降溫,對人類來說反而是相當舒適的。

埃及開羅夏季的乾球溫度也很高,不過也因為乾燥,只要穿著寬鬆衣物隔絕陽光、促進流汗,就能過得舒適。

另一方面,若是炎熱加上潮溼,情況就截然不同了。熱帶氣候的菲律賓首都馬尼拉,整年乾球溫度偏高,又因為潮溼,溼球溫度最高可達25℃。在這種情況下,即使流汗亦無法蒸發,人類引以為豪的冷卻系統完全失效。

對於這類「悶熱」氣候,人們過去只能靠減少活動來「抑制代謝熱生成」。近年來,冷氣則成為這些地區的救星。當溫溼度同時上升到該程度,已經不容人們說什麼「我討厭冷氣!」云云的了。

法國巴黎比想像中來得潮溼,乾溼球的溫度差異整年都不大。話雖如此,由於巴黎夏季的乾球溫度低,十分涼爽,不必透過「流汗」這種溼式散熱,光靠「對流」、「放射」等乾式手法便能發揮足夠的散熱效果。冬季雖冷,但暖氣設備相當充足。即使是出租公寓,18℃為止的暖氣費用均包含在房租內,居住舒適這件事被法國人視為「理所當然的人權」。

芬蘭赫爾辛基的夏季溫度也低,對當地人來說,冬季防寒最為要緊。這類能夠「專注於冬季」的地區,建築物的設計亦屬冬季規格。

至於日本東京,因為兼具嚴苛的夏季與冬季,乃是非常棘手的氣候類型。東京夏季除了乾球溫度高,溼球溫度亦在23℃以上。冬季寒冷程度與巴黎相差無幾,可是乾溼球差異甚大,極為乾燥。日本的夏季也好,冬季也罷,對人類來說都極不舒適。

若要增加「對流」、「放射」這類乾式散熱,就必須「降低乾球溫度」;若要增加「流汗」這種溼式散熱,勢必得「降低溼度」。這兩者至少要達成其一,否則人體便無法發揮任何散熱功能。

除了冷氣之外,市面上也有各式各樣的產品,不過前真之副教授認為,能夠確實降低溫度和溼度兩者的省錢機器,就只有惡名昭彰的冷氣了。他指出,人們應該正視日本嚴苛的氣候特性,放下成見,好好思考如何有效地、省電地使用冷氣,才是實際的作法。

調整溫溼度不光是舒適與否的問題。根據日本國立環境研究所環境健康研究中心的數據,2014年救護車運送的中暑病患總數超過1萬人。人數隨最高氣溫上升而增加,且有33%的中暑發生在室內。BTW,2014年的寵物中暑事件則有近7成發生於室內!

高齡者對溫度變化感受較遲鈍,加上流汗能力變差,因此特別容易中暑,許多案例即是未察覺室溫上升而不幸中暑。

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