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輻射熱暖房

2017.12.24.16:37

 薪ストーブや床暖房は輻射熱暖房と言われますが、輻射熱とはいったい何だろうと思っている方も多いと思います。
 日向ぼっこのような暖かさなどと説明されることもありますが、富山の冬は晴れる日が少ないので寒い時期に日向ぼっこのような暖かさと説明されてもイメージができません。

 また、輻射を電磁波で説明することもありますが、そもそも電磁波の説明に電場と磁場が交互にやってくる波と言われても余計にややこしくなってしまいます。

 輻射熱暖房の説明として私たちの体から出ていく熱のスピードに注目してみました。
 私たちの体温は36.5度ぐらいに保たれています。この36度という温度自体にも深い意味があって調べてみるとおもしろい話がたくさんあります。

 体温は36度ぐらいでも肌の表面温度は30~33度ぐらいですし、肌から4㎜ぐらいの層では周囲との間に緩衝層があって肌は室温に直接接しているわけでは無いそうです。
 私たちの体には場所によって違いはありますが手だけでも15,000個を超えるセンサーが働いて周囲の環境を総合的に捉えています。

 室温が20度だったら暖かくて19度だったら寒く感じるといった単純な捉え方では無くて周囲の環境を総合的に捉えて寒いとか暖かいと言った体感として感じています。
 風が吹いていると寒い、湿度が低いと寒い、窓の近くは寒いなど同じ温度でも周囲の環境によって体感が違うのは誰でも感じていることだと思います。
 こうした寒く感じる要素はいずれも私たちの体から逃げていく熱の速度に関係しているように思います。

 お湯は夏よりも冬の方が早く冷めます。
 見方を変えると気温が5度に比べて20度の環境では15度分周囲から熱をもらえることになります。
 熱をもらえるわけですから冷めにくくなるわけです。
 熱の移動は伝導・対流・放射の3つありますが体温がどのように体外に移動しているか調べた研究では6割が放射による移動だそうです。

 私たちの体は放射の形で熱をだす一方周囲からも放射によって熱を受けています。(輻射)
 同じ気温でも周囲の環境から熱を多く受ける方が体は冷めにくい、つまり寒く感じにくい環境に近づくということだろうと思っています。

 輻射熱は電磁波による熱のやり取りですから伝導や対流と違って空気などの気体よりも先に壁などが暖まります。
 暖まるまで時間がかかると言うことはありますが、暖まってしまえば私たちは壁など周囲からも放射によって熱を受けられるので相対的に体から出て行く熱の速度が遅くなります。

 エアコンやファンヒータなどによる伝導、石油・ガスストーブなどによる対流を主に使った暖房方法に比べて放射による熱のやり取り(輻射)の方が体感を得る仕組みに影響が大きいので輻射熱暖房が快適に感じる要因になっているのかもしれません。

 設備導入時に費用が必要な床暖房ですが、熱源にヒートポンプが使われるようになってからは運用費用が随分少なくなりました。こうしたことも輻射熱暖房の普及に貢献しているように感じています。

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