เสื้อสีดำร้อนกว่าเสื้อสีขาวจริงไหม
เสื้อสีดำดูดซับพลังงานจากแสงแดดได้มากกว่าเสื้อสีขาวจริง งานวัดของ Watanabe และคณะ ที่เมืองนาโกย่า ประเทศญี่ปุ่น พบว่าคนที่ใส่เสื้อและกางเกงสีดำล้วนดูดซับพลังงานแดดทั้งตัวราว 76% ส่วนคนที่ใส่ชุดสีขาวล้วนดูดซับราว 38% ขึ้นไป แต่พลังงานที่ถูกดูดไว้ไม่ได้ถึงผิวทั้งหมด
ตัวเลขสองค่านี้มาจากงานที่ตีพิมพ์ในวารสาร Building and Environment เมื่อเดือนมกราคม 2013 ผู้วิจัยวัด "ค่าการดูดซับรังสีอาทิตย์" (solar absorptance) ซึ่งคือสัดส่วนของพลังงานแดดที่ตกลงมาแล้วถูกดูดไว้แทนที่จะสะท้อนออก ค่า 1 คือดูดหมด ค่า 0 คือสะท้อนหมด ชุดสีดำล้วนวัดได้ 0.76 ถึง 0.77 ส่วนชุดสีขาวล้วนวัดได้ 0.38 ถึง 0.45 วัดช่วงเที่ยงถึงบ่ายสองโมง ระหว่างเดือนตุลาคมถึงธันวาคม 2009 ที่มหาวิทยาลัยไดโด ค่านี้คิดทั้งร่างกายที่สวมเสื้อผ้า ไม่ใช่เฉพาะผืนผ้า ชุดสีขาวล้วนจึงยังดูดแดดอยู่ตั้งแต่ราว 4 ส่วนใน 10
ผู้วิจัยยังให้อาสาสมัครชายญี่ปุ่นวัยนักศึกษามหาวิทยาลัย 30 คนใส่เสื้อผ้าฤดูร้อนที่แต่ละคนใส่เองตามปกติ ค่าเฉลี่ยของทุกคนรวมกันคือ 0.66 และเมื่อแยกตามสีของเสื้อท่อนบนจะได้ดังนี้
- เสื้อสีดำ: 0.76
- เสื้อสีกลาง ๆ (ค่าความสว่างตามระบบสี Munsell อยู่ระหว่าง 2 ถึง 8): 0.68
- เสื้อสีขาว: 0.56
เมื่อเทียบ 0.76 กับ 0.56 เสื้อสีดำดูดพลังงานแดดมากกว่าเสื้อสีขาวราว 36% และเมื่อเทียบชุดดำล้วนกับชุดขาวล้วน (0.76 กับ 0.38) ต่างกันประมาณ 2 เท่า สองตัวเลขนี้เป็นการหารเองในบทนี้ ไม่ใช่ค่าที่ผู้วิจัยรายงาน บทความของผู้วิจัยยังอ้างงานก่อนหน้าว่า ค่าการดูดซับของตัวผ้าอย่างเดียวมีตั้งแต่ 0.14 ในผ้าไหมสีขาว ไปจนถึง 0.97 ในกำมะหยี่สีดำ
ทำไมเสื้อสีดำที่ดูดแดดมากกว่าถึงไม่ได้ร้อนกว่าเสมอไป
เสื้อสีดำที่ดูดแดดมากกว่าไม่ได้ทำให้ผิวร้อนกว่าเสมอไป เพราะความร้อนที่ผ้าดูดไว้อาจถูกอากาศพาออกไปก่อนถึงผิว งานวิจัยในวารสาร Nature ปี 1980 ของ Shkolnik, Taylor, Finch และ Borut พบว่าชาวเบดูอินที่ยืนกลางแดดทะเลทรายได้รับความร้อนเท่ากันทั้งตอนสวมเสื้อคลุมสีดำและตอนสวมสีขาว
บทคัดย่อของงานนี้ระบุว่า "ความร้อนส่วนเพิ่มที่เสื้อคลุมสีดำดูดไว้ ถูกระบายออกไปก่อนที่จะถึงผิว" (แปลจากบทคัดย่อภาษาอังกฤษโดยผู้เขียนบท) รายละเอียดการทดลองมาจากที่ The Guardian เล่าไว้ ซึ่งระบุว่าเป็นอาสาสมัครชายคนเดียว ยืนหันหน้าเข้าหาแดดตอนเที่ยงในทะเลทรายเนเกฟ ใส่ชุดทดสอบ 4 แบบ คือเสื้อคลุมเบดูอินสีดำ เสื้อคลุมแบบเดียวกันสีขาว ชุดทหารสีแทน และกางเกงขาสั้นอย่างเดียว รอบละ 30 นาที อุณหภูมิอากาศอยู่ระหว่าง 35 ถึง 46 องศาเซลเซียส
The Guardian เล่าด้วยว่า เสื้อคลุมสีดำส่งความร้อนเข้าด้านในได้มากกว่าสีขาวจริง แต่ทีมวิจัยสงสัยว่านั่นไม่ใช่เรื่องทั้งหมด เสื้อคลุมของชาวเบดูอินสวมหลวม อากาศจึงไหลผ่านระหว่างเสื้อกับตัวได้ ทั้งตอนที่ชายเสื้อพลิ้วตามลมและตอนที่อากาศร้อนลอยขึ้นตามช่องว่างใต้เสื้อ การพาความร้อน (convection) แบบนี้เองที่ The Guardian ชี้ว่าพาความร้อนส่วนเกินออกไป
ข้อควรระวังคือผลนี้มาจากเสื้อคลุมหลวมในทะเลทราย ไม่ใช่เสื้อยืดที่แนบตัว จึงเอามาสรุปกับเสื้อยืดตรง ๆ ไม่ได้ สิ่งที่ผลนี้บอกได้คือ ดูแค่ว่าผ้าดูดแสงมากแค่ไหนยังทำนายความร้อนที่ผิวไม่ได้
สีขาวช่วยลดความร้อนจากแดดได้มากแค่ไหน เมื่อเทียบกับชนิดผ้า
ในงานของ Nielsen (ตีพิมพ์ใน European Journal of Applied Physiology ปี 1990) ผ้าสีขาวช่วยลดรังสีแดดที่ถึงตัวได้น้อยกว่าที่คิด เพราะวัสดุสีขาวของชุดทดสอบโปร่งแสง ปล่อยให้รังสีบางส่วนทะลุถึงผิว พลังงานแดดที่ถึงตัวคนใส่ชุดขาวกับชุดดำจึงต่างกันน้อย ส่วนหัวใจเต้นและเหงื่อที่วัดได้ บทคัดย่อของผู้วิจัยระบุว่าคู่ที่ต่างกันอย่างมีนัยสำคัญคือชุดโพลีเอสเตอร์สีขาวต่ำกว่าชุดฝ้ายสีดำ ส่วนคู่อื่นบทคัดย่อไม่ได้ระบุผลนัยสำคัญ
การทดลองนี้ให้ผู้ร่วมทดลอง 6 คนปั่นจักรยานอยู่กับที่ 60 นาที โดยหันหลังเข้าหา "ดวงอาทิตย์เทียม" ความเข้ม 724 วัตต์ต่อตารางเมตร แต่ละคนใส่ชุด 4 แบบสลับกัน ได้แก่ชุดโพลีเอสเตอร์ (ค่าฉนวนความร้อน 0.5 clo) สีขาวและสีดำ กับชุดฝ้าย (0.6 clo) สีขาวและสีดำ ผู้วิจัยอธิบายว่าส่วนต่างของรังสีที่ถึงตัวระหว่างชุดขาวกับชุดดำเล็ก เพราะวัสดุสีขาวโปร่งแสง ส่วนผิวนอกของชุดสีดำร้อนจัด ซึ่งช่วยให้ความร้อนระบายออกทางอากาศได้มากขึ้น ผลที่วัดได้เป็นดังนี้
- โพลีเอสเตอร์สีขาว: หัวใจเต้นเฉลี่ย 142 ครั้งต่อนาที เหงื่อออก 649 กรัม
- โพลีเอสเตอร์สีดำ: 154 ครั้งต่อนาที เหงื่อ 666 กรัม
- ฝ้ายสีขาว: 151 ครั้งต่อนาที เหงื่อ 704 กรัม
- ฝ้ายสีดำ: 160 ครั้งต่อนาที เหงื่อ 808 กรัม
ส่วนข้อสังเกตว่าชุดโพลีเอสเตอร์สีดำ (154 ครั้ง เหงื่อ 666 กรัม) ให้ตัวเลขใกล้เคียงชุดฝ้ายสีขาว (151 ครั้ง เหงื่อ 704 กรัม) เป็นการอ่านค่าของบทนี้เอง ไม่ใช่ข้อสรุปของผู้วิจัย งานนี้ไม่ได้ทดสอบเสื้อยืด และใช้ผู้ร่วมทดลองเพียง 6 คน ใครสงสัยว่าผ้าโพลีเอสเตอร์ระบายเหงื่อต่างจากฝ้ายอย่างไร อ่านต่อได้ที่ ผ้าดรายฟิตระบายเหงื่อยังไง ทำไมแห้งไวกว่าคอตตอน
เลือกเสื้อยังไงเมื่อต้องอยู่กลางแดดนาน ๆ
เมื่อต้องอยู่กลางแดดนาน เสื้อสีอ่อนในทรงที่ไม่แนบตัวสมเหตุสมผลกว่าการเลือกจากสีอย่างเดียว แต่งานที่อ่านมาไม่ได้ทดสอบเสื้อยืดหลายแบบเทียบกันโดยตรง ข้อแนะนำต่อไปนี้จึงเป็นข้อสรุปของบทนี้ ไม่ใช่ผลการทดลอง
เรื่องสี เสื้อสีอ่อนดูดพลังงานแดดน้อยกว่า (เสื้อขาว 0.56 เทียบกับเสื้อดำ 0.76 ในงานของ Watanabe) ถ้าต้องยืนรอ เดินตลาด หรือทำงานกลางแจ้งนานและเรื่องความเย็นสำคัญที่สุด สีอ่อนเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี แต่ข้อได้เปรียบนี้เล็กลงถ้าผ้าบางจนแสงทะลุ ตามที่งานของ Nielsen อธิบาย
เรื่องทรง ผลของเบดูอินชี้ว่าอากาศที่ไหลผ่านระหว่างผ้ากับผิวช่วยพาความร้อนออก เสื้อที่ไม่แนบตัว เช่น ทรง Boxy หรือ Oversize (ความต่างของสองทรงอ่านได้ใน เสื้อ Boxy กับ Oversize ต่างกันยังไง) จึงน่าจะเปิดทางให้อากาศไหลได้มากกว่าเสื้อรัดรูป ข้อนี้เป็นการอนุมานจากงานเสื้อคลุมหลวม ไม่มีงานที่อ่านวัดกับเสื้อยืดทรงเหล่านี้โดยตรง
ถ้าเป้าหมายคือกันรังสี UV มากกว่าความเย็น ทิศทางกลับกัน บทเรื่อง เสื้อกัน UV ค่า UPF คืออะไร อธิบายไว้ว่า เมื่อเทียบบนผ้าชนิดเดียวกัน สีเข้มดูดรังสี UV ได้มากกว่าสีอ่อน จึงกันได้ดีกว่า และผ้าที่ทอหรือถักโปร่งปล่อยรังสีผ่านได้มาก ผ้าสีเข้มที่แน่นจึงปกป้องผิวได้ดี แลกกับการดูดความร้อนมากขึ้น ส่วนความร้อนที่ดูดเพิ่มนั้นจะระบายออกได้แค่ไหน ขึ้นกับทรงเสื้อและลมที่ไหลผ่าน
งานวิจัยเหล่านี้ใช้กับเสื้อยืดที่ใส่ในเมืองไทยได้แค่ไหน
งานวิจัยทั้งสามชิ้นบอกทิศทางได้ แต่ยังไม่ตอบตรง ๆ ว่าเสื้อยืดสีไหนร้อนกว่ากันในอากาศแบบเมืองไทย ชิ้นแรกวัดคนใส่ชุดสีดำและสีขาวที่นาโกย่าช่วงตุลาคมถึงธันวาคม ชิ้นที่สองใช้เสื้อคลุมหลวมในทะเลทรายกับอาสาสมัครคนเดียวตามที่ The Guardian เล่า ชิ้นที่สามใช้ชุดทดสอบกับดวงอาทิตย์เทียมและผู้ร่วมทดลอง 6 คน
ในข้อมูลที่เปิดอ่าน ไม่มีชิ้นไหนระบุว่าวัดในอากาศร้อนชื้นแบบเมืองไทย และทุกชิ้นวัดตอนโดนแดดตรงหรือแสงจำลอง ไม่ได้วัดในที่ร่ม ผลที่ควรเก็บไว้จึงเป็นหลักกว้าง ๆ ว่าสีมีผลจริงแต่ไม่ได้เป็นตัวตัดสินเดียว ทรงเสื้อ ลมที่ไหลผ่าน และความโปร่งของผ้ามีส่วนด้วย
คำถามที่พบบ่อยเรื่องสีเสื้อกับความร้อน
เสื้อสีเทาหรือสีกลาง ๆ ร้อนกว่าเสื้อขาวและเสื้อดำแค่ไหน
อยู่ตรงกลางระหว่างสองสี ในงานของ Watanabe และคณะที่ให้อาสาสมัครชายญี่ปุ่น 30 คนใส่เสื้อผ้าฤดูร้อนของตัวเอง ค่าการดูดซับรังสีอาทิตย์ทั้งตัวเฉลี่ยของคนใส่เสื้อสีกลาง ๆ คือ 0.68 เทียบกับ 0.56 ของเสื้อขาวและ 0.76 ของเสื้อดำ ตัวเลขนี้บอกพลังงานแดดที่ถูกดูดไว้ ไม่ได้บอกอุณหภูมิที่ผิวโดยตรง
ใส่เสื้อสีดำกลางแดดแล้วเหงื่อออกมากกว่าเสื้อสีขาวไหม
ในการทดลองของ Nielsen ที่ให้ผู้ร่วมทดลอง 6 คนปั่นจักรยาน 60 นาทีใต้แสงจำลอง 724 วัตต์ต่อตารางเมตร ชุดฝ้ายสีดำทำให้เหงื่อออก 808 กรัม มากกว่าชุดฝ้ายสีขาวที่ 704 กรัม ส่วนชุดโพลีเอสเตอร์ต่างกันน้อยกว่า คือสีดำ 666 กรัม และสีขาว 649 กรัม บทคัดย่อของผู้วิจัยระบุว่าคู่ที่ต่างกันอย่างมีนัยสำคัญคือชุดโพลีเอสเตอร์สีขาวต่ำกว่าชุดฝ้ายสีดำ ความต่างระหว่างฝ้ายดำกับฝ้ายขาวเองบทคัดย่อไม่ได้ระบุว่ามีนัยสำคัญ ผลนี้มาจากชุดทดสอบในห้องทดลอง ไม่ใช่เสื้อยืดตอนเดินกลางแดด
เสื้อสีขาวสะท้อนแดดได้เกือบหมดใช่ไหม
ไม่ใช่ ในงานของ Watanabe และคณะ คนที่ใส่เสื้อกางเกงสีขาวล้วนยังดูดซับพลังงานแดดทั้งตัว 0.38 ถึง 0.45 หรือราว 38 ถึง 45% งานก่อนหน้าที่ผู้วิจัยอ้างรายงานค่าการดูดซับของผ้าอย่างเดียวต่ำถึง 0.14 ในผ้าไหมสีขาว ซึ่งต่ำกว่า 0.38 ของทั้งตัวมาก ส่วนต่างนี้น่าจะมาจากผิวหนังส่วนที่ผ้าไม่ได้ปิดและแสงที่ทะลุผ้า ซึ่งเป็นข้อสันนิษฐานของบทนี้ ไม่ใช่ผลที่ผู้วิจัยรายงาน
แหล่งอ้างอิง
- Shkolnik, A., Taylor, C. R., Finch, V. & Borut, A. (1980). Why do Bedouins wear black robes in hot deserts? Nature 283, 373–375. https://www.nature.com/articles/283373a0
- Abrahams, M. (2012). Strange but true: science's most improbable research. The Guardian (สรุปรายละเอียดการทดลองของ Shkolnik และคณะ). https://www.theguardian.com/science/2012/aug/19/most-improbable-scientific-research-abrahams
- Watanabe, S., Horikoshi, T., Ishii, J. & Tomita, A. (2013). The measurement of the solar absorptance of the clothed human body – The case of Japanese, college-aged male subjects. Building and Environment. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360132312002600
- Nielsen, B. (1990). Solar heat load: heat balance during exercise in clothed subjects. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 60(6), 452–456. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2390984/
