太陽放射と建築•都市環境

摘要

人類のエネルギー大量消費が問題とされる現時点にお いても、地球に降り注ぐ太陽放射はその約1万倍と圧倒的であ り、建築•住宅など身近な快適性や省エネルギー性の向上、 さらには都市環境の改善のためには、その適切な制御•活用 が重要であることは論をまたない。地表に到達する太陽放射のうち、最も大きな比率を占めるのは近赤外域成分(50%強)であ り、次いで可視域(=光、50%弱)、紫外域(数%程度)と続く。なる ベく光を透過させつつ近赤外域成分を反射するLow-E(低放 射率)面を用いたフィルムやガラスはすでに広く普及している。こ うすることで、窓に求められる自然な眺望`開放感や昼光利用 効果を維持しつつも、太陽放射による冷房負荷の増大を抑制 し窓近くの温熱環境を向上させることが可能となっている。た だし従来技術では、近赤外域成分はほぼ鏡面反射のかたち で下向きに近隣街区へ照り返され、前面街路などでは (目には見えないものの)放射を考慮した相当外気温度(SAT)を大 幅に高めるという不都合な副作用がある。研究室では、薄型 TV画面などで培われた技術の応用でおおむねlOOμmの窓 フィルム内の内部構造により、室内については従来同等の熱· 光性能を維持しつつ、近赤外域成分のみを選択的に上向き に反射する再帰反射フィルムの研究•開発を進めてきた 。図2は、ガラスファサード建築の前面街路や近隣街区 の放射環境を想定して、ガラス仕様の影響評価を試みたも のである。遮熱型Low-E複層ガラスの前面街路では鏡面反 射した近赤外域成分によって相当外気温度が大幅に上昇し ているのに対し、本技術では温度上昇を抑制できている様子 がわかる。日射計·SAT計を用いた実験では、下向き反射成 分はおおむね3分の1に低減、水平面の相当外気温度では日射の強い状況で約lO℃低下という大きな効果を確認してい る。この再帰反射フィルムは都内の大規模建築のファサー ドで全面的に導入され、内部のみならず外部についてもその 効果が実証されている。また、太陽放射の一部を上向きに反 射するということは、都市スケールで考えると入射する太陽放射 がその分減少することと同じであり、ヒートアイランド抑制効果も 併せ有することになる。本技術はわが国独自のものであり、すで にCASBEE-HIにおいても評価される技術となっている。その 性能により建築内部の省エネ·快適性のみならず外部•都市 環境の快適性向上にも貢献することを期待している。研究室 ではほかにも大型TV·印刷など他分野技術の応用である採 光フィルム·プレートなど、可視域成分の屈折·反射により熱 的影響を抑制しつつ昼光を室奥まで導入する手法について 検討·評価を進めている。これらの背景には、時刻·天候· 季節による光環境の移ろいなど、われわれがその下で進化して きた太陽放射の恩恵を適切に享受することが、地球環境のみ ならず心身の健康にとっても好ましく自然なこと、との思いもある。