日射遮蔽手法


日射遮蔽手法

目次

目的とポイント

1.冷房エネルギーを削減する

日射は住宅内の温熱環境にたいへん大きな影響を与えます。


冬期では、より多くの日射熱を取得することにより室温を上昇させ、暖房エネルギーを削減することができますが、夏期では、日射熱によって上昇する室温を冷房によって下げる必要があるため、日射量が多ければ多いほど冷房エネルギーの負担が増えていきます。


日射遮蔽の目的は、文字どおり日射を遮蔽することにより、室内に流入する日射熱を低減させ、冷房エネルギーを削減することにあります。

2.室内を涼しく保つ

夏期や中間期に室内を涼しく保つためには、通風と合わせて日射遮蔽が重要です。


日射遮蔽を効率よく行うには、建物外皮の各部位の方位特性に配慮する必要があります。


日射熱の流入を抑制することにより、室温の上昇を抑えるとともに内壁面等の表面温度の上昇を抑えることが可能になります。

 

日射遮蔽対策を検討するための基本的事項

1.方位による日射量の違い

建物に当たる日射は、季節と建物部位の向きによって変わります。


太陽高度の高い夏期における日射量は、水平面で極めて大きくなり、垂直面については、東西の面が大きく南面のほうが小さくなります。

2.透明部位と不透明部位による透過日射量の違い

窓ガラスのような透明部位と、壁などの不透明部位を比べると、透明部位からの日射量がはるかに大きくなるため、透明部位の窓については、十分な日射遮蔽対策が必要となります。


また、開口部の内部で日射を遮蔽するよりも、外部で遮蔽する方が効果が大きくなります。


不透明部位の屋根・外壁については、まず、断熱化が日射遮蔽対策となります。


次いで、日射反射率の高い材料を用いるなどの手法を検討します。

 

日射遮蔽技術の検討ステップ

ステップ1 敷地周辺状況の確認・目標レベルの設定


敷地周辺状況から建物が受ける日射を確認します。


眺望などの条件を考慮しながら日射を考慮した開口部の配置計画を検討し、日射遮蔽対策の目標レベルを設定します。




ステップ2 開口部の日射遮蔽手法の検討(手法1)


(1)日射遮蔽に効果のある窓の選択


(2)日射遮蔽部材を利用した開口部の日射遮蔽


(3)庇等を利用した開口部の日射遮蔽




ステップ3 屋根の日射遮蔽手法の検討(手法2)


(1)日射反射率の高い屋根材の使用


(2)小屋裏換気による日射遮蔽(天井断熱の場合)


(3)屋根の通気措置による日射遮蔽(屋根断熱の場合)




ステップ4 外壁の日射遮蔽手法の検討(手法3)


(1)日射反射率の高い外壁材の使用


(2)外壁の通気措置による日射遮蔽




ステップ5 その他の日射遮蔽手法の検討(手法4)


(1)照返しの防止措置


(2)庭木による日射遮蔽措置

 

敷地周辺状況の確認等と目標レベルの設定

(1)敷地周辺状況の確認

日射遮蔽の必要性は、夏期および中間期に建物が受ける日射量により変わります。


日射量が小さくなる地域では、日射遮蔽対策の必要性は低くなると考えられます。

(2)日射を考慮した開口部の配置計画

夏期に日射を極力遮蔽し、冬期に逆に取り入れるためには、開口部の方位を南寄りとすることが大切です。


東西に開口部を設けざるを得ない場合は、日射遮蔽部材の活用が不可欠となります。


南寄り(真南±30°)に面して開口部を設けた場合、庇等による日射遮蔽効果をより大きく見込むことができます。

 

手法1 開口部の日射遮蔽手法

1.日射遮蔽に効果のある窓の選択

窓自体により日射を遮る手法で、ガラスとフレーム(枠・框)の日射反射率および熱貫流率によって効果が変わります。


ガラスの種類、フレームの材料、面積によって、適正な使用の窓を選択します。

(1)ガラスの種類と日射遮蔽効果

単板ガラス・・・最も一般的な透明の平板ガラスで、日射をほとんど透過します。


普通複層ガラス・・・2枚の板ガラスの間に乾燥空気を封入することで断熱性を高めたガラスですが、日射のほとんどを透過します。


断熱型低放射複層ガラス・・・室内側のガラスに断熱性と保温効果に優れた特殊金属をコーティングした複層ガラスで、やや日射遮蔽効果があります。

遮熱型低放射複層ガラス・・・室外側のガラスに遮熱性と断熱性に優れた特殊金属をコーティングした複層ガラスで、日射遮蔽効果があります。


ブラインド内蔵複層ガラス・・・複層ガラスの中空層にブラインドを組み込んだガラスで、高い断熱性とともに、ブラインドの開閉によって、光のコントロール効果も併せもっており、日射遮蔽にも有効です。

(2)フレームの種類と日射遮蔽効果

金属製(アルミ)・・・熱伝導率が大きく、最も吸収日射熱を室内に伝えやすいです。


金属製熱遮断構造・・・熱伝導率が大きいアルミ部材を、樹脂材料を使って室外側と室内側に熱的に分散し、熱を伝えにくくしたもので、日射遮蔽効果は中です。


金属・樹脂(木)複合・・・室外側は耐久性に優れたアルミ、室内側は熱を伝えにくい樹脂や木を使って、熱を伝えにくくしたもので、日射遮蔽効果は中です。


樹脂、木製・・・熱伝導率が小さく、最も吸収日射熱を伝えにくいです。

2.日射遮蔽部材を利用した開口部の日射遮蔽

窓にブラインドやルーバーなど、日射遮蔽効果を持つ部材を設置して、開口部から侵入しようとする日射を遮る手法です。


可動性のある日射遮蔽部材を用いることにより、季節・時刻・天候の変化や、眺望・風通しの要望などの生活要求に応じて、取り外しなどの調整を行うことが可能になります。


通風利用、昼光利用と住宅のデザインを考慮して、適切な仕様、機構の部材を選択することが大切です。


日射遮蔽部材には、外付け部材と内付け部材があります。


内付け日射遮蔽部材を用いた場合、窓を透過して部材の表面に当たる熱のほとんどは室内に放熱されるので、外付けほどの効果は期待できません。

(1)外付け日射遮蔽部材の計画手法

操作性がよいもの、風によるバタツキや騒音を生じにくいものを選択することが必要です。


また、地域の風向や風速を考慮して、安全上支障のない位置に設置する必要があります。


スクリーン・・・開閉により日射と視線制御が可能ですが、風に対して弱いです。


すだれ・・・収納性・耐久性に劣りますが、安価です。


オーニング・・・開口部とは直接対面しないので、眺望性に優れます。


ブラインドシャッター・・・ブラインドとシャッターの機能を併せ持つ高機能部材です。


ブラインド・・・日射と視線制御の自由度が高いですが、風に対して弱いです。


ルーバー・・・羽根は回転するが、上下に可動しない固定型です。

(2)内付け日射遮蔽部材の計画手法

レースカーテン・・・日射と視線制御が可能で、目の粗さや色によって効果が変わります。効果は小さいです。


ロールスクリーン・・・日射と視線制御が可能で、色によって効果が変わります。効果は小~中程度です。


紙障子・・・日射と視線制御が可能で、色によって効果が変わります。効果は中です。

ブラインド・・・日射と視線制御の自由度が高く、色によって効果が変わります。効果は中です。

3.庇等を利用した開口部の日射遮蔽

屋根や下屋の軒、雪除け庇等を利用して開口部から侵入しようとする日射を遮る手法です。


庇等が取り付く方位と出寸法によって、夏期の日射遮蔽効果は変わります。


方位に応じて適正に計画することが大切です。


太陽高度が低い時間帯での受照面となる東面または西面では、庇等の水平部材による日射遮蔽の効果はあまり期待できません。


これに対して、南面の開口部では太陽高度が高いため、効果は十分に期待できます。


南面の開口部では、出寸法を窓下端と庇等の下端の高低差の3分の1以上の長さとした庇等を設置することで、日射遮蔽に有効と考えられます。

 

手法2 屋根の日射遮蔽手法

屋根面は日射受照時間が長時間となるため、断熱に加えて日射遮蔽対策が重要となります。

屋根面からの室内への熱流入、天井面からの熱流入や放射熱を抑制する対策が必要です。

1.日射反射率の高い屋根材の使用

屋根面の日射反射率を高めることによって、日射遮蔽効果を高めることができます。


建材は色によって日射反射率や吸収率が大きく異なり、一般に暗色よりも明色の方が、また、磨き瓦等のツヤのある材料の方が日射反射率が高く、温度の上昇を抑えられます。


屋根材や外壁材なども建物外表面に明るい色の建材を用いることで、日射遮蔽効果が高まります。

2.小屋裏換気による日射遮蔽(天井断熱の場合)

天井断熱を行っている住宅で、屋根の日射遮蔽効果を高めるために、小屋裏換気量を大きく取ることは、とても有効と考えられます。


小屋裏の換気回数は。5回/h以上とすることが望まれます。

2階に二十天井を設置しない小屋裏現し天井の住宅にあっては、小屋裏換気による排熱は期待できませんので、屋根面の日射遮蔽性能の向上をはかります。

3.屋根の通気措置による日射遮蔽(屋根断熱の場合)

屋根は日射により温度が上がり、室内側への放熱を生じさせます。


とくに屋根断熱を行っている住宅では、屋根から室内に放熱される熱量を抑制するために、通気層を設けることがとても有効です。

 

手法3 外壁の日射遮蔽手法

1.日射反射率の高い外壁材の使用

外壁材の色(日射反射率)の違いによって、受熱量は違ってきます。


可能なかぎり、白に近い色の外壁材を使用することが望まれます。


遮熱塗料は、近赤外域の反射率を高めたもので、その分日射反射率が高い塗料です。


日射反射率は、暗い色より明るい色の方が高いので、暗い色を採用する場合で日射反射率を高くしたい場合に用います。

2.外壁の通気措置による日射遮蔽

外壁は日射受照により温度が上がり、室内側への放熱を生じさせます。


外壁材を張る工法の場合には、外壁材から室内側に放熱される熱量を抑制するために、通気層を設けることが有効です。


通気層は、雨水の浸入防止や壁内に溜まった湿気の放出にも有効です。

 

手法4 その他の日射遮蔽手法

1.照返しの防止措置

地表面やベランダ、バルコニー、近隣建物の屋根や壁などからの照返しによる開口部を通しての室内への受熱も考えられます。


こうした室内への受熱をできるだけ軽減できるように、照返し面の材料・仕上げについて検討が必要です。

2.庭木による日射遮蔽措置

庭のある家では、建物周囲の樹木も日射遮蔽に有効な役割を果たすことができます。


落葉樹は、夏期に日射を遮り、冬期には落葉して日差しをそれほど遮らないので、室内の快適性向上に役立てることができます。

 

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