JPS6098036A

JPS6098036A - 建築物の放射冷却法

Info

Publication number: JPS6098036A
Application number: JP20561183A
Authority: JP
Inventors: 遠山　昌夫; 市古　実
Original assignee: Kikusui Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Kikusui Kagaku Kogyo KK
Priority date: 1983-11-01
Filing date: 1983-11-01
Publication date: 1985-06-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は建築物の屋根、壁などの構造物を熱放射により
冷却する方法である。

従来より、家屋などの建築物において、夏季には、屋根
、！１７などの温度が上昇して居住者に著しく不快感を
勾えるものであった。

そのため、夏季には冷房装置を使用するが、電気の消費
も多く、経済上不利であると共に、国策である省エネル
ギーに相反するものであった。

従って、本発明者らは、石油を源とするエネルギーを全
く使用することなく、屋根、壁などの建築物におけるｊ
９ｒ要の構造物を冷却する技術を鋭意研究開発した結果
、到達したのが本発明である。

即ち、本発明の基本的な構成は、基体に形成された白色
向などの反射率の高い反射面と、その反射面を被覆する
様に外光に含まれる光エネルギーの小さい波長域におい
て、高い放射率（吸収率）を有し、且つその他の波長域
において高い透過率を有する四沸化エチレン共重合体樹
脂などの高分子有機質物による選択放射層との複合から
なり、前記の特定した波長域においては外光の光エネル
ギー吸収および基体からの熱放射を行うと共に特定した
波長域以外の波長域においては外光を反射することによ
り基体を冷却することを特徴とするものである。

そこで、」二記の基本的な構成を実施するに当って、反
射面はすべての波長範囲の光に対して高い反射率を有し
、選択放射層は８〜１３μｆｉｌの波長範囲の光に対し
、高い放射率（吸収率）を有し且つ８μ■１以下及び１
３μｎ１以上の波長範囲の光に対し高い透過率を有する
ことが条件付けられるならば、意図するところの目的を
最も有効的に達成できるものである。

弦に、本発明の構成を具体的に以下図面に基すき詳細に
説明する。

第１図は本発明の構成の標準的なタイプを示す拡大断面
図であって、１は建築物の屋根、壁などの構造物の一部
を示す基体であり、アルミニウム、鋼、銅などの金属、
硅酸カルシウム、セメントアスベストポリエステル樹脂などの有機質材料を材質となしたもの
である。

そして、基体１の表面には、水系、溶剤系を問わず白色
塗料の塗着により白色反射面２が形成しである。

白色反則面２の１には四沸化エチレン共重合体樹脂によ
る均一な厚みの選択放射層３を密着被覆すル様に複合さ
れている。

この選択放射層３は、８〜１３μｍの波長範囲の光に対
し、高い放射率（吸収率）を示し、８μｍ以下及び１３
μ川以上の波長範囲の光に対し高い透過率を示す条件に
設定され、層厚としては２５μ程度に形成しである。

選択放射層３は液状組成物、例えば塗料状にしたものを
塗布して固化させ、所定の均一な厚みの膜層を作るも、
或いは機械などの成形加工により所定の均一な厚みのフ
ィルムを形成し、そのフィルムを静？に気などにより貼
着して膜ｊ−を作るも、作用効果にｊ（んら変わるもの
ではない。

なお、フィルムの貼着により白色反射面２の上に選択放
射層３を形成する場合、貼着する直接手段としての接着
剤は全く使用しないが、または使用するも、接着剤界面
膜が完全透明でなければならない。

それは、接着剤界面膜が光の透過を阻害し、目的の効果
が減殺されることを恐れるためである。

さて、上記の図示した構造において、８〜１３７７　ｍ
の特定波長域の光を選択放射層３で吸収し、８μＩ１１
以下及び１３μＩｉ１以上の波長域の光は選択放射層３
を透過して白色反射面２で全反射してしまうため、８〜
１３μＩｌｌの特定波長域で高い放射率（吸収率）を示
し、８μＩ１１以下及び１３μＩ１１以上の波長範囲の
光に対して高い反射率を示すことになる。

この図示構造の分光反射率特性を測定して表となしたの
が、第２図である。

この図の特性曲線で明らかな様にほぼ８μＩＩＩｌ肘近
以下、はぼ１３μＩ’ｌｌ附近以上の波長域では、凡そ
として１００％に近い反射率を示しており、はぼ８〜１
　８　１ｔ　ｍ附近の波長範囲では高い放射率（吸収率
）を示している。

従って、入射される太陽からの日射ａは、その波長が４
　１ｉ　ｍ以下であるため選択放射層３を往復透過して
一選択放射層３は８〜１３μＩｌｌの波長域以外の波長
域では光を透過するため一白色反射面２にＪ：り大部分
が反射される。

これはト１射ルの熱が基体ｌまで移動しないことを意味
する。

また、人気からの熱放射すのうち、大部分を占める８ｐ
．ｍ以下及び１３μｍ以上の波長域のものは選択放射層
３の往復透過して白色反射面２により再び人気へと反射
され、熱放射すのうちエネルギーの小部分である８〜１
３μｉｌｌ波長範囲のものは選択放射層３に吸収される
。

なお、入射する外光には太陽からの日射と大気からの熱
入射とがあることはよく知られている。

さらに、白色反射面２には表面温度に応じた熱放射Ｃが
あり、選択放射層３を透過して外部に放射されるが、そ
の放射率は８〜１３μＩｎの波長範囲で高いため、熱放
射Ｃはエネルギーの大きい８〜１３７１ｍの波長範囲で
行われる。

゛　従って、白色反射面２と選択放射層３の複合面で授
受される放射光による熱の移動は８〜１３μＩ１１の波
長範囲において、エネルギーの小さい大気からの熱放射
しおよび、エネルギーの大きい白色反射面２・選択放射
層３の複合面からの熱放射Ｃによるものである。

８〜１３μＩＩ＋の波長範囲における、これら夫々の熱
放射す、ｃによる熱の移動は白色・反射面２・選択放射
層３の複合面からの熱放射Ｃによる方が、極めて大きい
。

これは白色反射面２・選択放射層３の複合面に対して、
外部から入る熱量より外部へ出て行く熱量の方が大きく
なり、結果として冷却されることになる。

この作用の詳細を以下説明する。

即ち、外部から白色反射面２・選択放射層３の複合面に
対して外部から入射する外光には、第１図に示す通り、
太陽からの日射ａと大気からの熱放射すがＪ戸ハ他方白
色反射面２・選択放射層３の複合面から外部へ放出され
る放射光には白色反射面２・選択放射層３の複合面の温
度に応じて放射される熱放射Ｃがある。

従って、放射冷却の効果を得るためには、日射ａと熱放
射しにより入力される熱量より、熱放射Ｃにより外部に
出力される熱量の方が大きいことが必要である。

第３図には白色反射面２・選択放射層３の複合面で授受
される、日射ａ、熱放射ｂ、熱放射Ｃの放射スベクＩ・
ルを示しである。

白色反射面２・選択放射層３の複合面から外部に出力さ
れる熱放射Ｃのエネルギーは、その複合面の温度により
変化するが、通常の室温範囲内での変化では、常時ｌＯ
μＩｎ附近の波長でピークが生ずるとみなされる。

他方、人気から白色反射面２−選択放射層３の複合面に
入射する熱放射すのエネルギーは波長１０μＩｎの前後
附近の８〜１３μｍの範囲の特定波長域で大きく落ち込
んでいる。

このため、外部に出力される熱放射Ｃの熱量は外部から
入射する熱放射すの熱量に比して格段に大きく、その差
だけ熱量が外部へ放出され冷却される。

この第３図で明らかな様に波長８〜１３μＩｌ’ｌの域
における外部に出力される熱放射の熱量と、内部に入射
する熱放射の熱量との差を積極的に利用しようとするも
のであるために、当然として８〜１３μｍ■の波長域に
おける熱放射しは効率的に外部へ反射させねばならない
。

しかしながら、選択放射層３が、８〜１３μＩ１１の範
囲の特定波長域の光に対しては吸収し、その特定波長域
以外の範囲の光は透過するｊコめに、８〜１３μｍ１１
の範囲以外、即ち８μ■以下、１３μ…以上の波長域の
光は白色反射面２により反射せしめられて、外部へと再
び放射される。

従って、冷却効果は８〜１３μ■−の範囲の特定波長域
を限定条件付けることにより、目的が達成される。

そこで、本発明の構成で最も重要な役割を果ｔこす選択
放射層３は四沸化ビ÷リデン樹脂の他にビニールフロラ
イド共重合体樹脂、ビニリデンフロライド川重合体樹脂
、ポリオキシプロピレン樹脂、二沸化エチレン共重合体
樹脂、ポリプロプレン樹脂などの高分子有機質物を材質
としｔコものであるが、その拐質の如何を問わず、膜状
若しくは層状の形態において、光エネルギーに対する条
件を規定された数値範囲内に設定されることが重大な一
つの要素である。

そして規定条件に入る選択放射ｍ３におし）で、その厚
みは上記具体例では、２５μ程度のものを使用したが、
実験によれば１０〜４０μの範囲内のものでも、充分効
果を期待できるが、矢張り、２５μ附近が最も効果は高
い。

さらに、本発明の構成で、次に重要な役割を果ｊこす反
射面２は白色塗料による白色のみで無く、銀色、金色の
他、黄、緑、など着色淡彩色でも良く、結局として、光
の総ての波長範囲に亘り効率が可及的に大きく反射する
面ならば、本発明の意図する目的を達成することができ
る。

従って反射面は、入射光を１００％に近く反射すること
が要素であるため、この条件を満足することか出来る′
ならば、反射面の形成技術が、塗装、メッキ、蒸着など
如何なる被覆手段を採用するも差支えない。

本発明は上記説明した通り、建築物の部分的な構造物、
例えば屋根、側壁に採用すれば、昼夜間、特に夜間にお
いて、エネルギーの放射による冷却が行なわれるため、
夏季において必ず発生する妻壁、屋根の「火照り」が解
消すると共に冷房エネルギーの消耗を節約することが出
来るなど、住宅、建築物の夏季における居住環境が改善
され、且つ省エネルギーにも貢献することができる。

実施例厚さ６ｍｎｔのフレキシフル板４（石綿スレー１−板）
の表面を研暦して平滑に修正し、その平滑面にルチル型
酸化チタン６８％含む有機溶剤系白色塗料を塗装して均
一な白色面５を形成し、その白色面５に四沸化ビニ９デ
ン樹脂フィルム６を重ね合せ、静電気により密着させて
試料板Ｔを製作した。

四沸化ヒニリデン樹脂フィルム６は厚さ２５間であって
、８〜１．８μＩ１１の特定波長域の光を放射（吸収）
すると共に８μＩｎ以下・１３μｍ以上の波長域の光を
透過する性質を持っている。

そして、第４図に示す通り、４００１Ｕｌ×４００ＭＭ
の内底面積と、１００ｊｌＮの壁厚を有する箱体Ｐをボ
リスノゝレンフオームで製作し、その箱体Ｐの内部四囲
側周面にアルミニューム箔７を貼着した。

箱体１゛０眉ノ旧」部には内底面から２００朋の間隔を
保って、試料板Ｔを水平に架設固定し、試料板Ｔの裏面
において、箱体Ｐの内部四囲側面より等間隔の中心部に
位置する様に裏面温度イの測定点を設け、さらに箱体Ｐ
の内部における試料板Ｔの１００朋下方、内部四囲側面
より等間隔の中心部に位置する様に内部温度口の測定点
を設けることにより試験装置１°″１を製作した。

この試験装置を３基、建物の屋上に設置し、午前１０時
」、り翌日午後４時までの約８０時間に亘り、３０分間
隔にて裏面温度イの測定点、内部温度口の測定点、及び
外気温ハを連続して測定した。

第５図は測定温度を試験装置の３基の平均値でグラフに
表イつしたものである。

このグラフで明らかな様に午後４時附近から翌日午前８
時附近までの間、外気温より冷却されていることか示さ
れ、待に午後１０ｐ頃より翌日午前６時頃ま−Ｃか冷却
効果において大きい値を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は熱放
射体の分光反射率の特性図、第３図は放射面に授受され
る放射光の放射スペクトルの特性図、第４図は試験装置
を示す縦断面図、第５図は同１−の試験装置による試験
結果を示す図である。 ■・・・・基体、２・・・・・白色反則面、３・・・・
・選択放射層、１１・・・・・日射、ｂ・・・・・・熱
放射、（−・・・・・・熱放射、１１・・・・試料板、
４・・・・・・フレキシブル板、５・・・・・・白色面
、６・・・・・四囲；化ヒニリテン樹脂フィルム、１′
・・・・・・ｆｆ１体、イ・・・・・・裏面温度、口・
・・・・・内部温度、ハ・・・・・・外気温第１図第２図１％）５皮長ＣＡＭ）第３図うｂと」ｋ、　（μα罷）第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基体に形成された白色面などの反射率の窩い反射
面と、その反射面を被覆する様に外光に含まれる光エネ
ルギーの小さい波長域において、高い放射率（吸収率）
を有し、且つその他の波長域において高い透過率を有す
る四沸化ヒニリテン樹脂などの高分子有機質物による選
択放射Ｉ（イ）との複合からなり、前記の特定した波長
域においては、外光の光エネルギー吸収および基体から
の熱放射を行うと共に特定した波長域以外の波長域にお
いては外光を反射して基体を冷却することを特徴とする
建築物の放射冷却法。
（２）反射面はすべての波長範囲の光に対して高い反射
率を有し、選択放射層は８〜１３μＩ１１の波長範囲の
光に対し、高い放射率（吸収率）を有し且つ８μロー以
下及び１３μＩＩ＋以上の波長範囲の光に対し高い透過
率を有することを特徴とする特許請求の範囲１記載の建
築物の放射冷却法。