JPH0337617B2 - - Google Patents

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、壁などの温度が上昇して居住者に著し
く不快感を与えるものであつた。

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つた。

従つて、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
築物における所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、基体に塗装し
た白色反射面と、その白色反射面を被覆する様に
外界から入射する放射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
長域においては外界から入射する放射の吸収およ
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界からの放射を反射す
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、上記の基本的な構成を実施す
るに当つて、白色反射面はすべての波長範囲の放
射に対して高い反射率を有し、選択放射層は８〜
13μmの波長範囲の放射に対し高い放射率（吸収
率）を有し且つ8μm以下及び13μm以上の波長範
囲の放射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
効効果的に達成できるものである。

茲に、本発明の構成を具体的に以下図面に基づ
いて詳細に説明する。

第１図は本発明の構成の標準的なタイプを示す
拡大断面図であつて、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、などの無機質材料、塩化ビニル樹
脂、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
てある。

白色反射面２の上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
する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
放射に対して高い放射率（吸収率）を示し、8μm
以下及び13μm以上の波長範囲の放射に対して高
い透過率を示す条件に設定され、層厚としては
25μ程度に形成してある。

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イルムを形成し、そのフイ
ルムを静電気などにより貼着して膜層を作るも、
作用効果になんら変わりがあるものではない。

なお、フイ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か、または使
用するも、接着剤界面膜が完全透明に近くなけれ
ばならない。

それは、接着剤界面膜が放射エネルギーの透過
を阻害し、目的の効果が滅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８〜13μm
の特定波長域の放射を選択放射層３で吸収し、
8μm以下及び13μm以上の波長域の放射は選択放
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、８〜13μmの特定波長域で高い放射率
（吸収率）を示し、8μm以下及び13μm以上の波長
域で高い反射率を示すことになる。この図示構造
の分光反射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8μm附近
以下、ほぼ13μm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、ほぼ８〜
13μm附近の波長範囲では高い放射率（吸収率）
を示している。

従つて、入射する太陽からの日射ａは、その波
長が約3μm以下であるため選択放射層３を往復透
過して―選択放射層３は８〜13μmの波長域以外
の波長域では透過するため―白色反射面２により
大部分が反射される。

これは日射ａの熱が基体１まで伝達されないこ
とを意味する。

また、大気からの熱放射ｂのうち、大部分を占
める8μm以下及び13μm以上の波長域のものは選
択放射層３を往復透過して白色反射面２により再
び大気へと反射され、熱放射ｂのうちエネルギー
の小さい８〜13μmの波長範囲のものは選択放射
層３に吸収される。

なお、外界から入射する放射には太陽からの日
射と大気からの熱放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から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８〜13μm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
〜13μmの波長範囲で行われる。

従つて、白色反射面２と選択放射層３の複合面
で授受される放射による熱の移動は８〜13μm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ｂ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。

８〜13μmの波長範囲における、これら夫々の
熱放射ｂ，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、外界から入射する放射エネルギーより外
界へ出て行く放射エネルギーの方が大きくなり、
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、白色反射面２・選択放射層３の複合面に
対して外界から入射する放射には、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ｂが
あり、他方白色反射面２・選択放射層３の複合面
から外界へ放出される放射には白色反射面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。

従つて、放射冷却の効果を得るためには、日射
ａと熱放射ｂ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
放射スペクトルを示してある。

白色反射面２選択放射層３の複合面から外界に
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10μm附近の波長でピークを生ず
るとみなされる。

他方、大気から白色反射面２・選択放射層３の
複合面に入射する熱放射ｂのエネルギーは波長
10μm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ｂ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、本発明は８〜
13μmの波長域において外部に出力される熱放射
と、外部から入射する熱放射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ｂ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、８〜13μmの
特定波長域に対しては吸収し、その特定波長域以
外に対しては透過するために、８〜13μmの範囲
以外、即ち8μm以下、13μm以上の波長域の放射
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。

従つて、冷却効果は８〜13μm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た
す選択放射層３は四沸化ビニ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
ライド共重合体樹脂、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、ポリプロピレ
ン樹脂などの高分子有機質物を材質としたもので
あるが、その材質の如何を問わず、膜状若しくは
層状の形態において、放射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することが重大
な一つの要素である。

そして規定条件に入る選択放射層３において、
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の範囲内のものの
なかでは矢張り25μ附近の厚さのものが最も効果
は高い。

さらに、本発明の構成で、次に重要な役割を果
たす白色反射面２は、すべての波長範囲に亘り効
率的に且つ可及的に大きな反射率を有する面であ
ることが本発明の目的とする効果を促進するため
の要件である。従つて、白色反射面２は入射する
放射エネルギーを100％に近く反射することが出
来るならば、白色反射面の塗装技術として、ロー
ラー、吹付け、ハケ塗り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、放射による冷却が行われ
るため、夏季において必ず発生する妻壁、屋根に
「火照り」が解消されると共に冷房用消費エネル
ギーを節約することが出来るなど、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６mmのフレキシブル板４（石綿スレート
板）の表面を研磨して平滑に修正し、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反射面５を形成し、その
白色反射面５に四沸化ビニリデン樹脂フイルム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。

四沸化ビニリデン樹脂フイルムは厚さ25μmで
あつて、８〜13μmに特定波長域の放射エネルギ
ーを吸収（射出）すると共に8μm以下および
13μm以上の波長域の放射エネルギーを透過する
性質を持つている。

そして、第４図に示す通り、400mm×400mmの内
底面積と、100mmの壁厚を有する箱体Ｐをポリス
チレンフオームで製作し、その箱体Ｐの内部四囲
側周面にアルミニユーム箔７を貼着した。箱体Ｐ
の開口部には内底面から200mmの間隔を保つて、
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100mm下方、
内部四囲側面より等間隔の中心部に位置する様に
内部温度ロの測定点を設けることにより試験装置
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時より翌日午後４時までの約30時間に亘り、
30分間隔にて裏面温度イ、内部温度ロ、および外
気温度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
いることが示され、特に午後10時頃より翌日午前
６時頃までが冷却効果において大きな値を示して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す拡大断面図、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図は同上の
試験装置による試験結果を示す図である。 １…基体、２…白色反射面、３…選択放射層、
ａ…日射、ｂ…熱放射、ｃ…熱放射、Ｔ…試料
板、４…フレキシブル板、５…白色面、６…四沸
化ビニリデン樹脂フイルム、Ｐ…箱体、イ…裏面
温度、ロ…内部温度、ハ…外気温度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基体に塗装した白色反射面と、その白色反射
   面を被覆する様に、外界から入射する放射エネル
   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ビニリデン樹脂などの高分子
   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界から入射する
   放射の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界から
   の放射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 白色反射面はすべての波長の放射に対して高
   い反射率を有し、選択放射層は８〜13μmの波長
   範囲の放射に対し高い放射率（吸収率）を有し且
   つ8μm以下及び13μm以上の波長範囲の放射に対
   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。