熱と色の不思議: 遮熱と屋根の色

2020/12/25 18:00

うちの屋根は、安い普通のスレート屋根(コロニアル・クァッド)で、色を一番白に近いシルバー・ホワイトという色にしました。

(断熱は、天井に高性能グラスウール１６kを３１０ mmです。我が家の仕様)

題名に遮熱、と書いてあるのになぜ安いスレートの白？

安いのに遮熱の効果が大き目だからです。

３階建なら、正面から見ても屋根の色はほとんどわかりませんし。。

我が家の屋根の、出来上がった実物を、頑張って離れて、近所の建物の隙間から撮ってみると、、、白？？？白。。。

白というか、、、灰色？セメントの色でしょうか。

なにせ、「シルバー」・ホワイトですからね。

ハレーションしやすいところを見ると、確かに白系ではあるようです。

まあ、それはいいとして、建材の宣伝を見ると、遮熱で赤外線ばかり強調されていますよね。でも、遮熱のメインは、赤外線ではないですよ、というのが今回のお話です。

ここで、一般的に、遮熱で赤外線が重要な理由を、の３つに分類してみます。

１)　可視光は通したいけど、それ以外の光を遮りたいとき

２)　私たちの生活レベルの熱を遮りたいとき

３)　太陽光からの光と熱をほとんど遮りたいとき

このうち、

１は窓からの光

２は、みなさん、熱というと赤外線カメラとかの赤外線をイメージすると思います。それは、私達が生活しているレベルの温度の熱い物が発する光が赤外線だからです。

一方、真っ白に光る熱いものは？太陽ですね。太陽からは紫外線と可視光線(虹色全色、合わせて白)と、赤外線が出ています。

窓は可視光線を通したいので、１と２の、窓の内外の熱の赤外線を遮るため、今新築すると、low eガラスが普通に使われます。

2の見えない箇所、壁や天井には、普通は遮熱ではなく断熱材をつかいますね。

では３はどうでしょうか？

屋根や壁で、太陽からの大量の光⇒熱を遮りたいときです。

下記リンクのウィキペディアの図の、橙色の線が地上での太陽光のスペクトルです。

一番強いのは、赤外線(横軸の波長がおよそ800 nm以上)ではなく、可視光(横軸の波長がおよそ400-800 nm)ですよね。

だから、可視光を吸収する黒い紙や板は、晴れの日に熱くなりやすいです。

(だから、太陽光発電や太陽熱利用のパネルは、黒に近く作られています。)

逆に本当に遮熱したいなら、まず太陽光があたる屋根や壁の表面を白にして、可視光を遮ることがもっとも効果が大きい、ということになります。

もし、紫外線、可視光線、赤外線の全てをほとんど遮りたいなら、光学実験に使うようなアルミや銀の鏡のような銀色か、あるいは特殊な真っ白の材料にすればできますが、非常に高価ですし、さすがに反射が眩しい屋根は近所迷惑ですね。

もちろん、屋根や天井で使う部材に、ついでに赤外線遮熱もしておこう、という発想から作られた、下記のような製品は、コストと相談して、予算に余裕があるならさらに効果的と思います。

(太陽光の赤外線を、屋根で、より吸収しません。)

(吸収した太陽熱により暖められた屋根が発する赤外線を、より部屋に伝えません。)

ただし、遮熱にとことんこだわった屋根でも「色」が一番重要です。

もう一度、屋根の赤外線遮熱を強化した製品のページをみてください。(その際、コンクリートの赤外線反射率が40%程度であることを、頭の片隅において、みてください。)

下の方に、「日射反射率の比較グラフ」という非常にわかりやすいグラフがあります。

左の方の濃い紺色や茶色、黒で遮熱の有無に悩むのと、とりあえず、右の方の明るい色にして、予算に余裕があれば遮熱を足すのと、どちらの効果が大きいか、一目瞭然ですよね！

(もちろん、白にして、赤外線の遮熱も足すのが一番効果的です。我が家も差額の見積りくらい、取れば良かったかなぁ。。)

↓テーマ毎のブログ記事のまとめも参考になりますね♪

新築したので実験しよう！