遮熱のとは

熱の仕組み

太陽からの輻射熱の反射を 最大97%カット(一般の断熱材は反射率10%程度)
遮熱の効果として
太陽からの輻射熱の反射が最も期待されます。

太陽から放射される熱の46%が大地に吸収され、24%が雲
と大気に吸収され残りの30%は反射されるといわれます。(大
気環境概論)つまり雲と大気が吸収し対流熱となった熱24%
に対し、その約2倍に当る太陽から大地に放射される46%
の輻射熱が私たちの住まいを熱くしているのです。
このことから夏の暑さを防ぐには、いくら断熱材の性能を上
げたところで輻射熱を抑えない限り効果が薄いことが分かり
ます。
輻射熱を反射することはヒートアイランド現象を抑え、建物
そのものの温度上昇を抑えますからクーラーの使用量も減少
し、結果CO2の削減に貢献します。

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サーモバリアの断熱性能

  遮熱とは?

現在私たちが暮らす環境は、温暖化の影響を受け大きく変化しています。特に夏は気温の上昇が大きく、お年寄りの方が室内で熱中症にかかり、亡くなる事故が年々増加しています。
また、夏の電気のピークカットによる停電や電気代の値上げなどの原発事故の影響も重なり、建物の温度上昇を抑える夏対策が急務となっております。
このような状況の中で断熱に代わる遮熱が注目を集めております。
では遮熱とはどのようなものなのでしょうか?
これから遮熱について分かりやすく説明をいたします。

  3つの熱移動

ではまず熱についてポイントを理解しましょう。
熱には3つの移動方法があります。

1つは伝導です。
伝導とはカイロで手を温めたり、肉をフライパンで焼くなど直接触れることで熱が移動することを言います。

次に対流です。
対流とは温風ヒーターやドライヤーなど空気を媒体に熱を伝えることを言います。

最後に輻射です。
輻射とはドラム缶で焚火をしていて、北風が吹いても熱が伝わってくるといった遠赤外線などの熱線により熱が移動することを言います。

ではここで問題です。
建物内において3つの熱移動のうち、熱移動が最も高いのはどれでしょうか?またその割合はどれだけでしょうか?
答えは、伝導が5% 対流が20% 輻射が75%で輻射が建物内の熱移動では最も高いのです。

  建物内の熱移動(方向別)

それを違う角度で見てみましょう。
この表は建物内の熱移動を方向別に表したものです。
伝導は建物内ではあまり起こることは無く、直接触ることで熱が移動するので、方向に差はほとんどありません。
空気を媒体とした対流は下方向には0%で、横方向で約20%、上方向で45%と温かい空気は上昇することからこのような結果になっています。
輻射は全ての方向に対し大きく熱移動していることが分かります。
このことから建物内において輻射が最も熱移動が高いことが分かりますここで、熱は高い方から低い方へ移動することも押さえておきたいポイントです。

  断熱材では止まらない熱がある

3つの熱移動について説明をしましたが、このなかで断熱材では止めることが難しい熱があります。 それは最も熱移動が高い輻射です。

  実験1

ではこれから断熱材では輻射熱を止めることが難しいことを体感するための実験を行います。

まず遠赤外線ストーブと弊社サーモバリア体感キットを用意します。
体感キットの白い方は厚さ4ミリの断熱シートになります。
シルバーの方は同じく厚み4ミリの弊社サーモバリアSになります。
遠赤外線ストーブは輻射を使った暖房器具です。
実験は体感キットを遠赤外線ストーブに向けて通り抜けてくる輻射熱を比べます。 断熱シートの方に手をかざすと輻射熱が通り抜けてくることが良くわかります。
一方サーモバリアは少しも輻射熱が通り抜けてくることを感じません。
このように、断熱シートは輻射熱を通してしまいます。

  輻射熱とは?

輻射熱とはどのような熱なのか、もう少し詳しく説明いたします。

辞書に輻射熱とは遠赤外線の熱線によって直接伝わる熱の事。つまり、高温の固体表面から低温の固体表面に、その間の空気その他の気体の存在に関係なく、 直接電磁波の形で伝わる伝わり方を輻射といい、その熱を輻射熱という。太陽の自然な暖かさや、薪ストーブの熱なども輻射熱によるもの。とあります。
つまり輻射熱とは電磁波なのです。

  電磁波とは?

では電磁波とはどのようなものなのでしょうか?

電磁波とは電界と磁界が相互に作用して組み合わさり、空間を伝達する波のことを言います。

図をご覧ください。
周波数の違いで、さまざまな用途や特徴に分かれます。
この中の太陽光線の中に赤外線があります。これが輻射熱になるのです。

電磁波の種類と特徴を表した表です。
中央部分に光の波長があり、光には紫外線、可視光線、赤外線が含まれます。 赤外線の特徴として、「原子やイオンを振動。ほとんどが熱エネルギーに変換」とあります。 主な用途は、工業用加熱、乾燥、遠赤外線ヒーターなどです。 光の波長の少し下にマイクロ波があります。マイクロ波の主な用途の中に携帯電話や電子レンジがあります。
電子レンジは、私たちの最も身近にある電磁波を利用した物を温める機械です。 電子レンジの周波数は2.45ギガヘルツ。携帯電話の周波数は2.0ギガヘルツ帯で携帯電話と電子レンジの周波数は0.45ギガヘルツです。

  電磁波とは?-2

電磁波の種類と特徴を表した表です。
中央部分に光の波長があり、光には紫外線、可視光線、赤外線が含まれます。 赤外線の特徴として、「原子やイオンを振動。ほとんどが熱エネルギーに変換」とあります。
主な用途は、工業用加熱、乾燥、遠赤外線ヒーターなどです。
光の波長の少し下にマイクロ波があります。マイクロ波の主な用途の中に携帯電話や電子レンジがあります。

  電磁波とは?-3

現電子レンジは、私たちの最も身近にある電磁波を利用した物を温める機械です。
電子レンジの周波数は2.45ギガヘルツ。携帯電話の周波数は2.0ギガヘルツ帯で携帯電話と電子レンジの周波数は0.45ギガヘルツです。

  実験2

物を温める電子レンジと波長が0.45ギガヘルツ違う携帯電話の電磁波をサーモバリアで止めることができるか?実験を行います。

携帯電話と厚さ0.2ミリのサーモバリアスリムを用意します。
携帯電話の電波がつながっていることを確認します。
携帯電をサーモバリアスリムで包みます。
携帯電話に電話を掛けます。
「・・・・電話がつながりません・・・」
お分かりのようにサーモバリアが携帯電話の電磁波を遮断したことが分かりました。

  遮熱シート「サーモバリア」とは?

では、サーモバリアとはどのようなものなのでしょうか?

特徴はアルミ純度99%以上のアルミ箔を使用しています。
アルミ純度99%以上のサーモバリアは反射率97%で輻射熱を大幅にカットします。

  サーモバリアの有効性

サーモバリアを住宅や工場などの屋根や壁に使用することで、夏の太陽の輻射熱による建物の温度上昇を抑え、体感温度を下げることができます。これによりクーラーの使用も抑えられることも期待できます。
サーモバリアは冬場にも効果があります。冬は反対に室内の温度が外へ逃げようとします。
この室内で発生する輻射熱をサーモバリアは室内側に反射する働きがあります。

サーモバリアは輻射熱に対し大きな効果を発揮します。ただし対流熱と伝導熱にはあまり効果がありません。サーモバリアに使用しているアルミ箔は金属膜で、対流熱と伝導熱の影響を大きく受けてしまうからです。
ですので、断熱材と併用してお使いいただくことをお勧めいたします。
断熱材は対流熱と伝導熱に対し、非常に効果が高いです。ただし先ほどの実験でお分かりのように輻射熱には効果が低いのです。熱の3つの移動をしっかり食い止めるためには、断熱材で対流熱と伝導熱を食い止め、断熱材では止められない輻射熱をサーモバリアで止めることが有効な手段であると言えます。

  最後までご覧いただき、ありがとうございました。

サーモバリアの有効性について、静岡大学の熱工学専門の中山教授よりコメントをいただいておりますので、引き続きホームページをご覧ください。

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