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サーモバリアとは

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、断熱材だけでは防げない、
輻射熱を99%カットする遮熱材

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。

説明ビデオMOVIE

熱とは?

断熱材 > 遮熱材 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、原発事故による夏の電気のピークカットを目的とした計画停電や電気代の値上げなどの影響も重なり、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材に代わる遮熱材が注目を集めております。
では遮熱材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。

ぜ夏の夜家の中が暑いのか?

なぜ夏の夜家の中が暑いのか?

遮熱の効果を知るために、「なぜ夏の夜、家の中が暑くなるのか?」その仕組みを理解しましょう。
真夏の日中、太陽からの放射熱により屋根の瓦や外壁が温められます。
次に屋根の瓦や外壁に蓄積された熱が放射され、室内の天井や壁を温めます。
夏の夜、屋外は夜風が涼しにも関わらず、室内の天井や壁に蓄積された熱が人体に向け放出されるので体が熱くなるのです。
この放出される熱を輻射熱と言います。

つの熱移動

3つの熱移動

さらに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。

物内の熱移動(方向別)

建物内の熱移動(方向別)

このことを違う角度から見てみましょう。
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。

ここでもう一つ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。

熱材では止まらない熱がある

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。

験1

実験 「サーモバリア体感キット」と赤外線ヒーターを使って、輻射熱の体感実験を行います。

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理解するために実験を行います。断熱材で輻射熱を止めることができるのでしょうか?

輻射熱を発生する投光器を利用して、輻射熱の伝わり方を測定します。
試験器の底の部分に温度計を設置します。
左側の白い方は厚さ50㍉の断熱材、右側は厚さ0.2㍉の弊社サーモバリアスリムになります。

投光器のスイッチを入れ、それぞれに輻射熱を放射します。


断熱材の温度上昇に比べサーモバリアスリムは温度上昇が小さいことが分かります。
約4分後、約10度の差が出ました。
この実験から厚さ50㎜の断熱材に比べ、厚さわずか0.2㎜のサーモバリアスリムの方が輻射熱を止める効果が高いことが分かります。つまりサーモバリアは輻射熱を反射するのに対し、断熱材は輻射熱が通り抜けてしまうためこのような結果となったのです。
ではなぜ輻射熱は断熱材を通り抜けてしまうのでしょうか?

射熱とは?

輻射熱とは? > 電磁波

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。

磁波とは?

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。
電磁波は周波数の違いで、さまざまな用途や特徴に分かれます。
太陽光線も電磁波で、この中に赤外線があります。これが輻射熱になるのです。

磁波とは?-2

電磁波の種類と特徴

こちらは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。
実は電子レンジと携帯電話は同じマイクロ波で周波数が近いのです。

磁波とは?-3

電子レンジの周波数 > 2.45GHZ 第三世代携帯電話 > 2.0GHZ帯

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。
その周波数は電子レンジが2.45ギガヘルツで、これに対し携帯電話が2.0ギガヘルツ帯で携帯電話と電子レンジの周波数の差は0.45ギガヘルツです。

験2

実験 携帯電話の電波(電磁波)をサーモバリアで遮断することができるか?

ここでもう一つ実験を行いたいと思います。
物を温める電子レンジと、その差0.45ギガヘルツの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?の実験を行います。

携帯電話とサーモバリアで作った容器を用意します。
初めに携帯電話の電波がつながっていることを確認します。(電話を掛け、呼び出し音を鳴らす)
携帯電話をサーモバリアで作った容器の中に入れ、アルミテープで密閉します。
携帯電話に電話を掛けてみます。(電話機の「電源が切れているか・・・」を聞かせる)
サーモバリアの容器の中に入れた携帯電話は電波が繋がらなくなりました。
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のです。

次に断熱材と同じ保冷容器の中に携帯電話を入れた場合はどうでしょうか?
携帯電話を保冷容器の中に入れて、テープで密閉します。
携帯電話に電話を掛けます。(呼び出し音が鳴る)
保冷容器では、携帯電話の電波は遮断することはできませんでした。

この実験から電磁波を止めることができるサーモバリアは輻射熱を止める効果が高いことが分かります。

実際に住宅などにサーモバリアを使用した場合は、窓やほんの隙間から電波が届きますので、携帯電話が繋がらなくなるということはありませんのでご安心ください。

熱シート「サーモバリア」とは?

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。

ーモバリアの有効性

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。
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。

後までご覧いただき、ありがとうございました。

最後までご覧いただき、誠にありがとうございました。 株式会社ライフテック

サーモバリアの性能、ご使用のポイントがより分かるように試験をおこなったビデオがありますのでそちらをご覧いただき、より遮熱についてご理解を深めていただければと思います。
ま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。

最後までご覧いただき、ありがとうございました。

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