熱対策やっかいな屋根　高反射塗料などで多層防衛

今年の夏も関西地方を中心に猛暑が続いた。できれば、暑さから解放されて涼しい家で過ごしたいものだが、省エネに詳しい東京大学大学院准教授の前真之氏は、「夏偏重の省エネ対策」を疑問視する。南面の日射遮蔽をやりすぎると、冬に日射取得ができなくなる。設計時の判断が重要になる。

今回は、住宅内への侵入熱の大物である「日射」の遮蔽について考えよう。まずは図1を見て、季節ごとの太陽の動きをよく確認したうえで、各面に当たる日射量の推移を図2で読み解いてみる。

夏は太陽高度が高いので、日射が一番強いのは水平面、次いで東西面となる。東西面には「横殴り」で日射が入ってくるので、庇（ひさし）はあまり効果がない（図3）。

南面については、南中している時の太陽高度が高いので、実はそれほど日射を受けない。とはいえ8月、9月には6月と比べると太陽高度が下がってくるので注意は必要だが、庇で効果的に防ぐことができる。最近の家は南側に全く庇を付けない場合が多いが、やはり適度に庇は必要だろう。

冬については、太陽高度が低いので南面に日射がよく当たる。夏ばかり考えて、庇を出しすぎて日射を遮らないように注意したいところだ。逆に東西面には、あまり日が当たらなくなる。夏のペナルティーも考えると、まずは窓を付けないか、付けるにしても小さく抑えることが肝心だろう。

前述のように南面が受ける日射は「夏ほどほど・冬たっぷり」がいい。夏の太陽は冷房の大敵だが、冬の太陽は最高の友達である。季節によってうまく付き合いたい。

夏の敵ばかりを気にした深すぎる庇は、冬は障害となる。始めから構え過ぎずに、季節によって調整できる手法も活用したい。

昔からあるスダレは季節の切り替えが容易で、窓の外側でガードするので日射遮蔽効果が大きく、おまけに安価。まさに理想的な日射遮蔽手段である。最高の日射遮蔽手法は、スダレをぶら下げる「フック」だけを用意しておくことかもしれないのだ。

窓の日射遮蔽は「後付け上等」だが、実はやっかいなのは「屋根」。前述のように、夏は太陽高度が高いので、直上から容赦なく日射が降り注ぐ。一番日射を受けるのは屋根面なのだ。

まずトップライトを安易に付けないのは基本中の基本。しかし、夏の強烈な日射は窓がなくても室内に押し寄せてくることを忘れてはならない。

日射熱の加熱効果（および夜間放射による冷却効果）を気温上昇にプラスしたものを、専門的には「相当外気温度（SAT温度）」と呼ぶ（図4）。このSAT 温度は、屋根材の日射吸収率が大きいほど高温になる。

2014年に東京が一番暑かった8月5日、正午の気温は34.3℃であった。同じ時刻のSAT温度を計算してみると、コンクリート並みの日射吸収率80%では実に63.9℃にまで上昇する（図5）。屋根に60℃を超えた超高温の空気が接しているのと同じことになる。

屋根の熱対策を怠ると、屋根表面温度が上昇し、熱が室内に大量に流入してくることになる（図6）。温暖地以南では、屋根面の熱対策は抜かりなく行っておきたい。

屋根からの強力な熱侵入を防ぐには、何層もの防衛ラインを積み重ねて対処することになる（図7）。

まずは屋根面の日射吸収率を下げるとともに長波放射率を上げて、SAT温度を下げるのが有効だ。最近よく見かける高反射塗料は、SAT温度の低下に最適化された塗料である。日射熱を宇宙に弾き返すので、ヒートアイランド対策にも効く。ただし汚れると効果がなくなるし、反射による「光害」にもご用心。

次に瓦やベンチレーションブロックにより屋根下地との間に通気層を設け、熱くなった空気を速やかに排出することで、伝導・対流による熱移動を減らすことができる。通気層の下側に遮熱層を設けることで、放射による熱移動もカットできる。

ただし、これらの「反射」「通気」「遮熱」は、いずれも夏専用の対策だ。寒冷な冬における室内からの熱の流出防止には効果がないどころか、むしろ熱ロスを増やして逆効果になる場合も多い。

夏にも冬にも効果があるのは、最終防衛ラインの「断熱」しかない。夏専用の対策に頼りすぎず、屋根にはしっかり断熱材を入れておきたい。

では、前回も含めて解説した内容を簡単にまとめておこう。

・夏の通風偏重でむやみに吹き抜け・大空間を設けると、夏の冷房・冬の暖房で困る。

・内部発熱の削減は節電にも有効。照明LEDもお薦め。

・日射遮蔽は東西面では重要。ただし後付けでも十分対応可能。

・南面の日射遮蔽をやりすぎると、冬に日射取得ができなくなる。

・屋根の日射熱カットは様々な手法を利用できるが、冬にも有効なのは断熱だけ。

結局、夏のことだけ考えてはダメで、冬とのバランスが大事なことが分かる。それでは、「夏旨（なつむね）」の開放的なプランは、諦めないとダメなのだろうか。

吹き抜け・大開口を設けた開放的なプランにおいて、快適・省エネに冷暖房を行うことは不可能ではない。

ただしそれには、建物性能がしっかりしていること、つまり断熱・気密の徹底が不可欠。夏冬共通の対策である断熱・気密をしっかりとることで、安心して夏旨の開放的プランを採用することができるのだ。

（書籍『エコハウスのウソ[増補改訂版]』の記事を再構成）