２０２１年６月９日“ふく射冷暖房”のすすめ
坊垣
東京都市大学

和明名誉教授一般社団法人 輻射冷暖房普及促進協会 会長
1❶ 熱と環境
冷暖房の基礎2

１．熱の移動１•

熱は、温度の高い方から低い方へ「伝導」 「対流」 「放射（ふく射）」 によって移動する

水も高い方から低い方へ流れる3

１．熱の移動２ 放射（ふくしゃ；輻射）による伝熱

物体の表面から表面へ直接熱移動

コロナ時代にこそ
ふく射冷暖房を冷房時

太陽や焚火
氷柱
暖房時

換気をしながら冷暖房するにはふく射が最適
室温に関係なくふく射面と体表面との間で直接熱授受が行われるからふくしゃ（放射）による熱の移動4

２．人体の熱収支
１

人体と熱の移動20~30%

約50%
R:輻射

体内の産熱

輻射

食物が熱に

体表面からの熱放散

①伝導
わずか
②対流
20～30％③ふく射 約50％④発汗や呼吸 20～30％
ふく射の影響が最大➨ ふく射暖冷房が効果的
520~30%

わずか

熱の放散とその割合
出典 住まいと環境 彰国社 2010｡10

２．人体の熱収支
２ 体温の調節
熱の発生と放散のバランス

裸で気温２８℃の時、バランスした状態
この時、皮膚表面の平均温度は３３～３４℃
深部体温は３７℃↓
この状態が快適（暑くも寒くもない）
体温保持の仕組み（１）体温調節

自律性体温調節／行動性体温調節（２）環境調節

衣服や冷暖房、寝具（ふとん）6３．暑さ･寒さを決める要素
１ 温熱４要素と人体側２要素
温熱４要素

人体側２要素出典 住まいと環境 彰国社 2010｡10

①気温

②湿度

⑤着衣量

③ふく射（放射）④気流⑥活動量（代謝量）

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３．暑さ・寒さを決める要素
２ 気温・湿度・気流◆気温の効果• 暑さ寒さは気温で表わすことが多いが・・・◆気温の不均一の影響• 温度むら（不均一）が無い環境が理想◆足元は18℃ あればよい ➡ エアコンは、足元が冷える• ふく射暖房は、床面も温めるので足元の冷えを防ぐ◆湿度の効果• 夏は 湿度15%＝体感温度 1℃

冬はあまり効かない◆気流の効果• 夏は 気流 0.1m＝体感温度 1℃
8• 冬は1 ｍ/ｓ＝体感温度 1℃☚冬山の体感温度

３．暑さ・寒さを決める要素
３ 放射（ふく射）温度• 体表面と周囲の物体表面との温度差で熱のやり取り➡ 周囲の物体の表面温度平均が平均放射温度＝ＭＲＴ➡ ＭＲＴ；Mean Radiant Temperature （℃）• 測定は簡単でないのでグローブ温度計を用いる

ｔr；平均放射温度 ℃
ｔg；グローブ温度 ℃ｖ；気流 ｍ/ｓ
ｔa；気温 ℃

◆ふく射（放射）温度は気温と同等の効果

MRT１℃＝気温１℃
9

グローブ温度計

３．暑さ・寒さを決める要素
４

着衣量

clo（クロ）値• 着衣の熱抵抗値

１clo＝0.155㎡・℃／Ｗ

着衣量とｃｌｏ（クロ）値• 具体的には◆セーター１枚＝約 0.2 clo ＝ 体感温度 約 2℃
ネクタイは約 0.1clo➡ 足元の保温に出典 住まいと環境 彰国社 2010｡10

靴下は約 0.05clo

靴下、スリッパは有効10❷ 暖冷房設備
ふく射冷暖房のすすめ

図表等の出典文献１）日本バウビオロギー研究会 通信教育講座
バウビオロギーBIJ第８巻「暖房設備」
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１．暖房の功罪
１ 生物気候学（ビオクリマ）から見た暖房の効果（２）健康への良い影響（１）暖房による環境影響• 皮膚の血行、代謝が良くなる• 血圧が下がる• 免疫システムへの良い影響• 軽やかかつ深い呼吸• 中枢神経が穏やかになる• 生命力• 温度差（室内の垂直・水平分布）• 空気や建材の湿度（含水率）• 空気の対流、ほこりの発生・循環• 空中のバクテリア、ウィルス• 静電気とその帯電、電磁場• 騒音・振動（３）健康へのマイナス要因（暖房病）• 疲労感、不快感、神経過敏• 風邪• 睡眠障害• リュウマチ、循環器障害• アレルギー、抵抗力の低下、能率低下「冷房」はさらに大きな健康影響（冷房病）

出典 文献１）通信教育講座バウビオロギー第8巻「暖房設備」

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２．理想の暖房
１ 対流暖房とふく射（放射）暖房
上下温度差
気流があり塵埃が循環、過乾燥不均一

対流暖房
例：エアコン、温風暖房機、ファンヒーター

低温で均質材料・部位の乾燥状態維持
過乾燥防止
室温は18℃で十分

ふく射暖房
例：壁暖房、床暖房、天井暖房、暖炉

出典 文献１）通信教育講座バウビオロギー第8巻「暖房設備」

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２．理想の暖房
２ ふく射面としてふさわしい位置

不満足率（％）• ふく射による不均一の特徴
ふく射面としてふさわしい方向がある• ふく射暖房では天井面は避ける
壁はよい• ふく射冷房では温度差を小さく不均一輻射温度差（℃）

不均一ふく射と不満足率
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２．理想の暖房
３ ふく射（放射）暖房

理想の暖房システム• 太陽の温かさを理想とするならば、ふく射（放射）暖房が望ましい。
• 人体からの放熱の約５０％がふく射によってなされる。
低温暖房（熱源25℃、40℃まで）

高いふく射熱割合（70％以上）
低い表面温度（20～30℃）
大面積のふく射（周壁温に差が生じない）

省エネ、少ないメンテナンス、小さい騒音
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２．理想の暖房
４ ふく射（放射）暖房

バウビオロギーが勧める壁暖房

出典 文献１）通信教育講座バウビオロギー第8巻「暖房設備」

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❸ 快適な居住環境を作る＜新しい壁冷暖房の可能性＞
ふく射パネルとその効果検証

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１．新しいふく射（放射）空調システム
１ ふく射式冷暖房装置＋対流式エアコン
エアコンの冷媒配管途中にふく射パネルを配置• 直膨式のふく射パネル ・既設のエアコンに容易に設置可能

３タイプの輻射パネル

システム図（冷房時）

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１．新しいふく射（放射）空調システム
２ パネルの特徴と表面温度＜壁掛けタイプ＞

・パネルのサイズは
外寸；H120 ×W82×T12 ㎝
ふく射面；H88×W72 ㎝・構成部材はアルミを中心とし木材等
重量は約20㎏
・可動部分は無いので故障の心配は少ない（ドレンポンプが必要な場合がある）

暖房運転立上り時のパネル赤外線画像

冷房運転定常時のパネル赤外線画像 19

２．ふく射パネルの効果 ＜住宅の場合＞集合住宅にふく射パネル（壁掛けタイプ）を設置し、効果を検証

１ 設置状況等
約29㎡の部屋に設置、室温、表面温等を測定（居間部分23.5㎡、台所5.4㎡）

エアコン

輻射パネル設置状況

安定時
61％減

立上り時
42％減

パネル併用

エアコン

パネル併用

立ち上がり1時間

1時間経過以降■エアコン単独■ふく射パネル併用■エアコン単独■ふく射パネル併用

テスト運転結果

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２．ふく射パネルの効果 ＜住宅＞
３ 全館空調の可能性

エアコンとふく射パネルで全館空調

冷房時
１，２階にエアコン設置
Ａモード ２階のみ運転
Ｂモード １階のみ運転
Ｃモード 両方運転
平均室温比較

1,2階両方夏は２階、冬は１階のみで全館空調可２階のみ

室温と合計電力消費量・外気温の推移

１階のみ

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２．ふく射パネルの効果＜住宅＞

４ 電力消費のまとめ
エアコン単独とふく射パネル併用の消費電力量比較

Wh

電力消費を38％削減

500
450
400
350300250200150
100500

電力消費を32％削減

暖房時
暖膨運転期間■エアコン単独
2019/3/19-20■ふく射パネル併用 2019/5/16-1722

冷房時
冷房運転期間■エアコン単独
2020/8/28-30■ふく射パネル併用 2020/8/ 9-11

左図は２～３日間の連続運転時比較であるが、シーズンを通した比較でも同等の効果を確認

３．施工事例
１ 幼稚園
幼稚園に設置されたハイブリッド（併用）タイプのふく射パネル

遊戯室

トイレ

子供に優しく、子供の健康性、活性度向上が期待される
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３．施工事例＜効果＞
２ 体育館の例
大空間に最適なシステム

体育館のふく射空調イメージ

宇土体育館(熊本県）
必要な部分のみを空調し、アリーナ部分では風がなくバトミントンなどの球技に最適

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４．新しいふく射冷暖房 ②
伝熱効率の高いパイプ

Tube 外観ヒートパイプの原理
でチューブ内を熱が効率的に伝わりパイプ表面を加温・冷却作動原理

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４．新しい輻射冷暖房 ②パイプをふく射源とする冷暖房パネル

設置例

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❹ これからの住まい・建築
ＷＨＯ憲章より

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ＷＨＯ(世界保健機関）の健康の定義
1946年7月22日に署名、1948年4月7日に発効
日本では、1951年6月26日に条約第1号として公布

Health is a state of complete physical, mental andsocial well-being and not merely the absence ofdisease or infirmity
この定訳は「健康とは、完全な 肉体的、精神的及び社会的福祉の状態であり、単に疾病又は病弱の存在しないことではない」
そして、以下のようにも述べられている「到達しうる最高基準の健康を享有することは、人種、宗教、政治的信念又は経済的若しくは社会的条件の差別なしに万人の有する基本的権利の一つである」
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ご清聴ありがとうございました

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