〈一般研究課題〉 再帰反射特性を有する建物外皮が都市屋外放射環境に与える影響に関する研究
助 成 研 究 者

国立大学法人豊橋技術科学大学

袁継輝

再帰反射特性を有する建物外皮が都市屋外放射環境に与える影響に関する研究
袁 継輝（国立大学法人豊橋技術科学大学）

Influence of Building Envelope with Retro-reflective
Characteristics on Urban Outdoor Radiation Environment
Jihui Yuan
(Toyohashi University of Technology)

Abstract：
To achieve the research goal, this study was implemented through two main ways, (i) measurementof urban albedo and building surface temperature under diffuse highly reflective (DHR) and retroreflective (RR) building envelope conditions by using urban block model; (ii) evaluation on the effectof DHR and RR building exterior walls on the ambient thermal environment by using full-scale wall
experiment. The results showed that the RR building coatings tend to increase the urban albedo,
while compared to the DHR coatings. It is also indicated that the RR coatings can relatively
improve the outdoor thermal environment, and significantly reduce the external surface temperatureof building walls directly related to electricity consumption for air-conditioning cooling, especiallyin the case of high-density (or high urban aspect ratio) urban buildings. Therefore, it can beconcluded that the RR materials have the potential to improve UHI effect and conductive tobuilding energy savings.
1．はじめにヒートアイランド現象の様々な対策の中で、建物外皮や屋根に、拡散型高反射（以下DHR：
diffuse highly reflective）素材を適用することは、都市ヒートアイランド緩和や建物省エネルギーのための方法として広く用いられている。日射反射率の低い通常の建築外皮素材と比較して、－ 107 －

DHR素材は建物表面の入射する日射を大きく反射すると考えられ、それにより外壁の日射の吸収を低減することができる。その特性よりこれまで、多くのDHR材料が開発され、建築物表面や舗装に適用するために研究がされてきた[1-2]。しかし、研究によると、DHR素材は低層面や建物壁ために研究がされてきた>@。しかし、研究によると、DHR
素材は低層面や建物壁面に使用さ
面に使用された場合、反射した日射が周辺の建物や道路に向かい吸収されてしまうことや照り返しれた場合、反射した日射が周辺の建物や道路に向かい吸収されてしまうことや照り返しに伴う周辺ために研究がされてきた>@。しかし、研究によると、DHR 素材は低層面や建物壁面に使用さに伴う周辺環境の悪化が懸念されている[3-4]。そこで近年、DHR素材の代わりに、太陽からの入環境の悪化が懸念されている>@。そこで近年、DHR
素材の代わりに、太陽からの入射日射をれた場合、反射した日射が周辺の建物や道路に向かい吸収されてしまうことや照り返しに伴う周辺
射日射を入射方向に返す再帰反射（以下RR：retro-reflective）素材を建物壁面に適用することが提入射方向に返す再帰反射（以下 RR：retro-reflective）素材を建物壁面に適用することが提案されて環境の悪化が懸念されている>@。そこで近年、DHR 素材の代わりに、太陽からの入射日射をいる。
案されている。
入射方向に返す再帰反射（以下 RR：retro-reflective）素材を建物壁面に適用することが提案されてRR 素材の研究については、反射指向特性を把握するための分光器測定>@、及び数値シミュレ
RR素材の研究については、反射指向特性を把握するための分光器測定[5]、及び数値シミュレー
いる。
ーションの予測>@の研究が進めされてきたが、素材の特性やメカニズムの研究が多く実空間でションの予測[6-7]の研究が進めされてきたが、素材の特性やメカニズムの研究が多く実空間でのRR 素材の研究については、反射指向特性を把握するための分光器測定>@、及び数値シミュレの性能や適用性の研究が少ないのが現状である。そのため、本研究では、異なる反射指向特性（RR
性能や適用性の研究が少ないのが現状である。そのため、本研究では、異なる反射指向特性（RR素ーションの予測>@の研究が進めされてきたが、素材の特性やメカニズムの研究が多く実空間で素材・DHR 素材）を用いて都市の形状等から、i 都市模型を用いて都市アルベド（都市全体反射率）
材・DHR素材）を用いて都市の形状等から、i)都市模型を用いて都市アルベド（都市全体反射率）のの性能や適用性の研究が少ないのが現状である。そのため、本研究では、異なる反射指向特性（RRの測定、ii
実大建物外壁面模型による周辺の温熱環境を調査し、建物外皮が都市温熱環境に与える測定、ii)実大建物外壁面模型による周辺の温熱環境を調査し、建物外皮が都市温熱環境に与える影
素材・DHR 素材）を用いて都市の形状等から、i 都市模型を用いて都市アルベド（都市全体反射率）
影響を探ること目的とする。
響を探ること目的とする。
の測定、ii 実大建物外壁面模型による周辺の温熱環境を調査し、建物外皮が都市温熱環境に与える影響を探ること目的とする。
2. 実験方法
２．実験方法2.1 都市アルベドの予測
都市アルベドの予測
2.1
2. 実験方法
本研究では、図 1 に示すように、それぞれ DHR と RR 外皮素材を用いた模型の都市アルベドを2.1本研究では、図1に示すように、それぞれDHRとRR外皮素材を用いた模型の都市アルベドを規都市アルベドの予測
規格 ASTM-E1918-06 >@による算出できる。算出式は（2-1）－（2-5）である。
格ASTM-E1918-06[8]による算出できる。算出式は－（2-5）である。
本研究では、図 1 に示すように、それぞれDHR （2-1）と RR 外皮素材を用いた模型の都市アルベドを
規格 ASTM-E1918-06 >@による算出できる。算出式は（2-1）－（2-5）である。


図 都市アルベドの予測モデルの概念図と実測様子

図1 都市アルベドの予測モデルの概念図と実測様子

図 都市アルベドの予測モデルの概念図と実測様子
𝐽𝐽ｗ = [𝐹𝐹 ∙ 𝑅𝑅ｗ + (1 − 𝐹𝐹)𝑅𝑅ｓ ] 𝐼𝐼ｗ
𝐽𝐽𝑏𝑏 = [𝐹𝐹 ∙ 𝑅𝑅𝑏𝑏 + (1 − 𝐹𝐹)𝑅𝑅ｓ ] 𝐼𝐼𝑏𝑏
𝐽𝐽ｗ = [𝐹𝐹 ∙ 𝑅𝑅ｗ + (1 − 𝐹𝐹)𝑅𝑅ｓ ] 𝐼𝐼ｗ
𝐽𝐽𝑡𝑡 = [𝐹𝐹 ∙ 𝑅𝑅𝑡𝑡 + (1 − 𝐹𝐹)𝑅𝑅 ] 𝐼𝐼𝑡𝑡
𝐽𝐽𝑏𝑏 = [𝐹𝐹 ∙ 𝑅𝑅𝑏𝑏 + (1 − 𝐹𝐹)𝑅𝑅ｓｓ ] 𝐼𝐼𝑏𝑏
よって、
𝐽𝐽𝑡𝑡 = [𝐹𝐹 ∙ 𝑅𝑅𝑡𝑡 + (1 − 𝐹𝐹)𝑅𝑅ｓ ] 𝐼𝐼𝑡𝑡
よって、

－ 108 －

2

(2-1)
(2-2)
(2-1)
(2-3)
(2-2)
(2-3)

よって、
𝐽𝐽ｔ −𝐽𝐽ｂ

(2-4)
(2-4)
(2-4)
(2-4)

−𝐽𝐽
𝑅𝑅ｔ = 𝑅𝑅ｂ +𝐽𝐽𝐽𝐽ｔ(𝑅𝑅 − 𝑅𝑅 )−𝐽𝐽ｂｔｂ (𝑅𝑅 ｗ− 𝑅𝑅 ｂ
𝐽𝐽ｗ −𝐽𝐽
𝑅𝑅
=
𝑅𝑅
+
)
ｂ
𝑅𝑅ｔ
=
𝑅𝑅
+
𝐽𝐽ｔ −𝐽𝐽ｂｂ(𝑅𝑅ｗｔｂｗ − 𝑅𝑅ｂ
ｂ)
ｗ −𝐽𝐽
𝐽𝐽ｗ
ｂ
𝑅𝑅ｔ = 𝑅𝑅ｂ +(𝑅𝑅ｗ − 𝑅𝑅ｂ )𝐽𝐽ｗ −𝐽𝐽ｂ式（2-4）を変化すると、式（2-5）になる。
式（2-4）を変化すると、式（2-5）になる。
式（2-4）
を変化すると、式（2-5）になる。
式（2-4）を変化すると、式（2-5）になる。
𝐽𝐽 −𝐽𝐽
𝐽𝐽 −𝐽𝐽式（2-4）を変化すると、式（2-5）になる。
𝐽𝐽 ｔ−𝐽𝐽 ｂ )𝑅𝑅 −(𝐽𝐽 ｔ−𝐽𝐽 ｗ )𝑅𝑅(
𝐽𝐽 −𝐽𝐽
𝐽𝐽 −𝐽𝐽ｔｂｔｗ

𝐼𝐼 −𝐼𝐼𝐼𝐼 −𝐼𝐼
( ｔ
)𝑅𝑅 ｗ
−( ｔ
)𝑅𝑅 ｂ
ｔ ｂｂ
ｔ ｗｗ

(2-5)
(2-5)
(2-5)
(2-5)

−𝐼𝐼 )𝑅𝑅ｗ −(𝐽𝐽𝐼𝐼 −𝐽𝐽−𝐼𝐼 )𝑅𝑅ｂ
𝑅𝑅ｔ =(𝐽𝐽𝐼𝐼𝐼𝐼ｔ
−𝐼𝐼ｂ
ｔ −𝐽𝐽
ｔ −𝐼𝐼ｗｂ ｗ
ｗ ｂ
𝐽𝐽 −𝐽𝐽𝐼𝐼ｔ
ｔ ｗ
𝑅𝑅
=
ｂ
( ｔ ｂ )𝑅𝑅𝐽𝐽ｗｗ
−(
)𝑅𝑅ｂ
−𝐽𝐽
𝑅𝑅ｔ
=
𝐼𝐼
−𝐼𝐼
𝐼𝐼
−𝐼𝐼
( −𝐽𝐽ｂｔ)ｔｔ ｂ (𝐽𝐽ｗ
ｗ
𝐼𝐼
−𝐼𝐼
ｗ ｂｂ
)
𝑅𝑅ｔ =
(𝐽𝐽𝐼𝐼 ｗ−𝐼𝐼 )−𝐽𝐽
𝐼𝐼ｗ −𝐼𝐼ｂ

ｗ

( ｗ

ｂ
ｂ
)

2
𝐼𝐼 −𝐼𝐼
ここで、Jw は白色反射板から上向き反射の日射量[W/mｗ ｂ2 ]; Iw は白色反射板に入射の日射量2]; Iw は白色反射板に入射の日射量
ここで、J
[W/m
w は白色反射板から上向き反射の日射量2
ここで、Jは白色反射板から上向き反射の日射量[W/m];
Iw は白色反射板に入射の日射量w
ここで、J[W/m2 ];2wは白色反射板から上向き反射の日射量 [W/m ]; Iwは白色反射板に入射の日射量
2
2
[W/m
[W/m
]; Ib 2は黒色反射板に入射の日射量
[W/m
ここで、J
];
I
w は白色反射板から上向き反射の日射量
w は白色反射板に入射の日射量2 ]; Jb は黒色反射板から上向き反射の日射量
2 [W/m2 ];[W/m2];
[W/m
[W/m
2
2
]; JJbb は黒色反射板から上向き反射の日射量
は黒色反射板から上向き反射の日射量[W/m2];]; IIbb は黒色反射板に入射の日射量
は黒色反射板に入射の日射量[W/m2];
];
J[W/m
I
J
[W/m
];
[W/m
];
bは黒色反射板から上向き反射の日射量bは黒色反射板に入射の日射量
tは異なる
2
2
J は異なる素材の反射外皮都市模型から上向き反射の日射量
[W/m
[W/m
]; Jb は黒色反射板から上向き反射の日射量 [W/m2]; Ib は黒色反射板に入射の日射量[W/m2];
2 ]; It は異なる素材の反射外皮都
2
JJtt tは異なる素材の反射外皮都市模型から上向き反射の日射量
[W/m
];
I
は異なる素材の反射外皮都
tは異なる素材の反射外皮都市模型から上向き反射の日射量[W/m ]; It は異なる素材の反射外皮都
素材の反射外皮都市模型から上向き反射の日射量[W/m2 ]; Itは異なる素材の反射外皮都市模型に入
2
市模型に入射の日射量[W/m
J市模型に入射の日射量[W/m2]; It は異なる素材の反射外皮都
t は異なる素材の反射外皮都市模型から上向き反射の日射量2 ]; F は下向日射計から都市模型，白色反射板，黒色反射板を見る形態
2]; F は下向日射計から都市模型，白色反射板，黒色反射板を見る形態[W/m
2
市模型に入射の日射量
[W/m
];
F
は下向日射計から都市模型，白色反射板，黒色反射板を見る形態
Fは下向日射計から都市模型，白色反射板，黒色反射板を見る形態係数
射の日射量 [W/m ];（魚眼レ
係数（魚眼レンズで撮って計算）[-];
Rは模型の都市アルベド[-];市模型に入射の日射量[W/m2]; F は下向日射計から都市模型，白色反射板，黒色反射板を見る形態
t は模型の都市アルベド[-]; Rw は白色反射板の反射率（アル係数（魚眼レンズで撮って計算）[-];
R
t は模型の都市アルベド[-]; Rw は白色反射板の反射率（アル係数（魚眼レンズで撮って計算）[-];
R
R
は白色反射板の反射率（アルtw
ンズで撮って計算）[-]; Rtは模型の都市アルベド[-]; Rwは白色反射板の反射率（アルベド）[-]; Rbは黒色ベド）[-];RRbは黒色反射板の反射率（アルベド）[-]である。
は黒色反射板の反射率（アルベド）[-]である。
係数（魚眼レンズで撮って計算）[-];
Rt は模型の都市アルベド[-]; Rw は白色反射板の反射率（アルベド）[-];
ベド）[-];
Rbb は黒色反射板の反射率（アルベド）[-]である。
反射板の反射率（アルベド）[-]である。
ベド）[-];
Rb は黒色反射板の反射率（アルベド）[-]である。
また、この実験では、I
w＝Ib＝It の等式が成り立つ。
 また、この実験では、I
また、この実験では、Iww＝I＝Ibb＝I＝Itt の等式が成り立つ。
の等式が成り立つ。
また、この実験では、I
w＝Ib＝Itの等式が成り立つ。
2.2
また、この実験では、I＝Iw
b＝It の等式が成り立つ。
実大壁面による周辺温熱環境の測定
2.2
実大壁面による周辺温熱環境の測定
2.2 実大壁面による周辺温熱環境の測定
実大壁面による周辺温熱環境の測定
2.2
2.2本研究では、
実大壁面による周辺温熱環境の測定
本研究では、
図22に示すように、に示すように、アイボリー系
図
アイボリー系
1820mmIncident sunlight
本研究では、
図2 に示すように、アイボリー系
1820mmIncident sunlight
本研究では、図2に示すように、アイボリー系
1820mmIncident sunlight
本研究では、
図2に示すように、アイボリー系
DHR
素材とプリズム型
RR
素材を用いて、それ
1600mm
DHR
1820mm
1600mmIncident sunlight
DHR 素材とプリズム型
素材とプリズム型 RR
RR 素材を用いて、それ素材を用いて、それ
1600mmDHR素材とプリズム型RR素材を用いて、それぞDHR
素材とプリズム型 RR 素材を用いて、それ
3D ultra sonic anemometer
ぞれ実大壁面（910mm×1800mm）を作成し実際
1300mm
1600mm
3D ultra sonic anemometer
ぞれ実大壁面（910mm×1800mm）を作成し実際
1300mm
3D ultra sonic anemometer
ぞれ実大壁面（910mm×1800mm）を作成し実際
1300mm
1100mm
れ実大壁面（910mm×1800mm）を作成し実際の屋
1100mm
1100mm
3D ultra sonic anemometer
ぞれ実大壁面（910mm×1800mm）を作成し実際
1300mmの屋外環境に置いて周辺温熱環境の測定実験を
1100mm
1100mmの屋外環境に置いて周辺温熱環境の測定実験を
1100mmの屋外環境に置いて周辺温熱環境の測定実験を
1100mm
外環境に置いて周辺温熱環境の測定実験を行う。
1100mmの屋外環境に置いて周辺温熱環境の測定実験を行う。実験条件は、アスペクト比 0.5、1.0、1.5600mm
行う。実験条件は、アスペクト比600mm行う。実験条件は、アスペクト比 0.5、1.0、1.5
0.5、1.0、1.5
600mm
600mm
600mm
400mm
600mm
400mm
実験条件は、アスペクト比
0.5、1.0、1.5の3条行う。実験条件は、アスペクト比
0.5、1.0、1.5
400mm
の
3
条件を行い、その間の空気温度、相対湿度、
600mm
の
600mm
の 33 条件を行い、その間の空気温度、相対湿度、条件を行い、その間の空気温度、相対湿度、400mm
件を行い、その間の空気温度、相対湿度、黒球の3条件を行い、その間の空気温度、相対湿度、
黒球温度、日射量、
表面温度、相当外気温
（SAT）
黒球温度、
黒球温度、日射量、日射量、表面温度、
表面温度、相当外気温
相当外気温（SAT）（SAT）: Pyranometer: DHR: Thermometer:SAT meter with
: Styroform
温度、日射量、表面温度、相当外気温（SAT）
を1: Pyranometer: DHR: Thermometer:SAT meter with
: Styroform
黒球温度、
日射量、表面温度、
相当外気温（SAT）
solar shadingを 1 分間隔、風速を0.1 秒間隔で測定し、温熱環: T-type thermocouple :SATdirect: DHR: Thermometer: Black globe: RR : Styroform: Metal plate : Pyranometer
directmeter
solar withshadingを: T-type thermocouple: Black globe: RR: Metal plate
direct solar shadingを 11 分間隔、風速を分間隔、風速を 0.1
0.1 秒間隔で測定し、温熱環秒間隔で測定し、温熱環: T-type thermocouple: Black globe: RR: Metal plate: Pyranometer: DHR: Thermometer:SAT meter with
: Styroform
分間隔、風速を0.1秒間隔で測定し、温熱環境指directsolar
shading
を
1分間隔、風速を0.1
秒間隔で測定し、温熱環:
T-typethermocouple
:
Black
globe
:
RR
:
Metal
plate
図
2
実大壁面による周辺温熱環境測定
図
実大壁面による周辺温熱環境測定
境指標として、➀屋外平均放射温度（MRT）を図
境指標として、➀屋外平均放射温度（MRT）を
図 実大壁面による周辺温熱環境測定
実大壁面による周辺温熱環境測定
境指標として、➀屋外平均放射温度（MRT）を標として、①屋外平均放射温度
（MRT）
を考慮し
図 実大壁面による周辺温熱環境測定
境指標として、➀屋外平均放射温度（MRT）を考慮した新標準有効温度（SET*）、②湿球黒球温度（WBGT）、③加熱効果量（⊿COT）を算出し、考慮した新標準有効温度（SET*）、③加熱効果量（⊿COT）を算出し、考慮した新標準有効温度（SET*）、②湿球黒球温度（WBGT）、②湿球黒球温度（WBGT）、③加熱効果量（⊿COT）を算出し、考慮した新標準有効温度（SET*）、②湿球黒球温度（WBGT）、③加熱効果量（⊿COT）を算出し、た新標準有効温度（SET*）、②湿球黒球温度（WBGT）、③加熱効果量（⊿COT）を算出し、2種類の種類の壁面素材（DHR とRR）間で各温熱環境指標を比較する。
各温熱環境指標を式（2-6）－（2-9）
222種類の壁面素材
種類の壁面素材（DHR（DHR とと RR）
RR）間で各温熱環境指標を比較する。
間で各温熱環境指標を比較する。各温熱環境指標を式
各温熱環境指標を式（2-6）（2-6）－－（2-9）（2-9）
2
種類の壁面素材（DHRとRR）
間で各温熱環境指標を比較する。
各温熱環境指標を式
（2-6）
－
（2-9）
壁面素材
（DHRとRR）間で各温熱環境指標を比較する。各温熱環境指標を式（2-6）－（2-9）で求め
で求める。
で求める。
で求める。
で求める。
る。
屋外 MRTは黒球温度、乾球温度、及び風速の測定値より算出する。
は黒球温度、乾球温度、及び風速の測定値より算出する。
屋外
屋外 MRTMRT は黒球温度、乾球温度、及び風速の測定値より算出する。
屋外
MRT
は黒球温度、乾球温度、及び風速の測定値より算出する。
0.25
屋外MRTは黒球温度、乾球温度、及び風速の測定値より算出する。
0.25
4
0.6
0.25
(2-6)
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 =[(𝑡𝑡[(𝑡𝑡 +273)273)44 +2.5
2.5 ×10108 8 ×𝑉𝑉𝑉𝑉0.6(𝑡𝑡 −𝑡𝑡𝑎𝑎𝑡𝑡)]
−273
273
(2-6)
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑎𝑎 )] −
(2-6)
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 == [(𝑡𝑡𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔++ 273)4 ++ 2.5 ×× 108 ×× 𝑉𝑉 0.6 (𝑡𝑡(𝑡𝑡𝑔𝑔𝑔𝑔 𝑔𝑔−− 𝑡𝑡𝑎𝑎 )]0.25 − 273
8
0.6
(2-6)
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 = [(𝑡𝑡𝑔𝑔 + 273) + 2.5 × 10 × 𝑉𝑉 (𝑡𝑡𝑔𝑔 − 𝑡𝑡𝑎𝑎 )]− 273：黒球温度[℃]𝑡𝑡𝑡𝑡𝑔𝑔𝑔𝑔𝑡𝑡𝑔𝑔 ：黒球温度[℃]：黒球温度[℃]𝑡𝑡：黒球温度[℃]：乾球温度[℃]𝑡𝑡𝑡𝑡𝑔𝑔𝑡𝑡𝑎𝑎𝑎𝑎 ：乾球温度[℃]：乾球温度[℃]𝑎𝑎
𝑡𝑡V𝑎𝑎V ：風速[m/s]：乾球温度[℃]：風速[m/s]
V ：風速[m/s]
V ：風速[m/s]SET*は既存の人体２層モデルにより温熱生理調節過程を考慮し、
屋外気温
湿度の他に、
式（2-6）
SET*は既存の人体２層モデルにより温熱生理調節過程を考慮し、
屋外気温・湿度の他に、
式
SET*は既存の人体２層モデルにより温熱生理調節過程を考慮し、
屋外気温・・
湿度の他に、
式（2-6）（2-6）
SET*は既存の人体２層モデルにより温熱生理調節過程を考慮し、
屋外気温・湿度の他に、
式
（2-6）
で算出した
MRT値を用いて算出する。仮定計算条件として、標準的な値を用いて算出する。仮定計算条件として、標準的な24
歳男性、体重は65kg、
65kg、
で算出した
MRT
SET*は既存の人体２層モデルにより温熱生理調節過程を考慮し、屋外気温・湿度の他に、式
で算出した
MRT
値を用いて算出する。仮定計算条件として、標準的な2424歳男性、体重は
歳男性、体重は65kg、で算出した
MRT 値を用いて算出する。仮定計算条件として、標準的な24 歳男性、体重は 65kg、服装のクロー値は0.2clo想定し、代謝量想定し、代謝量1.0met
1.0metは歩き回る条件とする。
は歩き回る条件とする。
服装のクロー値は0.2clo（2-6）
で算出したMRT値を用いて算出する。仮定計算条件として、標準的な24歳男性、体重は
服装のクロー値は0.2clo想定し、代謝量
1.0metは歩き回る条件とする。
服装のクロー値は0.2clo 想定し、代謝量 1.0met は歩き回る条件とする。
WBGTは日射・輻射など屋外周辺の温熱環境を考慮し、屋外実測の乾球温度、黒球温度、及び湿は日射・輻射など屋外周辺の温熱環境を考慮し、屋外実測の乾球温度、黒球温度、及び湿WBGT
65kg、服装のクロー値は0.2clo想定し、代謝量1.0metは歩き回る条件とする。
WBGT
は日射・輻射など屋外周辺の温熱環境を考慮し、屋外実測の乾球温度、黒球温度、及び湿WBGT は日射・輻射など屋外周辺の温熱環境を考慮し、屋外実測の乾球温度、黒球温度、及び湿球温度の値を用いて算出する。
球温度の値を用いて算出する。
WBGTは日射・輻射など屋外周辺の温熱環境を考慮し、屋外実測の乾球温度、黒球温度、及び湿球温度の値を用いて算出する。
球温度の値を用いて算出する。
球温度の値を用いて算出する。

333
3－ 109 －

WBGT
= 0.7𝑡𝑡(2-7)
𝑛𝑛𝑛𝑛12+ 0.2𝑡𝑡
𝑔𝑔 + 0.1𝑡𝑡
𝑎𝑎
WBGT= 0.7𝑡𝑡+0.2𝑡𝑡0.2𝑡𝑡+ 0.1𝑡𝑡
(2-7)
WBGT
++
(2-7)
WBGT==0.7𝑡𝑡
0.7𝑡𝑡𝑛𝑛𝑛𝑛
0.2𝑡𝑡𝑔𝑔𝑔𝑔( ++0.1𝑡𝑡
0.1𝑡𝑡𝑎𝑎𝑎𝑎.
(2-7)
𝑛𝑛𝑛𝑛
WBGT = 0.7𝑡𝑡12 + 0.2𝑡𝑡( + 0.1𝑡𝑡.
(2-7)
𝑡𝑡𝑎𝑎 𝑡𝑡 ：乾球温度[℃]：乾球温度[℃]𝑡𝑡𝑎𝑎𝑡𝑡𝑎𝑎. ：乾球温度[℃]：乾球温度[℃]：乾球温度[℃]𝑡𝑡𝑔𝑔 𝑡𝑡𝑡𝑡. ：黒球温度[℃]：黒球温度[℃]𝑡𝑡𝑔𝑔𝑡𝑡𝑔𝑔( ：黒球温度[℃]：黒球温度[℃]𝑡𝑡：黒球温度[℃]
𝑡𝑡𝑛𝑛𝑛𝑛𝑡𝑡12( ：湿球温度[℃]：湿球温度[℃]
𝑡𝑡𝑛𝑛𝑛𝑛：湿球温度[℃]𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛𝑛𝑛 ：湿球温度[℃]：湿球温度[℃]12⊿COTは壁面から下方反射日射量による短波長成分と壁面表面温度による長波長成分から成り、⊿COT
は壁面から下方反射日射量による短波長成分と壁面表面温度による長波長成分から成り、⊿COT
は壁面から下方反射日射量による短波長成分と壁面表面温度による長波長成分から成り、⊿COT
は壁面から下方反射日射量による短波長成分と壁面表面温度による長波長成分から成り、⊿COTは壁面から下方反射日射量による短波長成分と壁面表面温度による長波長成分から成り、⊿COT は壁面から下方反射日射量による短波長成分と壁面表面温度による長波長成分から成り、壁面が人体の温熱感へ与える影響について定量的に示す指標である。
壁面が人体の温熱感へ与える影響について定量的に示す指標である。
壁面が人体の温熱感へ与える影響について定量的に示す指標である。
壁面が人体の温熱感へ与える影響について定量的に示す指標である。
壁面が人体の温熱感へ与える影響について定量的に示す指標である。
壁面が人体の温熱感へ与える影響について定量的に示す指標である。
(𝐴𝐴(𝐴𝐴⊿𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶==𝑋𝑋𝑅𝑅𝑋𝑋×𝐹𝐹𝑓𝑓𝐹𝐹(𝑡𝑡3𝑓𝑓2𝑡𝑡−
𝑇𝑇𝑎𝑎𝑇𝑇).+
𝑓𝑓𝑝𝑝𝑓𝑓×(2-8))×⊿𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶−
7+/𝛼𝛼×𝑅𝑅𝑆𝑆𝑅𝑅6
𝐻𝐻 /𝛼𝛼𝐻𝐻 )4×
(2-8)
' ×𝐹𝐹
3−
4 /𝛼𝛼
(𝐴𝐴
(𝐴𝐴
)××
⊿𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶
𝑇𝑇𝑇𝑇
++
𝑓𝑓𝑓𝑓
𝑅𝑅𝑅𝑅
(2-8)
⊿𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐹𝐹(𝑡𝑡
𝑓𝑓𝑝𝑝5𝑝𝑝××
𝑅𝑅𝑆𝑆𝑆𝑆(2-8)
𝑅𝑅𝑅𝑅××𝑓𝑓𝑓𝑓(𝑡𝑡
𝑓𝑓𝑓𝑓−𝑎𝑎𝑎𝑎))
𝐻𝐻𝐻𝐻/𝛼𝛼𝐻𝐻𝐻𝐻))(𝐴𝐴⊿𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶==
=𝑋𝑋𝑋𝑋
𝑋𝑋
×
𝐹𝐹
2𝑡𝑡
−
𝑇𝑇
7
+
/𝛼𝛼
×
×
(2-8)
'
3 3
.
4
4
5
6
𝑓𝑓𝑝𝑝 𝑓𝑓=
0.42cos
𝛽𝛽 +0.043cos
𝛽𝛽 𝛽𝛽
(2-9)
=
0.42cos
𝛽𝛽 +0.043sin(2-9)
0.42cos
0.043cos
𝛽𝛽
𝑓𝑓𝑝𝑝𝑓𝑓𝑓𝑓𝑝𝑝5==
(2-9)
(2-9)
=0.42cos
0.42cos𝛽𝛽𝛽𝛽
𝛽𝛽+++0.043cos
0.043sin𝛽𝛽𝛽𝛽(2-9)
5𝑋𝑋𝑅𝑅𝑋𝑋' ：人体放射熱伝達率総合熱伝達率>@ ：人体放射熱伝達率/総合熱伝達率 [-](=0.5)：人体放射熱伝達率総合熱伝達率>@ 𝑋𝑋𝑋𝑋
𝑅𝑅 𝑅𝑅 ：人体放射熱伝達率総合熱伝達率>@𝑋𝑋：人体放射熱伝達率/総合熱伝達率 [-](=0.5)'
𝐹𝐹𝑓𝑓 𝐹𝐹3 ：人体から窓面を見る形態係数>@ に設定：人体から壁面を見る形態係数[-](=0.5に設定)
𝐹𝐹𝑓𝑓𝐹𝐹：人体から窓面を見る形態係数>@に設定に設定

𝐹𝐹𝑓𝑓3 ：人体から窓面を見る形態係数>@：人体から壁面を見る形態係数 [-](=0.5に設定)
𝐴𝐴𝐻𝐻𝐴𝐴4 ：人体の日射吸収率>@ ：人体の日射吸収率 [-](=0.6)：人体の日射吸収率>@ 𝐴𝐴𝐴𝐴

𝐻𝐻𝐻𝐻 ：人体の日射吸収率>@𝐴𝐴：人体の日射吸収率 [-](=0.6)4 2𝛼𝛼𝐻𝐻𝛼𝛼4 ：人体総合熱伝導率>:P・.@ 
：人体総合熱伝導率 [W/m ・K](=11.0)：人体総合熱伝導率>:P 
2・.@ 
𝛼𝛼𝛼𝛼：人体総合熱伝導率>:P
・.@
𝐻𝐻𝐻𝐻
𝛼𝛼
・K](=11.0)：人体総合熱伝導率[W/m𝑓𝑓𝑝𝑝 𝑓𝑓45 ：直達日射に対する人体の投影面積率>@：直達日射に対する人体の投影面積率[-]：直達日射に対する人体の投影面積率>@
𝑓𝑓𝑝𝑝𝑓𝑓𝑓𝑓𝑝𝑝 ：直達日射に対する人体の投影面積率>@：直達日射に対する人体の投影面積率
[-]
5
 2
𝑅𝑅𝑆𝑆𝑅𝑅6 ：下向き反射日射量>:P@
]：下向き反射日射量 [W/m
 2@
：下向き反射日射量>:P
𝑅𝑅𝑅𝑅
𝑆𝑆 𝑆𝑆6 ：下向き反射日射量>:P
𝑅𝑅]：下向き反射日射量 [W/m@
𝑇𝑇𝑎𝑎 𝑇𝑇. ：乾球温度>℃@：乾球温度 [℃]𝑇𝑇
：乾球温度>℃@
𝑇𝑇𝑎𝑎𝑇𝑇𝑎𝑎. ：乾球温度>℃@：乾球温度 [℃]𝑡𝑡𝑓𝑓 𝑡𝑡3 ：建物外皮表面温度>℃@：建物外皮表面温度[℃]：建物外皮表面温度>℃@
𝑡𝑡𝑓𝑓𝑡𝑡𝑡𝑡𝑓𝑓3 ：建物外皮表面温度>℃@：建物外皮表面温度 [℃]𝛽𝛽 𝛽𝛽 ：太陽高度>°@：太陽高度[°]：太陽高度>°@𝛽𝛽𝛽𝛽
𝛽𝛽 ：太陽高度>°@：太陽高度[°]

Wall surface temperature [ °C]Wallsurfacetemperature[[ °C]
Wallsurfacetemperature
[°C]
°C]
Wall
surfacetemperatureWallsurfacetemperature[ °C]

Urban albedo [-]Urban
albedo[-]Urban
albedoUrban
albedo[-][-][-]
Urban
albedo3.実験結果と考察
実験結果と考察3. ３．実験結果と考察
実験結果と考察3.3.
3.実験結果と考察
実験結果と考察異なる外皮素材による都市アルベドと壁面温度の比較
異なる外皮素材による都市アルベドと壁面温度の比較
3.1異なる外皮素材による都市アルベドと壁面温度の比較
3.13.13.1
異なる外皮素材による都市アルベドと壁面温度の比較
3.1 異なる外皮素材による都市アルベドと壁面温度の比較
1 1
図
3 に素材ごとの1 時間平均した都市アルベド
図図3に素材ごとの1時間平均した都市アルベ
 に素材ごとの 時間平均した都市アルベド
111
④：
Gray
roof
& DHR
wall
&&
Gray
ground
④：
Gray
roof
& DHR
wall
Gray
groundに素材ごとの
時間平均した都市アルベド④：GrayGrayroof
roof&&DHR
DHRwall
wall&&Gray
Graygroundground
図図 3に素材ごとの1時間平均した都市アルベド
④：
④：
Gray
roof
wall
&Gray
Gray
ground
⑤：
Gray
roof
&&
RRDHR
wall
&&
Gray
ground⑤：
RR
wall
ground
0.80.8を示す。屋根グレー色（Gray
roof）
，外壁
DHR
素
ド
を
示
す。
屋
根
グ
レ
ー
色
（Gray
roof）
，
外
壁
⑤：
Gray
roof
&
RR
wall
&
Gray
ground
⑤：
Gray
roof
&&RR
RR
wall
&&GrayGraygroundを示す。屋根グレー色（*UD\URRI）
，外壁
'+5
素素
0.8
⑤：
Gray
roof
RRwallwall
Grayground⑥：
RR
roof&
ground
⑥：
RR
roof
& RR
wall
&&
Gray
ground0.8を示す。屋根グレー色（*UD\URRI）
，外壁
'+5
0.8
を示す。屋根グレー色（Gray roof）
DHR素
⑥：RR
RRroofroof&&RR
RRwallwall&&Gray
Graygroundgroundを示す。屋根グレー色（*UD\URRI）
，外壁
'+5
⑥：
⑥：
RR
roof
&
RR
wall
&
Gray
ground材、地面グレー色（Gray（Grayground）の条件④は全
DHR素材、地面グレー色
ground）の条件
0.60.6
材、地面グレー色（*UD\JURXQG）の条件④は全
0.6
材、地面グレー色（*UD\JURXQG）の条件④は全材、地面グレー色（Gray ground）の条件④は全
0.6
材、地面グレー色（*UD\JURXQG）の条件④は全0.6
体として17.9%、屋根Grayroof、外壁
RR
素材、④は全体として17.9%、屋根Gray
roof、外壁体として、屋根*UD\URRI、外壁
55
素材、
0.4
0.4
体として、屋根、屋根*UD\URRI、外壁
55
素材、 0.4
0.4
17.9%、屋根*UD\URRI、外壁
Gray roof、外壁55
RR素材、
体として
0.4
地面
Gray
groundの条件⑤は全体として14.2%、
RR素材、地面Graygroundの条件⑤は全体とし
地面*UD\JURXQGの条件⑤は全体として、
0.2
地面*UD\JURXQGの条件⑤は全体として、
Gray groundの条件⑤は全体として14.2%、 0.20.2
地面*UD\JURXQG
、
0.2
0.2
屋根
RR
素材、外壁
RR
素材、地面
Gray
groundのて 14.
2%、屋 根RR素材、 外 壁RR素材、 地 面
屋根
5555
素材、外壁
5555
素材、地面
*UD\JURXQG
のの
屋根
素材、外壁
素材、地面
*UD\JURXQG
Gray ground
0 0
屋根
55RR素材、外壁
55RR素材、地面*UD\JURXQGの0 10:00 11:00
11:00 12:00
12:00 13:00
13:00 14:00
14:00 15:00
15:00 16:00
16:00
0010:00
条件⑥は全体として20.2%であった。外壁が
RR
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
Gray
groundの条件⑥は全体として20.2%であっ条件⑥は全体としてであった。外壁が
55
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
10:00
11:00
12:00TIME
13:00
14:00
15:00
16:00
TIME
[HH:MM]
条件⑥は全体としてであった。外壁が55[HH:MM]
20.2%であった。外壁が 55
RR
条件⑥は全体として であった。外壁がTIME [HH:MM]
TIME
TIME[HH:MM][HH:MM]
素材と DHR 素材の違いの比較では、全時間平均し図 3 異なる素材間の都市アルベドの比較た。外壁がRR素材とDHR素材の違いの比較で
図3
異なる素材間の都市アルベ
ドの比較
素材と DHR 素材の違いの比較では、全時間平均し図 3 異なる素材間の都市アルベドの比較て RR 素材（14.2%）が DHR 素材（17.9％）に比べて、都市アルベドが3.5%程度低い結果となった。
は、全時間平均してRR素材（14.2%）がDHR素て RR 素材（14.2%）が DHR 素材（17.9％）に比べて、都市アルベドが 3.5%程度低い結果となった。
50
また、
図
4に
DHR
素材と
素材の
1 時間平均した 5050
また、
図図
に
'+5
素材と
55RR
素材の
 時間平均した材（17.9％）に比べて、都市アルベドが3.5%程
50
50
また、

に
'+5
素材と
55
素材の

時間平均した4
DHRRR1
また、図  に '+5 素材と 55 素材の  時間平均した
壁 面 表 面 温 度 を 示 す 。 全 時 間 平 均 し て RR 素 材
45
壁度低い結果となった。
面面
表 面 温 度 をを
示示
すす
。。
全全
時時
間間
平平
均均
しし
てて5555
材材 4545
壁RR素素
壁 面 表表面面温温度度を
示す
。全
時間
平均
して
55
素
材
45
45
（37.78 ℃）
が DHR 素材
（40.92 ℃）に比べて約 3.1℃（℃）
がが'+5
素材（℃）
に比べて約
℃
また、図4にDHR素材とRR素材の1時間平均（℃）'+5
素材（℃）
に比べて約
℃
（37.78℃）
DHR（40.92 ℃）
3.1℃ 40 40（℃）が '+5
素材（℃）
に比べて約
℃
40
低い値を示した。
4040
低い値を示した。
した壁面表面温度を示す。全時間平均してRR
低い値を示した。
低い値を示した。
低い値を示した。
35
この結果より、RR 素材を使用することによって壁 3535
この結果より、55
素材を使用することによって壁素材（37.78 ℃）がDHR素材（40.92 ℃）に比べてこの結果より、55
素材を使用することによって壁35
この結果より、RR
Gray
roof
& DHR
wall
& Grayground
35
Gray
roof
&&
DHR
wall
&&
Gray
ground
この結果より、55
素材を使用することによって壁
Gray
roof
DHR
wall
Gray
ground
Gray
roof
DHR
wall
Gray
ground
RR
roof
&&&RR
wall
& RR
wall ground
面や地面の表面温度を下げ、周辺の温熱環境に影響
Gray
roof
DHR
wall
&&
Gray
RR
roof
& RR
wall
&
RR
wall
RR
roof
&
RR
wall
&
RR
wall
面や地面の表面温度を下げ、周辺の温熱環境に影響
30
面や地面の表面温度を下げ、周辺の温熱環境に影響 3030
約3.1℃低い値を示した。
RRroofroof&&RR
RRwallwall&&RR
RRwallwall
RR
面や地面の表面温度を下げ、周辺の温熱環境に影響
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
30
10:00
30
を与えている可能性が示唆された。その理由として
10:00 11:00
11:00 12:00
12:00 13:00
13:00 14:00
14:00 15:00
15:00 16:00
16:00
10:00 11:00
11:00 12:00
12:00
13:00
14:00 15:00
15:00 16:00
16:00
10:00
13:00
14:00
を与えている可能性が示唆された。その理由として
TIME[HH:MM]を与えている可能性が示唆された。その理由として
TIME[HH:MM]こ の 結 果 よ り、RR素 材 を 使 用 す る こ と に
TIME[HH:MM]を与えている可能性が示唆された。その理由として
TIME[HH:MM][HH:MM]
TIME
は、RR 素材の反射指向特性の影響であると考えられ
図異なる素材間の壁面温度の比較
4 異なる素材間の壁面温度の比較
図
図
異なる素材間の壁面温度の比較
は、55
素材の反射指向特性の影響であると考えられは、55
素材の反射指向特性の影響であると考えられは、RR
図
4
異なる素材間の壁面温度の比較
よって壁面や地面の表面温度を下げ、周辺の温図 異なる素材間の壁面温度の比較
は、55 素材の反射指向特性の影響であると考えられ
図4 異なる素材間の壁面温度の比較

熱環境に影響を与えている可能性が示唆され

4 444
4

－ 110 －

た。その理由としては、RR素材の反射指向特性の影響であると考えられる。RR素材は日射を再帰反射するため、キャニオン間の多重反射の量が少なくなり、DHR素材に比べて表面温度が下がっる。55 素材は日射を再帰反射するため、キャニオン間の多重反射の量が少なくなり、'+5 素材に比たと考えられる。
る。55 素材は日射を再帰反射するため、キャニオン間の多重反射の量が少なくなり、'+5 素材に比べて表面温度が下がったと考えられる。
3.2べて表面温度が下がったと考えられる。
実大壁面による周辺温熱環境の測定結果と考察
3.2 実大壁面による周辺温熱環境の測定結果と考察
図5にアスペクト比1.5の条件におけるRR素材とDHR素材の1時間平均したSET*、図6にWBGT、
3.2 5実大壁面による周辺温熱環境の測定結果と考察
図にアスペクト比 1.5 の条件における RR 素材と DHR 素材の 1 時間平均した SET*、図 6 に
図7に⊿COTを示す。
図 5 にアスペクト比1.5 の条件における RR 素材と DHR 素材の 1 時間平均した SET*、図 6 にWBGT、図7 に⊿COT を示す。
WBGT、図 7 に⊿COT を示す。

異なる素材壁面間のSET*の比較
異なる素材壁面間のWBGTの比較
図 図6
異なる素材壁面間の:%*7 の比較
図 図5
異なる素材壁面間の6(7 の比較
図 異なる素材壁面間の :%*7 の比較
図 異なる素材壁面間の 6(7 の比較
SET*は全条件において、DHR 素材より RR 素材が低値を示し、特にアスペクト比 1.5 の条件でSET*は全条件において、DHR素材よりRR素材が低値を示し、特にアスペクト比1.5の条件では、SET*は全条件において、DHR 素材より RR 素材が低値を示し、特にアスペクト比 1.5 の条件では、全時間平均して RR 素材（35.43 ℃）が DHR 素材（35.91 ℃）よりも約 0.5 ℃低い結果が確認
全時間平均してRR素材（35.43℃）がDHR素材℃）よりも約0.5℃低い結果が確認された。
は、全時間平均して RR
素材（35.43℃）が （35.91
DHR 素材（35.91℃）よりも約
0.5 ℃低い結果が確認された。WBGT は全条件において、DHR 素材より RR 素材が低値を示し、特にアスペクト比 1.5
WBGTは全条件において、DHR素材よりRR素材が低値を示し、特にアスペクト比1.5の条件では、された。WBGT は全条件において、DHR 素材より RR 素材が低値を示し、特にアスペクト比 1.5の条件では、全時間平均して RR 素材（31.67 ℃）が DHR 素材（32.86 ℃）よりも約 1.2 ℃低い結全 の条件では、全時間平均して時 間 平 均 し てRR素 材（31. 67RR℃）
が素材（31.67℃）が DHR 素材（32.86 ℃）よりも約 1.2 ℃低い結果が確認された。また、⊿COT のアス
DHR素材（32.86 ℃）よりも約 1.2のアス℃低果が確認された。また、⊿COT
ペクト比 1.5 の条件では。DHR 素材
い結果が確認された。また、⊿COTのペクト比 1.5 の条件では。DHR 素材（4.49 ℃）より RR 素材（4.05 ℃）のアスペクト比1.5の条件では、DHR素材（4.49 ℃）より RR 素材（4.05 ℃）の方が全体として約 0.49 ℃低い値を示
方が全体として約
0.49℃低い値を示（4.49℃）よりRR素材
（4.05
℃）の方が
した。
した。
全体として約0.49℃低い値を示した。
以上の結果より、RR 素材は DHR 素以上の結果より、RR 素材は DHR 素以上の結果より、RR素材はDHR素材
材に比べて、都市温熱環境を軽減する材に比べて、都市温熱環境を軽減するに比べて、都市温熱環境を軽減する傾傾向が見られ、建物の間隔が近い都市
向 傾向が見られ、建物の間隔が近い都市が 見 ら れ、 建 物 の 間 隔 が 近 い 都 市
キャニオン間において、壁面の熱吸
キ キャニオン間において、壁面の熱吸ャ ニ オ ン 間 に お い て、 壁 面 の 熱 吸
収・建物高温化の軽減に有効であるこ
収・建物高温化の軽減に有効であるこ図 異なる素材壁面間のΔ&27の比較
収・建物高温化の軽減に有効であるこ図7 異なる素材壁面間のΔCOTの比較とが示唆された。
図 異なる素材壁面間のΔ&27 の比較とが示唆された。
とが示唆された。

4. まとめ
4. まとめ
４．まとめ
本研究では、異なる反射素材（DHR と RR）の間で都市模型による都市アルベドの予測と実大壁
本研究では、異なる反射素材（DHR と RR）の間で都市模型による都市アルベドの予測と実大壁
本研究では、異なる反射素材（DHRとRR）の間で都市模型による都市アルベドの予測と実大壁面面による周辺温熱環境の測定を行って比較した。
面による周辺温熱環境の測定を行って比較した。
による周辺温熱環境の測定を行って比較した。
RR 素材は DHR 素材に比べて、都市アルベドを増加し、屋外周辺温熱環境を改善すると共に、RR 素材は DHR 素材に比べて、都市アルベドを増加し、屋外周辺温熱環境を改善すると共に、RR素材はDHR素材に比べて、都市アルベドを増加し、屋外周辺温熱環境を改善すると共に、表表面温度を軽減する結果が見られた。特に高密度，高アスペクト比の都市キャニオンにおいて、冷表面温度を軽減する結果が見られた。特に高密度，高アスペクト比の都市キャニオンにおいて、冷面温度を軽減する結果が見られた。特に高密度，高アスペクト比の都市キャニオンにおいて、冷房
房負荷と関係のある建物の外壁表面温度を大幅に低減できることが示されたことから、RR
素材は房負荷と関係のある建物の外壁表面温度を大幅に低減できることが示されたことから、RR 素材は負荷と関係のある建物の外壁表面温度を大幅に低減できることが示されたことから、RR素材はヒートアイランド効果を改善し，建物の省エネルギーに役立つことができることが期待されるだろヒートアイランド効果を改善し，建物の省エネルギーに役立つことができることが期待されるだろヒートアイランド効果を改善し、建物の省エネルギーに役立つことができることが期待されるだろう。
う。

－ 111 －

55

う。
参考文献
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1997, 25(2), 159-167.
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surfaces for urban heat island mitigation: a new analytical model. Appl. Energy, 2014, 114,
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surfaces for urban heat island mitigation: A new analytical model. Applied energy, 2014 ,
114, 621-631.
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－ 112 －