特集 空調熱負荷低減技術の紹介

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1. 日除け1.1 フラクタル日除けを用いた
屋内外での空調負荷低減

Heat Load Reduction using Fractal Sunshades in the Outdoors and Indoors
キーワード：地球温暖化，ヒートアイランド，熱中症，空調負荷低減，フラクタル日除け，横浜赤レンガ倉庫
Global warming, Heat island, Heatstroke, Heat load reduction, Fractal sunshades,
Yokohama Red Brick Warehouse関

1. はじめ浩二にKoji SEKI

村上徹也

Tetsuya MURAKAMI

2. 横浜赤レンガ倉庫での調査

日本の年平均気温はここ100 年あたり 1.19 ℃の割合で上

本章では，屋外でのフラクタル日除けの暑さ対策効果

1）昇しており，地球温暖化が影響していると考えられる ．の調査事例を紹介する．2016（平成 28）年 7 月 20 日～ 24

さらに，ヒートアイランド現象の影響により，大都市で日に，横浜市水道局主催の「打ち水大作戦 2016 ＠よこは都市化の影響が比較的小さい地点よりも年平均気温のはま 打ち水初め式典」の機会を活用し，㈱横浜赤レン上昇率が大きいとの報告がある 2）．

ガおよび㈱ロスフィーの協力のもと，横浜赤レンガ倉庫

このような気温上昇により，屋内外での夏季の熱中症のイベント広場に，㈱ロスフィー製のフラクタル日除け患者数の増加など，人の健康への悪影響が懸念される．

（製品名：こもれび，大きさ：幅 9 m ×奥行 5.4 m ×高

また，屋内で製品を保管する倉庫などでは，倉庫内の温さ 2.8 m）を図１のように設置した．

度上昇により製品の品質劣化が生じる懸念がある．高温

設置期間のうち，7 月 20 日 13 時 50 分～ 16 時，およ環境下での健康への悪影響や製品品質劣化のリスクを下げるためには，空調使用による冷却が効果的であるが，空調のエネルギー源に化石燃料などを使用すると地球温暖化がさらに進行する原因となり得るため，空調負荷を低減する手法の導入が重要である．
環境省が 2016（平成 28）年に作成した「まちなかの暑さ対策ガイドライン」3）では，夏の暑さによる身体のストレスを低減させるためには，日射の遮蔽，地表面などの高温化抑制・冷却，空気の冷却が効果的であり，中でも日射の遮蔽が暑さ対策としてもっとも効果的とされている．

図１

横浜赤レンガ倉庫に設置したフラクタル日除け

日射を遮蔽する具体的技術の一つに人工日除けがある．
人工日除けの中でも，2008（平成 20）年頃に酒井らが開発したフラクタル日除け 4）は，樹木の葉の形状を模して放熱特性を高めることで，日除け部分が熱くなるのを防ぐ製品である．そのため，従来の人工日除けよりも暑さ対策効果が高いと言われており，その効果についていく
つかの報告事例 5,6）がある．
本稿では，空調負荷低減手法として㈱ロスフィー製のフラクタル日除けを用いて，横浜赤レンガ倉庫（屋外）および横浜市水道局倉庫（屋内）での暑さ対策効果を調査した結果について紹介する．
図２

フラクタル日除けの下に設置した測定器
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表１
測定項目
メーカー

使用した測定器の型式・仕様（横浜赤レンガ倉庫）

温度

黒球温度

相対湿度

㈱ティアンドデイ

型式TR-52i仕様

測定範囲－60 ～ 155 ℃
測定精度±0.3 ℃（－20 ～ 80 ℃）
測定分解能
0.1 ℃

日射量

赤外放射量

地面の表面温度

Hukseflux Thermal Sensors B.V. 日本アビオニクス㈱TR-72wf

LP02

IR02

R500S

測定範囲
測定範囲
－40 ～ 120 ℃
10 ～ 95 ％ RH
測定精度
測定範囲
測定範囲
測定精度
±1 ℃
2
20 ～ 2 000 W/m 0 ～ 1 000 W/m±5 ％ RH（20 ～ 30 ℃）
測定波長範囲測定波長範囲
（25 ℃，50 ％ RH）
測定視野角
305 ～ 2 800 nm
4.5 ～ 50μm
測定分解能
64 °× 48 °1 ％ RH（2 倍視野拡大レンズ使用）

び 7 月 24 日 12 時 30 分～ 16 時 40 分に，フラクタル日

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除けの下の地点および日なたの地点の 2 地点で，温度，器を図２に示す．
温度および相対湿度の測定では，測定器のセンサを自作温度（℃）

した．例として，フラクタル日除けの下に設置した測定

日なた
フラクタル日除けの下

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相対湿度，黒球温度，日射量，および赤外放射量を測定のシェルターに格納し，気象庁での温度計設置の基準 7）に30
2928準拠して，地面から高さ約 1.5 m の位置で測定を行った．

2713:50

黒球温度の測定では，センサ部を直径約 15 cm の黒球

14:50
時刻

（㈱安藤計器製工所製，型式：CK-150）に格納し，地面か図３

ら高さ約1.5 mの位置で測定を行った．温度，相対湿度，15:50

温度の測定結果（横浜赤レンガ倉庫）

黒球温度の実測値から暑さ指数（WBGT（湿球黒球温度）：Wet Bulb Globe Temperature）を算出した 8）．日射量お50℃

よび赤外放射量の測定では，地面から高さ約 30 cm の位置で測定を行った．また，7 月 20 日正午頃に赤外線サー

表面モカメラで地面の表面温度を測定した．各項目の測定に温度使用した測定器の型式および仕様を表１に示す．
温度，相対湿度，黒球温度，日射量，および赤外放射量の測定の結果，フラクタル日除けの下の地点では，日30℃

なたの地点に比べて，測定期間中の平均で，温度が0.6 ℃，黒球温度が 4.8 ℃，暑さ指数が 1.0 ℃，上方向か

図４

地面の表面温度の測定結果（横浜赤レンガ倉庫）

らの日射量が 59 ％，下方向からの日射量が 48 ％，下方向からの赤外放射量が 8 ％，それぞれ低下していること

使用時にフラクタル日除けを空調負荷低減手法として活がわかった．例として，フラクタル日除けの下の地点お用できると考えられる．

よび日なたの地点の 2 地点での，7 月 20 日 13 時 50 分～
16 時の温度の測定結果を図３に示す．

3. 横浜市水道局倉庫での調査

また，7 月 20 日正午頃に，赤外線サーモカメラで地面

本章では，屋内でのフラクタル日除けの暑さ対策効果の表面温度を測定した結果を図４に示す．図 4 では，フの調査事例を紹介する．横浜市水道局の中村ウォーターラ ク タ ル 日 除 け の 下 の 地 点 で の 地 面 の 表 面 温 度（ 約プ ラ ザ 内 の 倉 庫 で は，「 は ま っ 子 ど う し The Water」

33 ℃）が，日なたの地点（約 42 ℃）に比べて黒く示され（ペットボトル入り横浜市オフィシャルウォーター）をており，フラクタル日除けの設置によって地面の表面温保管している．この製品保管時の品質確保のために倉庫度が低下（9 ℃）していることがわかった．

内の温度を下げることを目的として，㈱ロスフィーの協

本調査の結果，フラクタル日除けの下の地点では，日力のもと，2016（平成 28）年 8 月 8 日～ 16 日に，倉庫のなたの地点に比べて，温度，日射量など暑さに関連する屋根に㈱ロスフィー製のフラクタル日除け（製品名：こ測定項目が有意に低下していたことから，屋外での空調もれび，面積：約 100 m2）を図５のように設置した．

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5m
領域 B

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領域 C8m
地点 １

領域 A

10 m

地点 ２地点 ３6m

地点 ４地点 ５

フラクタル日除け

39 m

領域 D

地点 ６出入口地点 ７地点 ８3.2 m
地点 ９地点 101.5 m

図５横浜市水道局倉庫に設置したフラクタル日除け（上図：西側の屋根，下図：東側の屋根）
14 m

7 月 29 日 17 時～ 8 月 19 日 16 時の間，倉庫内の 10 地

図６点の温度を 2 分間隔で測定した．温度の測定には温度計

温度の測定地点・屋根面の表面温度の測定領域（横浜市水道局倉庫）（㈱ティアンドデイ製，型式：TR-52i）を使用し，倉庫の床面から高さ約 1.4 m，倉庫の東側の壁面から約 1.5m

期間１（フラクタル日除けの設置期間）期間２（設置していない期間）て測定を実施した．また，8 月 9 日に，赤外線サーモカ
メラ（日本アビオニクス㈱製，型式：R500S）で，倉庫の屋根面のうち 4 領域の表面温度を測定した．温度の測定地点（地点 1 ～ 10）および屋根面の表面温度の測定領域（領域 A ～ D）を図６に示す．
倉庫内の地点 1 ～ 10 における温度の測定結果につい温度の平均値（℃）

離れた位置で，約 3.2 m 間隔で 10 個の温度計を設置し42403836
1て，測定期間内の天気が良く，十分な日照時間があった

235678910

地点日として，フラクタル日除けの設置期間では 8 月 9 日および 8 月 13 日，設置していない期間では 7 月 30 日，84

図７

温度の測定結果（横浜市水道局倉庫）

月 4 日，8 月 5 日，および 8 月 7 日を抽出した．これらのすべての日で十分な日照時間があった時間帯として，の屋根面の表面温度を測定したところ，測定したすべて8：30 ～ 14：00 の測定データを使用して比較を行った．の時刻で，日除けのある領域の表面温度が日除けのない地点 1 ～ 10 での温度について，フラクタル日除けの設領域の表面温度を下回った．例として，8 月 9 日 13 時

置期間中の平均値と，設置していない期間中の平均値を30 分頃の倉庫の屋根面の表面温度の測定結果を表２に

図７に示す．

示す．

フラクタル日除けの設置期間では，日除けのある地点

西側の屋根面では，フラクタル日除けを設置した領域の温度が，日除けのない地点の温度よりも低い傾向が見（領域 A）の表面温度は，設置していない領域（領域 B）のられた．たとえば，設置期間中の地点 1 の温度の平均値表面温度より 10.2 ℃低下していた．また，東側の屋根面は地点 10 に比べて 0.9 ℃低かった．設置していない期間

では，フラクタル日除けを設置した領域（領域 C）の表

中の地点 1 の温度の平均値は地点 10 に比べて 0.8 ℃高面温度は，設置していない領域（領域 D）の表面温度よかったため，フラクタル日除けの設置により倉庫内の温り 7.1 ℃低下していた．

度を約 1.7 ℃下げる効果があったと考えられる．
また，日除けの設置期間に赤外線サーモカメラで倉庫本調査の結果，日除けのある地点の温度が，日除けのない地点の温度よりも有意に低下していたことから，屋
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表２

地面の表面温度の測定結果（横浜市水道局倉庫）
西側の屋根面

東側の屋根面

54.5 ℃（領域 A）
64.7 ℃（領域 B）

53.3 ℃（領域 C）
60.4 ℃（領域 D）－10.2 ℃

－7.1 ℃

フラクタル日除けを設置した領域
フラクタル日除けを設置していない領域
表面温度の差（フラクタル日除けの設置による効果）

外だけでなく屋内でも，空調使用時にフラクタル日除けを空調負荷低減手法として活用できると考えられる．

4. おわりに文献

1） 気象庁：「気候変動監視レポート 2016」，p.35，（2017）．
2） 気象庁：「ヒートアイランド監視報告 2016」，pp.4-7，（2017）．
3） 環境省：「まちなかの暑さ対策ガイドライン」，pp.1213，21-23，（2016）．
4） 酒井敏，中村美紀，大西将徳，飯澤功，古屋姫美愛：
日本ヒートアイランド学会誌，5，17-22（2010）．
5） 中村美紀，酒井敏，大西将徳，古屋姫美愛：日本ヒー
トアイランド学会論文集，6，8-15（2011）．
6） 三坂育正，成田健一，酒井敏，中村美紀：日本ヒー
トアイランド学会第 8 回全国大会予稿集，pp.134-135，

本稿では，空調負荷低減手法として，フラクタル日除けを用い，屋内外での暑さ対策効果を調査した結果について紹介した．

（2013）．
7） 気象庁：「気象観測の手引き」，p.81，（1998）．
8） 関浩二，小倉智代，内藤純一郎，山下理絵，岩崎満：
横浜市環境科学研究所報，41，38-44（2017）．

高温環境下での人の健康への悪影響や製品品質劣化のリスクを下げるためには，空調使用による冷却が効果的関であるが，その際には空調使用の運用コストの面だけで浩二

Koji SEKI

横浜市環境科学研究所
Yokohama Environmental ScienceResearch Institute

なく，地球温暖化やヒートアイランド現象などへの影響を最小限とするためにも，空調負荷を低減する手法の導入が重要であると考える．
今後も各種の空調負荷低減手法について調査を進め，横浜市内での暑さ対策の施策に反映していきたい．
謝村上

辞徹也

Tetsuya MURAKAMI

横浜市水道局公民連携推進課
Public-Private-Partnership Promotion Division,
Yokohama Waterworks Bureau

横浜赤レンガ倉庫および横浜市水道局倉庫での調査の実施に当たり，㈱ロスフィーにフラクタル日除けを設置いただきました．また，横浜赤レンガ倉庫での調査の実施に当たり，㈱横浜赤レンガに調査場所を提供いただきました．この場を借りてお礼申し上げます．

原稿受理2017 年 12 月 12 日

な公益社団法人部〒103-0011 東京都中央区日本橋大伝馬町13-7
TEL 03（5623）
3223

6

FAX 03（5623）
3229

日本橋大富ビル

E-mail : reito@jsrae.or.jp

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