1-4 室内環境と太陽
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室内環境に最も影響を与える外的要因は太陽である。
マクロで見ると地球の気候変動は宇宙規模の現象であり、その中心には太陽がある。また、我々が地球で得られるエネルギーの根源は太陽からもたらされた。
①化石燃料は過去に地球に降り注いだエネルギーが形を変えて蓄積されたものである。
②水力発電は海水の蒸発により生み出されたポテンシャルエネルギー(位置エネルギー)を利用したものである。
③太陽光発電は太陽光を光電効果により電気に変換する。
④風力発電の動力となる風は地球上の温度差が起因として発生する。
⑤太陽からの日射熱は給湯や暖房の熱源として利用される。
尚、太陽を起源としないエネルギーには原子力エネルギーがある。
太陽エネルギーは太陽内部の水素の核融合より放出された電磁波であり、太陽放射(日射)と呼ばれる。太陽放射のあ中で波長が0.38~0.78μmのものは可視光線(光)、0.38μm以下は紫外線(熱)であり、地表にはそれぞれ50%の割合で到達する。
さて、「室内環境と太陽」の関係に絞って見ると、太陽放射は「光」と「熱」として室内環境に直接的な影響を与える。また、熱については建物外皮からの放射により2次的な影響を与える。ただし、太陽放射の室内環境への影響は次の条件によって左右される。
①夜は太陽放射はゼロになる。
②太陽高度により太陽放射量は変動する。
②天候によって太陽放射は変動する。
③山や大規模建築物などの遮蔽物の影に左右される。
④建物の構成(窓や庇)により、太陽放射の侵入量が異なる。
⑤建物の構成(断熱や通気、換気)により、侵入した熱の排出量が異なる。
これらの条件を全て考慮し室内環境への影響を知るためには、建物ごとに実測や計算をする必要がある。後ほど、太陽の影響を考慮した設計手法や影響を知るシミュレーションの方法などについて詳しく説明したい。