熱環境の改善効果
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屋上を緑化することにより、緑化土壌の断熱作用や、植物自体が日射を遮ることによる屋内の温度上昇抑制や省エネ効果だけでなく、植物の蒸散作用によって屋外空間の温度上昇を緩和する効果も期待できます。つまり、屋上緑化がもたらす熱環境の改善は、室内環境の改善、経済的な効果、快適な屋上空間の創造、そして都市全体の環境改善効果など、様々な効果をもたらすのです。

緑の断熱作用による真夏屋上の温度の違い

断熱効果グラフ 国土交通省屋上庭園では、屋上緑化による建築物の断熱効果について、植栽の種類や土壌の厚さ等による効果の差を測定しています。
【屋上緑化空間の温度測定(平成19年8月16日)】
緑化していない屋上タイル表面の温度は日中に50℃以上に達していますが、植栽基盤下面は30℃以下を保っています。タイル部は昼間に熱を蓄積し、夜間に大気中に放出するため、ヒートアイランド現象の一因をつくっています。屋上空間を緑化することでこうした現象を防ぐことができます。
<平成19年8月16日測定データ>
日中(13時〜15時平均) 夜間(23時〜24時平均)
屋上タイル表面 51.7℃ 33.8℃
芝生表面 32.5℃ 29.6℃
植栽基盤下面 28.7℃ 28.7℃
気温 36.5℃ 31.9℃

緑化による屋上空間の表面温度の低減

【屋上緑化空間の表面温度分布(平成13年9月1日)】
赤外線放射カメラを用いて、夏季における屋上緑化空間および非緑化空間の表面温度分布を撮影しました。芝面と非緑化空間(約30℃)のタイル面(約45℃)では約15℃もの温度差が見られ、緑化空間が表面温度の低減に寄与していることがわかります。植物は単に熱を遮断するだけでなく、熱を受け取りつつも、適度にそれを吸収したり、蒸散作用で自ら温度を下げたりして、屋上空間の快適性の保持に貢献しているのです。
※蒸散とは植物が自らの温度調節のために水分を大気中に放出する現象のことで、それが緑化空間表面や上部の温度上昇抑制になっています。
緑化空間とそれに隣接する非緑化空間 熱画像(表面温度分布)
緑化空間とそれに隣接する非緑化空間 熱画像(表面温度分布)

ヒートアイランド抑制効果

都市部では建物や道路が太陽の熱などにより、熱せられ、それが結果として周辺大気に放出されます。このような熱のことを「顕熱(けんねつ)」といいます。顕熱には、自動車や空調機の排気熱なども含まれます。これらが都市のヒートアイランドの一因となっています。一方、「潜熱(せんねつ)」は水面、植物面、自然土壌面において水分が蒸発することで変換されるエネルギーで、「熱」ではあっても周辺大気を暖めるものではありません。 ビルなどのコンクリート構造物は顕熱が大量に発生する場所であるため、その屋上や壁面の緑化を実施することにより、顕熱を減らし、潜熱を増やすことで、大気の温度上昇を抑制し、それが都市のヒートアイランド現象の緩和に貢献するのです。

屋上庭園の熱収支測定の表【屋上庭園の熱収支測定(平成18年8月29日の積算値)】
屋上庭園の緑化部における熱収支を測定したところ、太陽などからの放射量から地面で反射する部分を引いた正味放射量の一日あたりの積算値を100とすると、潜熱は約117、顕熱は約-18となりました。
伝導熱は建物に伝わりそれらを温める熱で100のうち1が大気に戻ることなく、建物内に蓄積されました。屋上緑化をしていなければ、この数値はもっと大きくなり、建物を暖める要因にもなります。ここで、一日あたりの潜熱について計算すると、国土交通省屋上庭園(緑被面積約1,300u)では、約120台の家庭用エアコン(6畳用)を最小能力で24時間稼動させた冷却能力に相当すると推計されました。

省エネ効果

省エネ効果グラフ空調を稼動させる際のエネルギーが、屋上を緑化することでどのくらい削減されるかを算出しました。建物が実際に使用されており、屋内側の状況が変化することや、測定室外からの影響を受けることなど、多くの変動要因がありますので、屋内に関しては一定の条件を満たしたモデルルーム(30u)を想定し、シミュレーションしました。 その結果、屋上を緑化することにより、エネルギーを約4%削減(モデルルーム1室あたり7Mcal/日)することが可能と算出されました。
この値は、1日あたり約42円の電力料金の低減となります(空調機器の成績係数(COP)を4.0、1kWhの電力料金を21円とした場合)。
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