遮熱塗料(高日射反射率塗料)の基礎知識

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遮熱塗料(高日射反射率塗料)のよくわかる基礎知識

( 高日射反射率塗料、通称遮熱塗料について遮熱のメカニズム、塗料の種類などわかりやすく紹介 )

遮熱のメカニズムと塗料の種類

遮熱塗料

遮熱塗料(高日射反射率塗料)はヒートアイランド対策に大きな効果が期待され、需要は年々伸びてきています。
2011年7月20日には遮熱塗料のJIS規格が制定され、塗料メーカーも、今後の主力商品として開発に力を入れています。
新商品も次々と上市され、メーカー同士の販売競争も激化してきています。
遮熱のメカニズムや塗料の種類など、わかりやすく紹介しています。

ヒートアイランド現象

ヒートアイランド現象を生み出す要因

  • 都市部の人口集中によるエネルギー消費の拡大。
  • アスファルト、コンクリート舗装の増加。
  • 緑地(植物)の減少。
  • オゾン層破壊による温暖化

ヒートアイランドの悪循環

ヒートアイランド現象の悪循環
  • 温暖化と共に熱帯夜が増加。
  • エアコンなど空調にエネルギーの消費が拡大。
  • ヒートアイランド現象の加速。
  • このサイクルが悪循環として作用し、益々ヒートアイランド現象が促進される。
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遮熱塗料の特徴とメリット

ヒートアイランド対策とCO2削減

遮熱塗料の効果
  • ヒートアイランドが進むほど冷房の需要が増加し、それに伴う排出熱で、さらにヒートアイランドの促進を招く。
  • ヒートアイランドは、急激な上昇気流の原因となり、ゲリラ豪雨、竜巻など自然災害の引き金となりかねない。
  • 遮熱塗料を塗装することで建物の温度上昇を抑制し、ヒートアイランド対策に有効な手段として注目されています。
  • 夏期の冷房用エネルギーの削減により、電気料金、CO2削減にも貢献します。
  • 熱膨張を抑制することで、塗膜や素材の耐久性向上が期待できる。
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遮熱と断熱の相違点

遮熱塗料は、太陽光の中の赤外線を効率よく反射し吸収を抑える働きで、塗膜表面の温度上昇を抑制。一方、断熱塗料は中空ビーズなどを利用して、塗膜に断熱機能を持たせたもの。

熱エネルギー 遮熱塗料 断熱塗料
太陽光線 塗膜中の特殊顔料で効率よく反射して、表面温度上昇を抑制。 反射効果は少ない
熱伝導 効果がない 塗膜中に中空ビーズを利用したり、熱を通しにくい材質を塗料に用いることで、熱伝導率を押えている
補足

断熱と遮熱を組み合わせた屋根塗装については「遮熱断熱工法の屋根塗装」のページを参照下さい。

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遮熱塗料の分類

遮熱塗料は、高日射反射率塗料と熱遮蔽塗料に分類されます。

高日射反射率塗料

塗料の中に含まれる特殊顔料の作用で、太陽光のうち、近赤外線領域の光を高いレベルで反射するもの。一般的に遮熱塗料と呼ばれるものはこのタイプです。

熱遮蔽塗料

塗料に中空ビーズ(セラミックバルーン)を混入し、塗膜に空気層を設置して熱を伝わりにくくしたものを中塗りとして用い、上塗りに高反射率塗料を塗装する。
中空ビーズの種類によって消音効果を期待したタイプのものもある。ΟΟ工法などといわれるのはこのタイプが多い。

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高日射反射率塗料

太陽光エネルギー

  • 太陽光の波長は紫外線領域、可視領域、近赤外線領域の3つに分類されます。
  • 太陽光は物質に吸収されることで熱に変換され、その温度を上昇させます。
  • 近赤外線領域(波長780〜2500nm)は太陽光の約50%のエネルギーを占めます。

高反射のメカニズム

遮熱塗料の高反射メカニズム
  • 遮熱顔料を使用することで、近赤外線領域の光を効率よく反射します。
  • 光線の反射が多い分、塗装素材への熱の吸収は抑制されます。
  • 濃色系の塗料にはクロム系顔料が使用されていたが、顔料のクロムフリーなど環境に優しいものが開発されてきています。

遮熱顔料は特殊顔料を使用しているため、一般塗料に比較してカラーバリエーションに制約があります。しかし、顔料の研究開発は進んでおり、今後バリエーションは増加してくることでしょう。

高日射反射率塗料とは

  • 近赤外線領域(波長780〜2500nm)の太陽光を高いレベルで反射することで、建物や屋根などの温度上昇を抑制することが出来る塗料です。
  • 東京都クールルーフ推進事業で言う高反射率塗料とは、「日射反射率」が50%以上の塗料をいいます。
  • 2011年、高反射率塗料のJIS規定が制定される予定です。塗料の色彩別に近赤外線領域の日射反射率の基準が設定される見込みです。

色による遮熱効果

  • 全く同じ色で比較した場合、一般の塗料より遮熱効果はあります。
  • 一般的に白、淡彩色は、可視光領域の反射率が高いため、遮熱効果が出やすい。濃色は遮熱効果が低くなります。
  • 既存の塗膜が白や淡彩色で塗装されている場合、濃色の高反射率塗料で塗り替えると、逆に遮熱効果が低下する可能性があります。

高日射反射率塗料はその色相により反射率が異なり、その遮熱効果も異なってきます。弊店で色による遮熱効果の差についての実験を行った結果については、 「遮熱塗料・色相による遮熱効果の実験」のページで紹介しています。

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熱遮蔽塗料

  • 塗料に中空ビーズ(セラミックバルーン)を配合し、塗膜により熱伝導率を低下させ、断熱効果を得られるよう設計された塗料。
  • 反射機能と熱遮蔽機能を同一塗料内で実現したものと、中塗りで熱遮蔽塗料を塗装し、上塗りで高反射率塗料を使用するタイプとある。
  • 屋根用では平板スレート用、外壁用では窯業系サイディングなど厚塗り仕上げが向かないものへは不適。
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遮熱塗料の種類

  • 屋根用 : 水性、溶剤タイプ。ウレタン、アクリルシリコン、フッ素。中空バルーンを配合した中塗り材(熱遮蔽塗料)との組み合わせで遮熱効果を高めたり、防音効果を付与したもの。
  • 外壁用 : 水性。アクリルシリコン、フッ素。中空バルーンを配合した中塗り材(熱遮蔽塗料)との組み合わせで遮熱効果を高めたり、防音効果を付与したもの。
  • 防水面(陸屋根、ベランダ)用 : 水性、溶剤タイプ。ウレタン。
  • 通路、土間、駐車場(コンクリート、アスファルト面) : 水性。アクリルシリコン。

遮熱塗料の種類と特徴

遮熱塗料のメーカー別の製品名、塗料の種類、特徴については「遮熱塗料の種類と特徴」のページを参照。

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