緑のカーテン B列(葉群層気温)

緑のカーテン
建築物の外壁を覆う緑化技術
ヘチマやゴーヤ、アサガオなどのつる性植物を
ネット等を用いて育成
期待されている効果
蒸散効果による気温上昇の抑制・空調負荷の軽減
外壁への蓄熱軽減
他の生き物とのふれあい
緑のカーテン温熱環境緩和効果について
明確なデータはほとんどない
研究目的
葉温と周囲の気温、風速や日射などを考慮
温熱環境緩和効果のメカニズムの明確化
測定概要
測定場所
(建築棟の2階)
測定場所
建築棟南側壁面
測定期間
2008年9月1日~6日
9月12日~17日
測器設置状況
緑のカーテン
表側設置状況
緑のカーテン
A列(日向気温)
B列(葉群層気温)
C列(日陰気温)
左 全天日射計
超音波風速温度計 右 精密赤外放射計
葉近傍気温
℃
4848.0
℃
4545.0
熱画像
日付 2008.09.14
時間 14:03
48.0
℃
45.0
4242.0
42.0
3939.0
39.0
36.0
33.0
30.0
葉面温度
解析箇所
27.0
24.0
36 36.0
33 33.0
3030.0
2727.0
2424.0
熱画像
日付 2008.09.14
時間 14:05
壁面温度
解析箇所
48.0
℃
56.0
℃
45.0
51.5
47.0
42.0
39.0
42.5
36.0
38.0
33.5
33.0
29.0
30.0
24.5
27.0
20.0
24.0
気温測定における日射影響の除去
極細の熱電対(線径0.05㎜)を使用
超音波風速温度計も併用
音速から温度を算出
原理的に日射の影響を受けない
超音波風速温度計
緑のカーテンの裏面温度 Ts
緑のカーテン裏面の長波放射量から以下の式を用い
逆算した
Ts算出式
L :長波放射量(W/m2)
ε:放射率=1と仮定
L=εσTs4
σ:シュテファン・ボルツマン定数
=5.67×10-8(W/m2・K-4)
百葉箱気温
本学中庭にある百葉箱で
測定した気温を参考に用いた
日射量と温度変化
日射量( W/
㎡)
W/㎡)
日射量(
温度(℃)
温度(℃)
42
2200
42 緑のカーテン
2200
壁表面温度
40
2000
40 裏面温度(Ts)
2000
葉表面温度
38
1800
38
1800
A列気温
36
1600
36
1600
34
1400
34
1400
32
1200
32
1200
30
1000
30
1000
28
800
28
800
26
600
26
600
24
400
24
400
百葉箱気温
22
200
22
200
日射量
20
00
20
9/14
9/14 9/14
9/14 9/14
9/14 9/14
9/14 9/14
9/14 9/14
9/14 9/14
9/14 9/14
9/14 9/14
9/14
11
11 12
12 13
13 14
14 15
15 16
16 17
17 18
18 19
19
緑のカーテンの表面・裏面温度(Ts)は、A列より高温である
緑のカーテンの表面・裏面温度(Ts)は、ほぼ温度差がない
各列の温度差
緑のカーテン
A列(日向気温)
B列(葉群層気温)
温度差
温度差((℃
℃))
2.5
2.5
2.0
2.0
C列(日陰気温)
TsがA列よりも高温な時間帯
1.5
1.5
1.0
1.0
B列(葉群層気温)
-A列(日向気温)
0.5
0.5
0.0
0.0
-0.5
-0.5
-1.0
-1.0
-1.5
-1.5
-2.0
-2.0
C列(日陰気温)
-A列(日向気温)
-2.5
-2.5
9/14
9/14
11
11
9/14
9/14
12
12
9/14
9/14
13
13
9/14
9/14
14
14
9/14
9/14
15
15
9/14
9/14
16
16
9/14
9/14
17
17
9/14
9/14
18
18
9/14
9/14
19
19
熱がこもり、緑のカーテン周辺の気温が高くなる
日射遮蔽率
日射遮蔽率
日射遮蔽率 (% )
90
1000
900
80
800
70
700
60
600
50
500
40
400
30
300
20
200
10
日射量
日射量 (W/ ㎡ )
100
100
0
0
9/3 12 9/3 13 9/3 14 9/3 15 9/3 16 9/3 17 9/3 18
緑のカーテンの日射遮蔽率は75~80%
温度差 (℃ )
2.0
日射量
800
1.5
600
1.0
400
0.5
200
0.0
0
-0.5
-1.0
熱電対 温度差
超音波風速温度計 温度差
日射量 (W/ ㎡ )
測器別の温度差
-200
-400
-600
-1.5
9/5 12 9/5 13 9/5 14 9/5 15 9/5 16 9/5 17 9/5 18
日射量が増加した時に熱電対温度差が
わずかに大きくなる
葉近傍気温と気温の比較
5
4
3
温度差 (℃ )
2
1
0
-1
-2
葉近傍気温(表)-超音波気温(表)
葉近傍気温(裏)-超音波気温(表)
-3
0
100 200 300 400 500 600 700 800
日射量(W/㎡)
表側は日射量増加とともに高温になる
裏側は日射量に関わらず周辺気温とほぼ同等
各成分の風向について
東風・西風
建物に対し平行
上昇流
南風・北風
建物に対し垂直
西風
上昇流・下降流
建物の上下方向
東風
南風
北風
下降流
緑のカーテン
700
600
500
400
300
200
100
0
日射量
成分風速
成分風速
(m/s)
(m/s)
成分風速 (m/s)
成分風速
成分風速
(m/s)
(m/s)
成分風速
(m/s)
温度差 (℃ )
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
2.0
9/5 14:00
9/5 14:10
9/5 14:20
超音波気温(裏)
-超音波気温(表)
9/5 14:30
1.5
1.0
0.5
2.0
0.0
2.0
1.5
-0.5
1.5
1.0
-1.0
1.0
0.5
9/5 14:00
0.5
0.0
2.0
0.0
-0.5
1.5
-0.5
2.0
-1.0
-1.0
1.0
1.5
9/5
9/5 14:00
14:00
9/5 14:00
1.0
0.5
0.5
0.0
0.0
-0.5
-0.5
-1.0
-1.0
9/5 14:00
9/5 14:00
日射量 (W/ ㎡ )
日射安定時の各成分風速と温度差
東風
西風
9/5 14:10
9/5 14:20
裏側の風速が高くなると
裏側の気温は下がる
室内に流入する風は東風の
影響を受ける傾向がある
9/5
14:10
9/5
14:10
9/5 14:10
9/5 14:10
9/5 14:10
9/5 9/5
14:20
14:20
9/5 14:20
9/5 14:20
9/5 14:20
南風
9/5 14:30
北風
裏9/5 14:30
9/5 14:30
9/5 14:30
上昇流
下降流
表
9/5 14:30
9/5 14:30
1.0
1.0
0.0
0.0
2.0
1000
1000800
-0.5
1.5
-0.5
800
800 600
-1.0
B列-A列
長波放射量の
差が大きい
600
-1.5
0.5
400
200
-1.5
400
0.0
-2.0
-2.0
-0.5
-2.5
600
400
日射量 (W/ ㎡ )
-1.0
1.0
夜間
日射量
(日向長波放射量-日陰長波放射量)/10
-1.0
9/2 18
-2.5
9/3 0
9/3 6
9/3 12
日射量 (W/ ㎡ )
0.5
0.5
14001400
C列-A列
12001200
温度差 (℃ )
長波放射量差 (W/ ㎡ )/10 温度差 (℃ )
夜間放射環境
0200
200 -200
0
-400
9/3
0 18
9/2 18
9/3 0
9/3 6
9/3 12
9/3 18 -600
-1.5
夜間は放射冷却の阻害要因となる
9/5 12 9/5 13 9/5 14 9/5 15 9/5 16 9/5 17 9/5 18
結論
•
•
•
•
日陰効果による外壁への蓄熱軽減効果
葉温が周囲の気温より高温となる
緑のカーテンの内側で風が無いと熱がこもる
夜間の放射冷却を阻害する
蒸散効果による気温低下は期待できない
涼しさの要因
気温低下ではなく、日射の遮蔽や建築物
への蓄熱低減による放射環境の改善
48.0
℃
45.0
熱画像
48.0
℃
45.0
42.0
42.0
39.0
39.0
36.0
36.0
33.0
33.0
30.0
27.0
30.0
24.0
27.0
24.0
3.15
2.37
頻度 %
放射率 :
1.000
最大 :
40.63 ℃
平均 :
34.26 ℃
最小 :
30.19 ℃
点:
9098
温度 :
24.00 ℃
頻度:
0.00 %
P1:
9.6e+004
<P1>:
506
P: Joule/sec
1.58
0.79
0.00
25
30
35
温度 ℃
日付2008.09.14
時間 14:03:39
40
45
熱画像
56.0
℃
51.5
47.0
42.5
38.0
33.5
29.0
24.5
20.0
18.16
頻度 %
13.62
9.08
日付 2008.09.14
4.54
0.00
30
56.0
℃
51.5
25
47.0
42.5
38.0
20
33.5
29.0
24.5
20.0
放射率 :
1.000
最大 :
43.01 ℃
平均 :
40.46 ℃
最小 :
38.82 ℃
点:
2528
温度 :
20.00 ℃
頻度:
0.00 %
P1:
2.89e+004
<P1>:
549
P: Joule/sec
35
40
温度 ℃
45
50
55
時間 14:05