＜はじめに＞

住宅業界ではよく見かける【外壁面を使ったパッシブソーラーと説明している工法】（以下「外壁パッシブソーラー」とします）の効果のほどを比較する為、一つの簡単な測定をしました。平成16年12月〜平成17年2月に行った実験台の測定結果と合わせて、【外壁パッシブソーラー】の効果を考察してみます。

まずは、基本をおさえておきましょう

考察をする前に、まず、太陽の「光」が「熱」に変わるという事について、ちょっとおさらいしてみましょう。

下の写真は、私が 1999年にスイスに研修に行ったときに見てきた自然エネルギー利用を研究している研究者の実験住宅です。

これだけ見ると、いかにもメカニックに見えて、とても住む気にはなれない・・・と感じてしまいます（^^;）。それは置いておき、壁でどうやって太陽の熱を利用するのか・・・という理屈を見てみましょう。

はじめに、太陽光と熱の考え方で基本をおさえましょう。
太陽の光は、物にあたったときに初めて熱に変わる
下の「図-A」は、小学校の理科で習うことですが、下記のような感じの表現だったと思います。
1 太陽の光は、まず地面に当たって熱に変わる。（地面を暖める）
　　　　　　　↓
2 そして、その地面の熱が空気を暖める。
　　　　　　　↓
そのため・・ 「太陽高度が一番高い時間」と「最高気温が記録される時間」には、2時間程度の差が出来る

スイスで見た実験棟の場合、この基本を生かすように工夫されています。
実験棟の太陽熱利用の方法を概略で描きますと、「図-B」のようになります。

1：まず、外壁材[ア]になるべく「日射の透過率の良いもの」を使う
2：かつ外壁材[ア]は「断熱性能の良いもの」にする。
3：熱に変わる部分[イ]には日射を反射しにくいものを使う

1の建材[ア]に日射透過率の良いもの（日射を通しやすいもの）を使用する目的

目的は、太陽の光を外壁の表面で熱に変えるのではなく、外壁の内側の層（通気層）で熱に変えるためです。外壁表面で熱に変えてしまうと、風に奪われたり、外気温に奪われたりと、太陽熱利用のロスが大きすぎるためです。「図-C」で見ますと、外壁材[ア]の日射透過率が良いほど、太陽光は★の位置で熱に変わります。

2の建材[ア]に断熱性能の良いものを使用する目的

せっかく太陽光が熱に変わったのですから、その熱を外部に逃がさない為です。当然といえば当然です。
「図-C」で見ますと、外壁材[ア]が、断熱性能にも優れた建材であるということです。
スイスの実験棟では、この[ア]の部分に透明な素材で、ハニカム状（蜂の巣状）の構造で出来た材料を使っていました。ハニカム状の中に動かない空気層をつくることで、[ア]の断熱性能を高めているという仕組みでした。

透明でハニカム状（蜂の巣状）の素材の写真日射の透過性を高くして、かつ、断熱性能も確保している

3の[イ]に日射を反射しにくい素材を使用する目的

これは、太陽光を★のポイントでなるべく熱に変えるためです。日射の反射が大きい素材（アルミなど）にすると、日射は熱に変わらず★で反射されて外部に逃げてしまいます。
このスイスの実験棟では、[イ]の部分にコンクリートを配置していました。コンクリートは蓄熱体としての機能が大きい為、日射が熱に変わった時点で、コンクリートに蓄熱して、そのまま熱を室内に利用するということが目的のようです。（この実験棟では、夏対策としては通気層が広がる構造になっていて、通気層の上部を外に開放し、排熱を促すという仕組みだったと記憶しています。）
効果の大きさのデーターはいただけませんでしたが、理にかなっています。
これに近い集熱理論で、日本で有名なのはOMソーラーだと思います。

OMソーラーも図のように、ポリカーボネートの下に屋根の通気層・そして鋼板系の材料を設置したソーラーパネルです。日射がポリカーボネートを通過して、鋼板部分にあたり★部分で熱に変わる。それを室内にファンで送風する。という方法です。

OMソーラーの現在の仕様はわかりませんが、ポリカーボネート1枚ということで、断熱性能として弱い為、通気層の熱が外部に逃げてしまう熱ロスも大きいと言われております。このポリカーボネート部分を、日射透過率がよく、かつ断熱性能の良いものとすれば、集熱効果は高いものとなります。また、コーキングが熱で短期間にダメになるため、そのコーキングの切れ目から、熱漏れが生じることも問題の1つとなっているようです。
そのほか、寒冷地の冬の日射量も関係してきますので、その点は後ほどの測定データーで見てみましょう。

「外壁パッシブソーラー」の太陽光の利用方法

前述した太陽光利用に対し、【外壁パッシブソーラー系】の太陽光利用では、かなり違う方法で考えられています。ポイントは、前述のパッシブソーラー理論は、太陽光を「通気層で熱に変える」のに対し、【外壁パッシブソーラー工法】などは「外壁の表面で熱に変える」という点です。パンフレットのさわやかイメージイラストでは、把握しづらいですが、大きな詳細図にしてみると下図のようになり、スイスで見たパッシブソーラー理論とは大きく違います。 外壁材[ウ]は、主に窯業系のサイディングで[エ]は断熱材になります。

実験台の測定結果

このパッシブソーラーという効果がどれくらいなのか、ある程度把握する為に、1つの実験データーと、1つの実測データーを見てみましょう。