建物外皮の高反射化を目的とする指向性反射体の研究－コーナーキューブ型反射体の数値シミュレーション

摘要

都市ヒートアイランド現象を抑制する対策の一つとして，都市被覆の日射反射率を高める対策が普及しつつある．ただし，都市の表面は建物などの人工物が凹凸を作り出しており，日射の入射位置で単に反射すれば良いのでは無く，反射が都市表面で再吸収されず，天空へ戻ることが必要である．髙反射率塗料の利用は，都市表面を髙反射化する重要な技術であるが，その反射は拡散反射が主体である．この場合，天空率が1に近い開放的な建物屋根面では反射が天空へ戻るが，狭隘な建物キャニオンでは反射が周囲の壁面へ向かい，そこで吸収されてしまうであろう．これは反射が拡散反射のためであるので，直達日射に関して，指向性保ったまま天空方向へ反射できれば，この問題を改善できるはずである．以上の背景で，筆者らは，再帰性反射に着目して，建物壁面に設置することを想定した指向性反射体について検討を進めてきた．再帰性反射は，入射方向へ反射する特性であり，時々刻々と移動する太陽に対して，その太陽位置に向けて反射することができれば，理想的な反射体となることが期待された．検討の過程で，適切な方向に傾斜させた再帰性反射体を用いると，理想鏡面(鏡面反射率1)であれば，夏季(6～8月)積算で直達日射の約30%を再帰反射することが確認された．一方，再帰性反射は3回の反射を要するので，反射率の低下が問題である．そこで本稿では，再帰性反射に限定することをやめて，天空への反射量を大きくすることに主眼をおいた指向性反射体について，適用可能性を検討する．本稿では，アルミ製輝面素材を用い，先ず双方向反射率分布関数(以下BRDFと略す)を測定する．次に，その測定値をもとにパラメトリック反射モデルのモデルパラメータを同定し，数値シミュレーションを行うことにより，複数枚の反射素材によって構成する反射体の反射特性を推定する．