日本は年々暑くなっています。地球温暖化現象については、その科学的な根拠・正当性についてまだ議論されていますが、都市部で観測されているヒートアイランド現象については、ほとんど反論は無いようです。ヒートアイランド現象について紹介します。
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ヒートアイランド現象とは？その原因は？
関東の場合、東京都心を中心に高温になるエリアが関東平野を覆うように広がることが多くなります。都心や横浜の高層ビル・タワーなどの展望台から関東平野を見てみると、ほとんど切れ目なく市街地が広がっているためです。
このように都市部の気温が高くなる原因は、主に以下の３つが考えられます。
１．アスファルト・コンクリート舗装の増加
市街地の地表面は、多くがアスファルト・コンクリートで舗装され、緑地・水面・水田などが減少しています。緑地・水面・水田からは水分が蒸発する時に熱を奪うため、気温の上昇を抑える効果があります。しかし、アスファルト・コンクリートは、太陽光によって温まりやすく、高温になると輻射熱で周囲を温める効果が大きくなります。
２．建築物の増加
コンクリートなどの人工的な建築物は、太陽光を吸収して温まりやすくなります。日中温められた地表面は、夜間に赤外線を放出し、温度が下がりますが、この放出された赤外線を建築物が再度吸収してしまうため、気温が下がりにくくなります。高層化・高密度化によって天空率が下がること、海風などの風通しが悪くなることも気温の低下を妨げます。
３．人工的な排熱の影響
自動車・エアコンの室外機から排出される熱は相当なものになります。さらにオフィスビス・家庭などで使用されるパソコン、プリンター、コピー機、テレビ、照明などの消費電力を考えても、これらから排出される熱はかなりのものです。ちなみに狭い空間に人間が集まると暑くなります。これは人間も熱源になっているためです。昼間は都心に人が集まります。ラッシュ時の通勤電車の中、人口密度が高いオフィスの中などを見ても、熱源として無視できないレベルかもしれません。
ヒートアイランド現象で気温は上昇しているのか？
春夏秋冬別に見てみると、実は夏の気温上昇は2.0℃でもっとも小さく、冬が4.3℃でもっとも上昇幅が大きくなっています。夏の気温が高くなると熱中症の搬送件数が増え、豪雨にも影響を与えると考えられますので、ヒートアイランド現象が注目されることが多くなります。しかし、夏以外の季節の方が温度上昇幅が大きいことは案外見落とされがちな点です。
ヒートアイランド現象を抑えるための対策は？
個人レベルでできることとしては以下のようなものが挙げられます。
１．家庭での省エネルギー
夏はエアコンの設定温度を上げる（一般に28℃と言われていますが、必ずしも設定温度に部屋の温度がならないこともありますので、熱中症に注意して調節しましょう）、冬は下げる（一般に20℃と言われていますが、同様に調節しましょう）。使用していない電気製品の電源を抜く、テレビの長時間使用を止めるなど。
２．節水
水道の水は、かなりのエネルギーを投入して浄化され、ポンプで各家庭まで送られてきています。水の無駄使いはエネルギーの無駄使いであり、エネルギーの消費は熱を発生させますので、ヒートアイランド現象につながります。無駄使いしないようにしましょう。
３．車の使用を控える
車は非常に便利ですが、電車・バスなどの公共の交通機関に比べると、人間一人当たりの輸送に多くのエネルギーを消費します。少し気温が高くなっただけでも、車内はかなり高温になり、エアコンを使用することになります。それはヒートアイランド現象に直結します。特に多くの人が車を利用し、渋滞すれば、非常にエネルギー効率が悪くなり、熱が発生します。
４．マイバックを使う・モノを大切にする
買い物の時のビニール袋を使用せず、マイバッグを使用する人が増えています。このようにものを使い捨てにする習慣を改めていけば、省エネルギーにつながります。これはビニール袋に限りませんが、モノを製造し、輸送・販売する時に使用されるエネルギーを考えると莫大なエネルギーであるためです。
５．植物を植える
家庭でも少しでも植物を育て、緑を増やすことはヒートアイランド現象抑制に役立つでしょう。アスファルト・コンクリートで舗装されている場合でも、プランターに植物を植え、それを舗装されているところにおけば、舗装面を遮光し、植物による蒸散効果が期待できます。
まとめ
ヒートアイランド現象によって日本の都市部の気温は上昇しています。アスファルト・コンクリートなどによる舗装の増加、エアコン・自動車・電気製品からの排熱の増加などがその主要因です。気候変動による影響は計り知れず、また省エネルギーの観点からも対策をすべきです。
ヒートアイランド現象抑制のための排熱対策
排熱を減らすには遮光・遮熱
ヒートアイランド現象がもっとも顕著な東京都心に行ってみれば、高密度にオフィスビルが立ち並んでいることが一目でわかります。一般にこれらのビルのほとんどの部屋や廊下で冷房が使用されており、その排熱がビルから出てきます。ビルが高層になるほど、ビルが建っている土地の面積当たりの発熱量は膨大になります。電力の使用量から考えても、この冷房による排熱を減らすことがもっとも重要です。
原理的には単純で絶大な効果が期待できるのが「遮光」です。炎天下の直射日光が当たる場所と日陰の地表面の温度を比較すれば、日光を遮ることで温度上昇を抑えられるのは簡単に確認できるでしょう。つまり、可能であればビルの外部、難しい場合は窓際の室内側に日光を遮るものを設置するだけで、大幅にエアコンの使用電力を削減でき、排熱も減ります。窓も二重窓や複層ガラスなどにして断熱性を高めればさらに効果がアップします。
実際にこのような取り組みを進めた東京・秋葉原にある「YKK80ビル」では、すだれの外装およびブラインドなどで日射を９割カットし、さらに二重ガラスも組み合わせ、年間の消費エネルギーを６割以上も削減することに成功しました。これから新築・改築する建物でもこのような仕組みを導入したり、既築の建物でもブラインド・カーテンなどを積極的に使用することで、エアコンによる使用電力と排熱を大幅に削減することができるはずです。
また現在の電力の多くは火力発電により作られていますので、使用電力を減らすことが発電時の排熱の削減にもつながるでしょう。
ヒートアイランド現象対策として排熱を減らすには省エネ
前述しましたように、オフィスで働く人々は多くの電機製品を使用し、それらが熱を放出しています。これらをできるだけ省エネルギー性能の高い最新のものにする、使用を控えるなどの取り組みによっても排熱量は減らせるでしょう。
一般にデスクトップパソコンをノートパソコンに交換するだけでも消費電力は下がりますし、プリンターなども省エネ性能に配慮した機種を選べば差があります。使用しない時は電源を落とせば、待機電力も消費しません。
照明も常に点灯させることが多いので、LED照明などの省エネ性能に優れたものを選べば効果が大きいです。
これらの積み上げにより、さらに排熱量を減らせるでしょう。排熱量を減らし、気温の上昇を抑えられれば、さらに冷房の使用量を減らせるというポジティブな循環が期待できます。
ヒートアイランド現象対策として緑化は有効！
都市部のヒートアイランド現象の要因として、地表面の舗装やビルなどの人工物による太陽光の吸収が挙げられています。アスファルトやコンクリートは、太陽光のエネルルギーを吸収して温度が上昇しやすく、夏の日中には50℃以上になることも珍しくありません。日没後も高温になったこれらの表面からの放射によって周囲が温められます。
気温が高くなるとエアコンによる冷房の使用が増え、その排熱がさらに気温を上昇させるという２次的な効果もあります。
各地の気温を地図上に重ねた温度マップを見ると、森林や樹々の多い公園などは舗装されて日光を遮るところがない場所よりも気温が低いことは簡単に確認できます。植物の表面は蒸散効果などによって35℃以上には通常はならないからです。
これらのことからだけでも、都市部の舗装された地表面や人工物に直接日光が当たらないように緑化することで、ヒートアイランド現象対策として有効であることが分かります。もちろんヒートアイランド現象が発生している都市部のどのぐらいの割合を緑化すれば、これまでに比べてどれだけ気温を下げることができるのかという点では、かなりの割合であることは間違いありません。しかし、長期的に地道に緑化を進めていくことが大切です。
ヒートアイランド現象対策としての屋上緑化
日本最大の都市部である東京都心では、一定規模の敷地において建築物の新築、増築などの行為を行う場合は、都の条例や区市町村の条例、要綱等により、緑化を行うことが義務付けられています。したがって、地道に人工的な建築物の一定の割合の面積が緑化されています。この条例以前から存在する建物については緑化の義務は無いのですが、自発的に緑化する動きもあります。
これらの建物の多くで取り入れられているのが屋上緑化です。前述のようにアスファルトやコンクリートなどの人工物が露出している場所では、夏の炎天下では50℃以上になることが珍しくありませんが、緑化して植物で覆うことで35℃以下になりますので、その効果は大きいです。都心にある建物の多くの屋上が緑化されれば、かなりの面積の緑地が生まれるでしょう。それは高温の人工物と置き換わるわけですので大きな意味があります。
また屋上を緑化すると、建物内部に対して断熱効果があり、太陽光により建物内部の温度上昇を抑制する効果があります。その分、冷房の使用量が減らせれば、エアコンによる排熱量も減らせるので、気温上昇を抑制する効果があります。
六本木ヒルズでは、屋上緑化に積極的に取り組み、その効果もサイトで発信しています。敷地の29%を緑で覆い、周辺と比較して表面温度が10℃～15℃低くすることに成功しています。また非常に綺麗な「緑」のスペースで、憩いの場にもなっています。
ヒートアイランド現象対策としての壁面緑化
高層ビルなどでは、前述のように屋上緑化という方法が主流ですが、壁面緑化という方法も有効です。壁面に蔦が絡まるように覆い茂っている建物は昔からありましたが、ヒートアイランド現象対策として積極的に導入するところが増えています。グリーンのカーテンと呼ばれることもあります。
簡単なものは１階の窓を覆う程度の高さのものもありますが、本格的に施工したものは５階建てのビルのほぼ全面を覆うような高さのものもあります。壁面緑化の専門業者もありますので、かなりの高さの建物まで植物で覆うことができます。
植物を育てる楽しさもありますので、横浜市の小学校ではコンテスト形式で学校の校舎をグリーンのカーテンでで覆うイベントも行われました。植物で覆った教室は、日光を遮る効果と植物の蒸散効果により温度上昇を抑制することができ、エアコンの使用時間が前年の約半分、電気代も約半分になったとのことです。
地域全体の温度を下げるには大きな面積で緑化をしないといけませんが、このように学校の教室内などの局所的な温度を下げるには、局所的に緑化をするだけでも大きな効果があり、エアコンからの排熱も大きく減らすことができます。多くの人が緑化に取り組めば、かなりの効果を上げられそうですね。
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