ソーラーウォールが平成１７年８月３０日文教施設協会の優良学校施設部品推奨品として登録されました！

社団法人文教施設協会は、１９７１年に認可・設置された文部科学省、国土交通省共管のわが国唯一の文教施設関係の公益法人です。その推奨品として登録されるためには、専門家を主体として構成された審査、調整委員会により作成された性能、品質の基準に適合していることが求められています。ソーラーウォールは文教施設協会の専門の審査委員会による厳しい審査を受け、推奨品として認められました。優良学校施設部品推奨品としては６番目のものです。                   

鳥取環境大学　”日経アーキテクチュア”２００２　9−２号によると、彼らが採用した３７システムの中で、もっとも効果が大きいとされています。年間530万円の電気代を節約(試算）。
　

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季刊誌「文教施設」秋（10/25）号掲載記事

優良学校施設部品推奨品（New）
太陽熱集熱外壁材（ソーラーウォール）

（社）文教施設協会
学校用ソーラーウォール研究会

はじめに

（社）文教施設協会による優良学校施設部品推奨事業において、このたび太陽熱集熱外壁材（以降ソーラーウォールと称する）が推奨品として登録されました。ソーラーウォールは太陽熱を効率的に集熱し、その熱を教室や体育館などに導入し暖房エネルギーの一部として活用します。それにより、暖房時の燃料費の節約や、地球温暖化防止のため世界的規模で取り組まれているCO2削減にもつながります。また、暖められた外気を室内に導入することで、新鮮な空気による教室内の換気が行われます。特に、冬季、暖房時には換気が不十分になり、児童生徒の呼気による教室内CO２の濃度が高くなりがちになるのを防ぐことができますし、換気のため冷たい外気が直接室内に入るコールドショックの緩和に役立ちます。

原理と機能

ソーラーウォールは、表面にフッ素樹脂系黒色塗装が施されたアルミの多孔板で、これを建物の外壁を覆うような形で設置します。建物とは40～100ｍｍ程度の間隔（空間）を確保します。外気はパネル表面で温められると共に小孔通過時に熱交換により加熱されさらにパネルと壁の間を移動する際にも熱を取得します。暖められた空気は建物の外壁面より送風装置により室内に送り込まれます。

学校施設への設置計画

普通教室および体育館への設置について一般的な場合を図１、図２に示します。
教室の場合は、南面には大きな窓がありますから設置上の広さについて制約がありますが、体育館では壁面の面積が大きいためソーラーウォールもより広く設置できます。

ソーラーウォール設置による効果

１、 外気導入による換気

ソーラーウォールを設置した場合どのくらいの換気量が期待できるか試算してみます。一般的な教室（8m×8ｍ×3ｍ（高さ））の南側窓下（腰下）外壁部にソーラーウォールパネルを設置（7.2ｍ×0.9ｍ、広さ6.48�uとする）。通過風量は標準的な36ｍ３／ｈ�uの場合（パネルの通過風速は早いほど太陽熱の集熱効率は高くなりますが通過する空気の温度上昇幅が小さくなるため居住空間に利用する場合はこの程度の風量を選択します）、導入される（換気）空気量は233ｍ３となり、換気回数は1.21回／時となります。この回数は文部科学省の「学校環境衛生の基準」に基づく幼稚園・小学校での必要換気回数の2.2回／時の約半分になります。なお、夏季等外気温が高い場合にはこの換気を行いませんので、通常の換気設備は別に必要になります。

２、省エネルギー（暖房時の燃料費節約）効果とCO2削減への貢献

札幌及び東京において40人標準教室（8m×8m×3 m(高さ))の南側窓下（腰下）外壁部にソーラーウォールパネル(6.48 m2)を設置した場合の暖房エネルギー節約量及びCO2削減量の概算値は以下のようになります。地域の気象条件や使用エネルギーの種類によって異なりますが、CO2を年間概ね100〜350 kg削減することが出来ます。

３、室内温熱環境の向上

冬期に換気のために導入した冷たい外気が教室内下方に流入し、生徒の足下部分の空気温度が低下してしまうことがあります。ソーラーウォールで新鮮空気を暖めて導入することにより室内下部の空気温度の低下を防止し、室内温熱環境の均一化をはかることができます。

下図(a)は空調を行っている教室内で窓下2箇所からファンで外気を導入した場合の室内空気温度分布のシミュレーション結果の一例です。冷たい外気が導入されるため、室内下部の温度が低下してしまいます。通常はこれよりも高い位置から外気を導入しますので、このような極端な結果にはなりませんが、外気が暖房空気とうまく混合出来ない場合には同様なことが起こり得ます。下図(b)は空調を行っている教室内でソーラーウォールを通した外気を窓下スリット型吹出口から窓面上方に向けて吹き出した場合の室内空気温度分布のシミュレーション結果の一例です。室内下部の温度が上昇しており、室内全体が快適で一様な温度分布に保たれています。