健康な省エネ建築(4) 窓と太陽光

建物の窓の第一の機能は、室内に光(太陽光)を取り入れることです。

太陽光は、人間の健康にとって欠かせないもので、セロトニン(幸せホルモン)とメラトニン(睡眠ホルモン)の生成、分泌、調節作用に働きかけ、脳と体の覚醒、精神の安定に寄与します。

窓は、省エネの観点では、太陽の熱エネルギーを取り入れる機能もあります。窓から入る太陽放射によって、壁や建具が熱を帯び、それらが室内に熱を放射(輻射)します。冬場の自然の熱源で、これをうまく生かすことで暖房コストを抑えることができます。夏は、部屋を涼しく保つため、太陽放射を室内に入れないように、庇(ひさし)やブラインド、シャッター、カーテン等で、遮光を行わなければなりません。

ただし、断熱の観点では、窓は、壁材より断熱性能が低く、室内の熱が外に出て行きやすい弱点の箇所でもあります。だからこそ、ここ数十年、窓の断熱性能をより高くする商品開発とその普及が進みました。ダブルやトリプルガラスのユニットで、断熱性能強化のために、密閉構造の中間層(ガラスとガラスの間)にはアルゴンなどの希ガスが注入され、遮熱性能を高めるためにガラスには特殊な金属膜コーティングがされた、高断熱窓です。省エネ住宅のスタンダードになっています。

高断熱窓の普及はしかし、窓の第一の機能である、太陽光の取り入れを一部制限してしまっています。

太陽光は電磁波ですが、人間の目が知覚できる波長は、380 nm(ナノメーター)の紫外線の領域から、紫、緑、黄色、オレンジ、赤の領域と来て、780 nmまでです。

複層ガラスで、間に希ガスが注入され金属膜コーティングされている高断熱窓は、従来の1枚ガラスの窓に比べ、10%から20%くらい、光透過性能がそもそも落ちます。そのなかで、できるだけ「明るく」するために、人間の目の感度が一番高い、可視光線領域の真中である550 nm(黄緑の部分)の波長の光をもっとも取り入れるように製造開発されたガラスが、ほとんどの高断熱窓で使用されています。

太陽光は、人間の脳と体の覚醒と、精神の安定に大きな影響を与える、健康上大切な要素です。人間の目の感度が一番高い部分の波長の透過に照準をあてたガラスを使用することは、最適な解決方法のように思えます。しかし、最新の医学の研究から、可視光領域の低い波長の部分、波長460 nm(青色)領域の光が、セロトニン(幸せホルモン)とメラトニン(睡眠ホルモン)の生成、分泌、調節作用に大きな意味をもっていることが判っています。高断熱窓の多くは、紫外線から青色の波長の光の透過性能が低く、それが、特に日射量が少ない冬場、鬱症状や集中力不足など、健康障害の原因の一つになっていることが論じられています。また紫外線は浴びすぎると肌によくないですが、紫外線がバクテリアや菌を殺す殺菌作用があり、適度に室内に取り入れることの重要性も指摘されています。

また、高断熱窓が必要かどうかについて、物理の原則に基づく重要な指摘もあります。

普通のガラスマテリアルは、室内の壁や家具や人から放射(輻射)される熱(赤外線や遠赤外線)を透過させない性質を持っています。よって、対流式ではなく放射式の暖房システムの家であれば、高断熱窓は必ずしも必要ではありません。複層断熱窓が市場に出て来た80年代以前に中央ヨーロッパで普及していた、箱型二重窓や、ダブルフレーム複合窓(一枚ガラスのフレームが2つ組み合わされ一体になったもの)が、とりわけ古建築の修復や健康住宅で、見直されてきています。これら伝統的な窓は、現代の技術で断熱性能も高まり、静かなルネッサンスが起こっています。断熱性能や遮熱性能を上げるための希ガスも入っていない、金属膜のコーティングもしていないので、人間の心身のバランスにとって大切な紫から青い波長の光も十分に取り入れます。また、ガラスとガラスの隙間が大きい箱型二重窓やダブルフレーム複合窓は、多くの場合、遮音の観点で、高断熱窓より優れています。

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