植栽と天空率

(植栽の日当たりに関する一考察)

植栽するにあたり日当たりがよい、悪いなどの表現がよく使われます

日当たりがよいというと一般的には半日以上日光が当るとイメージされているようです。

日光が当るということはようするに直射日光が当るということですが

しかし「植物が必要な光＝直射日光のみ」というわけではありません

明るさ（照度）が重要になります。

(植物を対象とした明るさの指標として光合成有効光量子束密度（ＰＰＦ）を測定する方法がありますが

ここでは光源が自然光であり照度の方がより一般的なので照度luxで考察しています。）

下記の表は天候による屋外の照度（全天空照度）を表したものです。

[単位:lux]

• 薄曇　　　　50,000

薄雲による散乱光で空全体が明るい状態。　

• 明るい日　　30,000

雲による散乱光で空全体が明るい状態。

• 普通の日　　15,000

厚い雲による散乱光の状態。

• 暗い日　　　　5,000

雨、雷など　　　　

• 日向　　　100,000

直射日光があたる場所　

• 日影　　　10,000

全天空照度とは建築設計などで自然光による室内の照度などを検討する時に使用します

実際の天空の明るさ（天空の輝度分布）は一様ではなく太陽の位置等で大きく左右されるため非常に複雑なものになります

そこで晴天時、曇天時とも天空輝度分布を一様であると仮定し全天空照度という考え方を用いているようです。

直射日光があたる場所（快晴の日向）は100,000luxですが
薄曇の時は50,000luxとなり直射日光が当らなくても日向の半分の照度があります
これは空の明るさということです。

仮に一日中直射日光があたらない場所でも空の明るさが多く受けれる場所とそうでない場所では
植栽条件が違ってくるということです
空の明るさが多く受けれる場所というのは天空率が高い場所ともいえると思います
天空率とはそこから空がどれだけ見えるかということで
廻になにもない原っぱのような場所であれば天空率は100％となり
建物などで空が半分しか見えなければ50％となります。

そこで屋外の照度と植栽場所の天空率を利用すれば
植栽条件の一つの判断材料になると思います。

ここで晴天時に平均３時間ほど日当たりがあり(平均日照時間：3時間）
天空率50％の植栽場所（東京）にどれだけの照度があるか検討してみます
東京の年間可照時間（昼の時間）は約4430時間で
日照時間は1847時間（30年間平均値）です [気象庁HP参照]
日照時の照度を30,000lux（明るい日）以上とすれば
昼間の約40％（日照率）の全天空照度が30,000～50,000lux（平均40,000lux）あるということになります
ここで天空率と照度が比例関係であると仮定すると　
検討地の日照時の照度は40,000lux　×　50％（天空率） =20,000luxとなります　→[照度と天空率についての簡易実験参照]
また「普通の日」の照度は15,000lux　×　0.5＝7,500lux、「暗い日」の照度は　5,000lux　×　0.5＝2,500luxとなります
つぎに日当たりが一日3時間ですので
年間で365*3ｈ*0.4（日照率）=438時間直射日光があたることになります
仮に「普通の日」、「暗い日」が日照時間を除いた半分づつだとすると年間の積算照度は
直射日光:438h*100,000=43,800,000lux・ｈ
日照時(薄曇～明るい日)：(1847-438)h*20,000=28,180,000lux・ｈ
普通の日：1,291h*7,500=9,682,500lux・ｈ
暗い日:1,291h*2,500=3,227,500lux・ｈ
合計:84,890,000lux・ｈとなります
平均照度は積算照度(84,890,000lux・ｈ）÷ 可照時間（4430h） =約19,000luxとなります
(＊この数値は対象地の実際の照度ではなく明るさの目安です
実際の照度は廻の構造物などの反射光などさまざまな要因が影響すると考えられます)

上記計算を簡略化すると下記のようになります

平均照度(lux)：

3,300ｈ+22,500Ｓ-1,320ｈ*Ｓ

（日が当たらない場合：22,500Ｓ）

（地域は東京で「普通の日」「暗い日」が日照時間を除いた半分程度と仮定した場合）

ｈ：平均日照時間

Ｓ：天空率