放射率

2026年10月19日2026年10月31日

加熱台の上に、黒いアルミのヒートシンクと磨いたアルミのブロックを並べ、右から放射温度計を向け、後ろのノートパソコンの熱画像では黒いヒートシンクが明るいオレンジ、磨いたブロックが暗い青に写っているイメージ（AI で生成）

同じ温度に温めたのに、黒い板は熱そうに見え、ぴかぴかの金属の板は冷たそうに写る。サーモグラフィ（赤外線カメラ）を使うと、こんなことが起きます。理由は、表面が出す「熱の光（赤外線）」の量が、物によってちがうからです。その出しやすさを数で表したものが放射率です。このページでは、放射率の意味と式、吸収・反射との関係、代表的な値、色との関係、放射温度計の読み違い、放熱と断熱での使い分け、測り方を、図と計算でやさしく解説します。

ひとことで言うと

放射率とは

放射率は、物が熱で出す光（熱放射）のエネルギーを、同じ温度の「黒体」が出すエネルギーを1としたときの割合です。ウィキペディア日本語版はこう定義し、0以上1以下の単位のない数で、物質や光の波長によって値が変わるとしています。

黒体は、入ってきた光をすべて吸収し、その温度で出せるいちばん多くの熱放射を出す、理想の物体です（編集部の解説）。HORIBA の解説も、理想的な黒体を1、完全な反射体を0とする0〜1の値で放射率を定義しています。

同じ温度の3つの板を並べた図：黒体（ε＝1）は熱の光を最大に出す、塗装面・樹脂など（ε≒0.9）は黒体に近いほど多く出す、磨いた金属（ε≒0.05）はほとんど出さずよく反射する。下に、放射率は0〜1の単位のない数で、物の種類・表面の状態・波長・温度で変わること — 図1　放射率 ε は、同じ温度の黒体と比べて熱の光をどれだけ出すか
出典：ウィキペディア日本語版、HORIBAをもとに AI（Claude）で作成

熱の伝わり方には、伝導・対流・放射の3つがあります。伝導は基礎知識「熱伝導率」、対流は基礎知識「熱伝達率」にあります。放射は、物にふれていなくても、離れた所へ光（おもに赤外線）として熱を運ぶ伝わり方で、その強さを決める材料の性質が放射率です（編集部の解説）。

出典：放射率｜ウィキペディア日本語版、放射率の正しい設定の仕方｜HORIBA

式と計算例：q ＝ εσT⁴

放射の式 q＝ε×σ×T⁴、σ＝5.67×10⁻⁸ W/(m²·K⁴)、T は絶対温度。左に黒体が出す放射の表：25℃で約448W/m²、100℃で約1,099W/m²、300℃で約6,119W/m²、600℃で約32,956W/m²。右に、100℃の板が25℃の広い部屋に出す正味の放射：黒体約651W/m²、塗装面（ε＝0.9）約586W/m²、磨いた金属（ε＝0.05）約33W/m²の棒グラフ — 図2　放射で出ていく熱の量（計算例）
出典：コトバンクをもとに編集部が計算し、AI（Claude）で作成

黒体が出す熱放射の量は、絶対温度の4乗に比例します（シュテファン・ボルツマンの法則）。コトバンクの世界大百科事典は、黒体が単位面積あたり・単位時間に出す放射エネルギー E は絶対温度 T の4乗に比例するとし、化学辞典は比例定数 σ を 5.67×10⁻⁸ W m⁻² K⁻⁴ としています。

化学辞典は、一般の表面では、その表面の放射率を ε として R＝εσT⁴（0＜ε≦1）と書いています。つまり、同じ温度なら、放射率に比例して放射の量が決まるということです。

計算してみます。黒体（ε＝1）が出す放射は、25℃（298K）で約448W/m²、100℃（373K）で約1,099W/m²です。絶対温度が2倍になると、放射は 2⁴＝16倍になります（編集部の計算）。

100℃の板が25℃の広い部屋にある場合、板は部屋からの放射も受けとるので、正味で出ていく熱は εσ(T⁴−Tₛ⁴)（Tₛ：まわりの温度）で考えます（小さな物が広い部屋にあるときの考え方。編集部の解説）。黒体なら約651W/m²、放射率0.9の塗装面なら約586W/m²、0.05の磨いた金属なら約33W/m²で、同じ温度でも、塗装面（0.9）と磨いた金属（0.05）では、放射の放熱が約18倍ちがいます（編集部の計算）。

出典：シュテファンボルツマンの法則｜コトバンク

よく吸う面はよく出す：吸収率・反射率との関係

上に、入ってきた熱の光＝吸収（α）＋反射（ρ）＋透過（τ）で α＋ρ＋τ＝1、キルヒホッフの法則で放射率 ε＝吸収率 α、光を通さない物なら ε＝1−ρ。左に黒い塗装面（ε≒0.9）は吸収90％・反射10％で、熱の光を出しやすい。右に磨いた金属（ε≒0.05）は吸収5％・反射95％で、熱を外へ出しにくく保温に向く — 図3　よく吸う面はよく出し、よく反射する面はあまり出さない
出典：HORIBA、ウィキペディア日本語版、ライフテックをもとに AI（Claude）で作成

HORIBA の解説は、物の表面に入ってきた放射エネルギーは、物に吸収されるか（吸収率 α）、表面で反射されるか（反射率 ρ）、物を通りぬけるか（透過率 τ）に分かれるとしています。3つを足すと1です（編集部の解説）。

ウィキペディア日本語版は、放射率 ε と吸収率 α は等しい（ε＝α）とし、透過率が0の厚い物では反射率 ρ が 1−ε になると説明しています。これをキルヒホッフの法則といいます（厳密には、同じ波長・同じ温度で比べたときの関係です。編集部の解説）。ライフテックの資料（静岡大学の名誉教授の解説）も、表面の温度が一定であることは吸収率と放射率が同じ値であることを意味し、反射率＝1−放射率が成り立つとしています。

つまり、光をよく吸う面は熱の光をよく出し、よく反射する面はあまり出さないということです。HORIBA の解説は、光沢のある金属はほとんどが反射率90％以上で、鏡のような金属は放射率が低いとしています。

出典：放射率の正しい設定の仕方｜HORIBA、放射率｜ウィキペディア日本語版、サーモバリアが有する高い反射率について（コーティング有りとコーティング無しのアルミ箔の反射率の簡易計測に関する報告）｜ライフテック

代表的な値：金属は表面の状態で大きく変わる

放射率の目安の横棒グラフ：アルミニウム 0.02〜0.1、コーティングなしのアルミ箔 0.1以下、Low-E ガラス（遠赤外線の領域）0.05〜0.15、鉄（酸化した面）0.5〜0.9、塗料（黒・灰・白の高反射率塗料の長波放射率）0.87〜0.90、コーティングしたアルミ箔約0.9、透明なフロート板ガラス（常温）約0.9、ゴム 0.95、セラミック 0.95 — 図4　放射率の目安（出典の値を並べたもの）
出典：ウィキペディア日本語版、ライフテック、日本板硝子、環境省をもとに AI（Claude）で作成

ウィキペディア日本語版は、アルミニウム 0.02〜0.1、鉄（酸化面）0.5〜0.9、ゴム 0.95、セラミック 0.95 という値を挙げています。同じ金属でも、ぴかぴかの面は低く、酸化した面は高いことがわかります。HORIBA の解説も、金属の表面は酸化の程度によって放射率が大きくちがうとしています。

ライフテックの資料は、コーティングしていないアルミの放射率は0.1以下で、コーティングしたアルミは0.9程度に増えるとしています。日本板硝子の資料は、透明なフロート板ガラスの常温での放射率を ε＝0.9 程度、Low-E ガラスの遠赤外線の領域での放射率を ε＝0.05〜0.15 としています。

HORIBA の解説は、塗料・紙・動植物は放射率が高く、板やブロックの形をしたプラスチックも（ポリエチレンやポリプロピレンなど一部を除き）放射率が比較的高く安定しているとしています。

ただし、表の値はあくまで目安です。オメガエンジニアリングの放射率表は、材料の放射率は温度と表面状態の影響を大きく受けるので、表の値は相対的な測定のためのガイドとしてだけ使うよう注意しています。実際の部品は、使う状態で確かめることが大切です（編集部の解説）。

出典：放射率｜ウィキペディア日本語版、放射率の正しい設定の仕方｜HORIBA、サーモバリアが有する高い反射率について（コーティング有りとコーティング無しのアルミ箔の反射率の簡易計測に関する報告）｜ライフテック、4章板ガラスと光と熱（ガラスワンダーランド）｜日本板硝子、放射率表｜オメガエンジニアリング

見た目の色と、赤外線の放射率は別もの

環境省の実証試験の高反射率塗料（黒色・灰色・白色）を比べた2つの棒グラフ：左は近紫外・可視光域の日射反射率で黒7.0％・灰38.3％・白89.4％、右は長波放射率（修正放射率）で黒0.90・灰0.87・白0.87。下に、目に見える光では大きくちがうのに、赤外線の放射率はほぼ同じであること — 図5　見た目の色と、赤外線の放射率は別もの
出典：環境省をもとに AI（Claude）で作成

「黒い物は放射率が高く、白い物は低い」と思いがちですが、そうとは限りません。環境省の環境技術実証事業で試験された中国塗料の高反射率塗料では、近紫外・可視光域の日射反射率は黒色 7.0％・灰色 38.3％・白色 89.4％と大きくちがうのに、修正放射率（長波放射率）は黒色 0.90・灰色 0.87・白色 0.87 でほとんど同じでした（いずれも屋外暴露試験の前の値）。

目に見える光と、常温の物が出す赤外線とでは、波長が大きくちがいます。見た目の色は目に見える光の吸い方で決まり、放射率は赤外線の吸い方・出し方で決まるので、2つは別ものと考えます（編集部の解説）。HORIBA の解説も、塗料は低温の領域で放射率が高く、波長による変化もほぼ平坦としています。

白い屋根が夏に熱くなりにくいのは、日光（目に見える光と近赤外線）をよくはね返すからで、放射率が低いからではありません。同じ報告書の塗料は、近赤外線の反射率が高い顔料と透過させる顔料を組み合わせた着色の上塗りと、白い中塗りの2層にして、黒色でも近赤外域の日射反射率を 72.5％にしています。

出典：環境技術実証事業高反射率塗料（H21）実証試験結果報告書概要（中国塗料サーモシャダン PU MS）｜環境省、放射率の正しい設定の仕方｜HORIBA

放射温度計は、放射率の設定がずれると読み違える

左に、62.5℃に温めたアルミ箔を放射温度計で測った例：コーティングありで設定0.9なら62.5℃、コーティングなしで設定0.9なら22.6℃、設定0.1でも40.2℃。右に、本当の放射率0.90・300℃の物を0.95に設定して測ると約291℃と表示（−9.3℃、約3％の誤差）。対策として、黒体テープ・黒体スプレーを貼って測る、接触式の温度計と合うように放射率の設定を合わせること — 図6　放射温度計は、放射率の設定がずれると温度を読み違える
出典：ライフテック、HORIBAをもとに AI（Claude）で作成

放射温度計やサーモグラフィは、物が出す赤外線の量を測って、温度に直します。このとき、放射率を正しく設定しないと、同じ量の赤外線から、ちがう温度を計算してしまいます（編集部の解説）。

HORIBA の解説には、放射率 0.90・300℃の物を、まちがえて放射率 0.95 に設定して測ると、放射率の設定誤差は5％で、−9.3℃の誤差になり、291℃と表示される（約3％の誤差）という例があります。

磨いた金属では、ずれはもっと大きくなります。ライフテックの測定報告では、熱電対で 62.5℃と測ったアルミ箔を、コーティングしたものは放射率の設定 0.9 で 62.5℃と表示しました。一方、コーティングしていないアルミ箔は、同じ 0.9 の設定で 22.6℃、温度計の最低の設定 0.1 にしても 40.2℃で、本当の温度には届きませんでした。報告は、放射率を大きく見積もりすぎた結果、表示が低めになったとしています。

このため HORIBA の解説は、とくに低温の光沢のある金属を測るときは、放射率がわかっている塗料を塗るか、テープを表面に貼って測るとしています。非接触の温度測定のくわしい対策は課題「加熱中の部品の温度を非接触で正しく測りたい」にあります。

出典：放射率の正しい設定の仕方｜HORIBA、サーモバリアが有する高い反射率について（コーティング有りとコーティング無しのアルミ箔の反射率の簡易計測に関する報告）｜ライフテック

放熱では放射率を上げ、保温・断熱では下げる

左に、10cm×10cm の面（60℃、まわり25℃）が放射で出す熱：磨いたアルミ（ε＝0.05）約0.13W、ε＝0.5 約1.25W、黒い塗装・処理面（ε＝0.9）約2.25W、くらべる自然対流（熱伝達率5W/(m²·K)と仮定）約1.75W。右に、放熱したいときは放射率を上げる（塗装・コーティング、アルミ箔では0.1以下→約0.9）、保温・断熱したいときは放射率を下げる（コーティングしないアルミ箔で熱の光をはね返す、Low-E ガラスで放射率を0.05〜0.15に下げ膜を中空層の側に向ける） — 図7　放熱では放射率を上げ、保温・断熱では下げる（計算例）
出典：ライフテック、日本板硝子をもとに編集部が計算し、AI（Claude）で作成

10cm×10cm の面が 60℃で、まわりが 25℃のとき、放射で出ていく熱を計算すると、放射率 0.05 の磨いたアルミで約0.13W、0.9 の黒い塗装面で約2.25W です。自然対流の熱伝達率を 5W/(m²·K) と仮定すると、対流で出ていく熱は約1.75W なので、ファンのない放熱では、放射率の高い面なら、放射の分も対流と同じくらい大きいことがわかります（編集部の計算と仮定）。磨いたアルミでは、放射は対流の1割以下です。

このため、ファンのない機器のケースやヒートシンクでは、表面を塗装やコーティングで放射率の高い面にすると、放熱が増えることがあります（編集部の解説）。ファンで風を当てるときは対流の効きがずっと大きくなるので、放射の割合は小さくなります。放熱の部品の選び方は製品「熱交換器・ヒートシンク」、アルミの表面処理は技術「アルマイト（陽極酸化）」にあります。

反対に、熱を逃がしたくない・入れたくないときは、放射率を下げて、熱の光をはね返します。ライフテックの資料は、アルミはもともと0.9以上の高い反射率をもつので、遮熱材のサーモバリアではコーティングをせず、アルミ表面に自然にできる不動態皮膜で腐食を抑えて高い反射率を保っているとしています。

日本板硝子の資料は、Low-E ガラスを、板ガラスの表面に酸化スズや銀などの薄い膜をつけ、遠赤外線の領域の反射率を高めて熱放射を伝わりにくくしたガラスとしています。Low-E 膜を複層ガラスのすき間（中空層）の側に向けると、中空層での放射による熱の伝わりを減らせるとしています。装置や配管の保温の話は課題「配管・装置の保温・保冷を効率よくしたい」にあります。

出典：サーモバリアが有する高い反射率について（コーティング有りとコーティング無しのアルミ箔の反射率の簡易計測に関する報告）｜ライフテック、4章板ガラスと光と熱（ガラスワンダーランド）｜日本板硝子

放射率の測り方

① 接触式の温度計と合わせる：ライフテックの測定報告は、測る面を温め（実験室ではふつう50〜60℃）、熱電対やサーミスタなどの接触式の温度計で温度を測り、放射温度計の表示がその温度に合うように放射率の数値を設定する、という手順を示しています。そのときの設定値が、その温度での放射率です。

② 黒体テープ・スプレーと比べる：HORIBA の解説は、測る物の一部に黒体スプレーを塗って温め、その部分をスプレーの放射率で測ったあと、塗っていない部分の温度が同じになるように放射率の設定を合わせる方法を示しています。このとき、物を周囲の室温より50℃ほど高くなるように温め、スプレーやテープの耐熱温度を超えないこととしています。

③ 分光放射率を測る装置：京都市産業技術研究所の放射率測定システムは、FT-IR（島津製作所 IRTracer-100、波数 7,800〜350cm⁻¹）と、放射率 0.99 以上の黒体炉、試料加熱炉（200〜500℃、試料 φ40mm 以下）を組み合わせ、放射率を波長ごとに測る（分光放射率）としています。

出典：サーモバリアが有する高い反射率について（コーティング有りとコーティング無しのアルミ箔の反射率の簡易計測に関する報告）｜ライフテック、放射率の正しい設定の仕方｜HORIBA、放射率測定システム（保有機器・設備）｜京都市産業技術研究所