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熱橋(ヒートブリッジ)による熱の損失と侵入

  • 熱橋(ヒートブリッジ)による熱の損失と侵入
内(充填)断熱の最大の欠点は、何といっても構造躯体そのものが、非断熱部分となることで、室内と室外の温度差の激しい季節においては、熱橋(ヒートブリッジ)という文字どうり熱を伝える橋となります。

木造であれ、ツーバイであれ、鉄骨であれ、構造材は、基本的には断熱材ではないので、おのずと非断熱部分(全体の20%前後)となり、熱橋の影響を受ける形となります。

※ 内断熱の熱橋比率は、在来木造の場合は17%・ツーバイは22%で、断熱部分は、在来の場合は83%でツーバイは78%とされています。



熱は、高い所から低い所へ移動しますので、冬は、室内の熱損失を助長し、夏は、外壁の裏側から、日射熱を室内に侵入させる要因となります。

そして、内断熱の場合、画像の様に、断熱部が途切れる数多く発生し、後々断熱部と非断熱部の隙間が大きくなっていくという認識も必要です。

当然、住み心地の悪さや光熱費に影響を及ぼしますが、それより怖いのは、壁体内の温度差による壁体内結露であり、結露がもたらす断熱性能の低下や構造の腐朽となります。

また、長期間、熱による収縮と膨張を繰り返すことで、狂いや痩せ・割れといった構造の変形・毀損を招き、構造用金物のボルトの緩みや錆びなどの劣化が進み、耐震性の低下はもとより、家そのものの耐久性も低下してしまうのです。

昨年4月の熊本地震において、旧耐震の住宅のみならず、新耐震基準の住宅でも、半壊や全壊の被害は多発しましたが、こうした経年劣化による耐震性の低下も大きな要因となっています。

参考までに、主な建築材料や断熱材の熱伝導率を比較してみましょう。

<建築材料>
〇 杉・ヒノキ0.12W/mK
〇 軽量気泡コンクリート0.17W/mK 
〇 コンクリート1.6W/mK
〇 鋼材53 W/(m K)W/mK)
 
<断熱材> 
〇 グラスウール16K0.046 W/mK
〇 高性能グラスウール24K0.036W/mK
〇 吹き込み用グラスウールGW-1- 0.052 W/mK・30K相当 0.04 W/mK
〇 ロックウール0.038W/mK
〇 ポリスチレン3種0.028W/mK
〇 ソーラーサーキット断熱材0.024W/mK  ※0.022W/mK もございます。
〇 フェノールフォーム断熱材0.022W/mK

※ 数値が低いほど断熱性能が高い

鉄骨の熱電導率は大きすぎて、比較するまでもございませんが、断熱性がある程度有する木材でも、熱伝導率は0.12W/mKと大きいのがお分かり頂けると思います。

そして、この熱伝導率を用いて、各材料の熱の抵抗値を算出することが出来ます。

熱抵抗値とは、材料の熱の伝わりにくさを表す値です。

裏表に1℃の温度差がある場合に、ある厚さの材料の中を、面積1㎡あたり、1秒間に伝わる熱量の逆数で、当然、値が大きい程、熱が伝わりにくく、断熱性能が高いということになります。

熱抵抗値(m2・ K/W )は、材料の厚さ[m]÷熱伝導率W/(m・K)で求められます。

例えば、柱3寸5分(10.5㎝)の場合は、0.105÷0.12=0.875(m2・ K/W)の熱抵抗値となり、グラスウール16Kで厚さ100mmの断熱材の熱抵抗値は、0.10÷0.046=2.17m2・ K/Wとなります。

つまり、一般的な充填断熱の場合、高性能グラスウール断熱材2.17m2・ K/Wと、同等の性能を柱に求めると、2.17(熱抵抗値)×0.12(木の熱伝導率)=0.26 となり、柱は、26㎝角(7.5寸)の太さが必要で現実的ではありません。(16KのGWだと33cmの柱になる)

要するに、壁の内部は、熱抵抗値2.17m2・ K/Wの断熱部分と熱抵抗値0.875m2・ K/Wの構造部分が混在することで、壁体内での温度ムラによって、目に見えない壁の中で、様々な不具合が生じる危険性が高いのです。

たとえるなら、厚いセーターとシャツが、交互に混在している洋服ということになり、とても着心地の悪い洋服になるのではないでしょうか。

一方、外断熱の場合は、構造材も室内側になり、熱橋にはならず、断熱性能が長期間にわたり維持され、構造部は蓄熱体として輻射熱の効果さえ生まれるのです。

少々、面倒な話になってしまいましたが、断熱を考える場合、熱橋は非常に重要なポイントとなりますので、是非ご理解いただければ幸いです。

夏型結露を防止する気密シート

昨日、逆転結露(夏型結露)についての記事を投稿させていただきましたが、この逆転結露を防止する気密シートが、最近色々なメーカーから、発売されています。

その中で、断熱関連商品の世界的トップメーカーである、マグ・イゾベール㈱で、発売している防湿と排湿という二つの機能を兼ね備えた気密シート「イゾベール・バリオ」を紹介したいと思います。

通常、内断熱(充填断熱)による、高気密・高断熱住宅の施工では、室内側の水蒸気が壁体内に侵入しないように、ベーパーバリアという防湿気密シートを施工するのが必須で、これは、冬期間の壁体内での内部結露と断熱材の湿気による性能低下を抑えるための気密シートとなります。

しかし、昨日も紹介した通り、内部結露対策は、冬場だけではなく、夏においても必要な時代になってきました。

温暖化やエアコンなどの普及にもあり、壁内部と室内の温度差が広がり、夏場に発生する逆転結露の問題が、業界でもクローズアップされるようになりました。

クールビズ推奨の28℃位の温度設定であれば、あまり心配する必要はありませんが、壁体内が30℃以上になり、湿度が80%を越えてしまうと、室内を27℃以下にしただけで、防露計算上、壁体内に結露は発生してしまい、仮に25℃前後に冷やせば、1日何リットルもの結露が発生する計算になります。

この逆転結露は、壁体内の温度も高い夏場に起きるもので、構造へのダメージも大きく注意が必要なのですが、目に見えない部分だけに、内部結露の危険性同様、まだほとんどのユーザーには、理解されておらず、造り手さえも意識していない方が大半です。

この気密シートは、冬は室内側の水蒸気の壁の中への侵入を防ぐのと同時に、夏場に壁体内にこもる水蒸気を室内側に排出することで、壁体内の結露を防ぐというものです。

つまり、冬と夏で逆転する水蒸気の動きに合わせ、冬の防湿性と夏の透湿性という相反する性能を合わせ持った気密シートとなります。

ただ、注意したいのは、壁の中の水蒸気を室内側に排出することで、当然ながら、室内の湿度は、上昇してしまうことになり、室内側の除湿対策も必須となります。

こうした話をすると、壁の中の水蒸気を外へ排出するために、外壁側に透湿防水シートを貼っているから、いらないのでは?という方もおります。

ここが、大事なポイントで、いつもご紹介しましたが、水蒸気は量が多い所から少ない所へ向かって移動するので、透湿シートは、冬場は有効ですが、夏場は水蒸気は室内側へ向かって移動するのが大半で、外へはなかなか排出されずに、しかも、透湿シートは、外部からの水蒸気の侵入防止には機能しないのです。

http://daitojyutaku.co.jp/log/?l=455348

つまり、外から、壁体内に侵入する水蒸気の逃げ場をつくらないと、断熱材や木材が湿気を吸収し、性能の低下を招いたり、逆転結露が発生し、木材の腐朽やシロアリを誘引したりと、居住性ばかりでなく、住宅そのものの耐久性を阻害する大きな問題が生じてしまうのです。



メーカーのカタログには、こう書かれています。

〇建物の構造躯体を湿気から守るには、冬期と夏期におけるそれぞれの対策が必要です。

〇冬季においては、建物の室内から屋根・外壁・床下内部への湿気の侵入を抑制することで結露の発生を防止し、構造躯体を乾燥状態に保ちます。

〇一方、夏季においては、屋根や外壁などの内部に閉じ込められた湿気を、室内へ放出することで結露の発生を防止し、構造躯体を乾燥させます。

このように構造躯体を乾燥状態に保つためには冬期と夏期では異なる対策が必要となります。

※マグの製品カタログより

弊社の外断熱は、構造の外側で気密・防湿工事をすることで、構造内部は、外気の影響をほとんど受けないのでこうした部材は必要ございませんが、内断熱(充填断熱)での、高性能住宅を求めれるのであれば、必須の部材かと思いますので、採用をお薦めいたします。 

詳しくは、マグ・イソベール㈱のHPをご覧ください。 

https://www.isover.co.jp/

夏型結露(逆転結露)の怖さを理解する

昨日、少し触れましたが、逆転結露という夏型の結露について紹介させていただきます。

昨今の住宅には、エアコンは必需で、一家に何台ものエアコンを設置するのがあたり前になりました。

特に断熱性能が高まれば高まるほど、夏の日射による熱の侵入で室温は上昇し、エアコンをつけないで、日中留守にしたりすると40℃位になっている家もすくなくありません。

当然、エアコンに頼りざろうえない室内環境になるのですが、冷やせば冷やすほど問題になってくるのが、室内と壁体内の温度差によって壁体内で生じる、逆転結露(夏型結露)となります。

一般的に、結露といえば、冬の時期を想像しがちですが、猛暑とエアコンの普及によって、多くの建物で、目に見えない壁の中に発生しているのです。

下記の画像は、昨年日経ホームビルダーに掲載された建築中の現場で発生した逆転結露の画像です。

この現場では、建築中の雨が、構造材や構造用合板・基礎に入り込み、乾ききらない内に,
断熱と気密工事を行ってしまい、夜間に室内の温度が低下し、逆転結露が発生したのです。

※ 通常、結露は表面結露といって、窓や壁の表面に結露が発生しますが、画像のように気密フィルムの裏側に結露が発生しており、結露の発生する場所が、表面ではなく裏側で、逆転することから逆転結露と呼ばれ、車のフロントにつく結露の位置が、冬と夏で逆転するのと同じです。

このように、エアコンで冷やさなくても、自然の室温低下で、簡単に結露は発生するということを理解しなければなりません。



夏型結露のほとんどは、目に見えない床下や壁の中・天井裏で発生するために、発見は難しく,知らず知らずの内に構造躯体にダメージを及ぼし、木材の腐朽やシロアリの食害を受け、耐震性や断熱性能が低下し、住み心地はもとより、家の耐久性を著しく劣化させるので注意が必要です。

また、壁の中や小屋裏にカビが生えることで、まさしくカビに囲まれた暮らしになってしまい、汚染された空気が室内に入り込み、アレルギーの原因にもなるという認識も必要です。

業界でも、逆転結露の考え方は、両極端で、冬の結露に比べ少量だから影響が少ないとする肯定派と、たとえ少量でも、躯体内温度が高い夏場の結露は、木材の腐朽や蟻害を誘発し、耐震性や断熱性の低下に直結すると危惧する方々と大きく二つに分かれています。

しかし、逆転結露に対しての危険性を意識して、設計や現場に反映する造り手は、少数派であり、ほとんど考慮されないまま、建物が造られているのが、日本の建築業界の現状なのです。

相対湿度が高い7月から8月にかけては、必然的に壁の中の温度や湿度も高くなりがちですが、特に雨が上がり急に暑くなるケースが頻繁に訪れます。

例えば、気温30℃、湿度85パーセントの場合の露点温度は 27℃となります。つまり湿気を含んだ外気が、壁体内に侵入し、エアコンによって冷やされ、27℃以下になると、理論的には気密シートの内側で結露が発生している危険性が高くなります。

特に、繊維系の断熱材を使用している充填断熱の場合は要注意で、蒸し暑いといって、エアコンを24℃~25℃にすると簡単に結露は発生してしまうのです。

断熱の外側に、透湿防水シートを貼っているから、湿気は壁に入らないという方もおりますが、防水シートは、水は、はじきますが、10万分の2ミリという水蒸気の粒子は簡単に通してしまうのです。だからこそ、冬は壁体内に室内から侵入する水蒸気を外へ逃がす透湿性を発揮するのです。

また、後々、乾くから大丈夫という方もおりますが、結露が発生するのは、1回、2回ではなく、何年も続くわけで、たとえ乾いたとしても、濡れた断熱材の性能や土台や柱の強度は、いつまでも保たれるのでしょうか。

年々、猛暑が厳しくなり、熱中症対策もあり、今やエアコンの使用は避けられない時代となっておりますが、壁の中や床下で発生する結露で、カビや腐朽菌が増殖し、木材を腐らせている事はあまり知られていないのが現実です。

外断熱の場合、構造の外側で、断熱材を施工し、気密工事も構造の外側ですので、湿気や熱気を含んだ外気が、構造内に入り込むことは、ほとんどないために、室温を、20℃とか21℃まで、下げなければ逆転結露が発生する可能性はありません。

四季の変化が激しく、高温多湿という日本の気候条件の中で、私達の生活も、便利さや快適さを求めて大分変化しました。

冬も夏も湿気や結露を防ぎ、人も建物の健康を守り、省エネで快適に暮らすには、充填断熱では限界があり、様々な矛盾と弊害が生じてしまうということを業界全体で真剣に考えなければいけない時代になってきているのではないでしょうか。



夏場の床下に発生する夏型結露

  • 夏場の床下に発生する夏型結露
先日、関東のお客様から床下の結露と思われる画像が届き、原因や対策などの相談がありましたので、改めて床下に発生する夏型結露についてご紹介させていただきます。

一般のユーザーはもちろん、建築業者ですら、まだ知らない方が多いのですが、断熱と結露の関係について、正しく理解している方々にとっては、ある意味常識とも言えるのが、梅雨から夏場にかけて発生する床下に発生する結露となり、画像のように業界誌でも頻繁に注意喚起がなされています。

特に、床下に断熱材を施工し、基礎パッキンや基礎換気口のある内断熱(充填断熱)の家では、立地条件やその年の気候条件によっても、まちまちですが、概ね年間30日~40日間くらいは、床下の断熱材や土台、基礎の耐圧コンクリート面に結露が発生していると言われています。

床下の結露事例

結露が発生する原因は、至って単純です。

温度が高く湿った空気が、基礎パッキンや基礎の換気口から、地熱で冷やされた床下に侵入し、床下の部材が、露点温度以下になることで、含むことの出来なくなった水蒸気が、結露になるというわけです。

県内の7月から8月にかけての床断熱の床下温度は、概ね18℃~25℃位になっていると思いますが、下の露点温度のグラフをみてわかるように、実に多くの条件下で、床下が露点温度に達してしまうことがお分かりいただけると思います。

※ 露点温度とは、わかりやすくいうと湿度が100%になり、空気中に含みきれなくなった水蒸気が結露として、表れてくる温度ということです。



夏の時期に、よくありがちな日中28℃で70%の空気でも、夜になって23℃とか24℃位に低下すると、湿度は90%を超えてしまい、冷やされて湿った空気が、床下から侵入し、夜間から早朝にかけ、床下に結露が発生しているケースも多々あるのです。

床下断熱の床下温度は、外気温と地熱の影響によって、変動が激しいのですが、夜間から早朝にかけては、温度も低下し、夜露や朝露のように、いとも簡単に結露が発生するというわけで、早朝に、植物の葉や雑草・車のフロントガラスやボデイーが濡れるのは、よく見る光景ですが、床下の結露もこうした現象と同じです。

外の場合は、陽が上がり温度も上昇する8時にもなると、完全に乾くのですが、床下の温度は、外気温が上昇しても、あまり変わらないために、なかなか乾かないのです。

運よく、風が吹き、日中乾いた空気が床下に通気され、結露が渇くケースもありますが、ほとんどの場合、常時結露が発生しており、家の建つ場所によっては、べた基礎の表面に、配管の漏水のような水たまりが、出来てしまう家も少なくないのが現実です。



特に、新築当初は基礎の水分が抜けきれずに、湿度は常に高めになっているため画像のような事態を招いてしまうのです。

特に、結露が発生しやすいのが、一番温度が低く、通気が一番損なわれる基礎の中央部分や基礎の立ち上がりが小さく区切られている水回りなどの部分となります。

それが故に、床下の断熱材は、湿気や水に強い発泡系の断熱材が主流となり、防腐や防蟻剤の注入された土台を初めとする床組部材や鋼製の束やプラ系の束が使われているのです。

こうした現象は、新築であっても、豪華なモデルハウスでも、必ず起こりえる現象だという認識が必要で、建てる前に、検討している依頼先の建物の床下や小屋裏を確認して下さいと言っているのはこうした理由です。

勇気のある方は、蒸し暑い日に、ご自身のお宅の床下を点検していただければ、かなり高い確率で結露が発生しているのがわかると思います。

一方で、基礎を外断熱にして、しっかり気密を確保すると、外部の温度変化の影響は少なく、常時、床下の温度は22℃~25℃に安定するので、この時期は、外気の侵入を遮断すれば、こうした床下の結露は解消されるというわけです。

※ 床下ダンパーを開放したままにしていると、まれに結露する場合もありますのでご注意ください。

しかし、基礎外断熱であっても、高湿になりやすいのが床下であり、床下の湿気対策を図る上でも、躯体内の通気や室内での湿度調整が必要になるというわけです。

こうした背景もあり、最近、床下断熱から、基礎断熱を採用する住宅会社が増加してきたのですが、単に床下断熱のデメリットを回避するために、安易に基礎断熱にすると、今度は、床下の温度は一年を通して一定になる反面、結露よりコワ~いシロアリ被害の危険性が高くなってしまうのが、家づくりの難しさであり、湿気や結露対策に加え、シロアリ対策も非常に重要な要素となってくるのです。

弊社のモデルハウスでは、地下スペースを設け、常時、床下の状態をオープンにしておりますが、床下断熱で、常時、床下を見せている内断熱の建物は、見た事も聞いたこともありません。

最近では、床下点検口として、必須の床下収納庫すら、あえて設置しないモデルハウスが多いようですがなぜでしょう?

家はどこから腐れるのか?シロアリはどこから侵入して食い荒らすのか?ということを考えれば、床下の環境は、非常に大事で、家の耐久性はもちろん、住み心地や健康にまで影響を及ぼすということをご理解下さい。






化学物質過敏症シンポジウムに参加して

  • 化学物質過敏症シンポジウムに参加して
2月10日に開催された、名取市主催の宮田先生による化学物質過敏症の講演会に参加して参りました。全国的にも有名な宮田先生の講演とあって、東北大名誉教授の吉野先生他、各界から様々な方々がお見えになっていました。



宮田先生のお話によれば、40年位前は、食品添加物などの摂取は1日3グラム程度だったのが、現代では、40グラム位体内に取り入れており、体内での解毒や排出が追いつかず、国民の7割もの人が何らかのアレルギーになっているそうです。

さらに、昨今では、行き過ぎた香りブームや除菌や抗菌ブームによる様々な日用品や、除草剤や消毒・殺虫剤や防虫剤に含まれる化学物質によって、衣・食・住全てが化学物質によって、汚染されており、いつ誰が発症しても、おかしくないのが、この病の恐ろしさということでした。

特に、室内空気を汚染する化学物質の多くは、空気よりも比重が大きく、床面に滞留するので、体重比で大人の倍もの空気を取り入れる乳幼児や小さな子ども達への影響は大きく、解毒能力も神経機能が未発達で感受性も強い子ども達をこうした環境に晒すということは、ある意味で、幼児虐待とも言えるということでした。

講演では、予防や症状を緩和する方法や食材なども教えていただきましたので、折を見て紹介したいと思います。

弊社のお客様にも、ご参加いただきましたが、「清浄さ・温度・湿度」といった空気のバリアフリーを可能としたソーラーサーキットの家では、キレイで温度差の少ない空気環境の中、カビやダニの繁殖も抑え、シックハウスや化学物質過敏症を引き起こす日用品なども、基本的には不要となります。

今一度、開放的な暮らしと換気や適度な清掃を心がけていただき、健やかな暮らしを送っていただきたいと思います。

先生からは、食生活と住環境が何より重要なので、健康に配慮した住宅と正しい暮らし方の指導をお願いしますねというお言葉を頂戴しましたので、これからも健康な住まいと暮らし方の啓蒙に、取り組んでまいりたいと思いますので、ご理解とご協力の程お願い申し上げます。