最近はYoutubeやTwitter上でもたびたび話題となる高気密高断熱住宅。
そこで議論の中心は「Ua値はいくらか？」「C値は？」のような数値が先行していることが多く、そのベースとなる知識が良く分らないで語られていることがあるように感じます。
この記事ではそもそも「断熱とは？」が一から理解できるようにまとめました。
そもそも熱って？伝導・対流・放射の3つを知ろう
・ そもそも熱って何だろうか？
熱はエネルギーの移動形態とか分子の動きとか言われて、きちんと理解するのは難しいです。
きちんと理解しなくても大丈夫です。ここでは次のことを覚えてください。
熱は温度が高いほうから低いほうへ移動する
断熱とは「熱を断つ」と書きます。つまりこの熱のエネルギーの移動を妨げること言います。
簡単にいうと熱を伝わりにくくすることです。
熱の伝わり方には種類があります。これを理解していないと、断熱の方法があべこべになってしまいます。
・ 3種類の熱の伝わり方
熱には主に3種類の伝わり方があります。
伝導、対流、放射です。
やかんを例に説明します。
やかんはまず、コンロの火により底の金属部分が温まります。この金属の中の熱移動が「伝導」です。
金属は熱を伝えやすいので、そこで温められた熱は水を温めます。温められた水は下から上に伝わり循環します。これが「対流」です。
温められた金属は、そこから電磁波により空気中を伝わります。やかんに手を近づけて熱く感じるのはこの「放射」によるためです。放射は別名で輻射とも言われます。
話しはそれますが、この3種類の熱の伝わり方をうまく利用しているのが料理です。
例えば炭火の焼き鳥は、炭火からの放射熱により焼き鳥の表面が温められて、表面から芯にかけて焼き鳥の中を伝導によって温められるんだ。
放射熱は表面だけを温めるから、最初に温められる表面の部分は優先的に熱くなるから、表面がパリパリ、中がふっくら温まるんだよ。
断熱と遮熱の違い 暑い季節は遮熱が重要
熱の伝わり方が分かったところで、よく混同されやすい断熱と遮熱の違いについて説明します。
断熱は3種類すべての熱を伝わりにくくすることいいます。
一方では遮熱は放射熱を妨げることをいいます。
つまり断熱のなかの一つの方法として遮熱があるわけです。
夏場の室内の暑さは、太陽の日差しの影響を強くうけます。つまり放射熱の対策が必要ということです。特に窓は透明のため、放射熱が室内にダイレクトに入ってきます。
そのため、窓には遮熱のためにカーテンやペアガラス、外付けブラインド等を設置するわけです。
遮熱については別の機会に詳しく説明しますが、ここでは効果的な遮熱方法を3つご紹介します。
効果的な遮熱方法3選
① 外付ブラインドまたは簾（スダレ）を設置する
② 窓にLowEガラスを採用する
③ 軒や庇の出を長くする
この3つに共通する点は、すべて室内ではなく室外で遮熱するということです。
一度室内に入ってしまうとカーテンで遮熱したとしても窓とカーテンの間の空気が温められて、対流によって室内が温められてしまうからです。
一番コストパフォーマンスがいいのは簾です。
図で理解する熱伝導率 身近なものの熱伝導率を知ろう
熱伝導率は物体の熱の伝わりやすさを表したものです。
この数値が低ければ低いほど熱が伝わりにくく、断熱性の高い素材といえます。
では身近なものの熱伝導率を比べてみましょう！！
上の図は空気と同じ断熱性能にした場合、他の素材だと厚さがどれくらい必要か表したものです。
こうしてみると空気の断熱性能ってすごく高いことが分かります。逆にいかに鉄が熱を伝えやすいのか、木材は意外と熱を伝えにくいことが分かります。
何を隠そう断熱材って空気を動かないように閉じ込めた材料なんです。
断熱材の種類 何を選ぶのが正解？
断熱材は実にたくさんの種類があります。代表的な断熱材と熱伝導率を比較してみます。
① 高性能グラスウール（密度16ｋの場合） 0.038W/(m・K)
② 押出法ポリスチレンフォーム3種B（スタイロエース） 0.028W/(m・K)
③ フェノールフォーム 0.020W/(m・K)
④ ロックウール 0.045W/(m・K)
⑤ 吹付硬質ウレタンフォームA種3（アクアフォーム） 0.036W/(m・K)
断熱材の種類ごとに熱伝導率が違うことが分かります。またこの熱伝導率はメーカーごと、密度によっても違うため、この値は目安としてお考え下さい。
では熱伝導率が低い断熱材を選べば間違いないのでしょうか？
そうではありません。
材料の厚さを厚くすれば、熱伝導率の高い断熱材でも同等の断熱性能を確保することができます。
その材料の厚みを考慮した数値を熱抵抗値といいます。
上の図のように熱抵抗値は材料の厚さを熱伝導率で割ることで求められることができます。
熱抵抗値が同じであれば同じ断熱性能といえること分かります。
まずこれからマイホームを建設しようとしている人に知ってほしいのは、どの断熱材がベストかという答えはないということです。
断熱性と気密性が分かるUa値とC値
もちろん断熱材ごとの熱伝導率以外の違いもあります。
どの断熱材を選ぶのかは設計者に任せるがいいと思いますが、建てる人は何をもとに建物の断熱性能を判断すればいいのか？？
それがUa値とC値です。
ここを深堀すると長くなるので、簡単に説明するとUa値は建物全体の熱の伝わりにくさを表した数値です。Ua値は外皮平均熱貫流率といいます。ここでは数値が低いほど性能が高いと覚えてください。
私の感覚では、Ua値0.45程度であれば、特段のコストアップをせずに実現できると思います。
C値は気密性を表す数値で隙間総統面積といいます。
C値は設計段階では分かりません。工事途中や完成後に気密測定をしないと分かりません。最近では機密測定を標準とする工務店も増えています。C値も数値が低いほど気密性が高いことになります。
C値が0.6以下がであれば高気密住宅と呼べるとおもいます。なかには0.2以下の強者もいますが…
まとめ
マイホームを建てるにあたって知りたい断熱の知識【断熱材の種類・熱伝導率編】でした。
断熱材を何するかは、コスト、断熱をする部位、施工性など総合的に判断して決めるため、設計者でも試行錯誤しながら決めます。それだけ奥が深く難しいのです。
ただ基本的な考え方は変わりません。熱の伝わり方の種類を理解し、熱抵抗値が高くなるように断熱材の選定をすることです。
断熱については書くことが沢山あるため、これからも色々書いていこうと思います。
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