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高断熱・高気密の基本について
Q1「断熱・気密住宅」とはなにか?
A 暖房や冷房を行う時その熱エネルギーの利用効率が高い住宅のことで、高性能住宅の基本となる部分である。この基本には、快適性・健康性を付加する計画換気システムと日射遮蔽の対策が加わっていることが重要でありこれらの諸対策が備わって初めて高性能住宅の基本性能が確立されるものです。
したがって、高性能住宅は寒冷地や温暖地を問わず「快適性と省エネルギー性に富んだ住宅でなければなりません。
断熱の目的
建物の外周面(天井、屋根、開口部、床)を住みやすい適当な温度にする為の手段で、断熱の性能と厚さによりその能力に差が出ます、したがって断熱性能を向上させれば建設時のコストは掛かりますが、暖冷房時の運転コストは少なくて済みますのでトータル的な考慮が必要となります。
気密の目的
断熱性能の維持
1. グラスウール系の断熱材の壁体内結露により断熱性能が低下するのを防ぐために必要となります。
2. 気密性の悪い住宅は隙間を介して生じる熱損失エネルギーが大きいので暖冷房時の運転コストが多くなります。
3. 気密性の良し悪しは計画換気性能とも密接な関係があります、気密性能が高い方が隙間風の影響を受けにくく、室内空気正常化のための新鮮空気と汚染空気との入替え効率が高まります。また隙間が大きいと外部の風の影響を受けて換気量が増大し、換気の効果も悪くなります。
換気の目的
室内空気汚染の清浄化
新鮮空気の入り口と汚染空気の出口を明確にして換気ファンによって室内空気の流れを一方向にする、そのためには気密性能が必要になります。外部の風の影響を受けて換気量が大きく増加するような気密性能の住宅は熱損失が増大するのみならず、室内空気の流れが隙間風により阻害され効率よく空気が入れ替わらなく、室内の一部分に汚染空気が残ることになり、風呂やトイレなどに取り付けられている必用な時にオン・オフする方法ではなく計画換気システムの採用により強制排気型の常時運転(24時間換気)が必要となる。
Q2 高断熱化がもたらす大きなメリットなにですか?
A 住まいを快適に省エネルギーで
断熱材の性能
住宅に使われる断熱材はグラスウールなどの繊維系とウレタンなどの発泡系の材料がある。いずれも空気の断熱性を利用しているが、グラスウールなどの繊維系断熱材は繊維の中に介在する空気を、ウレタンなどの発泡系は空気が小さな気泡として閉じ込められている。断熱材の中の空気は静止している方がその性能は高いと言うことになる。窓の複層ガラスも空気を閉じ込めて断熱性を高めているものである。
このようなことをまとめると
1. 材料厚みが同一ならば熱伝導率が小さい発泡系の断熱性能が優れる。
2. 同一材料であれば厚いほど性能が良い
3. 断熱性能が低いグラスウール系工法の場合は厚みをまして断熱力を向上させる工夫をする。
経年劣化はなぜ起こる
ウレタンなどの発泡系断熱材はその中に閉じ込められている気泡膜のガス透過性が高いと気泡内の断熱ガスが空気と置換して断熱性能が低下する。つまり材質そのものの経年劣化が有ります。
硬質ウレタンフォーム 25%
押出し発泡ポリスチレンに 20%の断熱性能がダウンするとの実験結果が有ります。(経過年数1000日)
グラスウールなどの繊維系はガラスを溶かして繊維状にしたもので材料の経年変化は殆ど有りません。しかし壁体内結露が発生してその結露水による断熱性能劣化が起こるのでこの防止対策(気密化)が用意されていないと断熱性能低下を招き、また木材の腐りによる住宅の寿命を損なうことにもなる。
仕様によって性能は3倍も違う
1. 断熱力を強化することにより内装材料に有効に蓄積され保温性能が高まる。
2. 内装材料の表面温度と室温の温度差が少ないので快適感が向上する。
3. 供給熱量を減らして一定室温を保つ。
気密化の本当の意味
「断熱・気密住宅」とは何か
隙間風という換気の外乱要素を小さく抑え、最小の必要換気量(1時間に0,5回)で室内空気汚染を回避し、暖冷房時の運転費を少なくして省エネルギーにした住宅です。
平成4年施工された新省エネルギー基準では気密の基準値は5cm2/u以下ですが、次世代基準においては、多くの地域で2cu/u以下となっています。
いずれにしても計画的な省エネルギー暖冷房を行うには、断熱・気密住宅でなければなりません。
計画換気と気密の深い関係
人が住めば家の中の空気が汚れます、建材や防蟻材などから有害物質が住む人の健康を損なう危険性もあります。住み人の健康を守る為には、正しい換気計画が実行されなければなりません。
換気計画の基本的な考え方
換気による空気の流れは毎秒1cm弱である、0,5回/時換気量とは、家の中の空気が2時間掛かって1回換気することです。室内換気の流れの方向と逆流するような気密レベルでは良い換気計画はでないので、隙間相当面積1cu/u以下に近づけなければなりません。
断熱材は何を使えばよいか
断熱材を選ぶ場合
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名称 |
価格(u) |
性能 |
特徴 |
環境と人体への負荷 |
|
高性能グラスウール16k厚100mm |
650円 (安い) |
0,038w/m.k |
無機質繊維系 透湿係数が高いので防湿層が必要 経年劣化が殆ど無い |
製造1次エネルギーが少ない 空き瓶、廃棄ガラスのリサイクルで生産 環境への負荷が少ない |
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押出し発泡ポリスチレン 高性能住宅用厚50mm |
1,210円 (比較的高い) |
0,028w/m.k |
断熱性が高い 透湿係数が低い 経年劣化20% 白蟻の食害報告がある |
製造1次エネルギーが多い 環境への負荷が大きい 火災時スチロールガスが発生 |
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硬質ウレタンフォーム 厚50mm |
1,620円 (高い) |
0,024w/m.k |
断熱性が高い透湿係数が低い 経年劣化25%白蟻の食害報告がある |
製造1次エネルギーが多い 環境への負荷が大きい 火災時有毒ガスが発生(致死性シアンガス) |
施工の難易度と精度
2. 性能(経年劣化)
3. 価格
4. 人体と地球環境への負荷
5. その他
上記の特徴を考慮してその長所をうまく利用し、短所を補完しなければなりません。
現状ではグラスウールのシェアが市場の2/3を占めますが、断熱工法のフランチャイズ化により石油製品の押出し発泡ポリスチレンや硬質ウレタンフォームが伸びている。従来のグラスウール断熱には、壁体内結露や垂れ下がりによる断熱不足や結露による木材の腐りなどのマイナスイメージが付きまといましたが高性能グラスウールを用いた新断熱工法はグラスウール断熱の信頼度が格段に上がっています。
断熱材はその長所短所を充分理解して使用することが大切です。
Q3 温熱環境(暖冷房)をどのように考えたら良いでしょうか?
A 信州では、暖房を基本と考えましょう
省エネルギー・快適性の基本
断熱・気密性能確保が前提となる。熱損失を小さくすることにより、寒い時期は快適にそして省エネルギーにすることができる。暖冷房設備も小さなもので済み、設備のイニシャルコストやランニングコストも抑えることができる。
暖房設備
小さな熱源を数ヶ所に分散配置した全館暖房が理想である。FF式の温水ボイラー内臓ストーブをメインにして各室に温水パネルヒーター方式が優れている。床暖房の利用は断熱性能の良い住宅では窓からのドラフトを防げなかったりすることもあり、温水暖房などと比較するとそれほど快適ではない。また温風暖房は音や気流により室内の温度差が有るので快適とは言いがたい。
特に気密性能の高い住宅では、ファンヒーターなどの開放型暖房器具の使用は厳禁である。
冷房設備
断熱性能の良い住宅では、小さな冷房装置で快適な生活が可能であり、また外気温が下がった夕方、夜間、早朝の冷気を窓を開放して取り入れることなど生活の工夫により快適にすごすことができる。
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