断熱工法の種類

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木造住宅の断熱工法

木造住宅の断熱工法は主に充填断熱工法と外張り断熱工法の2つに分類されます。
充填断熱工法は主にグラスウールなど繊維系断熱材を用い、柱など構造部材間に充填する工法です。現在、日本で最も一般的な断熱
工法です。
外張り断熱工法はグラスウール、発泡プラスチック系断熱材が使用されます。ボード状の断熱材を躯体の外側に張っていく工法です。
近年は年々断熱レベルも高くなり、特に寒冷地では充填断熱した上で外張り断熱を行う「付加断熱工法」も見られるようになりました。

外張り断熱施工法 付加断熱施工法 防湿層付断熱材を使用する場合 防湿層に別張りフィルムを使用する場合 GWS工法

 充填断熱工法の特徴

・柔らかい繊維系断熱材が使われることが多い
・断熱費用は比較的安い
・柱などの熱橋を加味した断熱厚となる
・繊維系断熱材の場合は防湿気密フィルムなどを使用
する
・防湿気密層の施工に注意が必要(設備廻り、筋違い
など)
・建物内に施工するので敷地面積に影響することな
く、建物形状の自由度が高い。

 外張り断熱工法の特徴

・硬い発泡プラスチック系断熱材が使われることが多

・断熱費用は比較的高い
・熱橋の影響が少なく充填断熱より断熱厚は薄くなる
・継ぎ目に気密テープなどが必要
・外壁の気密化が容易
・床下・小屋裏(屋根充填の場合も同じ)壁内空間が
利用可能(配線・配管などの施工が容易)
・入母屋、寄棟の場合、断熱材の隙間ができないよう
に注意が必要
・外装材の取り付け強度が低下しないよう施工に注意
が必要
・建物外側に施工するので内部意匠の自由度が高い。

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鉄筋コンクリート造(RC造)の断熱工法

日本建築学会による断熱工法の定義では、マンション・ビルに代表される鉄筋コンクリート造(RC造)など、熱容量の大きな躯体の
外側に断熱材を施工する「外断熱工法」と躯体の内部に断熱材を施工する「内断熱工法」の2つに分類されます。
内断熱工法は、躯体の内側に断熱材を施工する方法で、主に現場発泡ウレタンや発泡プラスチック系断熱材が使用されます。
外断熱工法は、躯体の外側に断熱材を施工する方法で、その中でも通気層工法と密着工法に分けられます。
通気層工法はグラスウールなど繊維系断熱材を使用する場合に採用されます。欧米では一般的な工法です。
密着工法は発泡プラスチック系断熱材を使用する場合に採用されます。

 マンションの結露問題はなぜ起きるのか?

躯体の断熱不足、「熱橋(ヒートブリッジ)」の可能性が考えられます。

アンケート調査で多数指摘された「窓ガラスの結露」は、室内の湿った空気が冷たいガラス面に触れ、急冷されて空気中の水分が液化する“表面結露”の典型例です。窓ガラスの断熱性が低く室内温度との差が大きいために結露すると考えられますので、断熱性の高い 複層ガラスにするなどの対策が有効です。一方、壁に結露が発生している場合は、コンクリート躯体の断熱不足(無断熱もしくは断熱材の性能不足)が考えられます。対策としては壁を冷やさないように躯体を断熱することです。方法としては、躯体の外側に断熱層を設ける「外断熱」か躯体の内側に断熱層を設ける「内断熱」になりますが、「内断熱」では躯体の内側で断熱するため、壁そのものは低温の外気温度に同調して冷たくなるので、断熱層に湯気が入り込み窓ガラスと同様に結露する可能性があります。また、下図のように、外壁と床の交差部などは「熱橋」と呼ばれる断熱欠損が生じますので断熱補強を しない場合や不十分な場合は結露し易くなります。

「内断熱」では、構造的に結露発生の危険性が高まります。

下図左のように、断熱材がコンクリート躯体の外側にある「外断熱」の場合は、外気に冷やされていない躯体は室温に同調し、外気温に比べて暖かい状態にあります。一方、断熱材が躯体の内側にある「内断熱」では、躯体は外気温に同調し冷たくなります。一般的に、内断熱に用いられる発泡プラスチック系断熱材は、水蒸気の通りにくさを示す「透湿抵抗」の高い材料とされていますが、まったくゼロではないため水蒸気の移動を完全には遮断できず徐々に浸透してしまいます。従って、下図右のように、コンクリート躯体の室内側表面と断熱材の境目で、空気中の水蒸気が水になる露点温度を下回れば結露する恐れがあります。この場合、一度結露し吸水すると透湿抵抗の高さが妨げとなって乾燥しにくいため濡れたままになり、断熱性が低下するのでさらに結露し易くなるという悪循環に陥ってしまいます。このような理由から、結露の発生により常に湿気をおびた状態になってしまった壁が、カビを大量に発生させダニの繁殖を招くのです。

 内断熱工法と外断熱工法の違い

項目 内断熱工法 外断熱工法
居住性
(温熱環境)
  • ●日間・季節間で室内温度の変動が大きい
  • ●室内の場所による温度・湿度の差が大きい
  • ●湿度管理が難しく、季節により過剰乾燥又は高湿度になり易い
  • ●一度浸入した水蒸気の逃げ道がないためコンクリート表面が高湿度となり、結露する場合もある
  • ●年間を通じて室内・部屋ごとの温度差や温度の変動が小さい
  • ●冬季に適正な湿度が保ちやすく、結露しにくい
健康への影響 ●間仕切り壁、床スラブ等による熱橋が避けられないため表面結露が発生、それがカビの発生・ダニの増殖をうながしアトピー等アレルギーの原因のひとつであると言われている ●断熱層が連続するため熱橋(ヒートブリッジ)が少なく表面結露が起りにくいので、カビのない居住環境が得られる
施工性およびコスト ●施工が簡単でコスト的に有利 ●外装断熱工事や下地工事が必要なため、コスト増となる
室内の広さ ●屋内に断熱層があるため、断熱厚を厚くすると室内が狭くなる ●屋外側に断熱層があるため室内空間を狭めることがない
躯体の耐久性
  • ●躯体が露出しているため経時劣化が大きく耐久性に劣る
  • ●躯体の温度変動が大きいため、耐久性に劣る
●躯体が保護されるので建築物の耐久性が向上する
断熱改修工事 ●室内工事のため居住したままでの工事が困難 ●戸外工事なので居住したままで工事が可能

 グラスウール外断熱工法は通気層工法だから結露に強い。

コンクリート躯体をグラスウール断熱材ですっぽり包む工法です。

グラスウール外断熱工法は、コンクリート躯体の外側に、高密度のボード状グラスウールをすき間なく留め付けて、躯体そのものを外側から断熱します。こうした“無機繊維系断熱材”による外断熱工法は、断熱先進国である北欧やドイツなどでは一般的に採用されている工法です。日本では、“断熱性能が高い”“維持管理がしやすい”といった点が評価され公営住宅などにも採用されており、施工例も着実に増え実績をあげています。 断熱材としてはもっとも多く普及し、よく知られたグラスウールですが、コンクリート造の建物には、木造住宅ほどなじみがありません。しかし、外断熱専用の高密度・高撥水・高性能のグラスウールが用意されていますので、これからの普及が期待されています。 グラスウール外断熱工法は、タイル張り、石張り、金属外装材仕上げ、 塗装仕上げなど、さまざまな外装材との相性もよく、豊かなデザイン性を持っていることが大きな特長です。

外壁の中に入る水蒸気を通気層で排出する通気層工法。

 外断熱密着工法

「外断熱」には、使用する断熱材や取り付け方の違いにより、「通気層工法」と「密着工法」の2つに大別されます。「密着工法」は、歴史的にも古く施工実績も豊富な工法です。しかし、外装や断熱材の経年変化によってひとたび水密性が損なわれると壁体内に雨水が浸入し、 断熱性能が低下したり、断熱層が剥離するなどの問題が生じています。
こうした建物を改修するには、断熱層を全部剥がして断熱工事を一からやり直す必要があるため「建物の長寿命化」という、せっかくの外断熱のメリットが活かせず大きな課題となっています。

 外断熱通気層工法

当協会が推奨する上図のような、グラスウール外断熱工法では、断熱層と外装材の間に、通気層を設けているため、万が一壁体内に雨 水が浸入しても、長く滞留することなく通気層により排出されます。日射により外壁が暖められると内部温度も上昇しますが、暖められた空気は軽くなり上昇するため、自然に通気が保たれる構造となっています。
グラスウール外断熱工法は、“通常の水密性でも安心して使用できる” “長期間にわたり安定した断熱性能が得られる”といった密着工法にはない特長を持っています。

 通気層工法と密着工法の違い

種類 通気層工法 密着工法
特徴 ●グラスウールと外装材間に通気層を設けるため、躯体からの湿気放出が容易 ●断熱材と外装材とが密着するので、躯体からの湿気放出が困難
施工性及びコスト ●通気層及び外装材取付け下地工事が必要なため若干コスト増となる ●施工が簡単で、コスト的に有利
耐久性
  • ●コンクリート側から生じる湿気を通気層から排出でき、内部結露を防止する
  • ●外装材から浸入する水分も排出し、断熱材等を常に乾燥状態に保持できる
  • ●通気層の効果により外装材の日射等による温度変化を抑制し、耐久性向上に寄与できる
●発泡プラスチック系断熱材の経時劣化により寸法・形状が変化し、目地劣化部より浸入した雨水が凍結融解をくりかえすことにより、パネルの反り、浮上がり、割れ等が発生することがある
デザイン ●予算に応じた外装材選択が可能でデザインの幅が広い ●外装の仕上げ方法が限られデザインの制約がある

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