断熱について基本的な事

2020/03/28(土) 家づくりのこと｜鈴木純

断熱とは

その字の通り”熱を断つ”、つまり熱の伝わりを断ち切るということです。
熱の伝わり方には3種類あり、「熱伝導」「対流」「熱放射」と呼ばれています。
住宅の断熱は、壁・床・天井に断熱材を入れることによって、「熱の伝わり」を阻害して部屋の熱を屋外に逃がさないようにするということです。

当然ですが、熱は高温側から低温側に移動します。
両側の温度が同じになると熱の移動がなくなり、これを熱平衡（ねつへいこう）といいます。
住宅の場合、この熱平衡になるほど熱が移動する壁では困りますよね。（そんな壁はないと思いますが。）
暖房を付けていても熱が次から次へ外へ逃げてしまって、いつまでたっても寒いままなんてことに。

暖房をつけても部屋が温まるのに時間がかかるし消すとすぐに寒くなる、そんな家を経験したことはないですか。
おじいちゃんの古い家がそうだったなぁ。
これは断熱性能のせいだけではなく気密が悪いということも大きく影響していますが。

高断熱性能とは

究極は全く熱が伝わらない物質で壁を作ることが出来たら完璧な断熱が可能です。「完璧断熱」です。
ですが、そんな物質は今のところありません。
なので出来るだけ熱伝導率が低い素材を断熱材に使用し、高い断熱性能「高断熱」を目指すのです。

断熱材によく使われる素材に発砲ポリスチレンというのがあり、この熱伝導率は0.03W/m・Kです。
数字が小さいほど熱が伝わりにくくなります。
比較すると鉄は80.3W/m・K、木材は0.16W/m・K、ガラスは1W/m・Kとなります。
※上記数字は種類や温度、密度、その他条件によって変わります。

住宅では断熱性能を表す際に外皮平均熱貫流率(UA値)という数値を用います。

外皮平均熱貫流率(UA値) = 各部の熱損失量の合計(W/K) / 外皮面積(㎡)

文字で書くとなんとなく難しそうですよね。
それに、熱伝導と熱貫流って似てて同じ意味じゃないのって思ってしまいませんか。
もう一つ似た言葉で熱伝達というのもありますが、それぞれ微妙に意味が違います。

室内の熱が壁を伝わって外部に逃げるプロセスを分解してみましょう。
前提として外気温より室内温度の方が高いという状態で考えることにします。

まず室内空気中の熱が室内側の壁表面に伝わります。これを熱伝達と言います。
そしてその表面の熱が壁内部を外側に向かって伝わります。これを熱伝導と言います。
最後にもう一度熱伝達によって壁外側の表面から外部空気中に向かって熱が伝わります。
この熱が壁を貫く「熱伝達→熱伝導→熱伝達」の一連の流れを『熱貫流』と呼びます。

つまり「熱伝達」は2つの物質間の熱の移動で「熱伝導」は一つの物質の中の熱の移動、そして「熱貫流」はそれらを総じた熱の移動を指します。

で、それぞれに「率」をつけるとそれぞれの熱の移動のしやすさという意味になるんですね。
数値が小さいほど熱は移動しにくくなります。

ということは外皮平均熱貫流率（UA値）が小さい部材ほど高い断熱性能を持つことを意味します。
ちなみにアイフルホーム奈良北店のZEH仕様モデルハウスの場合、このUA値は0.46w/㎡・Kです。
これは国が定める省エネ基準の数値（関東や関西地域であれば0.87以下）よりも高い断熱性能を持っていると言えます。

ただ、いくら高断熱な部材を使用して壁・床・天井から熱が逃げなくても、家が隙間だらけなら意味はありません。
隙間からいくらでも熱は逃げてしまいます。
なので暖かい家の条件としてはもうひとつ、『気密』がセットで重要なのです。

気密についてはまた別の機会に書きます。

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