高気密・高断熱 メリットとデメリット!!

気密住宅

 

高気密高断熱の メリットとは?

結露と換気 高気密

 

伝統的な日本の住居は、高温多湿な夏を中心に考えられ、通気性を重視した構造でした。しかし、冷暖房などの設備が普及すると、従来の構造では効率か悪いことが、はっきりとわかりました。そこで注目されたのが高断熱・高気密住宅です。断熱は、熱の出入りを断つことです。外部からの熱の影響を受けなければ、少ないエネルギーで室内環境を快適に保つことかでき、冷暖房費の節約にもつながります。気密は、空間を密閉して、風や水蒸気などの気体が入ってくるすき問をなくすことです。どちらか一方でも欠ければ、十分な省エネ効果は得られません。

 

また、これらの断熱性能・気密性能を含む省エネ住宅の3つの要素が、平成11年に改正された住宅の省エネルギー性を示す基準を満たせば、税制や補助金などの優遇策が受けられるメリットもあります。(基準は地域ごとに異なります。)

 

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「断熱材の種類と工法」その違い

断熱のウソ

 

住宅の断熱性は、天井や屋根、壁、床など、外の気温が伝わる部分に断熱材を入れて確保します。主に「内断熱」と「外断熱」の工法が用いられます。

 

内断熱は、壁の内部に断熱材を入れる工法。綿状のグラスウールを詰め込んだり、ファイバー状の素材を吹き込んだりと、多くの材料・工法が選べます。軸組みの間にすき間なく行う必要があり、比較的低価格で施工できます。外断熱は、外側から家全体を包み込む工法で、ボード状に加工した発泡プラステック類が用いられます。断熱材で覆う部分が増え、気密性が上がりますが、割高になります。

 

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窓やドアの気密性を上げて快適な住まいに!!

窓の断熱のウソ

 

窓やドアなどの開口部は熱を通しやすく、さらに開閉によって外気か入るため、冷暖房の効率が落ちてしまいます。特に窓は、ガラスとサッシに用いる素材で大きく性能が異なります。まず、窓の面積の大部分を占めるガラスは、斷熱性を高めた構造が誕生しました。これには、2枚のガラスの間に中空層を設けた「複層ガラス」を基本として、特殊金属を用いて省エネ効果を高めた「高断熱複層ガラス」、「遮熱複層ガラス」があります。複層ガラスは、通常の1枚ガラスと比べて、熱の出入りを半分に抑えます。

 

また、窓のフレームは気密化だけでなく、断熱性にも影響。一般的なアルミサッシは、熱を伝えやすい素材です。そこで、アルミと樹脂を使用した「複合サッシ」、「樹脂製サッシ」、「木製サッシ」などの素材そのものを見直したサッシが登場しました。複層ガラスと樹脂製または木製のサッシを用いた窓では、一般的な窓の約3倍の断熱性が得られます。

 

 

換気で結露を防ぐことが重要!!

住宅の断熱化・気密化には、計画的な換気が前提にあります。窓を開けて行う換気ではなく、換気システムを24時間作動させる方法です。新鮮な空気を取り込み、室内の水蒸気や熱を排出することで、室内空気の汚染、結露やダニの発生を防ぎます。

 

特に、気密化に伴う結露の問題は深刻です。結露は、窓ガラスなどで起こる「表面結露」と、壁の中で発生する「内部結露」があります。前者は複層ガラスで防ぐことができ去すが、内部結露は、室内換気が十分でも壁の中の換気が不十分だと、入り込んだ湿気が排出されずに起こります。また、湿気はカビやダニ、シロアリの被害を受けやすくなります。結露の防止には建物全体を正しく換気することが重要です。

 

 

高気密・高断熱住宅に疑問を呈する!!

このサイトは高気密・高断熱の住宅づくりを否定しているわけではありません。第一、現在つくられる住宅は、高気密・高断熱仕様なのですから、計画換気は必要不可欠になってきています。冷暖房機械を当たり前のように使用する住宅で、エネルギー効率を考えたら、高気密・高断熱を否定できません。ただ、現在は家をつくるほうも、あるいは住むほうも、この新しい事態にうまく適応できていないことが問題なのです。高気密・高断熱の住宅は、室内温度が均一になります。これからの高齢化社会を考えたとき、室内温度の均一化は大きなメリットです。お年寄りにとって温度変化は健康上の大敵だからです。お年寄りがトイレやお風呂場で脳卒中などで倒れるのは、温度変化が原因の場合が多いといいます。暖かい居間から寒いトイレに立つ。あるいは風呂で温まった身体を脱衣場の冷たい空気にさらす。温度変化の危険を考えたら、家の中の温度がどこも一定なのは好ましいことです。こういう状態をつくり出すためには、高気密・高断熱は必要なことです。

 

また、気密性の低い住まいでは、室内空気と外気が絶えず入れ替わっているので、エネルギー効率が悪いのです。さらに、外気が汚染されているような場合は、その影響を受けるのです。この点も配慮しなければなりません。

 

 

「高断熱・高気密」はどこでも、誰にでも快適?

「高気密高断熱」が、住まう人すべてにとって本当に必要な機能なのかを考える必要があります。目先のメリットだけで決めてしまうと、こんなはずでは……という結果になりかねません。我が国における「高気密高断熱」の普及は、まず寒冷積雪地である北海道で20年ほど前から取り組みがはじまりました。紆余曲折、試行錯誤を経て、寒冷積雪地での高断熱・高気密は一応の完成型をみているといってよいと思いでしょう。そして、寒冷地での暖房エネルギーの削減に有効なのだから、温暖地の冷房エネルギー削減にも同じ効果があるに違いない、といったかなり乱暴な考え方で本州に南下していった経緯があるのです。

 

しかし、ここに大きな間違いがあったのです。高気密高断熱は、基本的に「室内で発生させた熱を極力逃がさない」というのが基本です。そして、「発生させた熱」というのはなにも暖房だけではなく、人間が普通に生活しているときに発生する「生活熱」も含まれます。これは、暖房時にはありかたい熱ですが、冷房時にはすべて負荷となります。また、建物が断熱性能と機密性能に優れていると、いったん室内に入った日射熱はなかなか排出されません。これも冬期にはありかたい恵みですが、夏期の室内は耐えがたいものになるか、冷房のエネルギー消費を膨大なものにしてしまいます。致し返しなのです。

 

それぞれの性能を数値で追求するあまり、断熱的には不利になる開口部を極力小さく、少なくしてしまうと、適切な通風が取れなくなり、排出したいときに熱が排出できないという矛盾を露呈してしまいます。実際、北海道では高気密高断熱の普及とともに、クーラーもまた同じように普及しているという、おかしな現象も見られます。「寒さは防ぐもの、暑さは避けるもの」というように、対処方法の考え方には、基本的なところで違いがあるのです。つまり、温暖地では、夏の日差しを室内に入る前に遮り、充分な風が家の中を通り抜けるような窓と間取りの計画が不可欠なのです。

 

それらの問題を解決しているのが、今、各ハウスメーカーが精力的に取り組んでいるZEH住宅です。

 

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建材における断熱性能の違い

住宅建材における断熱性能の違いを説明していきましよう。たとえば、耐火性が高く、がっしりと厚く、丈夫でしっかりとした印象の「コンクリート」ですが、実はこれ、断熱性能がほとんどありません。熱伝導率という「材料そのものが熱をどの程度伝達するか」という値では、アルミは200(W/mk)近い数値で、あっという間に熱を伝えますが、コンクリートはアルミほどではないにしろ、意外にも1.6(W/mk)と、建材の中では非常に熱を伝えやすく、断熱性能が低いのです。対して木材は0.5(W/mk)、断熱材としてもっともポピュラーなグラスウールにいたっては、0.05(W/mk)と、高い断熱性能を誇ります。住宅建材として馴染みの深い木材は、コンクリートや鉄、アルミといった人工的な建材に比べて、非常に高い断熱性能を有しているのがわかりますね。しかし、自然界では高い断熱性能の木材も、やはり人工的に断熱性能を付加された断熱材(グラスウールなど)にはかないません。

 

ちなみに、それぞれの建材を「厚さ10mmのグラスウールと同程度の断熱性能」にするには、コンクリートの場合、なんと3.2mの厚みを必要とし、土や煉瓦で1.24m、鉄骨造の外壁などで使われるALCと呼ばれる材料でも35mの厚みを必要とします。自然建材の中では、やっと木材が30㎝の厚みでグラスウール10㎝の厚みと同程度の断熱性能を有することになります。もっとも「空気」は断熱材よりも断熱性が高く、この原理を応用したのが「2重ガラスの間に空気層を設けたペアガラス」なのです。

 

快適性には個人差がある

高気密高断熱の目的は「健康で快適な住まいづくり」なのですが、住宅の快適性には多くの要素があって、その優先順位は全国共通でもなければ、個人差があって当然です。暑さ寒さを超え、「住みたい形の家に住む」、あるいは「多少の寒暖のストレスが存在しようが開放的な家に住みたい」といった快適性も、地域によっては存在してかまわないと思います。冬は家の中で綿入れを着て、小さなストーブ1台あれば充分で、夏は冷房に頼らず、自然の涼風が吹きぬける。そんな生活ができる地域なら、従来通りの家で何も悪くないのです。

 

ただ、高気密高断熱は、そうでない地域でもそんな生活を可能にする性能をもち合わせた家、ともいえるのです。その性能を充分に生かすためには、『木造住宅工事共通仕様書』にあるような、日本列島をおおざっぱに5つに分けて設定された数値だけでは不充分です。もっと小さな単位での微気候(マイクロクライメイト)を読み取り、より高い快適性と省エネルギーの実現に向けた、住まい方を含めた個々の工夫やアレンジが必要になります。

 

 

 

断熱性は施工前のチェックが最も重要

高断熱の家

 

省エネ住宅の重要なポイントとしての「高気密」を別のパージで説明しましたが、これと一対になって効果的な省エネを実現するのが「高断熱」です。高断熱住宅の特徴は、

 

①住宅の外部と接する部分(屋根・外壁・窓)などから熱の出人りがないよう、エネルギー的に室内と室外をはっきり分離した住宅

②住宅の保温が図れ、冷暖房用エネルギーの消費を低減できる住宅となります。

 

とくに②は高気密住宅とまったく同じ特徴で、高断熱住宅は省エネ性能の高さと環境負荷の低さがメリットであることがわかります。

 

この「高断熱」を客観的に表す数値が「Q値(=熱損失係数)」です。これは、住宅全体から逃げる熱量を床面積で割った数値で、室内と室外の温度差が1℃でのときに、床面積1㎡あたりで1時間にどれぐらいの熱量が逃げるか(W/㎡K)を表します。当然、Q値が小さいほど、断熱性が高い住宅といえます。

 

実測が可能だったC値とは違って、Q値は測定ができないので、設計図をもとにした住宅各部位の熱伝導率や断熱性能を表す数値などを使って算出します。ただし、この計算上のQ値も必ずしも信頼できる値とは限りません。実際には、現場の施工精度により、設計図hのQ値と比べて性能にバラツキが出てきてしまうことがほとんどだからです。つまりQ値では計算値とともに、施工精度の高さも確認しておきたいポイントになります。

 

断熱性を測るQ値の基準は地域ごとに異なる

Q値もC値と同様の経緯で制定されたもので、現在の基準値は1999年設定の「次世代省エネルギー基準」がベースになっています。Q値に関しては、現在も基準として残されており、全国を気候条件に応じて分けたI~Ⅵの地域区分ごとに、建てるべき住宅の性能の目安が設定されています。たとえば、北海道では1.6W/㎡K、沖縄では3.7W/㎡Kといった具合です。ちなみに首都圏の大部分の地域では2.7W/㎡Kが基準値となっています。

 

ではQ値の低さ(断熱性能の高さ)はなぜ重要なのでしょうか。普通に暮らしているときにはあまり意識しませんが、家では屋内と屋外の温度差によって、常時、内外での熱の移動がおこっています。これがとくに顕著になるのが夏と冬です。大きく分けると、住宅には熱の出入り口が5種類あります。①天井・屋根、②外壁、③窓、④床、そして⑤換気です。このうちの「換気」は湿度調節などのために意識的に行うものですが、ほかの4つは意識的にコントロールすることが困難です。断熱性能の低い住宅には、夏は高温の外気や直射日光で暖められた外壁材・窓などの熱が伝わってしまいますし、冬は暖房機器などで暖めた空気がどんどん外へ漏れ出すことになります。いうまでもありませんが、熱の出入りはエネルギーのロスですから、高性能な省エネ住宅を実現するためには、Q値の低さが絶対的な条件になるわけです。

 

優れた○値を誇る高気密住宅をつくるには

低いQ値を持つ住宅をつくるために、優れた部材の選択と施工精度という2つの条件をクリアすることが必要です。じつはこれは先にも説明したC値の場合とまったく同様。つまり優れたQ値とC値を持った家は、部材選びと丁寧な施工の組み合わせから出来上がります。

 

部材選択の具体的な条件は、天井・屋根や外壁の断熱では高性能な断熱材をきちんと充填することです。さらに断熱材そのものの性能に加え、素材ごとの特徴も影響します。たとえば広く使用されている繊維系の断熱材グラスウールについて考えてみます。定型の袋にグラスウールを詰め、その袋で軸組みの間を埋めていくというのが一般的な施工方法です。その場合、ジョイント部や配管まわりなどの不定形な箇所ではどうしてもズレを起こしがちになり、いくら計算上のQ値がよくても、施工精度の問題と併せて、すき間ができやすくなります。さらに、施工後に発生した水分や重力による経年劣化で当初の断熱性能が維持できないケースもあります。では、どのような断熱材を選ぶべきなのでしょう。たとえばウレタンフォームやポリスチレンフォームなどの発泡系断熱材であれば、より効果的な断熱も可能です。最近注日を浴びているのは、あらかじめそうした発泡系断熱材をすき間なく壁に貼り付けておく『パネルエ法』や、建築現場で発泡させながら吹きつけ施工のできる素材の利用です。

 

また、もうひとつチェックしておきたいのは、室内の熱の半分が逃げるといわれている窓などの開口部です。当然、断熱性能の高い部材が必要になり、最近はガラスに断熱性の高いペアガラスを利用している家も少なくありません。ペアガラスとは、2枚の板ガラスの間に空気を入れることにより高い断熱効果を実現した複層ガラスのこと。ここでもさらに一歩進めて、ペアガラスのガラスとガラスの間に断熱性を高めるガスを入れる、窓枠に断熱性の高い素材を採用するなどの方法で、より高い断熱性を確保することができます。


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