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住まいの断熱、そのメカニズム

昔と比べて、今の住宅が大きく進歩している点のひとつが、断熱性能です。
断熱性能とは、建物の内外の温度差による影響を小さく抑える性能のことです。これが優れているほど、夏は涼しく、冬は暖かく過ごすことができるのですね。
古い建物で過ごすとわかりますが、断熱性能が低いと、空調の効きが悪いものです。冬だと、暖房をしてもなかなか温まりきらない上、壁のそばがひんやりとしています。それは、室内で熱を発生させても、すぐに外気に冷やされてしまうためです。これでは過ごしにくいばかりか、日々の光熱費がかさんでしまいがちです。
つまり、断熱性能の良し悪しは、住宅の快適性と経済性を左右する重要な要素なのです。
今回はそんな「断熱」の原理についてのお話です。

目次

1、3つの熱の伝わり方
2、生活の中の断熱
3、熱を伝えにくいものとは?
4、空気は細かい方が効果あり
5、建築の断熱材とは…
6、開口部にはペアガラスを
7、リフォームで断熱性能アップが可能です

1、3つの熱の伝わり方

まず、熱の伝わり方には次の3つのパターンがあります。
水を入れた鍋を火にかけるシーンを想像して、読んでみて下さい。

(1)伝導

物体の中を熱が伝わっていく現象です。
何かを触った時に「熱い」「冷たい」と感じることは、伝導によるものです。コンロの火が鍋に触れると、鍋という物質の中に熱が伝わります。鍋が温まると、今度は鍋の持った熱が水という物質にも伝わっていきます。

(2)対流

熱を持った液体や気体が移動することで熱を伝える現象です。
温められた鍋底の水は、やがて鍋の上の方に移動していきます。上の方の冷たい水は下の方へ降り、水の流れが生まれます。
こうして水全体が温まっていくのが対流です。

(3)放射(輻射)

熱が電磁波として放出され、物体から物体へ伝わることをいいます。
コンロの火に手を近づけると、暖かいですよね。このように、物体に直接触らなくても、暖かさや涼しさを感じるのが放射です。

これらのうち、伝導による熱の授受を防ぐのが断熱です。
住宅でいえば、外壁や屋根、床などの物体を介して家の中と外で熱が授受されます。その量を小さく抑えるよう、伝導のしにくい「断熱材」を各部に貼り付けます。

2、生活の中の断熱

住宅の断熱についてお話しする前に、まず断熱のイメージを共有しておきましょう。
住宅のイメージに近そうなのは、保冷ケースですね。冷凍した肉や魚を発泡スチロールの箱に入れて保管する、あれです。
熱い鍋を持つときは、手に鍋つかみをはめますね。寒い季節はウールのコートやダウンジャケットなど、かさばる上着を着ます。
これらはすべて、熱の伝導を防ぐためになされている断熱の実例です。

3、熱を伝えにくいものとは?

さて、お気づきでしょうか。
こうした断熱に使われるものは、空気を含んだものばかりです。空気は伝導がしづらい物質であるため、断熱に多用されます。
伝導のしやすさは物質の状態、種類によって異なります。
状態でいうと、固体>液体>気体の順に熱は伝わりやすくなります。

また、触るとひんやりするものは熱伝導がしやすい性質を持ちます。
鉄やアルミなどの金属がそうです。
コンクリートや木材は、金属ほどではありません。ただ、空気を含んだ断熱材に比べると熱を伝えやすくなります。
フローリングやコンクリートの床は、座ると冷たいですよね。比べて、カーペットタイルや畳を敷いた床は、あまり冷たく感じません。
これは、後者が繊維の隙間に空気を含んだ素材だからです。

4、空気は細かい方が効果あり

断熱に用いる素材のポイントは、細かく区切られた空気を含んでいること。
なぜ細かい必要があるのか?というと…
空気の粒が大きいと、その中で対流が起こってしまうのです。伝導に加えて対流が起こると、素材の熱を伝える能力が高まってしまいます。

5、建築の断熱材とは…

建築では、外壁や屋根などの部材に断熱材を入れることで断熱性能を高めています。
断熱材の主な種類は次のとおりです。

(1)繊維系断熱材

繊維状の物質で空気を内包するものです。
綿やレンジフードのフィルターのような形状を思い浮かべていただければと思います。
グラスウール(ガラス質)、ロックウール(金属質)、セルローズファイバー(木質)などの種類があります。

(2)発泡プラスチック系断熱材

発泡スチロールのように、気泡を含んだプラスチックの材料です。
軽くて吸水性が小さいという特徴があります。

6、開口部にはペアガラスを

ペアガラス

窓などの開口部に用いるガラスも、断熱性能に優れた製品があります。
ペアガラス、または複層ガラスと呼ばれるものです。

2枚のガラスで空気(またはガス、真空)を挟むことで熱を伝えにくくしています。

7、リフォームで断熱性能アップが可能です

長くお住まいの住宅で、暑さ寒さが気になる場合は断熱リフォームがおすすめです。
屋根、外壁全体に断熱材を取り付けることが可能です。

大掛かりにしたくないというときは、窓をペアガラスに替えるだけでも違います。
断熱性能は向上の効果を体感しやすいので、お薦めしたいポイントです。

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