部分的には、隙間スポンジを使ったり、ツインポリカやアクリル板を使ったりと色々工夫することも楽しいですよね。
最近も、2Fの二部屋をYKKの内窓プラマードUを取付二重窓化しました。
ふと最近思うのは、住宅の断熱性は高めれば高めるほどいいのですが、ライフスタイルに合った住みやすさは違うのではと思うようになりました。
「熱容量」と「比熱」
熱容量とは何かについて調べてみました。
「熱容量とは、ある物体の温度を一℃上げるのに必要な熱量(エネルギー)」のことです。
単位は・・・とか書いてしまうとこんがらがるので省略
熱量(エネルギー)ですから、たとえば、6畳の部屋は3畳の部屋の温度を一℃上げるのに2倍の熱量(エネルギー)が必要になります。
「比熱（ひねつ）とは、物質1g の温度を1℃（K）上昇させるのに必要な係数」のことです。
「熱容量」とは、単に物体を一℃上げるのに必要な熱量(エネルギー)の総量なのに対して、「比熱」とは一定量の物体又は物質を1℃上げるための熱量なので、物質によって異なります。
住まいでは、壁やフローリングや部屋の空気1g を1℃上げるには、それぞれの比熱が異なるので、その熱量も変わるに違いありません。
「熱伝導率」と「比熱」の関わり。
一方熱に関する言葉として、温度伝導率、熱拡散率，熱拡散係数，温度拡散係数、何れも同じ意味の言葉です。、
温度伝導率は「物質の熱伝導率 k ，密度を ρ ，比熱 Cとした場合、a＝k/ρC で定義される量で・・・・・・。」
通常、断熱材では、主に熱伝導率だけで性能を表され、熱の通しにくさを表します。
サッシのアルミニウムの熱伝導率は、約200(W/m K)、ウッドファイバーやグラスウールの熱伝導率はほぼ同じ0.038(W/m・K)と、断熱材とは雲泥の差です。
一方、「温度伝導率」は温まった熱、断熱材(物体)などがどの程度の比率で放出されるのかを表す係数です。
言い換えれば、金属やコンクリートは温度伝導率がとても高いので、蓄えた熱を短時間で放出してしまうので断熱材には向かないということになります。
ウッドファイバーやグラスウールの熱伝導率は同じ0.038(W/m・K)なのに対して、温度伝導率は、0.0017、0.0031と約2倍近くです。
このことは、同じ熱容量を持つとすれば、半分の時間で熱を放出してしまいます。
性能の良い断熱材とは、熱伝導率と温度伝導率が低い物ということになります。
マイホームの快適さ
一言で言えば「一定の温度を保てること」ではないかと思います。
書くのは簡単ですが、実際に生活実態の中でこれを実現するにはとても難しいことがあります。
住宅には、色々な部屋があり、色々な生活のリズムがあります。
リビングや寝室、キッチン、廊下やトイレやお風呂。仕事で誰も居ない時間、就寝時間、くつろいだり寝る時間。
これらの空間や時間を常に「一定の温度や湿度を保つ。」ことはとても難しいのです。
断熱材にも必要な熱容量
とここまで色々書きだしましたが、住宅の断熱材の性能もさることながら、体積あたりの熱容量がとても大事なのではないかと思い始めました。
前項では、「性能の良い断熱材とは、熱伝導率と温度電動率が低い物」と書きましたが、もう一つ大事な要素があります。
それは、断熱材の熱量です。
断熱材等の熱容量
断熱材の蓄えられる熱量とは、単位体積あたりの熱容量から導くことができます。
1?の断熱材は、10cmの厚さなら10?uほどの断熱材になります。
・グラスウール24?sの熱容量
比熱は、1,000J/(kg・K)
24kgのグラスウールの熱容量は24,000J(ジュール)
・ウッドファイバーの50?sの熱容量
比熱は、2,000J/(kg・K)
50kgのウッドファイバーの熱容量は100,000J(ジュール)
ウッドファイバーは、グラスウールの約4倍の熱容量があります。
断熱材は住宅の6面を覆えば、6 対 24 となり熱容量の差は格段に広がります。
さて、この熱容量は何に影響するかと言えば、どちらも放熱量が同じとすれば、グラスウールが6時間で温度が均衡し熱移動がなくなるのに対し、ウッドファイバーは、24時間放熱し続けることになります。
さらに、先に書きましたが、温度伝導率は約2倍近く差があるので、グラスウールに対して、ウッドファイバーは、48時間放熱し続けることになります。
もし仮に、室内だけを見るなら、グラスウールより8倍壁に保った熱が放出されることになります。
まとめ、断熱材の善し悪しは熱伝導率だけでは無い。
断熱材の善し悪しは多方面からの性質の違いはあるが、大事なのは、熱容量と温度伝導率ではないのかと思います。
熱容量が高く温度伝導率の低い断熱材は、断熱の壁自体にエネルギーを蓄え、冷暖房を切った時でも、室内の温度変化が少なく、快適な住宅になるのではないかと思います。
住宅には、色々な部屋があり、色々な生活のリズム。
リビングや寝室、キッチン、廊下やトイレやお風呂。仕事で誰も居ない時間、就寝時間、くつろいだり寝る時間。
木材、ウッドファイバー、セルロースファイバー、動物性繊維など熱容量が高く温度伝導率の低い断熱材がクローズUPされていくだろうと思います。
建築関係の仕事や、技術者でもありませんが、ネットで調べ組み立てて色々書いてみた記事です。誤りやご意見等ありましたら教えてください。
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