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新築もリフォームも住んでから悔いを残さないように先ず此処から
高気密・高断熱住宅の真相
昭和56年から断熱素材研究を
昭和時代の後半、私達の住宅業界には、にわかに高気密・高断熱の必要性が唱えられるようになりました。寒い冬に使用する暖房光熱費が莫大であり、特に寒冷地の家づくりには、高気密・高断熱が不可欠であると言う理由でした。
この時点では暖かい住まいを造って暖房費用の省エネを目論んだものだったのでしょう。
弊社、福地建装は昭和56年頃から暖かい家づくりのための断熱材の挿入法、素材探求などに試行錯誤を行なっておりました。
当時、断熱材はグラスウールだけしか存在しないものと思っておりました。しかも、そのグラスウールは、その綿の中に乾燥した空気を静止させて断熱効果を発揮させると言うもので、理屈に見合った施工法を模索しておりました。
グラスウール
湿気を抱えたグラスウールは、湿気を含んだ布団と同じで暖かくないだけでなく、カビや腐食菌発生の要因ともなります。そこでグラスウールを乾燥させたまま保持させるための施工法ですが、それはとんでもない困難な研究でした。
それでもグラスウールの外側に細かい穴を開けた15mm程度の簡易断熱材を張り込む事で乾燥した空気を静止し易くなり、ひとまず安堵した時期がありました。
床、壁、特に押入れやクローゼットの床、壁などの中に挿入したグラスウールを長期間に渡り、乾燥したままにしておく事に何とか可能性を生み出したと言うところでした。
暖かい家づくりに少しは近づいたと思っていたのですが、断熱材をいくら厚くしてもそれに見合う断熱効果を得る事が出来ませんでした。
高温多湿の日本の気候と言うが
北欧の寒い国々での断熱方法は、多くがグラスウールでなされており、何十年もそのグラスウール断熱材を乾燥させたままの空気を静止させ、断熱効果を保持しております。
この北欧の断熱手法を調査しますと、200mm〜300mm以上もある壁厚さがあり、その中の全部が、びっしりとグラスウールなどの断熱材だけで埋まっております。日本のように暖かい地域の断熱材は薄くしても良いなどと言う規準など制定しておりません。
南北に細長い日本列島は、南下するほど断熱材の厚さが薄くなるような規準をつくっておりますが、そのために壁の中には、断熱材が薄くなって出来た空隙が出来ております。
この空隙を、断熱を挟んで空気が対流し、断熱効果を完全に損ねているのです。
更にグラスウールが湿気を含むのは、高温多湿の日本の気候が大きく作用しているものと調査してみました。ところが年間を通じての湿度は、北欧などと大差がありません。むしろ若干、日本の本州の方が平均湿度が低いくらいです。
日本の年間の平均湿度は決して多湿だと言う事になりませんが、もっと深く調査しますと、夏場の湿度だけが極端に高くなり、冬には極端に乾燥します。欧州の夏は気温が30℃を超えますと湿度は40％前後まで下がり、日本の夏のように気温33℃、湿度80％などにはなりません。壁体内に空隙があるのと日本の夏場の多湿が大きな課題となっていたのです。
断熱材だけで暖かい家にならない
暖かさをつくるには気密性能が絶対条件である事がしだいに判ってきました。 断熱材の厚さをその熱伝導率で割ると熱抵抗値を算出する事が出来ます。つまり、断熱材は厚いほど暖かい家になる理屈になる事から、これでもか、これでもかと想いを込めて断熱材を充填したのですがさっぱり暖かい家になりません。よくよく研究しますと厚い断熱材のその部分から逃げる熱量は確かに少なくなりますが、その断熱材の隙間から大量の熱を放出している事が判りました。
どんなに断熱材を厚くしても、隙間があれば冷たい空気が浸入し、人間の居る床付近に停滞し、暖かい空気を人間の居ない天井付近に押し上げ、膨張した空気は隙間から猛烈に外部に放出してしまいます。暖かい家をつくるには、断熱材の厚さを増すより、隙間を徹底して埋め込む方が、はるかに効果的である事がしだいに判明してきました。
ヒントになったのは、当社の会社の前にいくつも並んで作られているビニールハウスです。この0.5mmのビニール一枚には全く断熱効果などなく、気密性能だけで真冬のハウス内の温度をキープしているからです。つまり暖かい家をつくるためには、断熱材の素材や厚さより、隙間を作らない工夫の方がはるかに重要であると言う事を悟ったのです。
グラスウール断熱材で包んだ住宅の中にビニールハウスをもう一層、構築すると言う発想です。ところがそのビニールの微細な隙間から漏れた内部の湿気が、グラスウールの外壁側に凝結して内部結露になる現象を確認し、暗澹たる思いに浸った時期もあったのです。
結露と気密住宅をつくる難しさ
ビニール施工
家に隙間を作らないようにと理屈は判っていても、それが実際にはとても困難な施工法を伴うものです。最初はグラスウールの外側にビニールハウスのビニールを打ち込みました。ところが施工中からそのビニールに水滴らしきものが付着し、直ぐに内部結露が発生したものと判りました。それを剥がして内側に張り直しをしたものですが、施工時期が冬場だったので内部を暖房してお湯を沸かしていたので、この内部結露の発生を確認できました。
家屋内を20℃に暖房し、快適な湿度と言われる50％の時の露点温度は約9度です。
壁の中や床のグラスウールの外側は外気温によって、常に9度以下になっている場合があります。つまりどのような家でも内部結露を起こす可能性があると言う事です。
その低温部分を作らないために懸命に気密施工を試みたのです。ところが、この家の内部からビニールを張り込むと言う事は、梁、火打ちなどの突起物が無数にある事から困難を極める事になります。また、ビニール素材に経年硬化などの性能劣化、そして建材を打ち付ける釘穴、ビス穴などからの漏気現象などが確認できますと、ビニールや後に販売されるポリフィルムによる気密性能の構築と性能保持に限界を感じ、見切りを付けたのが昭和58年の年でした。
スチレンフォームの採用を
昭和58年からの当社の家づくりは、内部結露を発生させる可能性の拭い去れない、グラスウールに替り、断熱材にスチレンフォームを使用するようになりました。
スチレンフォーム
乾燥した空気を長期間に渡り静止させる事には責任を持てないと感じたからです。
スチレンフォームは、セル膜と言われる気泡の中に断熱性の高いガスを閉じ込めて、断熱性能を確保する断熱材です。これなら内部結露のおそれはありません。
硬いボード状のスチレンフォームを柱、間柱の外側に張り込みますが、今で言う外断熱（外張り断熱とも言う）です。
スチレンフォームを先ず一枚張り、その上にジョイントをずらしてもう一枚を張ります。そしてその張り合わせ部分を粘着テープで目止めを行なうのです。
柱や間柱などの断点が出来ないのと、外側の場合、突起物がないのでかなりの精度で施工する事が出来ました。ところが出隅、入隅、下がり壁、複雑な立体構造などの場合、その施工は至難の連続となります。
特に垂直な外壁と屋根や天井との取り合い、床との取り合い部分は散々な苦労をする事になります。もっと深刻な事は閉じ込めたガスが抜けると収縮して断熱効果が低下する事です。これはグラスウールの内部結露と同様の深刻な課題となりました。
現在、一般に使用されているスチレンフォームは表面を熱処理してガスの抜けないような処置をしております。しかし、当時は、カット面が露出しており、一枚一枚ビニールを包装紙のようにして包み込んで施工するようになりました。
ここまで行なうには相当の施工費がかかります。当時はこのような理屈をいくら訴えても理解してくれる人など殆ど居なかったのです。
多くの方々から断熱マニアの独りよがりと揶揄する批判が殆どでした。
スチレンフォームからウレタンフォームへ
ウレタンフォーム
スチレンフォームは70度以上の熱で熱劣化と言う現象（断熱効果の低下）を引き起こす事がしだいに判明してきます。そのためスチレンフォームより熱に強いウレタンフォームに切り替えを行ないました。ウレタンフォームは120度くらいまでの熱に耐えられますが、このウレタン断熱材は、極端に火炎に弱く可燃物でもありました。
同じくビニール（当時はポリフィルム）で包装するのならウレタンフォームの方が断熱性能も高く、熱にも強いと判断したからなのですが、ウレタンの外側に火炎防止の対策を施す事になります。このように素材を替える事で施工性は更に困難になり、工務店経営も苦しい状況を余儀なくされた時代でした。とにかく、施工性の優れたものをつくる必要性に切迫した時期でした。
パネル工法の採用
今では合板で挟み込んだ断熱パネル工法は、日本全国、何処でも採用されています。
コンパネに断熱材
当社では昭和59年にコンパネの片側に30mmのスチレンフォームを貼り付け、外側から躯体に打ち込むパネル工法で数棟の住宅を作った事があります。これは、スチレンフォームの弱点である日射熱を抑えるために15mmのシージングボードと言われる補助断熱材をコンパネの外側に張り込むようにし、30mmのスチレンフォームだけでは断熱性能が足りないので、内側から100mmのグラスウールを押し込むように充填する方法を採りました。これにより、施工性はかなり改善されましたが、コーナー、下がり壁などの複雑な形状の部分の納まりは、どんなに頑張っても満足出来るものにはなりませんでした。
現在、この方式のパネル工法は樹脂断熱が主流となっています。しかし、複雑な部分での完全な断熱や気密性能を構築するためにはかなりの課題を抱えたままになっています。
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