その他

『超断熱材HR2型』に関して!



驚きの断熱性能に驚愕・・・
そして吉田が新たな提案・・・

Air断東京モデルの小屋裏に施工した『超断熱材HR2型』ですが、昨年と比較すると、驚くべき効果が出ています。
こちらが2021年4月4日の、外気温度と、小屋裏温度です。
そしてこちらが、2021年4月4日の外気温度と類似した2022年4月5日の、外気温度と小屋裏温度です。
『超断熱材HR2型』を施工した後の方が温度推移が少ないことが、一目瞭然ですよね。
さらにこちらは、2021年4月4日の1階リビングと2階の温度。

そしてこちらが、『超断熱材HR2型』を施工した後の2022年4月5日の1階リビングと2階の温度。
どちらも、1階リビングのエアコン暖房だけですが、『超断熱材HR2型』を施工した2022年4月5日のほうが、温度が一定で、1階と2階の温度差がほとんどありませんよね。これ、実は、驚異的なんです。

暖房してる1階と、暖房していない2階の温度差をなくすことは、建築家の悲願でした。

これを、断熱材で解決するには、天井に1メートル以上の厚みの断熱材を敷き詰める必要があり、実現は不可能。
それを、5センチ厚で、いとも簡単に成し遂げた、『超断熱材HR2型』


この結果を見て、吉田が言い出しました。

吉田
「『超断熱材HR2型』を、床下、壁、天井全てに採用したAir断モデルを作ってはどうだろう?!」

これに経理が猛反発。

経理
「本社、愛知モデル、北海道、東京、そして大阪Air断モデルハウスも、全額借入、大阪モデルなんて完成してもないし、返済すら始まっていないのに、絶対に無理・・・ッていうか、大阪モデルを変更すればいいじゃない、なんで新しく建てる必要があるの?」

吉田
「大阪は、あのまま、1型で作りたいんだ、次のモデルをオール2型で・・・」

経理
「オール2型って、オール借り入れですよ、多すぎるんですッ。」

吉田
「Air断大阪モデルハウスの追加って事で借入できないだろうか?」

経理
「出来るわけないでしょ、返済延期してもらっているのに、追加で、貸してくれる銀行なんてあるわけないでしょ」

吉田
「頼みもしないのに、そんな事言っていいのか?」

経理
「どーぞ、どーぞ、銀行に聞いてください・・・」

銀行
「うーん、無理っすね、貸せないっす。」

吉田
「・・・そこを何とか?」

銀行
「無理無理無理無理・・・絶対無理っすよ!!でも、今キャンペーン中なんです。」

経理、吉田
「キャンペーン???」

銀行
「今月中に申し込んでくれれば何とかなりますよッ」

経理
「無理無理無理無理、絶対無理、借りても、返せないから・・・」

吉田
「よろしくお願いします」

経理
「ちょ、ちょ、吉田さん、何言ってるの?返済、返済が無理なの・・・・・、し、し、支店長〜〜よ、よ、よしだ〜〜〜こらぁぁ〜〜〜」

こうして、『超断熱材HR2型』を使ったモデルハウス建設プロジェクトが始まりました。

候補地は九州、福岡県。出来上がれば、世界初となる超断熱材を使用した家になり、冷暖房費の大幅削減が期待できます。

進捗は、Air断マガジンでお伝えする予定です。
この情報は、これから家を建てる人のお役に立たないかもしれませんが、ご興味のある方は、次回の進捗をお待ちください。

新発見“超断熱材”HR2型に関して!





東京モデルハウス小屋裏を改良、その結果。

東京モデルハウスの小屋裏を、新発見の“超断熱材”HR2型で改良したその後をお伝えします。

3月中旬3日間かけて、小屋裏を改良しました。
もちろん、小屋裏温度は外気が下がっても、ほとんど変化しなくなりました。
しかし、それが室内温度に影響を与えるのか?がポイント。

こちらをご覧ください。
こちらが、昨年のAir断東京モデルの温度推移。
1階リビングのエアコン暖房だけが動いているので、リビング温度は22℃〜24℃でほぼ一定。
こちらが、小屋裏温度推移。
ほぼ外気温度と同じ推移。
そしてこちらが、2階温度。
外気の影響を受けて、20℃を下回る時間帯が存在しています。
1階エアコンの場合、どうしても熱源から遠い2階は温度が下がります。
これは、どの物件でも同じで、回避する事は不可能!

たびたび登場する2020年に完成した、基礎断熱100o、壁は250o、セルロースファイバー、高性能グラスウール複合断熱、天井には300oセルロースファイバーを敷き詰めた、当時“断熱モンスター”と呼ばれた物件でも、同様です。断熱モンスター物件は、Air断ではありません。Air断を使わず、現在最も優れていると言われる断熱材を限界の厚さまで使用し、サッシも、最も高価な樹脂サッシトリプルガラスを採用した物件です。
こちらがそのデータです。
小屋裏温度がこちら、太陽光の影響を受ける日中はガツンと温度が上昇。
床下エアコンを採用しているので、床下は25℃前後あります。
しかし床下暖房だけでは、リビングの温度は上がらないので、7時からリビング暖房も併用。
2階は暖房を使用していないので、20℃を下回る温度となっています。

これが、超高気密、超高断熱、断熱モンスターの室内温度です。
対して、Air断東京モデルハウス『改』は、これまでにない温度推移を見せてくれました。
こちらが昨年データと酷似した外気温度の日のデータです。
こちらが外気温度。
そしてこちらが小屋裏温度。
そしてこちらが1階リビング温度。
そしてこちらが、2階温度。

これは、愛知Air断モデルハウスでも不可能だった室内環境なんです。
愛知Air断モデルハウスは、弊社が所有するAir断モデルハウスの中で、最も断熱材の厚みが多いモデルハウス。
それでも、2階温度は、1階リビング温度よりも2℃ほど下がってしまいます。
断熱モンスター物件では、4℃近く差が生じてしまいます。

ところが、Air断東京モデルハウス”改”は、リビングエアコン暖房だけで、2階も同じような温度・・・
設計吉田も、販売店担当者も驚愕・・・。
「大した事ないじゃん」
と思うかもしれませんが、1階リビングエアコンだけで、2階まで同じ温度で暖める事は、現在の断熱材、そしてAir断でも不可能なんです。
吹き抜けのある30坪前後の家であれば、温度差は小さくなりますが、それでも暖房してない2階は1〜2℃下がります。

それが、小屋裏に超断熱材2型を入れ込むだけで、1階リビングエアコン暖房だけで、1階2階の温度がほぼ同じ・・・
驚異的・・・・

超断熱材HR2型は、熱を伝える速度が圧倒的に遅い事が、この様な結果を生み出したと想定しています。

超断熱材HR2型に関しては、次回詳しく説明させていただきます。

偶然発見した1型2型断熱材がすごい!



偶然発見した1型断熱材と2型断熱材の性能が凄い!
価格は、最も安価な断熱材と変わらず、性能は10倍!!

まずは、こちらの動画をご覧ください。
200o角の断熱材中央に温度センサーを配置し、5面を冷却して、温度が下がる時間を計測した動画です。
左側が、最も熱伝導率が低い、つまり最も断熱性能が高いと言われるフェノールフォーム。右側はスタイロフォームです。

24℃の室内で、
フェノールフォームは冷却開始後90分で0℃、スタイロフォームは55分で0℃に達しました。

こちらの動画は、右側がグラスウール32k、左側がロックウール。
グラスウール32kは冷却開始後50分で0℃、ロックウールは60分で0℃に到達。

こちらの動画は、右側がグラスウール10k、左側がセルロースファイバー。
グラスウール10kは、30分で0℃、セルロースファイバーは、80分で0℃に到達。


どの断熱材も、2時間経たずに0℃に到達しました。

そんな中、3時間経っても0℃に到達しなかった1型断熱材。
そして、3時間経っても10℃をキープした2型断熱材。

1型断熱材は、実験中のミスから発見した、断熱材にちょっとした加工を行なったもの。
2型断熱材は、さらに拡張したもの。

さらに、冷却後の加熱データがこちらです。
保冷剤を外し、何時間で室内温度に復帰するかを記録しました。
セルロースファイバーは、3時間後には23℃に到達。
対する2型断熱材が23℃に達したのは15時間後。
驚異的な断熱性能を発揮しました。

ただし、これは、あくまでも実験室のデータです。
実際の家で、同じようなデータが出るのか?は未知数。

そこで、東京モデルハウス無断熱材の家の、小屋裏部分に2型断熱材を施工。
昨年の温度データと比較する事で、性能を解析しました。
その、驚くべき結果をお伝えします。

まずはこちらが、昨年2021年3月20日の、外気温度、小屋裏温度です。
小屋裏温度は、外気温度の影響を受けて、上下しているのがお分かりいただけると思います。
そしてこちらが、2型断熱材施工後の今年2022年3月20日の、外気温度、小屋裏温度です。

一目瞭然!ですよね。

今年の3月に改修を終えた、2型断熱材施工後の小屋裏温度は、ほとんど変化していません。
これが、室内温度にも、大きく影響しました。
こちらは、昨年2021年3月20日の、外気温度、小屋裏温度に加え、1階リビング2階ホールの温度です。
1階リビングのエアコン暖房だけなので、2階は2〜3℃(にさんど)温度が下がります。
これは、愛知モデル、北海道モデル、断熱実験棟、全てのモデルに共通します。どんなに工夫しても、暖房機器から離れた2階では、温度が下がります。
ところが、2型断熱材施工後の、2022年3月20日のデータが、こちら!
1階2階の温度差がほとんどありません。
細かく見ると、2階温度の方が高い時間帯もあります。


「断熱材はどれも同じ…無くても変わらない」

とお伝えしてきた弊社ですが、この1型2型断熱材は「別格」 と考えるしかないと判断しています
また、これまでの断熱材との混合を避ける為にも、1型2型を「超断熱材」と表現する予定です。
気になる費用は、最も安価なグラスウール10Kと同等。
ただし、一つだけ欠点があります。
それが、「熱が遅れて伝わる事による、結露」です。
周囲が暖かくなっても、「超断熱材」はヒンヤリ!そこに大量の結露が発生します。

だから、Air断が必須となります。
Air断の対流が無ければ、あっという間に結露が発生、これが原因で、実用化が遅れたと判断しています。

「超断熱材2型」を施工した東京モデルハウスでは、今のところ一切結露は発生していません。
今後、最も結露が発生しやすい春、そして夏季を観察した後で、詳しくご説明させていただきます。

東京Air断モデルハウス無断熱材の家での結露実験



対流型ストーブ1台の上のやかんで室内を連続加湿。
さらに、大人二人で、夕食は連日“鍋”。
にもかかわらず、
アルミサッシにも、ガラスにも、一滴の結露も発生しませんでした。
「アルミサッシは結露する」

これは、建築業界では誰もが知る常識です。
そして、木造住宅では、この結露が、様々な被害に繋がります。
以前は、“雨漏り”が様々な被害を引き起こしていましたが、防水関連商品が充実した事で雨漏りが減り、逆に、断熱、気密性能が高まった事で、“結露”を誘発、雨漏り以上の被害を引き起こす結果に繋がりました。

その結露発生代表格がアルミサッシ。

冬季、燃焼系暖房機器を使用すれば、アルミサッシに結露が発生するのは当然。
室内を加湿すれば、さらにアルミサッシが結露するのは必然。

そんな環境で一週間!東京Air断モデルハウスでは、アルミサッシにもガラスにも、そしてその他の部分にも、どこにも結露は発生しませんでした。

「アルミサッシは結露する」

だからと言って、
アルミサッシを、結露しにくい樹脂サッシに変えたところで、結露する環境が整えば、小屋裏や壁、床下で結露が発生します。

細かく言えば、冬季は小屋裏、夏季は床下、そして壁、ベランダ裏側、バルコニー裏側は、年中結露が発生していると言われます。

つまり、樹脂サッシに変えたとしても、他の場所で結露が発生していれば、変える意味がありません。

そして、断熱に関して言えば、家の体積に対するサッシ部分の体積比率は0.04%、つまり、1万分の4の体積しかありません。
家全体の体積の8%に当たる“断熱材”をもってしても、家の断熱性能を変える事が出来ない状態で、家の0.04%、1万分の4しかないサッシを、どんなに高級なサッシに変えたところで、家の断熱性能を変える事は出来ないと思います。

もちろん、樹脂サッシに変更する事で、サッシが結露する事は少なくなります。
しかし、他の場所の結露を抑えているわけではありません。
サッシに結露が無くなったとしても、小屋裏や、床下、バルコニー、ベランダ裏側、そして壁内部で結露が発生していては、元も子もありません。

大切な事は、アルミサッシでも結露しない仕組みを考え出す事だと思います。

アルミサッシでも結露しない環境こそ、小屋裏やベランダ、バルコニー、そして床下や壁内部でも、結露が発生しない事を意味し、結露被害の無い、超長期的に長持ちする家づくりに直結すると考えています。


これらの情報が、これから家を建てる皆様のお役に立てれば幸いです。

驚異の断熱材を発見!




驚異の断熱材を発見!
ある断熱材に特殊加工を施すことで・・・

弊社では、様々な断熱材の温度性能を調べています。
放射による温度特性、対流による温度特性、そして、伝導による温度特性を個別に調査。
さらに、実物実験データを検証し、解析しています。
そんな中で、実験中の間違いから発見した驚異の断熱材に関してご説明します。

まずこちらの実験をご覧ください。

こちらは、セルロースファイバーとグラスウール10Kの熱伝導実験。
セルロースファイバーと、グラスウールを同じ段ボール箱に入れて、両側から保冷剤で冷却。
温度が下落する速度を計測しました。
グラスウール10Kは、約30分後には0度を記録。
それ以降、0℃付近をウロウロ。
0℃付近をウロウロするのは、保冷材での冷却性能の限界値!だからです。
保冷剤をたくさん用意すれば、さらに下がりますが、今回の実験では、限界値に達するまでの時間を知りたいので、1時間ごとに、新しい保冷材に交換して、計測しています。
対するセルロースファイバーは、1時間20分後に0度を記録。
それ以降、0℃付近をウロウロ。
速度としては、2倍以上の差が生じました。


続いてこちらはスタイロフォームでの実験。
約40分後に、0度到達。

こちらは、現在最も熱伝導率が低い材料フェノールフォームと、32kグラスウール。
フェノールフォームは1時間20分後に0度。
32Kグラスウールは、40分後に0度到達。

まとめると、30分で0℃に到達するのがグラスウール10K
そして、80分で0℃に到達するのがセルロースファイバーとフェノールフォーム。

この差はどれほどのものなのか?をご説明します。
最速グラスウールは30分で20度から0度に下がります。
その後、0度をキープして、7時間半後に、保冷剤を外し、元の温度に戻ると仮定します。
これを、グラフ化するとこうなります。
元に戻る温度勾配は、下落するときと同じ勾配となるので、このようなグラフが出来上がります。
この台形部分が、保冷剤の影響を受ける面積!

そしてこちらが、最遅となるセルロースファイバー、フェノールフォームのグラフです。
保冷剤の影響を受けて、セルロースファイバー、フェノールフォームは1時間30分で0度に到達。
(ここから、計算を分かりやすくするために1時間30分としています。)
その後0度をキープして、7時間半後に保冷剤を外し、1時間30分かけて、元の温度に戻ります。
この台形部分が、セルロースファイバー、フェノールフォームが外気温度の影響を受ける面積!

実は、この、最速グラスウールの面積と、最遅セルロースファイバー、フェノールフォームの面積は、同じです。
最速グラスウールの面積は、上辺が8、下辺が7、足して15
最遅セルロースファイバー、フェノールフォーム面積は、上辺が9、下辺が6足して15
高さは同じなので、面積は同じになります。
ただ、トータル面積は同じでも、最も電力を消費する1℃帯の面積が違う事に気付くと思います。
最速グラスウールは、7.033
最遅セルロースファイバー、フェノールフォームは6.1
この差が、高性能断熱材と、安価な断熱材の差となります。
さらに、外気温度が1℃下がると、エアコンの消費電力が10%アップすると言われます。
つまり、1℃帯は、15℃帯よりも2.5倍電力が必要。

これらを計算した結果がこちらです。


最速グラスウールは200.633u
最遅セルロースファイバー、フェノールフォームは196.9u
暖房が必要な面積に換算した結果、高性能断熱材と、安価な断熱材では、1.9%しか変わりませんでした。

つまり、電気料金も1.9%しか変わらない!と判断出来ると思います。


仮に最速グラスウールのエアコン代が年間10万円だとすると、
最遅セルロースファイバー、フェノールフォームでは、98,100円、1900円お得になる!と言う計算です。
30年で57,000円お得になる!
その為に、グラスウールをセルロースファイバーやフェノールフォームにグレードアップして150万円以上を支払う必要があるのか?となります。


そんな実験を行なう中で、誤って、2種類の断熱材を混合して実験した事がありました。
単純なミスでしたが、想定を超える結果が出た事に、一同驚きました。
そこで考えたのが、2種類の断熱材に特殊加工を行なったオリジナル断熱材。
オリジナル断熱材HR1型
さらに特殊加工を改良した、
オリジナル断熱材HR2型と命名して、実験を行ないました。

モザイク処理してありますが、画面右側がオリジナル断熱材HR1型
左側がオリジナル断熱材HR2型です。

最遅セルロースファイバー、最も熱伝導率が低いフェノールフォームの記録1時間半を経過しても、11.5℃と17.3℃を維持。
保冷材は、1時間ごとに取り換えながら計測。
8時間後でも、1型が6℃、2型は9℃をキープ。
他の断熱材が0℃に達する中、1型は6℃、2型は9℃をキープする結果が出ました。
これは驚異的!

これを、先ほどのグラフにするとこうなります。
そして暖房が必要な面積に換算すると、
オリジナル断熱材HR1型は、グラスウール断熱材に比べて53%ダウン。
オリジナル断熱材HR2型に関しては76%ダウン。

つまり、年間10万円のエアコン代が
オリジナル断熱材HR1型なら53000円ダウン。30年で159万円お得に。
オリジナル断熱材HR2型なら、76000円ダウン。30年で、228万円お得になる計算が成り立ちます。


もちろん他の要因もあるので、この計算が当てはまるとは言えません。
さらに、実験室データなので、実物の場合どうなるのか?は不透明。
そこで、東京Air断モデルハウス無断熱材の家を改良。
小屋裏の一部に、オリジナル断熱材U型を施工しました。
こちらが、施工前と後の小屋裏温度データです。

青色が外気温度、そして薄茶色が小屋裏温度です。
2月17日の小屋裏温度は、外気温度が1.6℃の時に、15.2℃まで下がり、16.3℃まで上昇した時に、20.7℃まで上昇しています。温度差5.5℃。
対する3月7日の小屋裏温度は、外気温度が0.2℃まで下がっても、18℃、20.2℃まで上昇しても20.2℃をキープ。温度差2.2℃。
最も外気の温度を受けやすい小屋裏で、圧倒的断熱性能を見せつけました。
4月には全面的な改装を行ない、昨年と比較する事で効果を確かめる予定です。
気になるオリジナル断熱材の費用ですが、1型、2型共に、既存2種類の断熱材に簡単な特殊加工を行なうだけです。
3〜4日の人件費が増加する程度だとご理解ください。

そして、なにを使ったのか、特殊加工とは何か?に関しては、正しい結果が出た後でご報告させていただきます。
ただ、どちらの材料も、湿気に弱い特徴があり、Air断必須が前提条件となる事をご理解ください。


もちろん、大阪モデルハウスにも採用する予定です。

これらの情報がこれから家を建てる皆様のお役に立てれば幸いです。

Air断注意事項!

Air断は、断熱材はどれでも同じ!とお伝えしています。
しかし、遮熱断熱材はお勧めしていません。
遮熱断熱材の施工例はこちら
住宅検査 ホームリサーチ
Air断注意事項!

住宅検査 ホームリサーチ
Air断注意事項!


遮熱断熱材は、「スジカイ工法」を基本とするので、Air断とは相性が良くありません。

さらに、遮熱断熱材は、「夏暑く、冬寒い」データが出ています。
実際に遮熱断熱材を施工した物件を、6年計測し解析していますが、夏はエアコンを付けても30℃近くに達し、冬季はエアコン暖房だけでは暖まらないそうです。
(愛知県の物件で、Air断住宅ではありません)

遮熱断熱材は、アルミ箔が貼られた「プチプチビニール」のようなものです。
光を反射する事は事実ですが、熱を反射する事はありません。
そして、遮熱断熱材が施工される壁内部は、”光”ではなく対流による”熱”が伝わります。
遮熱断熱材は、この”熱”を防ぎきれていないと判断しています。
さらに、冬季の冷たさは、”光”ではなく、”対流”で伝わるので、アルミ箔の遮熱断熱材では、為すすべがないのだと想定しています。
また、厚みも薄く、家にとっては”無いに等しい”と言えると思います。

「Air断であれば、断熱材はあっても無くても同じ!」

こんな表現をしていますが、面材壁工法である事が基本の上でお伝えしています。スジカイ工法を基本とする”遮熱断熱材”は、Air断は対応出来ません。
ご理解のほどよろしくお願いします。

(遮熱断熱材メーカーの皆様へ!決して否定しているわけではありません。ただ、家の断熱材としては不向きではないかと判断しています。他の場所での有効活用に関しては否定的ではありませんのでご理解ください)

参考!
以下のデータは、遮熱断熱材でグルグル巻きにしたクーラーボックスを、さらにクーラーボックスに入れて、遮熱断熱材内部の温度推移を記録した、実験棟データです。

2022年1月14日がこちら。
住宅検査 ホームリサーチ
Air断注意事項!


片方が外気温度で、片方が、遮熱断熱材でグルグル巻きにしたクーラーぼっく内部の温度です。
どちらが、外気温度なのか分かりませんよね。
つまり、外気温度とほとんど同じ温度推移!と言う事になります。

ちなみにこちらは2021年8月11日データです。
住宅検査 ホームリサーチ
Air断注意事項!


50℃に迫ろうとしているのが、遮熱断熱材でグルグル巻きにしたクーラーボックス内部温度です。
直射日光の影響を受けて、小屋裏温度並みに上昇しているのがお分かりいただけると思います。

これらが、「遮熱断熱材は、家で使用するにしては、断熱材としてはとても性能が低い!」と考える理由です。