Air断マガジン

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200.633�u
最遅セルロースファイバー、フェノールフォームは196.9�u
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



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。


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。


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。

Air断は、面材壁工法を基本としています。
スジカイ工法でのAir断は、Air断基本工法ではありません。

温暖なエリアであればまだしも、寒冷地エリアでの「スジカイ工法」は、冬季肌着1枚で外に立つのと同じくらい、家が冷たくなります。
どれだけAir断に断熱力があっても、肌着1枚では焼け石に水、どうする事も出来ません。

また、Air断ではなく、一般的な住宅であっても、スジカイ工法を選択する事はお勧め出来ません。
ただし、現在でも「スジカイ工法」を選択する工務店が存在します。
様々なコダワリや、理由があっての事だと思います。

スジカイ工法を否定するワケではありませんが、弊社Air断ではお勧めしていません。
もちろん、工務店やお客様のコダワリであれば、「スジカイ工法」を採用しようが、「他の工法」と併用しようが、自由です。
ただ、弊社としてはお勧めしていない事をご理解ください。
(過去の記事http://www.airdan.jp/airdan_blog/diary.cgi?no=11)

A様「Air断が止まらないようにして！」

B様「Air断が動くと寒いんですが・・・！」

こんな、両極端な意見を聞きます。
A様は、Air断が止まると寒さを感じるので、出来る限り止まらない設定にしてほしい！と言うもの。

B様は、“Air断が動いていると寒さを感じる”
と言うもの。稀にいらっしゃいます。
正反対ですよね。
もちろん施工した工務店は違います。

A様宅は、気密性が高く、丁寧に作られた家です。

そしてB様宅は、気密漏れがある家。
Air断は約20台の換気扇が大量の空気を吸い出しているため、少しでも気密漏れがあるとそこから空気が入り込みます。
B様には申し上げにくい事実なんです。

そもそも、気密漏れがある家とはどんな家なのか?

こちらをご覧ください！
こちらは建築途中、屋根三面交点部分、防水処理のかなめとなる、防水テープです。
かなめ中のかなめ、この防水テープがしっかり施工されていないと、10年後には雨漏りが始まる！と言われる、超重要ポイントです。

それが、御覧の通り、ぺろーんと剥がれてしまうあり様。
ローラーなどで、圧着出来ていない事が原因。

こちらは窓廻りの防水テープ。
こちらも、御覧の通り、ぺろーんと剥がれてしまいます。
通常なら、ローラーなどで、しっかり圧着しなければならない部分。
「あとからやる」
は通用しません。
施工した瞬間に圧着しないと、両面テープが空気と接触して接着力が低下してしまいます。
施工したら素早くローラー！がポイント。

さらに、ローラーをかけた上に、当て木をして圧着する職人さんもいます。
「動画は勘弁してくれよッ、でもここまでやっておくと、絶対に剥がれないんだ！でも、誰もやっていない！ちゃんと伝えてくれよッ、あんたらの仕事だろッ・・・」
笑顔で教えてくれた職人さんの事を思い出します。
そして、もちろん、多くのプロにお伝えしていきます。
慣れた手つきで、防水テープを叩いて回る職人さん。
時間にして1〜2分の事、たったこれだけの作業で、防水紙と防水テープが一体化。気密漏れすることなく、30年経過しても剥離しないと言われるほど強力な防水へ繋がるそうです。
そうなんです、ここがポイント！

それが、動画のような状態。
小さな空気は、ここを簡単に通り抜けます。
空気が通り抜けると、両面テープは次第に乾燥し、接着力ゼロになります。
こうなると、「防水」の役目すらしなくなります。

これが、B様邸の「Air断が動くと寒いんですが・・・」に繋がる根本的な原因。申し上げにくい話ですが、「雑な作り方」が原因なんです。


「そんなところから、空気が入り込むワケ無いだろ！」

と思っているプロの方、勘違いしています。
ここから、空気が入り込んでいるんです。そして雨水も・・・
特に風が強い雨の日は、家内部と外部で気圧差が発生、内部気圧が下がると、一気に空気を吸い込みます。

この時、雨水も同時に吸い込み、雨漏り！となって家内部に広がります。

「どれだけ放水テストを行なっても、原因の分からない雨漏り」

当たり前です、放水テストでは再現できない、下から上に雨水が駆け上がる事で発生する雨漏り！
これらの原因が全て、動画の様な施工・・・

そして、気密漏れの原因です。

A様邸では、この様な気密漏れを熟知した現場監督、そして職人さんが作り上げる事で、気密漏れが無い家が出来上がり、結果、Air断が止まると寒い！に繋がります。

B様邸では、動画の様な施工が重なり、様々な場所で気密漏れ。
Air断は、この様な場所からガンガン空気を吸い込み、「Air断が動いてると寒い」となるワケです。
Air断が動いて「寒い」と感じる場合、作り方が下手以外の何物でもありません。申し上げにくいのですが、これが事実です。

Air断は、工法をお伝えしているだけであって、その工法を活用し、良い家を作り上げるのは、工務店です。
施工に問題があると、容赦なく外気を吸い込み、冬季であれば「寒い」結果に繋がります。
再度気密処理を行なう事で、問題を解消出来るケースがあるので、詳しくは取り扱い工務店にご相談下さい！

そして、心配な方は、弊社検査の導入をお勧めします。

もちろん、検査など不要な工務店がほとんどですが、Air断歴が短いと、ミスが重なる事があります。取り返しがつかない、防水処理関連部分だけでも、弊社を活用すると良いかと思います。

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。

2022年1月31日、外気温度が、北海道Air断モデルハウス観測史上最低温度を更新しました。
Air断温湿度データは、−19.5℃を記録していました。
こちらが、その時の外気温度です。
今季5度目の−15℃以下、そして、観測史上最低温度でした。

この時の床下温度は、−2℃。
外気温度よりも17.5℃高い温度。
小屋裏温度は、なんと3℃、外気温度よりも22.5℃高い温度です。

この温度が家を結露被害から守ります。


北海道スタッフ佐久間が出社時には、−19℃だった外気温度ですが、動画を撮影する頃には−16.5℃まで上昇したそうです。
北海道モデルに入ると、玄関は15.5℃。いつもは20℃近くありますが、何度か出入りしたので、さすがに温度が下がっています。それでも15.5℃、外部との温度差は32℃！
もちろん暖かい。

リビングに移動すると、21.8℃、脱衣場20.9℃、浴室18.6℃・・・

エアコン暖房は、外気温度が下がれば下がるほど、暖気を作り出す性能が下がります。
特に、家庭用電源では、−10℃が能力の限界！
-15℃になると、暖房能力は一気に低下し、−20℃に達すると、暖める能力を、冷やす能力が上回り、設定温度に達しなくなると言われます。

北海道Air断モデルハウスのエアコン設定温度は24℃、つまり、設定温度に達していませんが、リビング21.8℃であれば、頑張った方だと思います。
もちろん、外気が、−25℃、30℃と下がれば、エアコンだけでは能力不足になります。
そのような時は、補助的に、対流型ストーブを追加すれば、たちまち全部屋温度アップ。家の中で、寒さを感じる場所はどこにも無くなる事は実証済み。
そして、こんな状態でも、窓ガラスにも、サッシにも、一切結露はありませんでした。


基礎断熱無し、断熱材はオールグラスウール100ミリで、外気が−20℃に迫る中、エアコンだけで室内22℃をキープ出来るのは驚きではないでしょうか？

こちらは、この日の通気壁の温度です。
フロアー付近が20℃、徐々に上昇し、天井付近で21.5℃、さらに吸気口付近では24℃まで上昇している事がお分かりいただけると思います。

さらにこちらが、この日の小屋裏写真。
結露してる様子も、結露した痕跡もなく、引き渡し当時の綺麗な状態を維持しています。

超高気密高断熱住宅、樹脂サッシ、トリプルガラスでも、結露が発生します。
気密性、断熱性を高めれば高めるほど、高まる結露リスク。
現時点で、気密性、断熱性を高めても、結露が発生しない家づくりは、Air断だけだと判断しています。

これらの情報が、これから家を建てる人のお役に立てれば幸いです。

雪のAir断!

こちらは、無落雪屋根で作った、北海道Air断モデルハウスです。
「Air断は、通気層部分に雪が積もったらどうするの?」
とご質問を受けました。

かなりの雪が積もりましたが、外周部Air断通気層部分は、ほんのり雪が解けていました。
除雪は必要だと思いますが、家のすべての外周部が、雪で覆われるわけではないので、吸排気はできていると判断しています。

また、室内吸気口から入り込む空気の量も、以前と変化していません。
除雪が不要だとは言えませんが、頻繁に除雪を行なう必要はないと考えています。

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。