高断熱・高気密｜Q値,C値,K値,気密試験,次世代省エネ基準

高断熱・高気密

高断熱とは、外部と内部の熱を通りにくくした状態で、高気密とは、内部の空気が外部に、また外部の空気が室内に流動しないようにした状態のことです。
高断熱・高気密の住宅は、冷暖房の際のエネルギー消費を抑えることができ、且つ、館内全体を一定の室温に保つことができ、高齢者等のヒートショックを防ぐ効果もあります。

最近では、住宅の断熱性能や気密性能を数値化して、快適性の目安としています。Ｑ値(熱損失係数)とＫ値(熱貫流率)が断熱性能を、Ｃ値(隙間相当面積)が気密性能を表します。各値とも数値の低いほうが断熱性能に優れており、国土交通省・経済産業省告示の「次世代省エネルギー基準」にて、各地域ごとに数値が定められています。これらの数値を比較することで住宅の断熱・気密性能を判断することができます。

家は外気の影響を受けて常に熱を出し入れしています。特に冬と夏は、その影響が顕著に表れます。冬は断熱性の低い普通の住宅の場合、暖められた家の中の空気が屋根、窓、外壁および建具などから外に出ていきやすくなっています。これでは、いくら室内を暖めてもなかなか快適な温度になりません。逆に夏は、高温の外気や直射日光が室内に入り込んできます。断熱性・気密性に加えて日射を遮蔽することも考えなくては、快適な住み心地を望むことは難しくなります。それだけエネルギーのロスも大きくなると、冷暖房の効率も悪くなります。この熱の出入りを抑えるのに効果的なのが高断熱・高気密です。

Q値・K値・C値

■Q値：熱損失係数: Q値(熱損失係数)とは建物全体の断熱性能を表す値で、室内温度と外気温の差が1℃のときの、屋根、天井、外壁、開口部、床等外気に面する部分からの熱の損失と換気等による熱損失全てを合計したものを、延べ床面積で割った値です。
各部位の熱損失量は各部位のK値・熱貫流率(材料によって違います)及びその面積から計算します。

総熱損失量の計算は、自然換気回数なども考慮に入れた複雑な計算式になりますので、ここでは省略させてもらいますが、 Q値のもつ意味はなんとなく判っていただけたと思います。

■K値：熱貫流率: Q値の計算でも出てきましたが、K値(熱貫流率)とは、各部位の熱の伝えやすさを表した数値で、小さいほど断熱性能が高いということになります。
熱貫流率は、各部位の材料ごとに決められた熱の伝えやすさを表す値、熱伝導率から割り出します。(似たような名前ですねぇ)

室内と外気の温度さが１℃の時に各部位１㎡当たりで１時間に流れる熱量を表します。
この熱貫流率の逆数を、熱貫流抵抗と呼びます。

■C値：隙間相当面積: 隙間相当面積は、建物の気密度を表す数値で、床面積1㎡あたりの隙間(c㎡)の広さの値です。この数値が低いほど気密度が高いということになります。
次世代省エネ規準では、Ⅲ地域以南では5c㎡/㎡以下、Ⅱ地域以北では2c㎡/㎡以下と規定されていましたが、国際会議の席上でこの規準を発表したところ失笑をかったため、現在は撤廃されています。
現時点での高気密の常識的な値は1.5c㎡/㎡以下といったところで、1c㎡/㎡以下であれば、優秀と評価されるのではないでしょうか。
C値は、気密測定により、調べることができます。高断熱・高気密の住宅を建設する場合は、必ず断熱工事完了時に気密測定をされてください。

開口部の断熱性と気密性

窓やドアなどの開口部は、住宅全体の省エネルギー性能に大きく関わる要因です。夏は日射も含めた全流入（出）熱のうちの７割が開口部から室内に入り、冬は５割近くが開口部から逃げて行くといわれています。開口部の断熱性・気密性を高めることは、省エネ住宅をつくる上での最も大きなポイントです。現在では、開口部の断熱性・気密性を高めるアイテムは非常に充実しており、機能の面でも大きく進化しています。そして等級付けやラベリングなどの情報提供も行われています。

■ガラスの種類

単板ガラス
1枚の板ガラスのことで、フロート板ガラス・型板ガラス・網入板ガラス・線入板ガラスなどの種類があります。複層ガラスと比べると、断熱性で劣ります。
複層ガラス（ペアガラス）
複層ガラス（ペアガラス）は2枚以上のガラスを組み込んだもので、中には乾燥した空気が密閉されています。空気は熱伝導率が低い特性があるので、単板ガラスと比較して高い省エネ効果があります。空気層の断熱効果により室内側のガラスが冷えにくいので、結露が生じにくいというメリットも生まれます。また乾燥空気の代わりに熱伝導率の低いアルゴンガスを充填したものや、真空にしたものもあります。
Low-E複層ガラス
「E」はEmissivity（放射）の頭文字でLow-Eとは"低放射"という意味です。一般的な単板ガラスが放射率0.85程度なのに対し、Low-Eガラスは放射率が0.1以下。放射率が低いため、赤外線を反射して熱を通さず断熱性が高い「高断熱複層ガラス」です。さらに熱線や紫外線をカットし、遮熱性能も兼ね備えた「遮熱高断熱複層ガラス」もよく使われるようになってきました。これらは住宅の立地環境（気候）や窓の方角などによって使い分けるといいでしょう。

■サッシュの種類

アルミサッシ
アルミサッシは耐久性に優れた、現在最も普及している窓枠です。断熱性のよい複層ガラスをセットできるタイプのものや、熱を伝えやすいアルミの欠点を補うためにアルミの間に断熱樹脂を挟み込んで熱の伝導を抑えたタイプもあります。
樹脂サッシ
主に塩化ビニール樹脂を材料としている樹脂サッシは、アルミと比べて熱伝導率が約1,000分の1と低く、熱を伝えにくいため、寒冷地に最適です。Low-E複層ガラスと組み合わせれば、さらに高い断熱効果が期待できます。また最近では、カラーバリエーションも豊富になってきています。
木製サッシ
樹脂サッシよりさらに熱伝導率が低いのが木製サッシです。樹脂サッシよりもさらに熱伝導率が低い木製サッシは、木ならではのやさしい落ち着いた質感や肌合いを活かしたサッシです。最近では「ぬくもり」「やすらぎ」などを志向する設計デザインにおいて採用されるケースが増えています。
複合サッシ（アルミ/樹脂複合サッシ、アルミ/木複合サッシ）
近年では、断熱性の高い樹脂製や木製のサッシと、強度に優れるアルミサッシのそれぞれのメリットを活かした複合サッシが登場し、その普及率が高まっています。
外側は耐久性を活かしてアルミ製、室内側は断熱性や意匠性を重視した木製・樹脂製という構造になっており、ガラスは複層ガラスを入れるようになっているものが一般的です。室内側と室外側とで異なる色を選ぶことができるという、インテリア性が高い点も人気を呼んでいるようです。

■窓・ガラス・サッシュの省エネ等級表示

2007年、経済産業省は「省エネ建材等級表示に関するガイドライン」を策定・公表し、窓やガラス、サッシを製造、加工、もしくは輸入する事業者に対し、このガイドラインを受けて制作された「省エネ等級シール」の貼り付けを呼びかけました。窓やガラス、サッシを選ぶときはこのシールを目印として窓等の断熱性能を知ることができます。

**【窓・ガラス・サッシュの等級表示シール】**
等級	窓	ガラス	ガラス (ｴｺｶﾞﾗｽﾏｰｸ有)	サッシュ
等級４
等級３
等級２
等級１	無し	無し	無し	無し

※ 省エネ法第86条に基づき、省エネ建材等級は4区分とされました。断熱性能の等級は「★マーク」の数で表示され、★の数が多いほど断熱性能が高いことを示します。（等級４が最高位です。等級１ではシールは表示されません。）

■断熱ドア: 開口部の断熱性を考えるうえで、もうひとつ知っておきたいのが玄関ドアや玄関引戸の断熱性・気密性です。玄関というと、安心・安全のための防犯性ばかり気になりがちですが、快適さと省エネのための性能も確保できれば理想的ですね。断熱・気密性能を重視したドア・引戸にもさまざまな製品があります。

屋根・天井・外壁・床・基礎等全体的な断熱性・気密性

住宅の省エネ性能と快適性を高めるうえで、重要な役割を担うのが断熱材です。住宅が断熱材に包まれた構造になっていれば外気温の影響は和らぎ、室内の温度を一定に保ちやすくなります。断熱材そのものが建物をあたためたり冷やしたりする訳ではありませんので、冷暖房に全く頼らなくなるということではありませんが、より少ないエネルギー消費で住まいの快適性を維持できるようになるのです。

住宅は構造的に外壁の面積（表面積）が大きいほど熱が失われやすくなることから、表面積が最小限となる球体や立方体に近い形が断熱性能が高くなります。実際にはさまざまな外観・形状になり、表面積が増える場合が多いので、それだけ断熱材が大きな力を発揮することになります。より断熱性の高い家にするためには、家全体の構造をふまえて包み込むように屋根、天井、壁、床から断熱材を使うことが重要です。

太陽の日差しを直接受ける屋根と、その内側にある天井の断熱性は住み心地を大きく左右します。建物上部からの熱の出入りを抑える断熱の種類には、主に「天井断熱」と「屋根断熱」の2つがあります。それぞれの特徴を簡単にご紹介します。

■天井断熱と屋根断熱

天井断熱
天井断熱は天井張りの上に断熱材を敷くだけですから、施工が比較的簡単でコストの面でも優れています。小屋裏（屋根と天井の間にできる空間）は、風通しを良くするために小屋裏換気を行いますが、夏の炎天下では小屋裏の温度が50℃を超えることもめずらしくありません。熱気が溜まると断熱効果は落ちるので注意が必要です。
屋根断熱
屋根断熱は、屋根の勾配に沿って断熱材を張るため施工に手間がかかりコストも割高になります。しかしその分メリットもあります。まず小屋裏のスペースを住空間として利用できるため、天井の高い解放感のある居室にしたり、ロフトを設けるなどができます。また天井断熱と比べて熱を溜めこみにくいので、温暖地で2階建て住宅の2階部分が寝室になる場合などは屋根断熱がおすすめです。

■外壁の断熱

さまざまな気象条件の影響を直接受ける壁に断熱材を施工するのは、必須の条件となってきています。高温多湿の日本にあっては、断熱は壁体への透湿を防ぐ防湿とセットで考えることが合理的です。断熱材を入れる工法には大きく分けて、壁の外側に施工するもの、壁の中に施工するもの、壁の内側に施工するものの3つがあります。それぞれの工法の特徴、費用、効果をよく検討して用いることが重要です。

外断熱
断熱材を壁の外側に張り詰め、断熱性・気密性を高めるのに非常に効果的な工法で、木造在来工法の場合は外張り断熱とも呼ばれています。
断熱材として使用する材料は発泡プラスチック系のウレタンフォーム、フェノールフォーム等です。壁の内部結露がしにくく、乾燥状態を保てることもメリットです。通常、気密試験の対象となる工法で、最も効果が高く、又費用も最も高く床面積１坪あたり5～10万程かかります。
充填断熱(壁体内断熱)
従来の木造在来工法や軽量鉄骨工法、2×4工法などで、最も多く用いられている断熱方法で、壁の中(柱と柱の間)に断熱材を充填する工法です。
断熱材として使用する材料は、無機繊維系素材の、グラスウールやロックウールが主流で、最近では、天然繊維系素材のウールや綿などが使用されることも多くなってきました。効果は使用する材料により多少の違いはありますが断熱性能、気密性能ともに、外断熱よりはかなり劣ると思われます。しかし、関東以南の温暖な地域であれば充分な断熱方法です。費用は最も安く、これからも断熱の主流であることは間違いないでしょう。この施工法では、断熱材自体で気密性を上げることが困難ですので、防湿シートなどの施工で注意をして壁体内の結露防止をしっかりしなければなりません。
内断熱
主に、RC造(鉄筋コンクリート造)で従来より行われていた工法で、他の工法ではほとんど見ることはありません。コンクリートの壁の内側にもう一枚壁を造りその中に断熱材を充填する工法で、RCの場合壁の中に充填することができないので、この工法がとられます。 RCは熱伝導率が以外と高く、内部結露などをするおそれがありますので、注意をして施工する必要があります。使用される材料は充填断熱とほぼ同じです。最近では、RCでも、外断熱にするケースが増えてきているようです。

■床断熱: 1階の床下の全面に断熱材を施工して外気の影響を受けにくくする方法で、日本では現在最もポピュラーな断熱方法です。床下は風通しをよくするために床下換気口が設置されます。施工によって性能に差が出やすく、時間がたつと床材と断熱材の間にすき間ができて断熱性能が落ちたり、結露が発生することもあるので注意が必要です。使用される断熱材は、スチレンフォームや発泡スチロール、ウレタンフォームなどです。施工は根太の間に挟む施工と、根太の下から貼り付ける施工があります。

■基礎断熱

床下に断熱材を設置するのではなく、建物のコンクリート基礎そのものに断熱材を施す方法です。換気口を設けずに密閉するため、「外気の影響を受けにくい」「湿気を取り込まない」といった特徴があります。また、夏は外気より地熱が低いため涼しく、冬は外気より地熱が高いためあたたかくなります。基礎断熱を施工する場合、床断熱は必要ありません。

地中に埋めた断熱材は一般的にシロアリの被害を受けやすいといわれており、建設する地域のシロアリの生息状況や被害状況等の実状に応じて、施工位置を慎重に検討する必要があります。一般に、北海道をはじめ寒冷地等でシロアリの生息が見受けられないような地域では、断熱材を外側に施工することは熱橋（ヒートブリッジ）による熱損失を防ぎ、断熱性能の点で優れているといえます。しかし、外側に断熱材を施工すると、断熱材自体や断熱材と基礎コンクリート部分の間に生じやすいすき間が蟻道（シロアリが通る道）となりやすいため、シロアリの生息が想定される地域では、防蟻の観点から、一般に内側に施工することが望ましいとされています。

換気システム

2003年7月以降に建築された住宅は、建築基準法によりすべての居室に機械換気設備が義務化されました。高断熱・高気密住宅で健康的に暮らしていくために大切なのは、断熱性と気密性をしっかり確保したうえで、住まい全体で適切な換気ができること。理想的なのは24時間365日連続して機械換気ができる「24時間換気システム」です。換気方法の一分類としての「機械換気」では、給排気の両方か、いずれか一方に換気ファンが必要とされますが、その仕組みによって大きく3つに分けられます。

また、各室別々に換気するセパレートタイプと１ヵ所のファンでダクトを通して換気する、セントラルタイプがありますが、高断熱・高気密住宅で使用する場合には、セントラルタイプの方がよいかと思います。

■第一種換気

給気、排気ともに換気ファンで強制的に行います。給排気量の確実な確保に適しています。第一種換気システムの多くは、室内の空気を外に出す時に熱の一部を回収する熱交換をしており、その方式としては「全熱交換型」と「顕熱交換型」があります。

全熱交換型
全熱交換型は、外気を室内の温度と湿度に近づけて取り入れる換気方法です。たとえば、梅雨のある蒸し暑い日、外気の湿度は90%で室内は60%と仮定した場合、外気の湿度を90%から75%程度にまで落として、室内に取り入れます。湿度が低く抑えられることでも涼しく感じられ、高温多湿地帯に適しているといえるでしょう。
顕熱交換型
顕熱交換型は、外気を室内の温度に近づけて取り入れる換気方法です。たとえば、外気より多湿になりやすい傾向がある冬の室内に、湿度の低い外気をそのまま取り入れ、室内の水分を外に放出します。冬の寒さが厳しい寒冷地帯などに適しているといえるでしょう。

■第二種換気: 給気は換気ファンで強制的に行い、排気は排気口から自然に排出されます。クリーンルームなどで用いられることが多い換気方法です。

■第三種換気: 排気は換気ファンで強制的に行い、給気を換気口から自然に取り入れます。排気ファンは、トイレやキッチンなどの臭気や熱気が発生する場所に、給気口は居室や寝室などキレイな空気が必要な場所に設けると効果的です。