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断熱に関する豆知識
「断熱」の仕組みを知ることで、
夏も冬も快適に過ごせるお住まいを
熱の伝わり方には一定の法則があります。
この法則を理解することで、より快適で効率的な温度管理ができるかもしれません。
ここでは熱の伝わり方の仕組みを解説するとともに、
より効率的な「断熱」についての豆知識をまとめました。
熱の伝わり方に関する3要素を知ろう!
断熱に関する3要素を知ろう!
熱の伝わり方に関する3要素 – 「熱伝導・対流・熱放射」
「熱伝導」について
熱が動く仕組みには、温度の関係があります。それは、高い温度から低い温度に熱が移動する原理があります。
冬は、室内の暖かい熱は屋外へ熱移動(熱損失)させ室温低下をもたらします。
夏場は、屋外の暑い熱が室内に向けて熱移動するため室内温度を上昇させます。
「対流(対流熱伝達)」について
暖められた空気(気体)は、体積が増加することで密度が小さく軽くなり空気は上昇します。
逆に冷やすことで体積が小さく密度が増え重くなることで下降します。
水(液体)も同様に熱が移動します。この現象を対流と言います。
お部屋を暖房すると室内上部が暖かく、足元が寒いことがあります。
お風呂のお湯も同様なことがあります。
これらは、暖かい空気(水)から冷たい空気(水)に熱が移動することで空気や水が対流することが原因です。
「熱放射(熱輻射)」について
熱放射は、物体から放射される電磁波(放射線、赤外線)により、空間を移動し離れた物体間で熱が移動する現象です。
ハロゲンヒータやストーブに手をかざすと暖かく感じ、太陽から地球に降り注ぐ熱も放射(輻射)によるものです。
例えば、冬の窓辺で日射を感じると陽だまりのようなあたたかさを感じます。
断熱に関する3要素 -「熱伝導率・熱抵抗値・熱貫流率」
「断熱」とは、熱を伝えにくくし「熱を断つ」という意味があります。
住宅では、「冬は外部の寒さから室温低下を抑え、夏は外部からの室温上昇を抑えることで室内温度を快適な状態にすること」を目的にしています。
「熱伝導率(W/m・K)」について
物質の種類や環境により熱の伝わりやすさは様々です。
一般的に「金属」は熱伝導率が大きく、樹脂や木材は、金属の1/1000程度と言われます。
熱伝導率(W/m・K)は、厚さ1mの両端に1℃の温度差の時にその物質を通じて熱が伝わる量を示しています。
熱伝導率が大きいほど、その物質に熱が伝わりやすく、熱伝導率が小さいほど熱が伝わりにくくなります。
「熱抵抗値(㎡・K/W)」について
断熱性能は、その物質の熱伝導率で判断しがちですが、実はその物質の厚みもあわせて判断します。
そのため、住宅で断熱材を選定する際に重要なのは、その物質の熱伝導率と厚みから求められる「熱抵抗値」です。
熱抵抗値は「R値」とも言われ「その物質の厚さ(m)÷熱伝導率(W/m・K)」で簡単に求められます。
<熱抵抗値:3.38㎡・K/Wにするための各種断熱材の厚み(mm)>
この値こそが熱の通しにくさを表し、値が大きいほど熱抵抗が大きく断熱性能が高いことを意味します。
また、コストが安く熱伝導率が大きい物質でも必要な厚みを確保し熱抵抗値が同じであれば熱伝導率の異なる物質でも断熱性能は同じになります。
「熱貫流率(W/㎡・K)」について
住宅やサッシの断熱性を判断する際に熱貫流率で表現します。
一般的には「U値」と呼ばれ、住宅の場合では、壁の両側の温度差を1℃としたときに1時間当たり1㎡をどれだけ熱が逃げるかを示す値になります。
<壁のU値計算例>
U値は、「1÷その物質の熱抵抗値」で求められます。
壁のU値は、0.346W/㎡・Kになります。その値が小さいほど断熱性が高いと判断します。
近年では、住宅の断熱性能をU値で表現するようになりました。