Air断マガジン

温暖なエリアでも、マイナスの冷気が室内に入り込む！
放射冷却をご存知でしょうか？

晴れた日の日没後は、屋根、壁材が著しく温度を下げます。
これが、放射冷却現象！
日本では、平均20℃下がるとも言われます。
つまり、日没前10度だった屋根材が、日没後数時間で−10℃まで下がることになります。
この−10℃に下がった屋根材に接触した空気が、壁伝いに降下。
壁を冷やしながら、24時間換気吸気口から室内へと入り込みます。
この、キンキンに冷えた空気が、室内に入り込んで、床一面に広がり、強烈な底冷えを形成。
どんなに高性能な断熱材でも、直接入り込む冷気の影響を防ぐことは不可能！
これが、外気よりも温度が下がる、底冷えの正体だと言われています。

そこで登場したのがAir断。
Air断は、壁に吸気口が一切ありません。
だから、極寒北海道でも底冷えが起きない！
メカニズムが分かれば、正しい家造りが見えてくる！
是非近くのモデルハウスで体感してみてください。

「ドアが開けにくいほど、気密性が高いという事ですか?」
と、ご質問がありました。

玄関ドアが開きにくいのは、気密性が高いワケではなく、吸気が足りていない状態です。
想定の換気が出来ず、壁体内結露リスクが高まり、木部腐食にも繋がる危険な状態と言われます。
もちろん、吸気口を開ければ、解消されると思いますが、今度は冬の寒さが室内を襲います。
吸気口から入り込む外気は、冬の外気よりも冷たいと言われています。

特に雲のない冬季の夜間は、放射冷却が進行。
屋根材や外壁材が一気に温度を下げます。
日本では、最大20℃下がる事もあるそうです。
つまり、外気が5℃の時でも、屋根や外壁表面は、-15℃にまで下がってしまう。
この冷たい外壁に接触した、冷気が、24時間換気の吸気口から室内へと入り込みます。

室内に入り込んだ冷気は、一気に床面に沈殿。強烈な底冷えを発生させます。

たまりかねて、吸気口を閉じると、「ドアが開けにくく」なり、知らず知らずのうちに、
家庭臭がきつくなり、壁体内結露を誘発して、家の耐震性を下げる事にも繋がります。

更に、吸気口を閉じたからと言って、強烈な底冷えから逃れられるワケでもありません。
直接入り込まなくても、壁伝いに冷たさは伝わります。
どんなに高性能な断熱材を使っても、確実に熱は伝わり、底冷えとなって室内の床面を冷却します。
この強烈な底冷えを抑え込むには、現状では、Air断しかありません。
Air断は、壁の吸気口から空気を取り入れていません。
床下、家内部通気壁を通って、1階天井部分から空気を取り入れる事で、放射冷却の影響を回避。
更に、壁に接触して入り込む冷気を、各所の換気扇が真っ先に吸出し、底冷えの原因となる冷気を、通気層へ排出。
極寒北海道でも、エアコンだけで、家中を暖めます。リビングだけではありません、
キッチンも、お風呂も、脱衣所も、トイレも、2階の部屋も、そしてクローゼットまで、まさに家中を暖めます。


気密性は高める必要があります。
しかし同時に、室内換気も重要。

「ドアが開きにくい!」
場合は、吸気が十分ではない事をご理解ください。
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。

こちらが、高気密住宅4ヶ月間の空気清浄機フィルター。
一面ホコリがぎっしり。
対して、こちらはAir断愛知モデルハウス、4ヶ月使用した空気清浄機フィルター。
本当に動かしていたのか？疑問が出るほど！
しかし、昔の家は、このフィルター同様、きれいだったそうです。理由が隙間風。大量の隙間風が、ホコリを外に排出していたのが原因。
その代わり、めちゃくちゃ寒い・・・
現在は、高気密にすることで暖かさを手に入れましたが、代わりに大量のホコリが室内を汚染。
小さなお子様が、このホコリを吸い込むことで、様々な疾患につながる可能性が高まると思います。
そこで登場したのがAir断！

Air断は、高気密でありながら、圧倒的排気能力で、ホコリを排出。
クリーンな環境を作りながら、暖かさも維持。
是非、近くのモデルハウスで、空気感を体感してください！

「熱伝導率の低い断熱材の方が、断熱性能が高いんですよね!御社の見解は違ってると思いますが・・・」

ご質問を受けました!
熱伝導率の問合せなので、熱伝導率を使ってご説明します。

熱伝導率とは、厚さ1mの板の両端に1℃の温度差がある時、その板の1�uを通して、1秒間に流れる熱量!と定義されています。
単位はw/mk　数字が小さいほど、伝わる熱量が小さくなる!つまり、熱が伝わる「時間が増加する」!となります。

ここで重要な事は、熱が消えているわけではありません。
熱はエネルギーの移動形態であり、消える事はありません。

熱がユックリ伝わる!か、早く伝わるか!!
これが、熱伝導率が低いか高いか!の定義だと言われます。
決して伝わる熱が消えるわけでは無い事をご理解ください。

まず、熱伝導率0.02w/mkの断熱材と、熱伝導率0.04w/mkの断熱材を比較します。ここからはw/mkを省略してお話します。
熱伝導率の差は、0.02w/mkです。

つまり、断熱材両端に1℃差がある時、1秒間で熱伝導率0.02wの差が生じる事になります。
仮に外気温度が10℃から0℃に下がった場合、-10℃×熱伝導率0.02となり=-0.2wの差が生じます。
これは1秒間の差です。つまり、熱伝導率が低い、0.02w/mkの断熱材の方が、1秒間に-0.2w得をする!と考えられます。冷たい熱が、1秒間に―0.2wずつ伝わりにくくなってると考えてください。
仮に8時間かけて10℃から0℃に下がった場合、-0.2w×8時間=-5760wとなります。実際には8時間中、-0.2wずつ伝わりにくくなる事はありませんが、分かりやすくするために8時間で計算します。
つまり、8時間で-5760w得をする!と考えられます。
しかし、これは、熱伝導率の定義で考えると、1�uの計算です。
35坪の家の場合、400�uほどの外皮面積を有します。
この外皮面積全てに断熱材が施工されるので、掛け合わせる必要があります。
つまり、-5760w×400�uとなり、=-2,304,000wの差が生じる事になります。
結果、10℃から0℃に下がった場合、0.04w/mkの断熱材と、0.02w/mkの断熱材とでは、8時間で‐2,304,000wの差が生じる事になります。
結果、0.04w/mkの断熱材より、0.02w/mkの断熱材の方が、-2,304,000w得をする事になります。
これを無理やり電力に変換すると、‐2,304,000w=-2304㎾
1Kw30円で計算すると、10℃下がる事で、-69,120円得をする計算になります。

しかし、外気温度は下がりっぱなしではありません。
必ず上昇します。
つまり、0℃から10℃の上昇した場合の計算も必要です。
計算は、先ほどの―10℃を、+10℃にするだけです。
+10℃×0.02=0.2w
つまり、暖かい熱が、1秒間に、0.2wずつ、伝わりにくくなっているわけです。

8時間かけて0℃から10℃に上昇した場合の、0.2w×8時間=5760w
5760wに×外皮面積400�uをかけた=2,304,000wが、逆に、損をする計算になります。

10℃下がった時に、2,304,000w得をして、10℃上がった時に、2,404,000w損をする。つまり、行ってこい。


熱伝導率0.02w/mkの断熱材は、熱をユックリ伝えます。
冬、外気温度が下がっても、その温度をユックリ伝えます。
しかし、日中温度が上昇する時も、上昇する熱をユックリ伝えてしまいます。
寒くなるのもユックリですが、暑くなるのもユックリ・・・

熱伝導率0.04w/mkの断熱材は、熱を素早く伝えます。
冬、外気温度が下がると、その温度を素早く伝えてしまいます。
しかし、日中温度が上昇すると、上昇した温度を素早く伝えます。
すぐに寒くなりますが、すぐに温かくなる。

もう少し別の伝え方をします。

熱伝導率は、熱が伝わるスピードととらえると分かりやすいと思います。
1℃差が、1秒間で0.04w/mkと定義される断熱材は、
1℃差を0.04w/mkで割って出て来た25秒が、1℃差を伝える速度と言われます。
10℃差の場合、250秒、4分少々・・・と計算出来ます。

1℃差が、1秒間で0.02w/mkと定義される断熱材は、
1℃差を0.02w/mkで割って出て来た50秒が、伝える速度。
10℃差の場合、500秒、8分少々・・・
つまり、熱伝導率0.04w/mkの断熱材と、熱伝導率0.02w/mkの断熱材とでは、温度の伝わり方に4分ほど差が生じている!
これは、単なる計算結果ではなく、弊社の実験値とも酷似しています。

つまり、外気温度が10℃から0℃に変化した場合、4分後に0℃を感じる断熱材と、8分後に0℃を感じる断熱材。

しかし、0℃から10℃に上昇した場合、4分後に10℃を感じる断熱材と、8分後に10℃を感じる断熱材。

どちらも行ってこい


結局、トータルエネルギーで考えるとどちらも同じ!
安価な断熱材を使用すれば良い!となります。


事実、断熱等級4から5にアップさせた、Air断愛知モデルも、冷暖房費、体感、室内温度、全く変わりませんでした。
足場、諸々の費用を含めると、300万円弱の費用をかけたにもかかわらず、その効果を感じ取る事が出来ない!
もちろん、上記の計算からも推測出来ていましたが、実物でやってみないとわからない!!と判断して、断熱等級5へのアップグレード施工を行なった経緯があります。

住人曰く
「5�pの断熱材を家外周部全てに貼り付けたワケですから、間違いなく効果があると思いました。見てると爽快でしたから。工法も特殊だったと聞いてます。
特殊接着剤で断熱材を接着!仕上げはジョリパット!
あんな接着剤で、飛ばないのか?と心配しましたが、2回の台風直撃でも全く問題有りませんでした。
300万円と言ってますけど、ジョリパット含めると450万円かかってます。

更に天井はグラスウール300�oを追加。出来上がった時は、冬、暖房不要なのでは?と思ってたぐらいでした。
そんな想いもむなしく、去年より2週間ほど早い、10月4日に暖房を入れた事を、今でも鮮明に覚えています。5�pの断熱材は何だったの??と思いながら、暖房入れました。・・・よくなった事と言えば、サイディングから塗り壁に変わって、おしゃれ感が増した事ぐらいでした、暑さ寒さは、全く変わらず」

これが、住人の感想です。

弊社の見解が正しいとは言えません。
しかし、弊社実験データ、実物データ解析、そして、上記計算から考えると、熱伝導率の低い断熱材を使用したからと言って、断熱性能が高まるとは言えないと判断しています。

こちらは、弊社断熱実験棟の各断熱材内部温度推移です。
こちらが、2024年1月7日外気温度。
こちらが、熱伝導率が最も低いと言われるキューワンボード。
外気温度とほとんど同じ温度推移。
スタイロフォームの温度推移がこちら。
ロックウールの温度推移がこちら。
セルロースファイバーの温度推移がこちら。
フェノールフォームの温度推移がこちら。
グラスウールの温度推移がこちら。
外気温度が上昇すると、各断熱材内部温度も、ほぼ同時に上昇!
外気温度が下降すると、各断熱材内部温度も、ほぼ同時に下降

計測は30分単位。
つまり、30分の計測では、外気温度とのずれを計測出来ないほど、ほぼ同時に温度が伝わっていると考えられます。上記計算で示した「4分のズレ」はあながち間違えていないと判断しています。

結果、どんなに熱伝導率が低い断熱材でも、トータルで伝わる熱量は変化しない!と判断しています。

だからこそ、断熱材ではない方法で断熱する方法を模索するべき!

この吉田の思いが、対流断熱Air断に繋がりました。

また、解説内の計算は、あくまでも、弊社独自の計算です。
必ずしも正しいとは限りません。
皆様に伝わりやすく説明している部分がある事をご理解いただけたら幸いです。

こちらは、この夏最も温度が上昇した日の、各断熱材内部温度。
断熱材の設置場所はどれも同じ。
断熱材の大きさも同じ。
中央に温度センサーを配置して、24時間温度変化を記録しています。
最高温度は45℃から52℃の断熱材までバラバラ。
そして、熱伝導率順でもありません。
最も温度が上昇したのはスタイロフォームの52.5℃、熱伝導率は0.03
熱伝導率0.04のセルロースファイバーの最高温度は46.2℃
熱伝導率が低いスタイロフォームのほうが、温度が上昇しています。
これは、熱伝導率が、熱が伝わる“目安、理論値”であることを意味していると思います。
人は、0.03グラムと、0.04グラムの違いを感じ取る事は出来ません。
0.3グラムと0.4グラムの差も感じ取る事は出来ません。
100倍になる3グラムと4グラムの差を感じ取ることも、難しいと言われます。
もちろん熱伝導率0.03と0.04の違いも、感じる事は不可能。
つまり、熱伝導率はあくまでも、目安。重要な数字は、実測値の“最高温度”だと判断しています。
熱伝導理が低くても52.5℃に達するスタイロフォーム
熱伝導率が高くても46.2℃までしか上昇しないセルロースファイバー。
そして、熱伝導率が0.07、断熱材の中で、最も高いジェル断は、37.1℃までしか上昇しません。
他の断熱材とは、異次元のグラフ推移を見せるジェル断。

しかし、平均値はこちら!
どれも、全く変わらない・・・。
つまり、断熱材内部に伝わるエネルギー量は、全て同じ!と言う事。
それなら、どの断熱材を使っても同じ!と言う事になります。
実際、熱量で考えるとそうなります。
しかし平均値は同じでも、最高温度が高ければ高いほど冷房料金が高くなる事がわかってきました。
最高温度52℃に達する断熱材の場合、適温28℃にするには24℃下げる必要があります。
対して最高温度37℃のジェル断の場合、9℃下げれば適温になります。
最大24℃下げる断熱材と、最大9℃下げればいい断熱材。

エアコンは、1℃上がるごとに、2割、消費電力が増すそうです。
これが、エアコン消費電力の差に繋がります。

わかりやすく例えると、同じ距離でも、アップダウンが激しいコースと、平坦なコース。
消費カロリーが多いのはアップダウンが激しいコースですよね。
先程の最高温度52℃をコースに例えると、それは、登山に匹敵するアップダウン。
人なら、平坦なコースの3倍以上カロリーを消費するそうです。
これが、エアコン消費電力を増加させるポイント!

次に冬季の場合。
一般的な断熱材は、外気が−20℃に下がると、約1時間で同じ−20℃まで下がります。
しかしジェル断は、37時間経たなければ、マイナス温度になりません。
理由は、ジェル断が氷に変化しているから！氷に変化する37時間は、マイナスの温度が伝わらない!
これをグラフにすると、こうなります。
他の断熱材よりも、圧倒的に冷気が伝わりにくい・・・
この時の平均温度がこちら!
外気がマイナスまで下がるエリアでは、平均温度が違ってくるのがジェル断のポイント。
それはジェル断だけが持つ、形態を変化させる特徴によるもの。
他の断熱材は、温度の変化で形態が変わることはありません。
しかしジェル断は、マイナスになった時にだけ、水から氷へ形態を変化させます。
この時、マイナスの温度を大量に吸収するのがジェル断!
ジェル断で包まれた家の場合、この間はマイナスの温度が伝わらない!事になります。
これが断熱性能を高め、エコな暖房につながると考えています。

現在全方位ジェル断で囲まれた家は、Air断九州モデルハウスだけ。
来春には、冬季、断熱コストを解析しお伝えする予定です。

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断報告会並びに第12回工務店グランプリを、YouTube　ライブ配信にて開催いたします！
本年も、YouTubeライブ配信にて入賞ビルダー様を発表させて頂くこととなりました。
尚、昨年同様、順位制ではなく基準点を設けたグループ制での表彰となります。
他にもAir断の最新情報などお届けする予定です。
詳細は下記をご参照頂き、ぜひともご覧頂けますようお願い申し上げます。

日時　　：　2023年12月7日（木）14：00〜
方法　　：　YouTube　ライブ配信
　　　　　 【URL】https://youtube.com/live/eucPzSOgZIE?feature=share
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