すまいのエコナビ　ホームズ君レポート　壁体内結露判定

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れんかけいれい
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1 住宅性能診断士ホームズ君省エネ診断エキスパートすまいのエコナビホームズ君レポート壁体内結露判定壁の中の結露はどこまで予測できる? 2018/9/5 1

2 飽和水蒸気量露点温度とは空気は温度によって含むことができる水蒸気の量 ( 飽和水蒸気量 ) が異なり暖かい空気ほど多くの水蒸気を含むことができます飽和水蒸気量水蒸気をたくさん含んだ空気が冷やされ飽和水蒸気量が小さくなるとこれを超えた余分な水蒸気が液体に変わりますこの温度を露点温度と言います露点温度相対湿度とはこの飽和水蒸気量に対する実際に含んでいる水蒸気量 ( 絶対湿度 ) の割合のことをいいます 2

3 住宅における結露とは結露は美観耐久性木部の腐朽といった直接的な被害以外にさらにはダニカビによる健康被害が考えられますただしわずかな結露が即座に深刻な被害につながるとは限らないので許容範囲内にあるかを検討することが重要ですまた住まい方での改善も有効といえます結露の種類冬型結露夏型結露放湿型結露冬期外気温が低い時期に発生する室内の水蒸気が低温の部位に結露するものを言う夏期外の湿気をたくさん含んだ高い温度の空気が冷たい部位に結露するものを言う夜間に吸湿低温化した木材や合板から太陽があたることで放出される水蒸気が冷たい部位に結露するものを言う 3

さまざまな結露トラブル 2 壁内部の結露 ( 断熱材の室内側 ) 4 小屋裏の結露 1 窓回りの結露 2 収納のカビ 2 野地板周辺からの水垂れ建築関連図書で結露に関する特集が相次いだ (2017~2018) 5 壁内部の結露 ( 断熱材の外気側 ) 3 浴室洗面室の結露 1 壁通気層からの水垂れ 1 床下の結露現象対策冬型結露表面結露 1 窓回りの結露 2 収納のカビ 3 浴室

4 さまざまな結露トラブル 2 壁内部の結露 ( 断熱材の室内側 ) 4 小屋裏の結露 1 窓回りの結露 2 収納のカビ 2 野地板周辺からの水垂れ建築関連図書で結露に関する特集が相次いだ (2017~2018) 5 壁内部の結露 ( 断熱材の外気側 ) 3 浴室洗面室の結露 1 壁通気層からの水垂れ 1 床下の結露現象対策冬型結露表面結露 1 窓回りの結露 2 収納のカビ 3 浴室洗面室の結露 4 小屋裏の結露断熱性能の向上発生水蒸気量の抑制換気通風による室内低湿化内部結露 5 壁内部の結露 ( 外気側 ) 外気側は水蒸気を通しやすく室内側は通しにくくする夏型結露表面結露 1 床下の結露断熱性能の向上床下への湿気流入の抑制除湿内部結露 2 壁内部の結露 ( 室内側 ) 室温を極端に低くしない壁面にエアコンの吹だしを当てない放湿型結露 1 野地板周辺の水垂れ 2 壁通気層からの水垂れ野地板裏面の断熱材等の非吸湿化サイディング裏面の非吸湿化 4

水蒸気の侵入および排出について考慮し当該部分に多量の水蒸気が滞留しないよう適切な措置を講じること住宅性能表示制度温熱等断熱等級 4 結露の発生防止に関する基準 1 防湿層の設置グラスウールロックウールセルロースファイバー等の繊維系断熱材

5 結露対策に関する基準等下記のように省エネ基準では防露については注意喚起程度の記述となっているが計算による結露チェックを行い結露の発生リスクの程度を確認しておくことは有用と思われる省エネ基準住宅に係る判断の基準 1-5 結露性能の確保 (1) 表面結露の防止断熱構造化すべき部位において表面結露の発生のおそれのある著しく断熱構造を欠く部分 ( 開口部を除く ) を設けないこと (2) 内部結露の防止断熱材の内部または断熱材よりも屋外側で外気に開放されていない部分においては内部結露の発生を防止するため水蒸気の侵入および排出について考慮し当該部分に多量の水蒸気が滞留しないよう適切な措置を講じること住宅性能表示制度温熱等断熱等級 4 結露の発生防止に関する基準 1 防湿層の設置グラスウールロックウールセルロースファイバー等の繊維系断熱材プラスチック系断熱材その他これらに類する透湿抵抗の小さい断熱材を使用する場合は防湿層 ( 断熱層の室内側に設けられ防湿性が高い材料で構成される層で断熱層への漏気や水蒸気の侵入を防止するもの ) を設けること ( 但し書きあり ) 2 通気層の設置屋根または外壁を断熱構造とする場合は断熱層の外気側に通気層を設置するなどの換気上有効な措置を講じること ( 但し書きあり ) 5

6 結露判定方法 1 仕様による判定は断熱層内側の防湿層と外側の通気層の設置必要性を判定するものです対象になっている材しか判定できません 4 非定常計算は結露判定のみならず湿度影響を考慮した省エネ効果やカビ繁殖程度なども予測できますが非常に難解です 2 透湿抵抗比による計算は断熱層の外側と内側の透湿抵抗の合計の比率の大小で結露リスクを簡易判定します 3 定常計算は断面を構成する材の境界面の水蒸気圧を求め内部結露の発生リスクを判定しますホームズ君では3 定常計算による結露判定を行えます計算ルート概要摘要範囲難易度 1 仕様による判定 2 透湿抵抗比による簡易判定 3 定常結露計算を行う簡易判定防湿層通気層の設置の必要性を仕様から判断する壁体を構成する各層の透湿抵抗から算出する壁体を構成する各層の熱湿気伝導率に基づき計算する壁体構成の仕様が対象にある場合のみ断熱層が単相の場合はどのような壁体構成でも OK ( 断熱層が複層の場合は適用できない ) 簡易簡易精度どのような壁体構成でも OK 複雑 AA A A 4 非定常計算による判定壁体の熱容量湿気容量を考慮し熱湿気 ( 水蒸気 ) 水の移動を計算するどのような壁体構成でも OK ( 調湿建材も考慮できる ) 定常計算とは室内空気の温湿度外気の温湿度は一定であり壁内部の状態が均衡している定常状態と考える計算方法です複雑 AAA 6

( 熱抵抗の比率に応じて下降する ) 2 飽和水蒸気圧の勾配 ( 温度に伴って下降する ) 3 水蒸気圧の勾配 ( 透湿抵抗の比率に応じて下降する ) 熱抵抗の大きい断熱材の中で温度および飽和水蒸気圧が大きく下がる結露が発生するエリア熱の移動水蒸気の移動

7 壁体内結露判定壁の材料の熱伝導率にしたがい冬季の場合高温 ( 室内 ) 側から低温 ( 外気 ) 側に熱が移動する壁内部の温度の推移 ( 温度の勾配グラフ )1 が決まる温度グラフから壁内部の飽和水蒸気圧の勾配グラフ 2 が決まる熱と同様に湿気 ( 水蒸気 ) も壁の材料の透湿率にしたがい高湿 ( 室内 ) 側から低湿 ( 外気 ) 側に移動する壁内部の水蒸気圧の勾配グラフ 3 が決まる壁内部の各点において水蒸気圧 3 と飽和水蒸気圧 2 を比較し水蒸気圧 3> 飽和水蒸気圧 2 のとき水蒸気が飽和して結露が発生する 1 温度勾配 ( 熱抵抗の比率に応じて下降する ) 2 飽和水蒸気圧の勾配 ( 温度に伴って下降する ) 3 水蒸気圧の勾配 ( 透湿抵抗の比率に応じて下降する ) 熱抵抗の大きい断熱材の中で温度および飽和水蒸気圧が大きく下がる結露が発生するエリア熱の移動水蒸気の移動外気側に防湿シートがあると湿気の排出が妨げれてしまう (NG) 透湿抵抗の大きい防湿シートで水蒸気圧が大きく下がる温度が大きく下がる断熱材より手前 ( 室内側 ) に防湿シートを設置することが冬型結露の防止に有効です断熱材より外気側には透湿抵抗の小さい透湿防水シートを設定します 7

8 主な断熱材シートの性質断熱材シート透湿抵抗 x10^-3 [ m2 s Pa/ng] 材料名厚さ熱伝導率 λ 熱抵抗 R 透湿率透湿抵抗 [mm] [W/(m K)] [ m2 K/W] [ng/(m s Pa)] [ m2 s Pa/ng] GW16K HGW16K HGW24K XPS 3 種 ba XPS 3 種 ba XPS 3 種 ba せっこうボード合板サイディング天然木材セメントモルタル防湿シート透湿防水シート調湿シート ( 夏 ) 調湿シート ( 冬 ) 断熱材シート 8

9 様々な工法を結露チェックしてみる工法やシート判定条件 ( 外気温室温 ) を変えてホームズ君の結露チェック機能を用い結露リスクの頻度と程度について検討を行った Case 工法比較内容まとめ 1 充填断熱室内側気密層防湿シート有 VSなし 2 充填断熱外気温 VS 0.9 ( 地域 1) ( 地域 5) 3 充填断熱室温 20 VS22 4 充填断熱付加断熱断熱材 GW16K VS HGW24K+XPS80mm 5,6 充填断熱室内側気密層防湿シートVS 調湿シート室内側に防湿層を設けないと室内側水蒸気が断熱層に侵入し外気側防湿層の手前で結露する外気温が低くなると外気側の層の表面温度が低くなり飽和水蒸気圧が低くなるため相対的に結露リスクが高くなる室温の 2 程度の変化による結露リスクは変化なし断熱性能も防湿性能も高い断熱材の場合結露リスクを低減できる透湿抵抗が可変型の調湿シートでは夏は透湿冬は防湿性を確保でき夏型結露リスクを低減できる 9

Case1 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 防湿シート有 vs 無地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 10 透湿防水シート防湿シート透湿防水シート 4.36% 6.60% Total: 0.

10 Case1 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 防湿シート有 vs 無地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 10 透湿防水シート防湿シート透湿防水シート 4.36% 6.60% Total: Total: % 88.41% 37.61% 0.63% 56.93% 3.10% 1.59% 防湿シートありの場合 : 温度降下前に湿度を下げており結露リスクを低減する防湿シートなしの場合 : 断熱層に湿気が侵入し表面温度が低い合板で結露の危険性がある 10

Case2 外気温 -11.6 ( 地域 1) vs 0.9 ( 地域 5) 地域 1( 室内 :20,50% 外気 :-11.6,70%) 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 11 透湿防水シート防湿シート透湿防水シート防湿シート -11.6 0.9 4.36% 6.60% Total: 0.16392 0.

11 Case2 外気温 ( 地域 1) vs 0.9 ( 地域 5) 地域 1( 室内 :20,50% 外気 :-11.6,70%) 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 11 透湿防水シート防湿シート透湿防水シート防湿シート % 6.60% Total: % 88.41% 4.36% 6.60% Total: % 88.41% いずれの場合も飽和水蒸気圧 > 水蒸気圧ではあるが外気温が-11.6 と低い場合は外気側の層の表面温度がより低くなり飽和水蒸気圧が小さくかつ水蒸気圧との差異が少なくなるため相対的には外気温が低いほうが結露リスクが高まることがわかる 11

Case3 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 室温 20 vs 22 地域 5( 室内 :22,50% 外気 :0.9,70%) 12 透湿防水シート防湿シート 20 透湿防水シート防湿シート 22 4.36% 6.

12 Case3 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 室温 20 vs 22 地域 5( 室内 :22,50% 外気 :0.9,70%) 12 透湿防水シート防湿シート 20 透湿防水シート防湿シート % 6.60% Total: % 88.41% 4.36% 6.60% Total: % 88.41% 室温の設定温度の 2 の差では飽和水蒸気圧も水蒸気圧も変化は少なく結露リスクも同程度と言える 12

Case4 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) GW16K vs HGW16K+XPS80mm 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 防湿 + HGW16K+XPS80mm(U: 0.17) + サイディング 13 透湿防水シート防湿シート透湿防水シート防湿シート 4.36% 6.60% Total: 0.16392 0.36% 88.41% 3.

13 Case4 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) GW16K vs HGW16K+XPS80mm 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 防湿 + HGW16K+XPS80mm(U: 0.17) + サイディング 13 透湿防水シート防湿シート透湿防水シート防湿シート 4.36% 6.60% Total: % 88.41% 3.84% 0.06% % Total: % % 77.85% 0.16% 6 サイディング 15mm 3HGW16K 105mm 5XPS 3 種 ba 80mm XPSの透湿抵抗は断熱材としては比較的大きい熱抵抗も大きく透湿抵抗も大きい場合つまり熱も水蒸気も通しにくいので結露リスクを高めにくいことがわかる断熱層において熱抵抗のみ大きいと飽和水蒸気圧と水蒸気圧のグラフが交わりやすくなるすなわち結露リスクが高くなりやすくなる 13

14 Case5 地域 5( 夏 )( 室内 :25,40% 外気 :35,70%) 夏防湿シート vs 調湿シート地域 5( 夏 )( 室内 :25,40% 外気 :35,70%) 調湿 + GW16K(U: 0.40) + サイディング 14 透湿防水シート防湿シート透湿防水シート調湿シート 4.36% 6.60% Total: Total: % 88.41% 35.73% 0.60% 54.08% 2.94% % 1.51% 夏断熱層の湿気 ( 水蒸気圧 ) が高まる場合防湿層 ( 室内側 ) で透湿抵抗が低いと結露リスクが小さくなる調湿シートとは : 周囲の絶対湿度 ( 水蒸気の量 ) が低下すると透湿抵抗が増加するシート ( ベースは透湿シート ) 絶対湿度が高い夏においては透湿抵抗が低く透湿シートとして機能するため壁体内の湿気を室内に逃がす絶対湿度が低い冬においては透湿抵抗 14 が高くなるため室内の湿気を壁体内に逃がさない

Case6 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 冬防湿シート vs 調湿シート地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 調湿 + GW16K(U: 0.40) + サイディング 15 透湿防水シート防湿シート透湿防水シート調湿シート 4.36% 6.60% Total: 0.16392 0.36% 88.41% 4.23% 6.

15 Case6 地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 冬防湿シート vs 調湿シート地域 5( 室内 :20,50% 外気 :0.9,70%) 調湿 + GW16K(U: 0.40) + サイディング 15 透湿防水シート防湿シート透湿防水シート調湿シート 4.36% 6.60% Total: % 88.41% 4.23% 6.40% Total: % 88.76% 冬室内の湿気 ( 水蒸気圧 ) が高まる場合防湿層 ( 室内側 ) で透湿抵抗が高いと結露リスクが小さくなる調湿シートとは : 周囲の絶対湿度 ( 水蒸気の量 ) が低下すると透湿抵抗が増加するシート ( ベースは透湿シート ) 絶対湿度が高い夏においては透湿抵抗が低く透湿シートとして機能するため壁体内の湿気を室内に逃がす絶対湿度が低い冬においては透湿抵抗 15 が高くなるため室内の湿気を壁体内に逃がさない

16 結露発生の頻度と害の大きさをある程度予測できる壁結露の対策の原則は室内側に防湿層外気側に通気層をつくり外気に対して透湿抵抗を小さくするただし内外の気温差で結露のリスクの大小が変わってくるので地域の外気温を考慮してチェックするのがよい暖房室温の設定の 2,3 程度の違いでは結露リスクは変わらないが室内湿度によっては大きくかわってくる住まい方 ( 加湿器の使い過ぎや換気装置の停止 ) などの注意が必要となる付加断熱等では断熱層の温度勾配が大きくなるので境界部の仕様 ( 透湿させるのかさせないのか ) が目的どおりとなっていることがより重要となる可変型調湿シートは年間を通して気密を確保しつつ冬は防湿性夏は透湿性を発揮する室内の湿度変動を抑制するので結露対策に有効といえる 16

結露防止の原則 ( 住まい方 ) 住まい方によって室内湿度を適切に保てば結露の抑制が可能となる

室内では洗濯物をできるだけ干さない室内の水槽や植物を少なめにする浴室の戸を開け放しにしない

小窓や換気口で換気する換気扇で換気する浴室や仕様しない部屋も換気する壁床に接して家具などを置かない

17 結露防止の原則 ( 住まい方 ) 住まい方によって室内湿度を適切に保てば結露の抑制が可能となる住まい手にも理解を促すことも重要と思われる結露防止ハンドブック (IBEC 発行 ) 室内では洗濯物をできるだけ干さない室内の水槽や植物を少なめにする浴室の戸を開け放しにしない暖房器にやかんなどをのせない加湿器の仕様は最小限にとどめるできるだけ密閉型の暖房器を使用する窓を開けて換気する小窓や換気口で換気する換気扇で換気する浴室や仕様しない部屋も換気する壁床に接して家具などを置かない押入れの中でも壁床に接して物を置かない床下換気口の近くに物を置かない室温は適温 ( 冬 20 ~23 夏 25 ~28 ) 家の中で低温の場所を作らないホームズ君レポートガラス結露判定もご覧ください 17

結露の発生を防止する対策に関する試験ガイドライン

結露の発生を防止する対策に関する試験ガイドライン計算の結果による温熱環境 ( 結露の発生を防止する対策 ) に関する試験ガイドライン一般社団法人住宅性能評価表示協会 ( 平成 21 年 11 月 2 日制定平成 27 年 2 月 27 日修正 ) このガイドラインは 5-1 断熱等性能等級の (3) ハの結露の発生を防止する対策に関する基準において計算の結果をもとに結露の発生を防止する特別の構造方法に関する試験の方法を定めるものである

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