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断熱材の種類と特徴

2019.9.19

断熱材の種類と特徴

「木造住宅における断熱とは」で、「材料の素材の性質」と「施工品質」が断熱性能に影響すると、断熱の重要性について書きました。
では、その性能を確保するために用いる断熱材の種類と特徴はどの様なものでしょうか。
断熱性能はあらゆる素材(材質)、建築資材(製品)で関わってくるものですが、ここでは「断熱材」として販売されている建築資材についてお話ししていきます。
発売されている断熱材は、熱を伝えないことこそが唯一の役割で、その性能は数値で確認できます。一つは素材ごとに見る「熱伝導率(λ)」、もう一つは製品ごとに見る「熱貫流率(U)」です。しかし、優れた熱伝導率の素材が製品としての断熱性能になるとは限りませんし、優れた熱貫流率の製品が建物の断熱性能になるとは限りません。なぜなら、その製品の厚みや性質(吸水性、耐火性など)、そして何より施工性が重要だからです。
ここでは断熱材を選定する際の初歩知識として、その種類と特徴について述べます。

 

 

1.断熱材とは

室内の温熱環境に大きな影響を及ぼす建物の断熱性能を左右する重要な部材が断熱材です。

木造住宅の場合、断熱材を最上階の天井裏や外壁内部、床下に設置することが一般的ですが、最近では、より高い断熱性能を求め、屋根の裏側や柱や梁などの構造体の屋外側、コンクリート製の基礎の内、外のいずれかにも設置する建築会社も増えています。

断熱材は以下に示す通り、形状と性質によって大きく分類されます。

 

 

2.断熱材の種類

断熱材は内部に空気を固定することで熱を伝えにくくしています。

内部の空気が動くと、対流による熱移動で熱が伝わり断熱材の役割を果たしませんし、もちろん、空気が抜けることも断熱材の性能低下につながります。

 

断熱材の素材は、空気を固定する方法ごとに分類でき、「繊維系」と「発泡プラスチック系」に分けられます。

繊維系は、「細かい繊維の間に空気を閉じ込めた」もので、発泡プラスチック系は「独立した気泡の中に空気を閉じ込めた」ものです。これらは素材の特徴ごとに、さらに細かく以下の様に分類できます。

 

2.繊維系断熱材の特徴

鉱物を人工的に加工する「無機繊維系」と新聞古紙や羊毛などの「天然繊維系」に分けられます。

天然繊維系の内、セルロースファイバーと呼ばれるものの多くはバラ状の製品です。

アイジースタイルハウスの充填断熱は、このセルロースファイバーを標準仕様としています。採用理由は、断熱性能を発揮しやすい優れた施工性ですが、建物や住まい手に役立つその他の機能も備えているためで、ご興味がおありでしたら、コチラからご覧ください。

 

 

その他には、フェルト状、ボード状の製品があります。

繊維系断熱材の場合、多くの現場ではフェルト状の製品が使われています。

 

2.1.無機繊維系

2.1.1.グラスウール

ガラスを溶かし細い繊維にして薬品で線状に加工した断熱材。

 

2.1.2.ロックウール

鉱物を溶かし繊維状にして薬品で綿状に加工した断熱材。

 

2.1.3.グラスウール、ロックウールのメリット

・比較的安価
・軽量
・防音性
・不燃で有毒ガスを出さない
・施工が容易

2.1.4.グラスウール、ロックウールのデメリット

・繊維が肌に触れるとチクチクした刺激を感じる場合がある。
・国内の発散基準以下ですが、ホルムアルデヒドなど複数の有害物質を含みます。

 

2.2.天然繊維系

2.2.1.セルロースファイバー

新聞古紙を細断したリサイクル断熱材。

 

2.2.2.ウールブレス

羊毛を利用した断熱材。

 

2.2.3.セルロースファイバー、ウールブレスのメリット

・調湿性
・防音性
・防虫性
・小さな隙間にも充填可能
・自己消化性があり有毒ガスを出さない
・ホルムアルデヒドなどの有害化学物質を含まない
・製造エネルギーが小さく済み、環境に負荷を掛けない
・天然繊維系のデメリット
・比較的高価
・専門業者による施工が必要

 

 

3.発泡プラスチック系

様々な種類のプラスチックを発泡させ、気泡の中にガスを閉じ込めた断熱材です。

硬質ウレタンフォームは現場吹付けが多く、それ以外はボード状の製品のみ。

 

3.1.ビーズ法ポリスチレンフォーム(EPS)(一般的な発泡スチロール)

ポリスチレン樹脂と原料ビーズを金型に充填して加熱発泡させたもの。

アイジースタイルハウスの外壁を構成する材料の一部に、外張断熱材としてこのEPSを採用しています。これにより、充填断熱材のセルロースファイバーとの相乗効果で、より高い断熱性能を実現しています。

 

3.2.押出法ポリスチレンフォーム(XPS)

EPSと同じ素材を使い、金型での発泡ではなく押出し機で成形したもの。

 

3.3.EPS、XPSのメリット

・水や湿気に強い
・軽量
・加工性に優れる
・ホルムアルデヒドは含んでいない
・ノンフロン

 

3.4.EPS、XPSのデメリット

・小さな隙間、複雑な形状の施工には不適(ボード状製品のみ)
・可燃性

 

3.5.硬質ウレタンフォーム

・ポリスチレンフォームとは違う種類の樹脂と発泡剤を使用して製造します。
・EPS、XPSよりも優れた熱伝導率が特徴です。
・建築現場では、ボード状の成形品よりも吹付けが多用されています。
・フロン使用製品がありますが、住宅用吹付けウレタンについては、業界団体のウレタンフォーム工業会が2019年3月を目標にノンフロン化を宣言しています。

 

3.6.硬質ウレタンフォームのメリット

・水や湿気に強い
・軽量
・ボード状製品は施工性に優れています
・現場吹付けタイプはわずかな隙間にも充填できます
・ホルムアルデヒドは含んでいません

 

3.7.硬質ウレタンフォームのデメリット

・可燃性
・ボード状製品はカッターでの切削は不向き
・現場吹付けタイプは専門業者による施工が必要

 

3.8.フェノールフォーム

・フェノール樹脂を発泡硬化した断熱材。
・フェノール樹脂はフェノールとホルムアルデヒドに触媒を使って作られます。

 

3.9.フェノールフォームのメリット

・加工性に優れています
・耐火性
・難燃性で有毒ガスをほとんど出しません

 

3.10.フェノールフォームのデメリット

・比較的高価
・小さな隙間、複雑な形状の施工には適しません

 

 

4.最後に

断熱材の種類ごとの特徴を述べてきましたが、断熱性能を示す数値は除きました。

住宅建築の断熱工事の検討においては建物全体としてみた断熱性能が重要です。

素材自体の熱伝導率や製品の熱貫流率などを理解する事は大切ですが、建物全体の断熱性能ではありません。

熱伝導率や熱貫流率の数値が優れていても、現場で施工不良を起こしていては本来の断熱性能が発揮されず、真夏や真冬に不快な室内環境で過ごす建物が本当に多いのです。

断熱材の性能が発揮される為には、材料に合った工法を選ぶことと正しく施工できる技術力を持った建築会社に頼むことが必要です。

この記事と合わせて「充填断熱工法の種類と特徴」「外張断熱工法の種類と特徴」もご覧頂いたら、後は実際の建物で確かめて見ることを強くお勧めします。

温度ムラの無い空間や空気の柔らかさなど、数値では分からなかった事がきっとあなたの体感として理解できるはずです。

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