【長野県】セルロースファイバーで非破壊断熱

【やさしく解説!断熱材の選び方】断熱性能・熱伝導率とは?(実験動画あり)

【やさしく解説!断熱材の選び方】断熱性能・熱伝導率とは?

新築やリフォームの際に、断熱について調べると「UA値(ユーエー値)」「Q値(キュー値)」「C値(シー値)」など、専門用語が並び難しくて分からなかったり、数値の違いによる実際の断熱効果というのは分かりづらいですよね。

今回は、断熱材を選ぶ時のポイントである「断熱性能」と「熱伝導率」についてやさしく解説していきます。

 

断熱性能と熱伝導率をやさしく解説

断熱性能とは?

断熱性能が高い住まいは、冬暖かく夏涼しい

断熱性能は、建物の中の温度を一定に保ち、外気温の影響を受けにくくする性能のことです。断熱性能が低いと冬は家の中が寒く、夏は家の中が暑くなり、快適に過ごすことが出来ません。断熱性能が高く快適な室温で過ごすためには、断熱材が重要な役割を果たします。

断熱性能を表す専門用語

断熱性能を表す専門用語をいくつか紹介します。

 

熱伝導率(λ:ラムダ)

熱伝導率(ラムダ)は、物質の熱の伝わりやすさを表す値

熱伝導率はλ(ラムダ)とも呼ばれ、物質の熱の伝わりやすさを表す値です。
値が小さいほど断熱性能が高く、単位はW/mKです。

熱抵抗値(R値)

熱抵抗値(アール値)は、物質の熱の伝わりにくさを表す値

熱抵抗値はR値(アールチ)とも呼ばれ、物質の熱の伝わりにくさを表す値です。
値が大きいほど断熱性能が高く、単位はm²K/Wです。

 

外皮平均熱貫流率(UA値)

外皮平均熱貫流率(ユーエー値)は、外気に接する壁や窓などから室外へどのくらい熱が逃げるかを表す値

外皮平均熱貫流率はUA値(ユーエーチ)とも呼ばれ、外気に接する壁や窓などから室外へ熱がどのくらい逃げるかを表す値です。
値が小さいほど断熱性能が高く、単位はW/m²Kです。

 

熱損失係数(Q値)

熱損失係数(Q値)は、住宅全体の熱がどのくらい逃げるかを表す値

熱損失係数はQ値(キューチ)とも呼ばれ、住宅全体の熱がどのくらい逃げるかを表す値です。
値が小さいほど断熱性能が高く、単位はW/m²Kです。2013年の省エネ基準改正で、Q値ではなくUA値が用いられるようになりました。

 

【番外】気密性能を表す専門用語

相当隙間面積(C値)

相当隙間面積(シー値)は、建物の気密性を表す値

相当隙間面積はC値(シーチ)とも呼ばれ、建物の気密性を表す値です。
値が小さいほど気密性が高く、単位はcm²/m²です。

 

熱伝導率とは?

熱伝導率(ラムダ)は、物質の熱の伝わりやすさを表す値

熱伝導率は、材料が熱をどれだけ伝えやすいかを示す指標です。値が小さいほど熱を伝えにくく、断熱性能が高いことを意味します。
断熱材にはそれぞれ熱伝導率が表記されています。
例)
・セルロースファイバー:0.040W/mK
・グラスウール:0.043W/mK
・ポリエチレンフォーム:0.042W/mK
・押出法ポリスチレンフォーム:0.040W/mK

 

熱伝導率の具体的なイメージ

熱伝導率の低いダウンジャケットは熱を逃がしにくく、熱伝導率の高い金属スプーンは熱を伝えやすい

熱伝導率が低い:「 ダウンジャケット」を思い浮かべてください。空気をたくさん含む素材は、熱を逃がしにくいものです。
熱伝導率が高い: 「金属のスプーン」を熱い飲み物に入れるとすぐ熱くなるように、熱を簡単に伝えます。

 

【実験】熱伝導率の違いを温度差で確認

断熱材を選ぶときは熱伝導率が低いものを選ぶのが良い、ということはわかりましたね。しかし、断熱材にはたくさんの種類があります。そして、それぞれに素材の熱伝導率も異なります。
一般的に熱伝導率の高い断熱材は、金額も高くなる傾向があります。断熱性能とコストのバランスを考えて断熱材を決めたいところですが、数値だけでは温度変化はいまいちわかりません。
そこで、オリジナルの実験装置を用いて、熱伝導率の違いによる温度差を比較してみました!

セルロースファイバーとグラスウールの熱伝導率

今回実験したのは、弊社で取り扱っている新聞などの古紙から作られた「セルロースファイバー」と、一般的な住宅でよく使われている「グラスウール」という断熱材です。

それぞれの熱伝導率は以下のようになります。

セルロースファイバー 0.040W/mK
グラスウール(10K) 0.043W/mK

グラスウールは、繊維の密度が異なる商品が展開されています。
10K・16K・24K・32Kなどとありますが、今回は10Kのグラスウールで実験。セルロースファイバーとの熱伝導率の差は、0.003W/mKです。数字としてはその差は少なく感じますが、これが温度差にどのように影響するのでしょうか。

セルロースファイバーとグラスウールの熱伝導率実験装置

こちらはオリジナルの実験装置です。
左に「セルロースファイバー」。右に「グラスウール」を同じ厚みで準備。
熱源である電球のスイッチを入れると、断熱材の上と下で温度を計測することができます。

夏に外気温が30℃以上だと屋根の温度は80℃、天井裏の温度は60℃を超えます。
電球を太陽に見立てて、屋根や天井裏の温度(断熱材上の温度計)と室内の温度(断熱材下の温度計)の違いと考えてみましょう。
上と下の温度差が大きいほど、夏の暑さの影響を受けにくいことになります。

それでは、実験開始!

セルロースファイバーとグラスウールの熱伝導率実験。10分後の様子 セルロースファイバーとグラスウールの熱伝導率実験。20分後の様子
10分後の温度差 20分後の温度差
セルロースファイバー
43.6度
グラスウール
39.1度
セルロースファイバー
43.5度
グラスウール
35.1度

 

セルロースファイバーとグラスウールの熱伝導率実験。30分後の様子 セルロースファイバーとグラスウールの熱伝導率実験。40分後の様子
30分後の温度差 40分後の温度差
セルロースファイバー
42.8度
グラスウール
31.7度
セルロースファイバー
41.6度
グラスウール
30.0度

 

セルロースファイバーの熱伝導率実験。1時間後の温度差 グラスウールの熱伝導率実験。1時間後の温度差
1時間後の温度差
セルロースファイバー
39.6度
グラスウール
31.1度

 

今回の実験の結果、熱伝導率「0.003W/mK」の違いで、1時間で8.5度の温度差が確認できました。
ほんの少しに感じる熱伝導率の差が、室温に大きな影響を与えそうです。

断熱性能と熱伝導率の知識を持つことで、住まいの快適さと省エネ効果を高めることができます。素材を賢く選んで、心地よい生活空間を手に入れましょう。

▼動画もご覧ください。

 

今回は、熱伝導率について解説しましたが、断熱材を選ぶポイントはこの他にもあります。
例えば、当社で扱っているセルロースファイバーは高い断熱性能だけでなく、調湿・耐火・吸音・撥水・防カビ・防虫といった優れた特徴を持っています。

断熱材についての質問や、お家の断熱調査(無料)など、気になることはテオリアランバーテックにご相談ください。

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