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省エネ住宅のポイント
Point1: 断熱
随筆『徒然草』で「すまいは夏を旨とすべし」と述べられているように、もともと日本の住宅は高温多湿になる夏の過ごし方を重視し、冬は必要な部屋だけを暖めてすごしていました。しかしこの考え方は、暖冷房装置がない時代のこと。現在は暖冷房が当たり前となり、よりエネルギー効率のよい住宅を建てようと、断熱化が促進されています。
すまいの断熱化は、厳しい寒さをしのぐための方策としてまず寒冷地で広まり、日本では北海道が一足早く世界基準のレベルに達しました。ここ数年、その傾向は日本全国に浸透しつつあります。
なぜ断熱化が必要なのか？
1. 住まい手が快適に暮らすため。
たとえば冬、一歩廊下に出ると吐く息が白くみえる、というようなことがなくなります。
さらには、より少ないエネルギーで暖冷房の効果をあげることができるため、光熱費の節約に。
2. 地球の温暖化防止につながるため。
暖冷房のエネルギー消費が少なくなり、CO2の排出量を抑制します。
断熱化とは
熱は温度の高い部分から低い部分に伝わります（熱伝導）。
この熱の伝わりやすさは、物質によって異なります。たとえば鉄は熱が伝わりやすく、木は熱が伝わりにくい物質です。そしてその伝わりやすさの度合いのことを「熱伝導率（λ値）」といいます。つまり鉄は熱伝導率が高く、木は熱伝導率が低い、ということになります。熱伝導率の高い物質だけで家を建てると、室内外で熱が簡単に伝わってしまいます。冬は部屋の熱が外に逃げ、夏は外の熱が部屋の中に入り込む、というように。
こうした熱の”ムダ”を防ぐため、熱伝導率の低い物質＝断熱性の高い物質をもちいて熱を逃げにくい造りにすることが、すまいの「断熱化」です。
壁、床、窓、玄関、屋根（天井）といった、家の外側と内側との境界にあたる部位に、断熱性の高い建材や建具をつかい、家全体を包みこむように施工します。
断熱材の性能
断熱材は内部に小さな気泡や層を持っています。その気泡や層に、空気など熱伝導率の非常に小さい物質を閉じ込めることで、断熱性能を発揮します。しかし、ただ空気を閉じ込めただけでは対流をおこし、熱が伝わってしまいます。そのため空気の動きを抑える必要があり、抑えるほど断熱材の性能は高くなります。
断熱材の性能には、まずその材料固有の熱伝導率（λ値）が大きく関係します。値が小さいほうが断熱性が高いことになり、同じ材料ならより厚みのあるほうが断熱性は高くなります。断熱部材としての性能を示すためには、「熱抵抗値（R値）」を用います。この値が大きい部材ほど、断熱性能は高くなります。
熱伝導率・熱抵抗値は断熱材によって異なりますが、どの断熱材を使ったとしても、断熱材を使わない状態と比べればそれほど違いはありません。熱伝導率が少々大きい断熱材でも、その分厚めに用いれば性能の差をカバーできます。そして理解しておきたいのは、断熱材の熱伝導率・熱抵抗値だけで住宅の断熱性能が決まるわけではない、ということです。実際の断熱性能は、施工の仕方で大きく変わります。高性能の断熱材を選べば優れた断熱ができる、というわけではありません。断熱材は、部位や採用している工法によって、施工のしやすさに違いがあります。そうしたことも踏まえて、使う断熱材を検討することが大切です。
断熱材の傾向
日本の住宅用断熱材のシェアは、グラスウールが6割前後、発泡プラスチック系が3割前後、ロックウールが1割前後、残り若干がセルローズファイバーなどの自然素材系となっています。以前はグラスウールのシェアが圧倒的でしたが、近年の外断熱ブームの影響もあり、発泡プラスチック系断熱材がシェアを伸ばしています。自然素材系断熱材は、環境・健康へのリスクの少なさや吸放湿・吸着性などから注目されていますが、高コスト、流通網の未整備といった課題があり、本格的な普及には至っていません。また防火規制によって使用が制限されるものも多く、それも普及妨げの一因となっています。
●繊維系断熱材
- ・グラスウール
- 珪砂、石灰石、長石、ソーダ灰などを溶かして繊維状にしたものに、樹脂（バインダー）を吹きつけ、マット状、ボード状などに加工したもの。最近では廃ガラスも再利用されています。断熱性能は高性能グラスウール16Kで熱伝導率0.038W/m・K。発泡プラスチック系断熱材ほど高くないため、厚く施工する必要があります。また水蒸気を通しやすいので、壁体内結露を防止するための防湿層が必要になります。最大のメリットは、価格が安いこと。課題だった施工性も最近はだいぶ改善されています。
- ・ロックウール
- 珪酸、炭化カルシウムを主成分とする鉱物を溶かし、バインダーを加えてボード状、マット状、フェルト状など成形したもの。基本的に性質はグラスウールと同じで、熱伝導率も0.039W/m・Kと高性能グラスウール16Kとほぼ同等です。
●発泡プラスチック系断熱材
- 樹脂を発泡剤で発泡させ、ボード状に成形した断熱材。断熱性能が高く、おもに外張り断熱に使われています。以前は発泡剤に特定フロンを使ったものが多かったのですが、最近は炭化水素発泡や水発泡、代替フロンなど、オゾン層への悪影響が少ない発泡剤への切り替えが進んでいます。ただ、代替フロンは温暖化作用が大きく、課題はあります。
●自然素材系断熱材
- ・セルローズファイバー
- パルプや新聞古紙に接着剤、ホウ酸などを加えて網状にしたもので、吹き込み、吹きつけで施工します。吸放湿性をそなえていて、自然素材系断熱材の中では価格も手ごろ。熱伝導率は0.039W/m・Kと高性能グラスウール16Kとほぼ同等で、使いやすい断熱材です。
- ・羊毛
- 羊毛100％のものと、ポリエステル繊維入りのものがあります。とくにポリエステル入りのタイプは価格が高性能グラスウール16Kの2倍程度。熱伝導率は0.040W/m・Kと高性能グラスウールには劣りますが、吸放湿性が期待できます。
- ・木質繊維ボード
- 木質建材の製造段階ででた廃材や、リサイクルされた木質繊維をボード状に成形したもの。ドイツやスイスでポピュラーな材料です。秋田杉とコーンスターチを原料とした、とある木質繊維ボードの場合、熱伝導率は0.040W/m・K。比重が重く熱容量が大きいため、蓄熱層の役割も果たします。
充填断熱と外張り断熱
充填断熱工法
軸組の間に断熱材を詰めていく工法。使用する断熱材は、グラスウールのほかロックウールや発泡プラスチック系ボード、羊毛など自然素材系のマット・ボードなどがあります。
充填断熱工法では、断熱材が構造材と同じ位置に施工されます。それにより壁体内結露で構造材が腐るおそれがあるため、基本的に防湿層を設ける必要があります。一般的なのは防湿シートを隙間なく張る方法ですが、シートが正しく施工されていないと、その隙間から水蒸気が入り込み、壁体内で結露を起こしてしまいます。
充填断熱で生じやすい隙間をなくす上で効果的なのが、「吹き込み工法」や「吹きつけ工法」です。吹き込み工法は、セルローズファイバーなどの綿状・粒状の断熱材を、外壁と内壁の間などに機械で隙間なく吹き込む工法。一方、吹きつけ工法は接着剤と一緒に断熱材を吹きつけて断熱層をつくる工法です。このほかにも、ウレタンを現場で発泡させることで気密と防湿層を同時に、かつ確実に得る方法などがあります。
外張り断熱工法
施工の簡易さや、メーカー・ネットワークの巧みな広報活動で消費者の認知度が高まり、急速に普及した外張り断熱工法。駆体の外側に断熱層を設ける工法で、構造材にクギや金具で断熱材を張りつけていきます。連続的に施工できるため、一般の充填断熱と比べて断熱材の隙間ができにくいのがメリットです。また構造材の外側に断熱層があるため、結露で構造材が濡れる心配がありません。
一方で、複雑な形の建物では施工が難しくなる上、壁の厚みが加わる狭小地などの場合は、断熱材の留めつけなどを工夫する必要があります。また断熱材自体のコストが高いのも難点です。
主に使われているのは、硬質ウレタンフォームや発泡ポリスチレンフォームなど、発泡プラスチック系で、メーカ―などによってオリジナル工法が開発されています。また、最近ではグラスウールや口ックウールなど、繊維系の断熱材を使った外張り工法も開発されています。
窓の日射遮蔽
次世代省エネ基準で強化されたものに、「窓」の日射遮蔽と断熱があります。従来の省エネ基準（1992年基準）による試算では、夏の昼間の冷房時、建物内に侵入する熱量の71%は、窓から入り込むとされています。そのうちの大半が日射であることから、日射遮蔽、つまり太陽の光をさえぎることがいかに重要であるか理解できます。 次世代省エネ基準では、各地の気候に合わせた窓の日射遮蔽について基準を設け、冷房負荷を減らすことを求めています。といっても、とくに難しいことを要求しているわけではなく、南向きの窓には庇を設けるとか、東向きや西向きの窓にはカーテンやすだれを設置するなどという、昔ながらの生活の知恵を生かそう、ということです。
また、窓を複層ガラスや断熱サッシにすることで断熱性能を大幅に改善することができます。複層ガラスには、光は通しても熱を通さない遮熱タイプなど、様々な機能のものがあります。使用する場所や用途を考えて選ぶとよいでしょう。
Point2: 気密
なぜ気密が必要なのか？
気密性が低いと、せっかく断熱化しても効果が半減してしまうため。
気密化とは
カンタンにいえば「隙間をなくす」ということ。
木造軸組工法の住宅は、床下、壁の内部、小屋裏が空間的につながっています。小屋裏と床下には換気口を通じて空気が自由に出入りするので、壁の内部にもかんたんに空気が入ってきます。この壁内部の空気の流れを「壁体内気流」といいます。壁体内気流を防ぐ上で、気密化はたいへん重要です。断熱だけを強化しても、たとえばグラスウールなどの繊維系断熱材は、気流を通してしまいます。夏場、外の熱い空気が壁体内に流れ込むと、冷房で冷えた空気を暖めることになってしまい、断熱効果が発揮されにくくなるのです。 また、気密化には隙間風を防ぐ効果があります。かつての家には隙間がたくさんあり、そこから隙間風が入ってくるということがよくありましたが、それは熱（エネルギー）の損失。これを防ぐことも、気密化の重要な目的です。
ただし、ひとつ注意することがあります。隙間がなくなるというのは、つまり「換気口」の機能を失うということ。計画的な換気（機械をつかった換気）が必要です。
断熱気密性能
●Q値（熱損失係数）
- 家の中から外へ逃げる熱の割合から断熱性能を示す数値。室内外の温度差が1度Cのとき、床面積1m2あたりで1時間に家全体から逃げ出す熱量をさします。数値が小さいほど断熱性が高い。
- 珪酸、炭化カルシウムを主成分とする鉱物を溶かし、バインダーを加えてボード状、マット状、フェルト状など成形したもの。基本的に性質はグラスウールと同じで、熱伝導率も0.039W/m・Kと高性能グラスウール16Kとほぼ同等です。
●C値（隙間相当面積）
- 床面積1m2あたりの隙間の大きさを示す数値。数値が小さいほど気密性が高い。
●μ値（日射取得係数）
- 日射による室温への影響を示す数値。次世代省エネ基準では、6～9月を対象にした「夏期日射取得係数（V- c）」が採用されていて、数値が小さいほど日射の影響が少なく冷房効率が高いことを表します。
●LCCO2（ライフサイクルCO2）
- 建設から廃棄までの住宅のライフサイクル（LC）でどれだけCO2を排出するかを表し、LCCO2が小さいほど、温暖化に関わる環境負荷が少ないといえます。
省エネ住宅をつくる場合、建設段階（建材の製造過程を含む）でCO2排出は増えますが、人が暮らしはじめて以降の運用を含めたLCCO2を比較すると、きちんと断熱したほうが省エネルギーに寄与することがわかっています。なお、断熱材の種類による違いはあまりありません。ただしフロン系発泡断熱材は例外で、気泡の中に含まれるフロンが漏れると温暖化を助長することになり、断熱による温暖化防止効果は意味を失ってしまいます。
Point3: 計画換気
家の中は、生活する人の呼吸によってCO2の量が増えます。また建材や家具の塗装や接着剤から有害な化学物質が放散されるおそれがありますし、タバコの煙やペットの匂いなども放っておけば不快なものです。
快適に健康にすまうためには、室内の空気の入れ替えが欠かせません。しかし従来の基準では、寒冷地以外の気密性の基準値が定められていなかったため、換気については成り行きまかせ。自分で窓を開けて換気する以外は、屋外の風による圧力差や室内の温度差に頼ることでしか換気は行われませんでした。つまり条件によっては、換気されないこともあったのです。
そこで次世代省エネ基準では、全国的な気密性能の基準が設けられると同時に、換気のための装置を計画的に装備することが義務づけられました。住宅の気密性が高まり、これまでのような隙間が極端に制限されるようになった今、「成り行きまかせの換気」では不十分、というわけです。もちろん窓を開けての換気（自然換気）も有効で、風が気持ちのよい日などは積極的に窓を開け、外の空気をとりこめばよいのですが、よりよい空気環境の中で生活するためにも、機械による計画換気が必要とされます。