外壁断熱材

建築物理学の観点から見ると、外壁の断熱に最も効果的な方法は、断熱材を構造体の外側に配置することです。この手法は、暖かい空気が水蒸気の形でより多くの水分を含む性質に基づいており、空気が冷却されると結露が発生するという原理に基づいています。

外壁断熱の目的は、いわゆる露点を壁体内部から外壁断熱層に移動させることです。これにより、そこで生成された水分は壁体内に溜まらず、周囲の環境中に放出されるのです。

断熱層内の水分を効果的に除去するために様々な方法が存在します。その中でも最も一般的なのが通気型ファサードです。本稿では、この外壁断熱方法について詳しく説明します。

通気型ファサードの構造

通気型ファサードの基本的な仕組みは以下の通りです。鋼鉄やアルミニウム製のブラケットを、レンガ、軽量コンクリート、またはモノリシック材料で作られた壁体に取り付けます。そのブラケットの間に断熱材を設置し、その厚さは熱工学的計算に基づいて決定されます。

ブラケットには水平・垂直、またはそれらが組み合わさったガイドレールが取り付けられます。このシステムは外装材を固定するための基盤となります。外装材にはセラミックや花崗岩、天然石、複合パネル、金属製のキャッセットなどが使用されます。

このようなファサードの鍵となるのが通気スペースです。つまり、外装材と断熱層の間にある空間であり、その幅は通常3〜6cm程度です。幅がこれより広すぎたり狭すぎたりすると、空気の流速が過度に変化してしまう可能性があります。

通気スペース内の空気流速が過剰に高くなると断熱材から繊維が飛び出すことがあり、逆に流速が不足すると結露水が適切に除去されず、断熱材が乾燥しないことになります。推奨されるスペース幅は、何度もの実験を通じて決定され、計算によってその有効性も確認されています。

通気型ファサードにおける外壁断熱の特徴

通気型ファサードで外壁を断熱する場合、いくつかの特徴があります。まず、すべてのブラケットは主ブラケットと補助ブラケットに分けられます。主ブラケットは通常窓口の下に、補助ブラケットはその上に設置されます。このような配置により、特に窓口付近で発生する大きな火災負荷に対して、ファサード全体の耐火性が向上します。

もう一つの特徴はガイドレールの配置です。その間隔は通常60cmの倍数になっています。ほとんどの場合、水平方向の間隔は60cmに保たれ、垂直方向の間隔は最大180cmになります。ガイドレールの間隔は外装材の種類によって異なり、それが使用される断熱材のサイズにも影響を与えます。

通気型ファサード用の断熱材としては、密度が19kg/m³から100kg/m³のものが使用されます。断熱材に求められる主な要件は、長期間にわたる空気の負荷に耐えられること、および水分に対して不活性であることです。