屋根断熱材

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屋根は、建物全体の構造の中で熱損失の観点から見ると最も弱い部分です。熱が上向きに流れるため、地下室や壁などに比べてより多くの熱が失われます。断熱処理がされていない屋根を通じて失われる熱は、低層住宅においては全体の熱損失の30%にも達することがあります。

したがって、どんな建物でも省エネで耐久性のある運用を実現するためには、屋根の断熱処理を確実かつ専門的に行う必要があります。

これらの指標に影響を与える最も重要な要因の一つは、特定の断熱材が維持できる温度および湿度条件です。屋根の断熱には、現行の建築基準や規則に従って建物内の熱を最も効果的に保持できる材料や方法が使用されます。断熱材には、一定程度の蒸気透過性(蒸気が通過し、屋根が呼吸できるようにする)と低い水分透過性(水が通過しないようにする)が必要です。

屋根断熱用の断熱材の種類

屋根の断熱には、熱伝導率、蒸気透過性、防湿性、機械的性質、耐火性、耐久性、設置の容易さ、そしてもちろんコストなどが異なる特定の断熱材が使用されます。

断熱材の主な特徴はその平均密度であり、単位はkg/m³です。すべての断熱材は非常に軽いもの、軽いもの、中程度のもの、重いものに分類されます。高密度の断熱材が必ずしもより優れた断熱性能を提供するわけではありませんが、より大きな機械的負荷に耐えることができ、一方で建物の支持構造への負担も増加します。断熱材の密度は20kg/m³から200kg/m³の範囲です。

主な断熱材の種類

  • ミネラルウールや玄武岩ウール:岩石繊維から作られ、様々なサイズの板やロール状に加工されています。目的に応じて1層または複数層に敷設することができます。吸湿性が非常に低く、音響断熱性能も良く、燃焼しません。製造過程では、ミネラルウールは必ず毒性および放射線検査を受けなければなりません。
  • ガラスウールやグラスファイバー:高い音響吸収性能と軽量さを持ち、コストも比較的低く、他の断熱材と同等の熱性能を発揮します。
  • ポリスチレンフォームおよび押出しポリスチレンフォーム(PENOPLEX):どちらも加工が容易で軽量であり、熱伝導率が非常に低く、ほとんど湿気を吸収しません。熱性能においてはPENOPLEXの方が空気の透過性がほぼないのに対し、ポリスチレンフォームは空気の透過性が良いです。どちらも可燃性ですが、防火層を施したり防炎処理を行うことでこの問題を解決できます。
  • ポリエチレンフォーム(ペノフォーム):発泡ポリエチレンから作られた複合断熱材で、片面または両面にアルミ箔がコーティングされています。熱伝導率と吸湿性が低く、厚さも薄いのが特徴です。

斜め屋根や屋根裏部屋の断熱

屋根の断熱には主に2つの方法が用いられます。1層式と2層式です。設置時には、断熱層全体が均一な密度を持っている必要があります。

軽斜め屋根では、大気や温度の影響にのみ耐えるように設計された低密度の断熱材(25~50kg/m³)が使用されます。

屋根裏部屋では、ガラスウールやミネラルウール板などの軽量な断熱材(最大30kg/m³)が主に使われます。これらは構造物に大きな負荷をかけません。空気漏れや熱損失を防ぐために、断熱面には防水・風防のシーリング剤が塗布され、その下には蒸気バリア層が設置されます。

平屋根の断熱新築では、平屋根には通常2層式の方法が用いられます。下層が主な断熱機能を果たし、上層が断熱構造全体に荷重を分散させます。古い屋根の修理や改修時には1層式の方法が使用されます。

平屋根では、水や雪といった負荷に耐えられる高密度の断熱材を使用する必要があります。波形鋼板で作られた平屋根には、最大220kg/m³の密度を持つミネラルウールや玄武岩ウール、ポリスチレン板などが使われます。鉄筋コンクリート製の平屋根では、その重さや積もる雪の荷重を考慮して、PPSJ-200板などより高密度の断熱材が使用されます。

断熱屋根パネル(サンドイッチパネル)

枠組み構造で作られた屋根には、最大70kg/m³の密度を持つ軽量な断熱材が使用されます。

枠組みのないパネルでは、風や一時的な機械的負荷に耐える必要があるため、50~100kg/m³の高密度な断熱材が使用されます。

スプレー泡断熱

これは最も近代的な断熱方法の一つです。スプレー泡を任意の形状の表面に塗布するだけで、ポリウレタンフォームが内部からすべての構造要素に広がり、隙間や接合部を埋め尽くします。縫い目もなく、追加の固定作業も不要です。この素材は腐敗や微生物による損傷に強く、使用寿命も30年以上あります。

適切に設置された断熱材は、家庭での暖房費用を大幅に削減することができます。