断熱材

断熱材とは文字通り、熱を遮断する材料のことです。
ここでは住宅用の断熱材について記します。
現在利用されている断熱材は、密度の低いウール状繊維で熱伝導率の低い空気を簡易に閉じ込める繊維系断熱材や、固体の中に気体の小泡を多量に持つ発泡系断熱材が広く利用されています。
余計なことですが・・、室内の「湿気」をどうして屋外へ排出するのか?も併せて検討して見て下さい・・!
1)断熱材の目的
熱伝導率の非常に小さい「空気」(熱伝導率0.0241w)をいかに効率よく残熱材の中に閉じ込めて、動かないようにするかが大切です。
2)断熱材の種類
@無機繊維系断熱材
☆グラスウール(熱伝導率0.036〜0.05w)

ガラスを繊維状にしたものです、性能の割に安く、燃えにくい、白蟻がつきにくい、などの利点があります。
当初は空気や水を通すため建築構造によっては性能 を低下させる(濡れて壁内で垂れ下がり、カビが発生する)、といったような欠点がありましたが、近年では撥水加工されたものや、繊維の方向を変えたものなど、優れた製品が出まわっているそうです。
☆ロックウール(熱伝導率0.036〜0.051w)

玄武岩などを工場で繊維状に製造したもので石綿と混同されがちでなのですが、ロックウールは石綿に比べて平均繊維系が10倍から100倍で「じん肺の症状はない ・・」と一応区別されています。性能はグラスウールとよく似ています。ロックウールの方が撥水性が強いのですが、湿気を含んだときの乾き易さはどちらも変わりがないようです。
「ロックウール工業会」としても石綿との混同問題に苦労をしているようです。
A発砲プラスチック系断熱材
☆ポリスチレンフォーム(熱伝導率0.028〜0.043w)
「ビーズ法」と「押し出し法」の成型法がある。「ビーズ法」はいわゆる発泡スチロールで金型により多彩な形状に成型が可能。

「押し出し法」はポリスチレン樹脂に炭化水素や代替フロンなどの発泡剤を加えて押出成形され、製品は、板状の形状となる。発泡プラスチック系断熱材の中ではもっともコス トパフォーマンスに優れているため普及率が高いが、柔軟性に欠ける。
☆硬質ウレタンフォーム(熱伝導率0.023〜0.026w)
ウレタンフォーム(慣用的にはポリウレタンフォームのポリを省略して呼びます)は、ポリオールとポリイソシアネートとを主成分として、発泡剤、整泡剤、触媒、着色剤などを混合し樹脂化させながら発泡させたもので、柔らかくて復元性のあるもの

を「軟質ウレタンフォーム」と言います。

押出ポリスチレンより熱伝導率が低く断熱内結露の心配はありません。ただ、燃焼時に猛 毒のシアン系ガスがよく指摘されます。見かけは、小さな泡の集合体で、この小さな硬い泡は、一つ一つが独立した気泡になっていて、この中に熱を伝えにく いガスが封じ込められています。このために、硬質ウレタンフォームは長期に亘って他に類を見ない優れた断熱性能を維持します

 

☆フェノールフォーム(熱伝導率0.022〜0.036w)

フェノールフォームは、フェノール樹脂に種々の変性を行い、発泡硬化させて得られたもので、発泡プラスチックの中でも、熱的・化学的に最も安定した性質を有すると共に優れた断熱性を有します。1940年代初め、欧州において世界ではじめて商業生産され、日本では1960年頃から生産が開始されております。「難燃性」「耐熱性」「断熱性」「極低温特性」「耐薬品性」などの優れた特性を活かし、「工業資材」 「生け花の剣山」(よく見かけます・・)用途の他、近年は、住宅及び建築用断熱材として急速に普及しています。

 

B天然素材系
☆セルロースファイバー(熱伝導率0.040w)
セルロースファイバーとは、天然の木質繊維(セルローズ)のことで、回収された新聞古紙を主原料に防熱・撥水性能を付加した製品とのこと。

なぜ天然繊維が優れているのか。その秘密は自然がつくった小さな空気 の粒にあります。セルロースファイバーはさまざまな太さの繊維が絡み合っています。
この繊維の絡みあいが空気の層をつくることはもちろん、1本1本の繊維 の中にも自然の空気胞が存在しているのです。この空気の存在がよりいっそう熱や音を伝えにくくします。さらに、木質繊維特有の吸放湿性で適度な湿度を保ち ます。

やはり、この業界も「アスベスト」とは無縁だということを強調したいようです・・(右図参照)
セルロースファイバーの特徴としては
1)壁の中に「吹き込み」で装填しますので、新築時には壁の上部まで詰まっているのでしょうが、経年変化で下部にずり落ちてくると聞いたことがます。
動画参照

2)外国の新聞を使う場合が多いそうなので、その際インクの成分が人体に良くないとの話も聞きます。
3)リフォームを計画しても、壁を剥がすと、ファイバーが飛び出るので大変とも聞きました。
4)断熱性能は優れていると皆さんおっしゃいます。
5)ホウ酸を塗布してあるので、燃えにくい、燃えない?とも聞きました。
などがあるようです。
☆羊毛断熱材(熱伝導率0.039w)
私個人としてはあまり聞きなれない断熱材ですが、Wikipediaによると---

「綿やポリエステルのような可燃性の繊維に比べて耐燃性があり、さらに羊毛の熱伝導率が0.05 W/mKと低いことから断熱材として用いられる。羊毛の発火温度は570℃-600℃[1]であることから耐火性能をうたう場合もあるが、羊毛は135℃から分解をし始め[2][3]、容易に炭化する。そのため、一般的な住宅用断熱材であるロックウール(耐熱性能700℃)やグラスウール(耐熱性能400℃)などの無機断熱材と比べると耐熱性能は低く、価格も数倍以上と高価である。」
とのことです。
☆炭化発砲コルク(熱伝導率0.041w)
これも不勉強のためネットの情報です。

「炭化させることで、コルクのもつ高い断熱力をさらに強化させた断熱材です。住宅の屋根・床・壁・天井の断熱材として、また冷凍冷蔵庫・定温倉庫・食品工場の断熱材としても使用されます。熱伝導率が0.041W/mKとグラスウール(16K)並みの高い断熱性を発揮します。
天然の調湿機能により、結露の発生も効果的に抑制。適温を保ち、空調機器の省エネ運転にも大きく貢献します。」