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Low-eガラスの日射熱取得率から遮熱・断熱タイプを使い分ける。

 皆さん、こんにちは。kokkoです。

 前回の記事、入居1年でリフォームした窓ガラスで、Low-eガラスの断熱性能の高さと、Low-eガラスにも遮熱と断熱の2つのタイプがあるということをお話しました。

 ここで、Low-eガラスの2つのタイプについて、おさらいをしておきましょう。

 Low-eガラスは複層ガラスの内側に特殊金属膜を設けたものですが、この特殊金属膜を室内側・室外側どちらのガラスに設けるかでタイプが分かれます。

 まずは、遮熱タイプ

【遮熱高断熱Low-eガラス】

遮熱Low-eガラス

 Ⅳ地域以南では、Low-eガラスと言えば、一般にこちらのタイプが多く使われています。

 特殊金属膜は室外側ガラスの内面
 色合いも緑がかったものや青みがかったものとなります。

 遮熱性能が高く夏場の日差し(日射)カットに絶大な効果を発揮します。
 紫外線も遮りますが、冬場に取り入れたい日差しをもカットしてしまいます。

 名前に惑わされがちですが、遮熱だけでなく断熱性能にも優れています。
 断熱性能は断熱Low-eガラスと同等かそれ以上です。
 ですから、単に「遮熱Low-eガラス」と呼ぶのではなく、「遮熱高断熱Low-eガラス」と呼ぶこともあります。

 注)断熱性能は、ガラスの熱貫流率で考えています。

 次に、断熱タイプ

【断熱Low-eガラス】

断熱Low-eガラス

 特殊金属膜は室内側ガラスの内面
 色合いは比較的クリアなものが多く、視界も自然に近くなります。
 
 室内からの放射熱の大部分を反射して室内に閉じ込めます。
 太陽熱を取り入れ、室内の熱は逃さないので、冬型・寒冷地向けのガラスです。

 ここで、それぞれのタイプの日射熱取得率を比較して見ましょう。

【参考】日射熱取得率 (=日射侵入率)
 室内に取り込む太陽エネルギーの割合を「日射熱取得率」と呼び、この数値が大きいほど日射熱を取り入れて冬暖かく過ごせるガラスになる。

 データは日本板硝子の商品カタログサイトより 

 日射熱取得率(η値)
  一般のペアガラス 0.79
  断熱Low-eガラス  0.74
  遮熱Low-eガラス  0.39
 
 図で示すとこんな感じです。

日射熱所得率

 断熱Low-eガラスが、ほぼ一般のペアガラスと同等の数値を示しているのに対し、遮熱Low-eガラスでは一般のペアガラスの約半分しかお日様の熱を通さないということになります。

 (この数値は、各メーカー、商品によって様々ですから、カタログ等でご確認ください。)

 断熱タイプは寒冷地向け、遮熱タイプは温暖地向けと一律に考えてしまいがちですが、温暖地といえども、遮熱タイプを採用した場合に冬場の陽だまりの暖かさを感じられないのは残念です。

 そこで、それぞれのタイプの長所を活かした使い分けという発想が出てきます。

 それでは、Ⅳ地域以南でLow-eガラスを採用する場合、東西南北の各方角別にどちらのタイプが適しているか考えてみましょう。

◎南面は「断熱タイプ」 

 夏場に日射を遮るには遮熱タイプが有効ですが、南面では庇を長くすれば日光は入ってきませんし、簾などを掛けることでも日射を遮ることはできます。

 一方、冬場は南面から日射熱を取り込みたいので、断熱タイプが適しているということになります。

◎西・東面は「遮熱タイプ」

 夏場の西日は強烈です。朝日も遮るものがなければ室内の温度上昇の原因となります。

 東・西面は、庇を長くしても日差しを遮ることは困難なので、遮熱タイプが適しています。

◎北面は「遮熱タイプ」

 断熱性能から言えば、遮熱タイプでも断熱タイプでも差はありません。

 熱貫流率で見るとわずかに遮熱タイプの方が優秀なケースが多いと思います。
 ただし、価格面で見ると断熱タイプの方がいくらか安いのが一般的でしょうから、経済性を考慮すれば断熱タイプの選択もあります。

 鹿児島では、6~7月頃の西日は真西を通り過ぎ西北西の方角になってもかなり高い角度から入ってきますので、遮熱タイプがおすすめです。

 北面と言っても、真北に向いているケースというのは稀で、東か西のいずれかに振れているのが一般的でしょう。
 我が家は、わずかに西側に振れていて、北北西という感じなので、遮熱タイプが適しています。

 これが私なりの結論なんですが、ただ、特に性能の高い高気密高断熱住宅で「断熱タイプ」を採用した場合、冬場でもオーバーヒート現象を起こしてしまう可能性がありますので、遮熱タイプを採用せざるを得ないこともあります。
 これは建築士にご確認ください。

 まぁ、次世代省エネ程度の断熱性能ならそんな心配も要らないと思いますが・・・

 Low-eガラスと言っても各メーカー、商品によって、色合いや特徴も様々ですから、使用する地域・方角や入居者のライフスタイルに合ったガラスを選択したいものです。
 また、準防火地域など使用できる建材に指定のある場合もありますので、ご注意ください。

 さて、ここで、裏ワザを一つ紹介しましょう。

 「断熱タイプ」の裏表を逆にすれば、日光は透過しつつ、いくらか遮熱性能を上げるということもできます。

 「遮熱タイプ」も裏表を逆にすれば、日射熱の取り込み量が増えます。

 この裏ワザは、ほとんど使われることはないと思いますが、鹿児島のガラス専門店としては大手の小園硝子さんから聞いた話
 面白いでしょう?

 ただ、これは既製品の複層ガラスを裏返しただけではサッシに取り付けられないと思います。
 きちんとガラスメーカーへ製造依頼する必要があります。

 そう言えば、我が家のサッシはすべて遮熱タイプなんですが、ベランダに面したガラスだけは、安全面を配慮して室外側が強化ガラスで室内側がLow-eガラスという断熱タイプになっています。
 吹き抜けに面しているので、効果のほどは定かでありませんが、・・・・


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「ウレタン塗装のフローリングは冷たい」を実験してみる。

 前回の記事、 最大の残念ポイント~3年経過のサクラ無垢フローリングで、ウレタン塗装のフローリングは無垢のサクラでも冷たく感じると書いたところ、こだわりの家さんからウレタン塗装でもそんなに差はないのではないかという主旨のコメントをいただきました。

 そこで、私が感じる冷たさは数字的に表せるものなのかどうか実験をしてみました。
 実験の対象としたのは、
 ・ウレタン塗装のサクラ無垢材フローリング
 ・ウレタン薄塗りのナラ無垢材ダイニングテーブル
 ・オイルフィニッシュのナラ無垢材椅子

 我が家の床材は、1階床がウレタン塗装のサクラ無垢材で、2階床が複合フローリングです。

 サクラのオイルフィニッシュのフローリングがあれば良かったんですが、これは我が家にないのでテーブルと椅子を代替品として使っています。

 フローリングは無垢材のウレタン塗装した既製品で、表面はテカテカした光沢があります。
 ナラのダイニングテーブルは、出荷前に天板の表面を薄くウレタン塗装してもらった物で、表面は滑らかですが、木目などの凹凸は残っていますので、ウレタン塗装といっても自然な風合いは感じられます。
 天板アップの画像がこれです。

ウレタン薄付け

 椅子は出荷前にオイル仕上げが施してあるということでした。

 床板と家具の違いはありますが、我が家は基礎断熱ですし、気候的にも床下の温度は室温と大差ありませんので、参考程度の結果は得られるものと思います。

 【実験の方法】

 それぞれの資材の表面を掌で2分間暖め、掌を退けた直後の温度と1分後の温度の変化を比較してみます。
 温度測定は赤外線温度計を利用しました。

赤外線温度計

 暖める時間を2分間としてのは、掌で暖めて1分もすれば、資材と掌の温度差はほとんど無くなり熱伝導も見られなくなるだろうと考えたからです。
 それに余裕をみて1分間上乗せして2分間としています。
 
 ここでお断りですが、私は伝熱工学なんて勉強したこともありません。
 なので、こんな実験のやり方でいいのか甚だ疑問ですし、利用した温度計もおもちゃのような赤外線温度計で精度も高くありません。
 ですから実験の結果については、全然自信がありません。
 専門の方から見れば鼻で笑われそうですが、まぁ遊びの延長ぐらいということでお付き合いください。

5月21日(月) 午後10時 天候:朝のうち日食(見れず)、夜は曇時々ドカ灰
 外気温19.8℃、室温23.0℃

表面温度

 フローリングは触ると、やはりひんやりした感じがします。
 2分経過し、直後に測った温度は28.8℃
 掌は30.8℃とあまり下がらず、私の予測とは裏腹にまだ2℃の温度差があります。
 2つの物質が接触すると熱は温度の高い方から低い方へ流れ、均一になろうとします。
 この場合で言うと、フローリングと掌が同じ温度になるまで体温が奪われるはずです。

 しかし、掌は他の物質と違って、熱が奪われると体から熱が送られてきます。
 皮膚の表面温度は30℃そこそこでも、体温は36℃を保っている訳ですから、表面の熱が奪われた分、体の内側からどんどん熱は供給されているものと思われます。
 
 フローリングの温度測定に1秒程度は要しています。
 その間に若干、温度は落ちているものと思いますが、それを考慮しても1分や2分では資材と皮膚表面の温度が均一化することはないようです。
 おそらくは、この両者が均衡する温度より室温が低いうちは空気中に放散される熱もありますので、体温は微量ながら奪われ続けるのではないかと思います。

 3つの資材での結果を比較すると、ウレタン塗装のフローリングは、熱が伝わりやすく冷めやすい。
 オイルフィニッシュのナラ無垢材は、熱が伝わりにくく、冷めにくい。
 ウレタン薄塗りのナラ無垢材はその中間と言えそうです。
 (一部、腑に落ちない数字もありますが、そこは大目に見てください。)

 各資材の熱伝導率(単位:Wm-1K-1)を調べてみると、

 ナラ、サクラは、0.190 
 ウレタン塗装の原料であるポリウレタンが、0.300
 ちなみにヒノキ、杉等が 0.120です。
  (山崎一生先生のHPより)

 この数字からも、ポリウレタンはナラ、サクラの1.5倍以上熱を伝えやすいと言えます。
 ただ、ウレタン塗装はせいぜい1mm程度の厚さしかないから、そこに大量の熱量を蓄えることはないと言われそうですが、ウレタン塗装は木材の表面の小さな凹凸まで塞いでしまいますので、ウレタンを介することによって、直接木材の表面に触れる時より木材へ伝導する熱が増加するものと思われます。

 実際、触った感触も

 ウレタン塗装はぴたっと密着する感じ
 オイルフィニッシュはさらさらした感じです。
 ウレタン薄塗りなら、滑らかさはありますが、オイルフィニッシュと大差はありません。

 こだわりの家さん邸のフローリングはこの類の塗装なのでしょう。
 既製品に比べれば、はるかに費用はかかるでしょうが、メンテナンス性を考慮すれば、理想的な塗装と言えるのかもしれません。

 それぞれの資材に触れながら思ったのは、熱伝導率の違いによって感じる温度差はもちろんありますが、木材の表面には小さな凹凸や無数の孔があります。
 そこにある空気が体温によって温められ「無垢材は暖かい」と感じ、表面がツルツルのウレタン舗装は皮膚が塗装面に密着するので「ウレタン塗装は冷たい」と感じるという面もありそうだということです。

 前回と今回の記事では、ウレタン塗装の冷たさばかり強調されてしまいましたが、汚れにくく傷が付きにくい。掃除も簡単というメリットを重してウレタン塗装を選択するのもありだと思います。
 また、トイレや洗面所といった水回りには、防水性に富むウレタン塗装の無垢フローリングが最適な資材だと思います。
 クッションフロアは、将来、痛みが出やすいと思います。

 仕上げの選定に当たっては、資材や塗装のそれぞれの特性を知った上で、十分、検討していただきたいと思います。

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エコカラットの調湿性能に期待しすぎてはいけません。

 前回の記事では、我が家で採用したエコカラット クォーツストーンの紹介をしましたが、「エコカラット」といえば、髙いデザイン性と調湿性能・VOCの吸着性能・悪臭の原因物質の吸着性能といった高い性能を併せ持つ建築資材です。

 ところで、冬のこの時期、皆さん気になるのはエコカラットの調湿性能ですよね。

 INAXの資料によると、湿度が高くなると湿気を吸収し、湿度が低くなると湿気を放出し、湿度40~70%を保とうとする性質があり、その吸放湿量は珪藻土の4~5倍で、結露を大幅に軽減すると説明されています。

  → 「エコカラット」の“調湿機能”と“吸着機能”

 これが本当なら夢のような建材ですが、さて、実際のところはどうなんでしょう。

 上のHP上で、エコカラットの吸放湿量がグラフで紹介されています。  

エコカラット吸湿放湿量

 グラフを見ると24時間で1㎡当たり300g吸湿するということが分かります。
 我が家の場合は、約5㎡の施行ですから1日に1.5ℓの湿気を吸い、放出することになります。

 これが、夏場の除湿と冬場の過乾燥の緩和にどの程度の効果があるのでしょうか?

 まず、夏の除湿ですが、東京の8月の気象データで45坪の住宅、一般換気の場合で、室温28℃・相対湿度60%を維持するのに1日に必要な除湿量は15.6リットルです。
 我が家のLDKと吹き抜けに2階ローカ部分のみを対象区域と考えた場合、約16坪で5.5ℓ必要です。

 この5.5ℓに比較すると1.5ℓの除湿量では足りませんので、クーラーなどの運転は必要ですが、ビニールクロスなら全く除湿しないのですから、1.5ℓも除湿してくれると言っていいでしょう。

 次に冬の加湿能力を見てみます。

 東京1月の気象データで、上と同じ住宅の室温29℃・相対湿度40%を維持するのに1日に必要な加湿量は13.4リットルです。

 我が家の対象面積を夏と同じく16坪と考えた場合、4.7ℓ必要です。

 この4.7ℓに比較すると1.5ℓの放湿量では足りませんので、加湿器が必要ということになりますが、ビニールクロスならゼロのところを1.5ℓも除湿してくれると言うことができます。
 実際、我が家ではエコカラットの効果か、結露はゼロです。(冬場の過乾燥は対策が必要ですが、、)

 しかし、グラフに示された実験がどのような条件で行われたのかがはっきりしません。

 JIS規格で調湿建材の基準を調べる際には、最初、湿度45%の湿度環境に置かれた試験体を、その後、湿度90%の湿度環境に24時間置き、どの程度の水分を吸収するか測定し、次に湿度45%の環境に24時間置き、どの程度水分を吐き出して、軽くなるかを測定するという作業を行います。

 上記のグラフも300gより上へ行きそうなところを24時間でやめていることなどから、おそらくはその条件で行われたものだろうと推測できます。

 しかし、皆さんどうでしょう。
 この日本で、湿度45%の日があって、その翌日が湿度90%、またその次の日が湿度45%なんていう季節があるでしょうか?

 室内環境は梅雨時には連日、湿度80%以上の日が続いたり、冬場は連日、湿度40%以下の日が続いたりしますよね。

 季節の変わり目こそ、調質素材は湿気を吸ったり吐いたりしますが、一度、飽和状態になれば、もう吸うことはありませんし、一度、放出して乾燥してしまえばそれ以上放出することはありません。

 「湿度40~70%を保とうとする性質があります。」と聞くと、梅雨時は毎日、吸湿し、冬場は毎日、放湿するように思いがちですが、それは妄想だということはすぐに分かります。

 冬場、室内の湿度が連日30%の時、加湿器で40%まで持っていって運転をやめれば、まず、エコカラットが吸湿し、湿度40%を下回る方向に働いてしまうことも考えられます。
 そう考えると「湿度40~70%を保とうとする性質」というのは、ちょっと過大な表現かなという気がします。

 とは言っても、日によって湿度は変わりますし、1日のうちの温度差を起因とする湿度の変化もあります。
 その際には、わずかながら吸放湿しているものと思います。

 また、梅雨時には、エコカラットが結露の発生を抑える効果はあるでしょうし、仮に結露してもカビが生えるなどといった実害に及ぶのを防いで、バッファ(緩衝)の役目を果たすこともあるでしょう。

 そういう効果があれば、十分、使用する意味があります。
 エコカラットに限らず、調質建材の調湿性能とはその程度のものなのではないでようしょうか?

 それでも、十分効果はある訳ですから、期待しすぎることなく上手に調質素材を使いたいものです。

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プロフィール
kokko
2008年にヤマサハウス絆の家が完成
2011年太陽光発電設置
宅建主任者試験合格、ファイナンシャルプランナー資格者
ただし、実務経験ゼロ
建築はど素人の中年男性です。
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