建物の快適性とエネルギー効率を確保するためには、壁を通して熱がどのように伝わるかを理解することが不可欠である。. 壁の中を伝わる熱の量は、材料の熱伝導率、つまり熱を伝える能力によってほぼ決まります。. 断熱材を選んだり、エネルギー効率の高い建物の設計をしたりする際には、この計算が非常に重要になる。.
壁の熱伝導率とは、熱の伝わりやすさのことです。. 例えば、金属は木材や断熱フォームのような材料よりもかなり早く熱を伝導します。. 材料によって熱伝導率は異なる. 建築業者や設計者は、壁の各素材層の熱伝導率を知ることで、熱の増減を最小限に抑える断熱方法や壁の作り方を選ぶことができます。.
熱伝導率を計算する際には、多くの要素を考慮する必要があります。. まず、一般的に厚い材料は薄い材料よりも熱の流れに抵抗しやすいため、壁の各層の材料の厚さは重要である。. 第二に、熱伝導率は材料の種類に依存する。グラスファイバーや発泡スチロールのような熱伝導率の低い断熱材がよく選ばれる。.
R値とU値は、エンジニアや建築家が壁の全体的な熱伝導率と熱抵抗を推定するために使用する2つの異なる測定値です。. U値は壁アセンブリの熱伝導率の合計を表し、R値は熱の流れに耐える材料の能力を数値化したものである。. これらの数値は、壁が熱の伝わりをどの程度止めることができるかを示すことで、断熱技術や建物の設計に関する決定に影響を与える。.
なぜ計算が必要なのか?
暖房費を削減し、健康的な室内微気候の形成に貢献するためには、壁の厚さと建設中に使用する断熱材を正確に計算する必要があります。. 物理学の法則によれば、室内が暖かく外が寒い場合、熱エネルギーは壁や屋根を通して逃げていく. 壁の厚さを間違って計算したり、壁を過度に薄くしたり、断熱材を入れなかったりすると、悪影響が生じる。.
- 冬は壁が凍る；
- 暖房に多額の費用がかかる；
- 露点が移動し、室内に結露や湿気が発生し、カビが発生する；
- 夏は炎天下のように暑くなる。.
このような問題を防ぐには、建築を始める前に材料の熱伝導率を決定する。. 壁の厚みと断熱材に使う耐熱材の種類を決める必要がある。.
熱伝導率は何に依存するか?
1平方センチメートルの材料を通過する熱エネルギーの量。. m. 熱伝導率の計算には、表面積と厚さ1m、室内外の温度差1度を使用する。. 試験時間は1時間.
熱エネルギー伝導率は以下の要素に依存する：
- 物理的特性および物質組成；
- 化学組成
- 使用条件.
省エネルギー材料とは、指数が17W/(m ℃)未満のものをいう。.
以下の計算を行います。
熱伝導率は、建築において壁の厚さを計算する際の重要な考慮事項である。. 建築士は建物を設計する際に壁の厚さを決めるが、これには追加費用がかかる。. 必要な指標を自分で計算する方法を決めて、費用を節約することができる.
熱の伝わりやすさは材料の成分によって決まる. 熱の伝わりにくさは、「建築物の断熱性」に記載されている最低値よりも高くする必要があります。 規制文書.
使用されている建築材料に基づいて壁の厚さを決定する方法を検討しましょう.
Δは壁の建材の厚さです；
熱伝導率の指標であるΛは、(m2 °C/W)で計算される。.
熱伝導率は、建築資材を購入する際にパスポートに記載する必要がある。.
住宅用建物のパラメータ値は、SNiP 02/23/2003およびSNiP II-3-79に記載されている。.
地域による許容値
下の表は、各地域で許容される熱伝導率の最低値を示しています：
| いいえ | 熱伝導率指数 | 地域 |
|---|---|---|
| 1 | 2 m2 – ° C/WT | クリミア |
| 2 | 2.1 m2 – ° C/WT | ソチ |
| 3 | 2.75 m2 – ° C/WT | ロストフ – ドン |
| 4 | 3.14 m2 – ° C/WT | モスクワ |
| 5 | 3.18 m2 – ° C/WT | サンクトペテルブルグ |
すべての材料には、その材料固有の熱伝導率指標がある. この材料自体が高ければ高いほど、より多くの熱が伝わる。.
壁を通しての熱伝導を理解するための重要な要素は、熱伝導率を把握することである。. 熱伝導率は材料の熱伝導率によって測定される. この知識があれば、建築業者や住宅所有者は、室内温度を効率的にコントロールし、エネルギー費用を節約する断熱材を選ぶことができる。. この記事では、熱伝導率計算の基本を検討し、様々な材料の厚さや組成が壁の保温・保冷能力にどのように影響するかについて有益な情報を提供します。.
各種材料の熱伝導指標
次の表は、材料の密度と熱伝導率の値を示している：
| 材料 | 熱伝導率 | 密度 |
|---|---|---|
| コンクリート | 1.28-1.51 | 2300-2400 |
| オーク材 | 0.23-0.1 | 700 |
| 針葉樹 | 0.10-0.18 | 500 |
| 鉄筋コンクリートスラブ | 1.69 | 2500 |
| セラミックレンガ | 0.41-0.35 | 1200-1600 |
建材の密度と湿度は熱伝導率に影響する。. 同じ材料でもメーカーによって品質が異なる場合があるため、使用する材料の説明書に記載されている係数に注意することが重要である。.
多層構造の計算
漆喰、ミネラルウール、レンガなど、さまざまな材料を使って壁を作る場合は、それぞれの材料の値を個別に決定する必要があります。. なぜ与えられた数値を足し合わせるのか?
この場合、次の公式に従ってください：
Rtot= Rn + Ra + R2 +… どこで
R1-Rnは様々な材料層の熱抵抗を表す；
Ra.lは閉鎖空気層の熱抵抗である。. 数値はSP23-101-2004の表7の9ページに記載されています。. すべての壁構造に空気層が含まれるわけではない. 計算の詳細については、こちらのビデオをご覧ください：
これらの計算により、適切な厚さを決定し、選択した建材を使用できるかどうかを判断することができる。.
シーケンス
何よりもまず、どの建材を使って家を建てるかを決めなければならない。. 次に、上記のスキームを用いて、壁の熱抵抗を計算する。. 得られた値を表の情報と比較する必要がある。. この数値と同じかそれ以上であれば良い。.
計算結果が表の値より小さい場合は、再計算して壁や断熱材を厚くする必要があります。. 外気で換気される空隙がある構造の場合、空気室と道路との間の層は考慮すべきではない。.
快適でエネルギー効率の高い住環境を設計するためには、壁の熱伝導率を把握することが不可欠です。. 建築業者や住宅所有者は、この特性を計算することで、適切な断熱材や断熱方法を選ぶことができる。. 材料の熱伝導率を表す単位は、熱伝導率、またはラムダ（λ）と呼ばれます。. 断熱性が高いほど数値は低くなり、冬は熱が逃げにくく、夏は熱が入りにくくなります。.
壁の熱伝導率を計算する際には、建材を考慮する必要があります。. レンガ、コンクリート、木材、発泡スチロールやグラスファイバーなどの断熱材など、あらゆる素材には固有の熱伝導率があります。. 壁内部の材料の厚さと構成に基づいて、これらの値を組み合わせます。. 例えば、断熱材が何層にも重なっている壁は、断熱材がほとんどない壁よりも、全体的に熱伝導率が低くなる。.
熱伝導率は、建築業者やリフォーム業者がオンライン計算機や数式を使って見積もることができる。. これらの計算ツールは、壁アセンブリの各層の熱特性を考慮することで、構造体を介した熱伝導量を数値で示します。. 専門家は、熱伝導率を正確に計算することで、建物がエネルギー効率基準を満たし、一年中快適な室内温度を維持できるようにしています。.
実際に最適な熱伝導率を達成するには、予算やスペースの制約といった現実的な要素と断熱材の効果とのバランスを取る必要がある。. 新築時に壁の組立を慎重に計画することで、建物の生涯冷暖房費を大幅に節約することができる。. 熱伝導率の計算は、持続可能な建築を実践する上で重要なツールです。なぜなら、既存の構造物を断熱性の高いものに改修することで、大幅な省エネと快適性の向上を実現できるからです。.
