外断熱で建てる〜断熱編 (070622試作版-2)

 

私(金山)が修行した大宇根建築設計事務所では、20年以上前から、ほぼ全ての建築を「外断熱工法」で造って来ました。 そして1999年の赤池学氏、金谷年展氏, 江本央氏の共著による著書「日本のマンションにひそむ史上最大のミステーク」、 松井修三氏の著書「「いい家」が欲しい」により、「外断熱」という言葉が一気に市民権を得ました。 結果、大宇根事務所は大いに仕事が増えたか、といいますと・・・全然そのようなことはありませんでした。
それは両著作はそれぞれ「鉄筋コンクリート造の分譲マンション」「木造住宅」を対象とした議論を展開しており、 前者は「商品として買う」という建築の性格から「外断熱マンション」を「購入したい」エンドユーザーと設計事務所の接点は見出し得ず、 また、木造住宅に関していえば、「鉄筋コンクリート造の公共建築」が仕事の中心であった大宇根事務所と、 住宅産業を主戦場に闘われた「外断熱」×「内断熱」の仁義無き戦いとはやはり接点がなかった、ということだったのだろうと思います。

 

0.そもそも外断熱とは何か

非常に簡単に言ってしまいますと、建築の構造には木造、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、等々いろいろな種類がありますが、この「構造」に対して断熱材が部屋内側にあるか、それとも部屋外側にあるか、というのが「内断熱」「外断熱」の意味です。現在では建物に断熱を施すことは常識ですが、ある時期までは断熱の無い建築が主流でした。
それでは構造別に「外断熱/内断熱」を見ていきましょう。

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1.鉄筋コンクリート造

一般的な鉄筋コンクリート造の建築は「内断熱工法」で造られていますが、このことが「結露」や「カビ」の原因である、との主張が前掲書においてなされたようです。建築環境工学的には断熱材が内でも外でも性能と厚みが同じであれば熱貫流抵抗は同じなので一概に「外断熱が優れている」とは言えないのですが、現実の施工においては、内断熱の場合、内部の壁の部分などで断熱が切れてしまうところが出てしまい、結果、そこが「熱橋」となって結露を引き起こすなどの問題が生じやすいという欠点があります。「外断熱工法」の場合、継ぎ目の無い断熱層を形成しやすいのが優れた点であると言われています。
また、これは「断熱性能」とは次元の異なる話なのですが、日射や外気温の変化により構造体コンクリートは温度が変化し、熱膨張による伸縮を繰り返しますが、そのことによるコンクリートの耐久性の低下が予想以上であることが明らかになって来ました。そこで、これを防ぐために構造体の外で断熱を行い、構造体を保護することのできる「外断熱工法」が注目されました。さらには、鉄筋コンクリート造の建築を外断熱した場合、コンクリートの構造体全体を「畜熱体」として活用することが出来、急激な温度変化の無い、快適な室内温湿度環境が実現できることも分かってきました。
そこで、特に日射の影響が大きい屋根に関しては、早い時期(1980年代の当時の住宅公団の標準仕様など)から外断熱工法が推奨されてきました。しかしながら、壁に関しては断熱した後の仕上をどうするか、コストと耐久性、防火性能のバランスのとれた良い工法がなかなか見出せない、という点、外壁仕上材を支持する金物が熱橋となって悪さをする可能性、そして、庇やバルコニー部における断熱の難しさなどがあり、現在でも広く普及しているとは言えない状況です。
大宇根事務所ではこれらの課題を克服するためにコンクリートの壁の外にもう一枚、自立した煉瓦積みの壁を設ける「煉瓦積み2重壁による外断熱工法」を開発し、この手法により多くの建築を設計し、実績を上げてきました。しかしながら、この工法は主に美術館・博物館などで展開された手法であり、一般住宅に採用するにはコスト面で無理がありました。そこで、煉瓦でなくコンクリートブロックを使用したり、屋根と同じような板金工事で被ったり、あるいは断熱材に直接左官材で仕上げを行うといった工法も試みましたが、耐久性やメンテナンス性の面では煉瓦に劣るのが実情です。

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2.鉄骨造

鉄骨造においては、鉄骨の骨組みをそのまま見せるような建築を除いては、一般的には骨組みの外に外壁や屋根を造ります。断熱材はこの外壁材に組み込まれますので、鉄骨造は「外断熱」工法である、とも言えます。鉄の熱伝導率が非常に高いことから、結露防止の観点からも構造体の外で断熱を行うことは、ある意味当然とも言えます。
3階建て程度までの鉄骨造住宅においては外壁は木造住宅に近い工法で造られますので、外壁と断熱材という問題に関しては、木造の項での議論が参考になると思われます。

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3.木造・・・住宅を中心として

まずは用語について

木造における「外断熱」工法とはそもそも何でしょうか?当時の大宇根事務所のメンバーの多くは「鉄筋コンクリート造」のところで述べた「構造体の畜熱性能」を利用し、室内の快適な温湿度環境を実現することが外断熱工法において重要な位置を占めていると理解していましたので、松井氏の主張する工法は「そもそもそれは外断熱とは言わないのではないの?」との違和感を感じていました。現在では専門家の間では木造建築に関しては「外断熱/内断熱」でなく、「外貼り断熱/充填断熱」との言葉が一般的で、工法の実態に即した表現にもなっています。とはいえ、「外断熱」という言葉は広範囲に市民権を得ており、一般的には木造に関しても使われているので、ここでは「外断熱」とします。

在来、2×4など、構造に制限はあるか?

木造の外断熱工法とは、断熱材を木造の構造体の外側に貼る、若しくは吹き付ける工法です。断熱材が施工できれば良い訳ですから、木の構造は在来工法といわれる「柱・梁による軸組み工法」、合板を貼った壁により構造を成立させる「2×4工法」など、どのような工法でも外断熱を施すことは可能です。

メリット

木造の外断熱工法のメリットとして、他の構造と同じように継ぎ目の無い断熱層が形成可能という点の他、木造固有の問題である「壁体内結露」の防止に有利という点があります。 壁体内結露とは、外壁内に部屋の湿気が侵入・冷却されることにより結露を生じる現象で、結露で湿潤状態になった壁内の木部が腐朽し、耐久性に大きな影響を与えます。
この問題は、建築の気密化への取り組みが早く、開放型暖房器具(石油・ガスストーブなど、燃焼時の排気ガスを室内に発散するタイプの器具で、燃焼と同時に水蒸気も多く発散する)の使用頻度が高い寒冷地で最初に顕在化しました。現在の木造住宅は、気密性の高いアルミサッシの利用や、構造用合板を全面に貼った外壁の下地構成といった工法の変化により、一昔前と比べ、かなり高い気密性能をもっていると言われていますから、寒冷地に限らず、どの地域でもこの問題は生じる可能性があります。
対策として、部屋の中から外に順に透湿抵抗の高い材料を配置する、木軸部と外壁仕上材(サイディングなど)の間に通気層を設け湿気を逃がす、などがありますが、外断熱工法は壁体内結露の防止に適した材料配置になっており、この面において非常に優れた工法です。

デメリット

断熱材厚さの分(5cm前後が主流か?)、外壁が外に出てくる、すなわち建物の外形が大きくなってしまいます。敷地の限られている都市部では要注意です。また、断熱材の厚みによっては、窓などの開口部に特殊な部材が必要になってくるので、建設コストが割高になります。
そして、一番気になるのが外壁材です。木造の場合、断熱材の下地となる合板から断熱層、通気層を越えた先に仕上材を取り付けなければなたないので、金物などで外壁の仕上材を持ち出して支持すことになります。現在ではいろいろなメーカーの工夫によりかなり重い外壁材でも対向可能と謳っている金物も発売されているようですが、外壁が十分な耐久性を要求される部位であることを考えると、(あくまで金山の感覚ですが)なんとなく頼りない感は否めません。また、仮に独自の取り付け方法などを工夫をした場合、コスト的に相当割高なものとなる可能性があります。

木造での外断熱、採用すべきか?

木造での外断熱にも(畜熱による効果が期待できないとしても)優れた面があります。外壁材の支持方法についても、いろいろなメーカーが技術革新に取り組んでおり、日進月歩の状況のようです。であれば、ややコスト高となる可能性はあるものの、やはり採用すべきでしょうか?
今のところ、金山の回答は・・・「模様眺め」です。
外壁材の問題についてはそろそろ各社の努力の結果が(クレーム、不具合も含めて)明らかになってくるでしょう。断熱や結露の問題に関しては、外断熱工法のメリットも認めつつも、こと関東以西では充填断熱工法の適切な施工で十分クリアー可能と考えています。そこで、予算に余裕があれば、グラスウールやロックウールではなく、セルロースファイバーの吹き込み工法を採用するなど、断熱材のスペック向上に充てるのが、現時点では堅実な選択ではないかと考えています。また、寒冷地で防火規制の弱い地域(郊外や別荘地)などでは防火性能を持った、すなわち重い外壁材とする必要がなく、材料選択の巾が広がりますので、外断熱工法の採用も視野に入れたいと考えています。
今後とも「木造外断熱工法」に関する情報収集を行い、適切な断熱工法を提案できるようにしていきたいと考えています。

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4.断熱だけでは・・・。

以上で外断熱・内断熱の説明は一通り終了なのですが、実は建築の断熱を考える場合、気密や換気の話も同時に考えなくてはなりません。
シックハウス問題以降、建築基準法で居室の換気が義務化され、また、次世代省エネ基準を始めとする省エネの基準は、ある水準以上の断熱・気密性能を求めています。真に省エネルギーを考えるのであれば、換気についても十分検討する必要がでてきます。また、建築の耐久性を考えた場合、特に木造建築においては居室内の水蒸気(湿気)の移動にも注意を払う必要があることは、壁体内結露のところで述べたとおりです。
そこで、「外断熱で建てる−2」では、換気・気密の問題を取り上げたいと考えています。

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