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断熱設計の手法:断熱の基礎知識6

断熱の基礎知識

更新日:2017年12月15日(初回投稿)
著者:有限会社ADS計画研究所 代表取締役 堀 清孝

前回は断熱の基準値と断熱の設計方法を説明しました。今回は、それぞれの具体的な計算方法を取り上げます。また、建築物省エネ法でクリアする必要のある、一次エネルギー消費量についても解説します。

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1. 外皮平均熱貫流率の求め方

UA値(外皮平均熱貫流率)とは、家全体からどれだけ熱が出入りしやすいかを表した値です。UA値の計算は5ステップに分けられます。必要な作業は、外皮面積の計算、材料の厚みと熱貫流率の調査だけで、他は決められている係数の中から該当するものを選択します。詳細を見ていきましょう。

1:外皮の面積を計算する

外皮面積とは、断熱材で覆われた部分である屋根や外壁、建具などの表面積のことです。屋根や天井、外壁、窓やドアなどの長さを計測すれば計算できるため、複雑な知識は必要ありません。

2:各部位の面積・長さと熱貫流率を調べる

各部位の面積・長さは計測します。熱貫流率は、部位ごと(屋根・天井、外壁、ドア・窓、床、基礎など)に計算する必要があり、熱貫流率計算ソフトを用いると簡単に求められます。基礎部は線熱貫流率という値を計算します。

3:温度差係数を選ぶ

温度差係数とは、各部位で生じる温度差を考慮し、熱貫流率を補正する際に用いる値です。温度差係数は各部位に決められているので、それを選択するだけです。

4:熱橋係数を選ぶ

熱橋係数とは、熱貫流率において熱橋が与える影響の度合いを示した値です。これも、部位ごとの熱橋係数が定められているので、選択するだけです。

5:外皮平均熱貫流率を計算する

今までの手順を行うことで、UA値(外皮平均熱貫流率)の計算に必要な値がそろっています。図1に、外壁の熱貫流率の計算例、図2に外皮平均熱貫流率の計算例を示します。入力が必要な数値は赤字で示しています。断熱部・熱橋部の面積比率は一般的な数値を入れています。また、外気の表面熱抵抗は各部位に決められた数値があります。

図1:外壁の熱貫流率計算の例

図1:外壁の熱貫流率計算の例

図2:外皮平均熱貫流率の計算例

図2:外皮平均熱貫流率の計算例

さまざまな断熱材でUA値をシミュレーションしてみると、断熱材の種類や厚みの変化がUA値に与える影響の様子がつかめます。UA値が基準に達していなくても、断熱材の構成を変えることで何度でもシミュレーションできるため、設計自由性の高いツールです。

2. 冷房期の平均日射取得率の求め方

ηA 値(冷房期の平均日射熱取得率)とは、家全体でどれだけ太陽光から熱を取り込みやすいかを表した値です。ηA値の計算方法も5ステップにまとめることができます。特徴は、計算よりも調べる作業が多い点です。

1:外皮の面積を計算する

UA値と同じ値を用いることができます。

2:各部位の日射熱取得率を求める

部位のうち、屋根・天井・外壁・ドアは、UA値の際に求めた熱貫流率に、0.034を乗じることで近似値が求まります。窓の日射熱取得率は、ガラスの仕様や付属部材によって区分が決められており、その区分で日射熱取得率が細かく分類されています。その値か、あるいはサッシメーカーが公表している値を調べて使用します。

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

3. 仕様基準ルートの進め方

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

4. 一次エネルギー消費量の計算

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

断熱工法をまとめてチェック!(イプロス建築建材インテリア)

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