コンクリートの蓄熱性

みなさん、こんにちは。

今日は勤労感謝の日ですね。
勤労に感謝しつつ、勤労しています！

■蓄熱性

コンクリート住宅でよく言われる”蓄熱性”。

私も勘違いしていたんですが、蓄熱性と蓄熱量は違います。
つまり、蓄熱量が大きいから蓄熱性が良いわけではないんです。

この蓄熱性の概念を把握すると、なぜ外断熱住宅が良いのかが分かると思います。

高気密・高断熱住宅を考える場合、もうひとつ大事な要素があります。
それは、 「暖まりにくく、冷めにくい」です。

蓄熱性が良いということは、 「暖まりにくく、冷めにくい」ということになります。

では蓄熱性を良くするにはどうしたら良いのでしょうか。

それには、素材の温度変化が鈍い（遅い）ということになるんですが、

熱容量が大きい ・・・温度変化が遅い
熱容量が小さい ・・・温度変化が速い
熱伝導が大きい ・・・温度変化が速い
熱伝導が小さい ・・・温度変化が遅い

という相関関係があります。

ですから、熱容量が大きくて熱伝導が小さければ、
「暖まりにくく、冷めにくい」
が成立することになります。

熱伝導率÷熱容量＝熱拡散率

という式で表されるんですが、熱拡散率が小さいということは蓄熱性が良いとなります。

確かに、熱拡散率を小さくするには、熱伝導率を小さくするか、熱容量を大きくするかしかないですよね？

すごく分かりづらいかもしれませんが、この式がすごく重要になります。

建物には、コンクリート造、木造、鉄骨造、充填断熱、外張り断熱、内断熱、外断熱といろいろありますよね。

まずはコンクリート造を考えた場合、分母である熱容量は大きいんですが、分子の熱伝導率も大きくなります。ですから、熱拡散率も高くなり、コンクリート造の蓄熱性は悪いと言う結果になります。

ですから、こと「暖まりにくく、冷めにくい」を考えたら、コンクリート造はダメですね。

次に木造ですが、分母の熱容量は大きく、分子の熱伝導率は小さくなります。ですから、熱拡散率も高くなり、木造の蓄熱性は良い と言う結果になります。

・・・あれ、おかしいですね？
　今まで思っていたのと逆です。

これには理由があります。

コンクリート造の場合、コンクリートそのものの大きい熱伝導率を補う断熱材を入れます。ですから、分子が小さくなりますので、熱拡散率が小さくなります。

木造の場合、壁の中全て木材というわけではないので、木そのものの熱容量が大きくても、容積を掛け算した蓄熱量が小さいため、結局分母が小さくなり、熱拡散率が大きくなります。

以上のことを考えると、断熱材の入れ方やコンクリートの厚み、木材の使い方で熱拡散率に影響が出ますよね。

お気づきの方もいらっしゃると思いますが、コンクリート造の場合、外断熱でないと
「暖まりにくく、冷めにくい」
が成立しないんです。外気の影響が大きいので、断熱材がコンクリートの外側にないと、コンクリートの熱伝導率は小さくならないですからね。

ですから、内断熱でコンクリートを使うメリットは、耐震性以外ないのでは、ということになってしまいます。

木造の場合も、 「暖まりにくく、冷めにくい」にするには、例えばログハウスの外張り断熱なんか良いのかもしれません。　たぶん・・・

何となくお分かり頂けたでしょうか？

更に続きがあります。

外断熱マンションについてです。

熱拡散率を小さくするには、分母である熱容量を大きくするか、分子である熱伝導率を小さくするか、ですよね。

これは私の推測ですが、マンションの場合、外断熱材つきコンクリートは、真ん中の部屋であればバルコニー側１面、角部屋であれば２面、最上階の真ん中は天井＋バルコニー側の２面、最上階角部屋は３面となりますよね？
まあ４面のケースもあるんでしょうが・・・

熱伝導率は断熱材の量に比例し、熱容量はコンクリートの量に比例しますので、

”コンクリート壁式工法の最上階角部屋”

が一番 「暖まりにくく、冷めにくい」になっているんじゃないでしょうか。

逆に、アウトフレーム逆梁構造で真ん中の部屋は、変な話両隣がず～っと留守だったり、買い手がなくて、外気温に近づいてしまったら実はそんなに快適ではないのでは・・・　もしくは、隣の部屋も一生懸命暖めることに・・・

もし外断熱を本当に考えるなら、分子である熱伝導率を小さくする必要があるので、戸境壁の内側にも断熱材が必要な気がするんですが。
おかしいですかね？