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前のページでは室温が外気温度の日平均値と等しいときの室内側壁の表面および壁の断面の温度
がどのような範囲にあるかを考察しました。つまり、空調がない場合の温度がどのように変化する
かを見たことになります。
このページでは室内を一定の温度に保ったとき、室内および壁内部の温度がどのように変化する
かを考察します。
単一材料の壁
コンクリート断熱材など単一材料で作られた壁の温度分布域は外気温度の変動範囲と室内空調温
度を結んだ三角形の範囲で変動します。
見かけは直線的な形状をしていますが、壁内部の位置によって外部表面と位相差があるので波打
った形で温度変化が進みます。
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複合素材の壁 厚さと温度変化幅
次にコンクリートと断熱材を組み合わせた複合素材の壁を考えます。
コンクリートの壁の厚さは一定にして断熱材の厚さだけを変化させます。
断熱材は外断熱を想定してコンクリートの屋外側に配置した場合と、内断熱を想定したコンクリ
ートの室内側に配置した場合の温度変化を比較します。
先ず、外断熱工法を想定したものでコンクリートの厚さは 170mm、断熱材の厚さは20〜 150mmの
４種類を比較しました。
外断熱工法では温度変化はほとんど断熱材の中で起き、コンクリートの温度は外気温度の変化の
数％しか伝わりません。
断熱材の厚さが増すほどコンクリートの温度変化幅は小さくなることも空調なしの場合と変わり
ありません。
前に比較したコンクリートを単独で使う無断熱の場合と比べてコンクリートの温度変化が極めて
小さくなる外断熱工法の性質が良く表れています。
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次に内断熱工法を想定したものを見てみましょう。
コンクリートの壁厚は外断熱工法と同じ 200mm、断熱材の厚さは50mm〜 100mmの3種類です。
ここでは、コンクリートの温度変動幅は上のコンクリート単一素材のときよりもやや室内側の温
度に永享を受け断熱材が厚くなるほどコンクリートの温度は低くなります。
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内断熱工法にしても外断熱工法にしても屋外に直接触れる素材の表面温度は大きく変動します。
ここでは項世に入れていませんが輻射熱を受けたり、放射冷却現象を受ける建物の表面温度は更に
大きな変化を示します。
熱容量の大きいコンクリートで建物表面を覆われた内断熱工法の建物の構造体は大きな熱エネル
ギーを受け入れ、放出して大きな温度変化を繰り返すことになります。
上に示した図は暖房期間の躯体温度と断熱材の温度を示しています。夏の冷房期間を含めた年間温
度変化を図示すると次のように内断熱工法の建物の構造体は大きな温度変化を受け続けます。
下の図のように外断熱工法の建物では輻射熱を考慮しても躯体温度は20℃〜28℃の範囲に留まり
ますが内断熱工法では輻射熱を考慮しなくても躯体温度は 0℃〜32℃の範囲で変動します。
輻射熱を法慮舌場合内断熱工法の建物の躯体温度は少なくとも55℃程度までは上昇すると考えら
れます。
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コンクリート造の断熱
