これを書く２日前、５ｃｍばかり雪が降りました。ご近所の屋根を見ると同じ方向に傾斜した屋根でも、ある家では雪が残り、ある家ではもう融けて残っていません。同じように日射を受けている屋根でどうして雪の融ける速さが違うのでしょうか？
留守がちな家といつも誰かが在宅している家では室内から屋根が暖められる程度が違います。同じような生活パターンなら、屋根や天井の断熱性能によって屋根に供給される熱量に差ができます。
雪の降ったあと、屋根の雪の融ける速さの違いは断熱性能の違いを示すバロメーターになります。
屋根からの熱損失は断熱計算上建物全体の熱損失のおよそ２割を占めます。
外壁に比べると屋根の断熱の効果は大きくないように見えますが、実際には屋根は大きな輻射熱を受け、夏の空調負荷の大きな部分を占めます。
木造の建物でも鉄筋コンクリートの建物でも、夏の暑さの原因は屋根または天井の断熱の不具合にあると言ってもいいほど屋根または天井の断熱は重要です。
木造住宅では小屋裏が６０℃を超える高温になることも珍しくありません。輻射熱で暖められた屋根材から伝わった熱が換気の悪い小屋裏に篭り、薄い断熱材を通り抜けた熱が室内を高温にします。
内断熱の鉄筋コンクリート建築物ではコンクリートが６０～７０℃に熱せられます。夜になって外気温が下がってもコンクリートの温度は４０℃程までしか下がりません。コンクリートの平均温度を５０℃だったとしても、平均気温より２０度も大きい温度差で室内に空調負荷を与え続けます。
適切な断熱改修を行うことで建物の断熱性能を高め、快適な生活が可能性になります。
屋根と天井の断熱改修は、外壁、床、サッシなど他の部分や内装との取り合いが断熱改修を複雑にするのと比べて、あまり相互の関係がなく素人でも十分な改修ができることもあります。
木造住宅では小屋裏点検口から天井裏に入れれば、小屋裏だけでほぼすべての工事が完了します。
コンクリート建築物の場合は「断熱防水」と呼ばれる断熱方法を採用することで対応が可能ですが、防水工事が絡むので専門業者を使う必要があります。
以下、セルロースファイバーを使えば特別に防湿層を準備する必要のない関東・甲信越以西（内陸部を除く）を中心に説明します。寒冷地では比較的簡便な防湿層（例えば下地石膏ボードにオイルペンキ２回塗り）を加える必要があります。
現状が断熱材のない状態なら、断熱材を撤去する必要はありません。多くの場合ビニール袋入り、あるいは防湿紙やアルミフォイルでラミネートされたグラスウールの断熱材が野縁（天井板を打ち付ける下地材）の間にしき並べられている筈です。
既存の断熱材と野縁の間に微妙な隙間があるとセルロースファイバーが充分に隙間を埋めることができないので撤去した方が良い断熱効果を生みます。既存の断熱材が厚さ５ｃｍのものであり、このうえにさらに５ｃｍ以上セルロースファイバーを重ねる場合には（廃棄処分にもお金が掛かる時代です）撤去せずに断熱材を重ねても良いでしょう。
在来木造工法では間仕切り壁の空洞と小屋裏が繋がっているケースがあります。ここに「気流止め」がされていない場合には、石膏ボード、板を使って、あるいは既存の断熱材（袋から取り出し、あるいはラミネート材を剥いて）をまるめて穴を塞ぎます。
外壁に通気層がある場合には通気層の中にセルロースファイバーが流れ込まないように外周部に堰き止める板を取り付ける必要があります。
天井裏に埋込型照明器具がある場合、照明器具の周り１５ｃｍほどを断熱材を入れないように板で囲います。外壁周囲、照明器具周りの板囲いは断熱材を敷き均す厚さにそろえておくと断熱材を均すときの目安になります。
この他、約１ｍごとのグリッドの交点に断熱材の暑さの目安となる目串を取り付けます。割り箸を断熱材の厚さ（例えば１０ｃｍ）に切りそろえ、テープなどで野縁に固定してしき均しの目安にします。
小屋裏点検口も断熱材が厚くなる分だけ枠の厚みが不足します。小屋裏に入るときに体重をかける部分ですから、角材を使って既存の点検口と同じ大きさの枠を作り嵩上げします。点検口の蓋は既存の蓋に発泡スチロール板を貼り付けるなどの方法で断熱性能を増します。
室内から小屋裏に貫通する電気配線や設備配管がある場合、粘着テ－プやコーキングで貫通部の回りをシールします。
敷き均し
施工面積、施工厚さと密度から使用する断熱材の量を計算してやや余裕を持って断熱材を求めます。
専門業者は専用ブロアーを使って吹き込みますが、素人でも袋入りのセルロースファイバーを天井裏で開梱し熊手などを使って均一に敷き均すことができます。
断熱材を敷き均す範囲は下に部屋がある天井の部分だけです。建物の壁から外に張り出した庇部分には絶対に断熱材を入れないでください。ここは断熱する意味がありませんし、軒裏に吸気口が空けられている場合は断熱材が吸気経路を塞いで小屋裏換気を妨げます。
グラスウール（１０ｋｇ品）５０ｍｍの熱伝導抵抗は１ｍ2Ｋ／Ｗですが、周囲に５％の隙間があれば０．５ｍ2Ｋ／Ｗまで低下し、天井面のＫ値は1.64程度になります。
セルロースファイバー１００ｍｍの熱伝導抵抗は2.78ｍ2Ｋ／Ｗ、セルロースファイバー５０ｍｍとグラスウール（１０ｋｇ品）５０ｍｍを重ねた場合の熱伝導抵抗は2.39ｍ2Ｋ／Ｗとなり、下地石膏ボードを含むＫ値はそれぞれ1.64から0.34、0.40に下がり、建物のＱ値を約0.6／Ｗｍ2Ｋ改善して、次の表のような空調費削減効果があります。
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Ｋ値 |
Ｑ値 |
年間空調費節減 |
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グラスウール50ｍｍ（袋入り） |
1.64 |
0.84 |
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セルロースファイバー100ｍｍ |
0.34 |
0.17 |
28,400円
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セルロースファイバー50ｍｍ
＋グラスウール50ｍｍ |
0.40 |
0.20 |
27,200円
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小屋裏の換気
断熱に関しては以上で工事完了です。しかし、夏に熱が篭る小屋裏のまま放置するのは良くありません。夏に熱の篭る小屋裏は、冬に水蒸気が抜けにくい場所になります。
このことをお話するといつも決まって同じ質問があります。
「夏、小屋裏の換気をして熱気を抜かなければいけないのは良く判ります。しかし，冬はできるだけ換気を抑えて暖かい空気を逃がさないようにしたいのですが？」
気持ちは判ります。しかし、小屋裏の換気がうまくできないと必ず結露が起こります。熱を逃がさないようにするのは断熱材の仕事です。断熱材の外側の空気は水蒸気を持たない外気が十分に換気されていなければなりません。
小屋裏の換気は空気の温度差つまり比重差を利用することによって効果的に行えます。低温の外気を軒裏など低い部分から取り入れ、輻射や室内からの熱伝導で暖められ軽くなった空気を棟の近くの高い場所に設けられた排気口から排出します。換気口の有効面積は屋根直下の床面積の１／３００を吸気口と排気口に振り分けます。パンチングメタル・防虫金網・格子などがある場合実際に必要な面積は意外と大きなものになります。
切妻屋根の場合には妻壁上部に排気口を取りつけることができますが、寄棟・方形屋根の場合換気棟や排気のための特別な装置（排気筒）を考慮しなければならないケースがあります。
断熱改修を計画するときは改修後の小屋裏が適切に換気されるように配慮してください。
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軒吸気 妻排気
一般の場合 |
小屋裏部屋のある場合
中間の通気が阻害される |
屋根垂木に換気チャンネ
ルを取り付け通気経路を
確保 |
屋根面と断熱材の間の空気を常に循環可能にする。
小屋裏は温度が低いほど良い
夏に小屋裏の温度が低い方がいいことは、あの暑さから解放されるわけですから、どなたもすぐに納得してくださるでしょう。でも、夏だけでなく寒さに震える冬も小屋裏の温度は低い方が良いのです。
一般に、小屋裏は天井の断熱材の外側になります。つまり、断熱区画の外側になり、壁で言えば「通気層」と同じ役割を果たします。
通気層が常に新鮮な外気で満たされ、壁を浸透した室内の水蒸気が適切に排出されなければならないように、小屋裏もまた常に新鮮な外気で満たされていなければなりません。
天井の断熱が機能していない家では、「夏は換気しても冬は換気口を閉じておきたい」という気持ちも判りますが、断熱改修した小屋裏は直下の床面積の１／３００の換気口を設け、しっかり換気できるようにしましょう。
換気の悪い小屋裏は寒く湿気の多い場所になって冬に結露や霜が発生します。
下に説明する「小屋裏部屋のある場合」の小屋裏部屋部分は室内と同じように取り扱います。 |
小屋裏部屋のある場合
上の図（中央。右）のような小屋裏部屋がある場合、素人が断熱改修を施工するには技術的にも必要とする道具などからも難しい問題があります。
膝壁（天井から屋根までの垂直の壁）は一般の外壁と同様に充填断熱、屋根裏面は３０ｍｍほどの通気スペースを残して屋根断熱し、前に説明した方法で断熱できるのは軒先周囲と小屋裏部屋天井の水平面だけになります。中に入って作業できるスペースもほとんどありませんから、ブロアーとホースを使う専門技術者による施工が必要になるでしょう。
在来木造工法では小屋裏に小屋束、筋交いなどがあるため、大きな小屋裏空間を確保することは難しくなります。せいぜい小さな小屋裏収納庫程度のものが作れる程度でしょう。
枠組壁工法の天井断熱も在来木造とほぼ同じように進めることができますが、枠組工法がプラットフォーム工法で間仕切壁と小屋裏の空洞が独立しているため在来工法で必要になる「気流止め」の措置を考える必要がありません。
切妻屋根や寄棟屋根の中央部分など屋根垂木が軒から棟まで１本で掛かっている場合は天井面ではなく屋根面（垂木の中間スペース）を断熱して小屋裏部屋やロフトを作ることもできます。
方形屋根や寄棟屋根の端の部分では屋根面での通気対策を含めた工事が必要になりますから設計・施工ともに専門家の力を借りる必要があります。
断熱改修の対象になるＲＣ建築物には、
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③ 内断熱ではあっても屋根が断熱防水されているもの
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があります。これらのうち③と④は屋根の断熱としては同じ条件になります。
防水工事の保証期間は１０年ですが、マンションなどでは１５年を目安に防水改修工事を行うのが一般的です。定期的な修繕計画を持たない個人住宅では防水のトラブルが発生してから防水工事をやり直す例が多いと思いますが、防水改修工事と屋根の断熱工事は重複する工事内容が多いので、防水改修工事にあわせて断熱改修工事を計画すると断熱工事の費用負担も少なく済ませることができます。
新しく設ける断熱材の厚さは任意に決めることができますが、断熱効果を期待すればＥＰＳ１００ｍｍ程度の熱貫流抵抗（2.78ｍ2Ｋ／Ｗ）が欲しいところです。コンクリートや既存の防水層の内側に断熱材がある場合、既存の断熱材の熱貫流抵抗の２倍以上の熱貫流抵抗を持つ断熱材を使用するか、既存の断熱材を撤去する必要があります。
「断熱改修をするのにどうして既存の断熱材を撤去しなくてはならないの？」と言われそうです。その理由は断熱改修前の防水層を見ると判るかもしれません。
防水層に水のたまった膨らみはありませんか？ この水の正体はコンクリートを浸透した室内の水蒸気が冷やされて水になった結露水です。
結露を防ぐために防水層の温度を下げないことが重要で、存置する断熱材に比べて新規断熱材の厚さを十分に取る必要があります。温暖地では次の表の目安で充分ですが寒冷地では新規断熱材の厚さを５０～１００％増やす必要があります。
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既存断熱材 |
旧断熱材の
熱貫流抵抗 |
新規断熱材の
熱貫流抵抗 |
新規断熱材（ＥＰＳ）
の必要最低厚さ |
改修前の
熱貫流率（K) |
改修後の
熱貫流率（K) |
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ウレタン20mm |
0.91
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1.82
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65mm
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0.96
|
0.26
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ウレタン25mm |
1.14
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2.24
|
80mm
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0.79
|
0.25
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ＥＰＳ 30mm |
0.83
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1.66
|
60mm
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1.04
|
0.38
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ＥＰＳ 50mm |
1.39
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2.78
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100mm
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0.66
|
0.23
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屋根は断熱改修しても外壁の断熱改修は当分できないといったケースでは屋根外周部のコンクリート温度を保てないケースもあります。こんな場合には屋根外周部の防水層に「脱気筒」と呼ばれるステンレス金具を忘れずに取り付けてください。
木造住宅の場合と同様に、床面積１２０ｍ2の戸建ＲＣ住宅でこの断熱改修がＱ値と年間空調費を改善する効果を比較してみましょう。
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既存断熱材 |
元のＱ値 |
追加する断熱材
（ＥＰＳ）の厚さ |
改修後の
Ｑ値 |
年間空調費節減 |
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ウレタン20mm |
0.48
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65mm
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0.13
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14,900円
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ウレタン25mm |
0.39
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80mm
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0.12
|
11,500円
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ＥＰＳ 30mm |
0.52
|
60mm
|
0.19
|
14,000円
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ＥＰＳ 50mm |
0.34
|
100mm
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0.15
|
8,100円
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Ｑ値は屋根部分だけの要素です。
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ここで計算した節減額は屋根の熱貫流率の減少だけを対象に計算したもので、屋根のコンクリート温度が下がることを評価していません。（計算方法が確立されていません）
実際の削減額はおそらくここに示した額の数倍になります。
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既存建物の断熱改修
