結露

室内の湿気発生原因

室内の湿気発生要因とその量的なこと

表面結露の防止

表面結露を防止する方法は、室内の湿度を低くするか、断熱効果を高めるかの方法があります。つまり、空気を露点温度以下に冷やさないことが重要です。

<建築構造物の内側表面に結露しないための室内の相対湿度(%)>

熱貫流率K(kcal/m2h℃) 外気温度(℃)
-10 -7.5 -5 -2.5 0 2.5 5
6 20 25 29 33 38 43 48
5 29 32 36 40 45 50 55
4 37 41 44 48 53 58 62
3 48 52 55 59 62 66 70
2 62 65 67 70 73 76 79
1 79 80 82 83 85 87 89
(出典:空調の技術より)

<洗濯物からの湿気発生量 >

衣類の種類 発生水分量(g)
長袖Tシャツ 105
パジャマ 230
靴下(綿製) 30
ハンカチ(小) 10
タオル 40
ズボン 145
ワンピース 95
下着 20~50
(出典:松下精工(株)気調システム資料)

新築・省エネ住宅の結露について 室内の湿気発生原因

<部屋の大きさと含み得る湿気量>

室温(℃) 含みうる湿気量(g)
3畳間 4.5畳間 6畳間 8畳間
冬 18 209 312 416 555
19 222 331 442 589
20 236 351 469 624
21 250 372 497 661
夏 22 264 394 526 701
23 280 418 557 742
24 296 442 590 786
25 314 468 624 832
(出典:気積による計算値)

結露の防止で住宅の寿命は格段にのびる

住宅の寿命は、木部だけであるならば、奈良、京都の歴史的建造物の1000年以上とはいかないまでも、100年から200年の耐久性は十分にあります。
しかし、快適に住むためには、断熱材や外壁材など、様々な材料が複合して使用されており、それらの施工方法を一歩間違えると、躯体の耐久性に重大な影響を及ぼす結果にもなってきました。
従来の日本の住宅の寿命は、20年~25年が限度※(過去5年間に除去された住宅の平均寿命)といわれておりますが、欧米の住宅は最低でも45年、長い物では100年以上の物も少なくありません。この様な長寿命の住宅は社会資本としても個人資産としても価値が出てきます。
日本の住宅もこれからは、欧米並みの長寿命住宅でなければなりません。「ハイブリッド・エコ・ハートQ」は、以上のような理念を持って生まれました。


新築・省エネ住宅の結露について 室内の湿気発生原因

住宅の寿命は結露できまる

新築・省エネ住宅の結露について 室内の湿気発生原因

住宅の寿命は、結露によって大きく左右されます。結露水が構造材を腐らせ、様々な欠陥を引き起こす元凶だからです。結露を防ぐためには、住宅の施工方法、換気・断熱・気密など、住宅性能を高める技術がなければなりません。
そのトータルパフォーマンスによって住宅の寿命が決まるといっても過言ではありません。





相対湿度と露天温度

相対湿度と露天温度

<温度と相対湿度による空気の露点温度>


空気温度(℃) 相対湿度に対する露点温度t”(℃)
40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95%
30 14.9 16.8 18.4 20.0 21.4 22.7 23.9 25.1 26.2 27.2 28.2 29.1
29 14.0 15.9 17.5 19.0 20.4 21.7 23.0 24.1 25.2 26.2 27.2 28.1
28 13.1 15.0 16.6 18.1 19.5 20.8 22.0 23.2 24.2 25.2 26.2 27.1
27 12.2 14.1 15.7 17.2 18.6 19.9 21.1 22.2 23.3 24.3 25.2 26.1
26 11.4 13.2 14.8 16.3 17.6 18.9 20.1 21.2 22.3 23.3 24.2 25.1
25 10.5 12.2 13.9 15.3 16.7 18.0 19.1 20.3 21.3 22.3 23.2 24.1
24 9.6 11.3 12.9 14.4 15.8 17.0 18.2 19.3 20.3 21.3 22.3 23.1
23 8.7 10.4 12.0 13.5 14.8 16.1 17.2 18.3 19.4 20.3 21.3 22.2
22 7.8 9.5 11.1 12.5 13.9 15.1 16.3 17.4 18.4 19.4 20.3 21.2
21 6.9 8.6 10.2 11.6 12.9 14.2 15.3 16.4 17.4 18.4 19.3 20.2
20 6.0 7.7 9.3 10.7 12.0 13.2 14.4 15.4 16.4 17.4 18.3 19.2
19 5.1 6.8 8.3 9.8 11.1 12.3 13.4 14.5 15.5 16.4 17.3 18.2
18 4.2 5.9 7.4 8.8 10.1 11.3 12.5 13.5 14.5 15.4 16.3 17.2
17 3.3 5.0 6.5 7.9 9.2 10.4 11.5 12.5 13.5 14.5 15.3 16.2
16 2.4 4.1 5.6 7.0 8.2 9.4 10.5 11.6 12.6 13.5 14.4 15.2
15 1.5 3.2 4.7 6.1 7.3 8.5 9.6 10.6 11.6 12.5 13.4 14.2
14 0.6 2.3 3.7 5.1 6.4 7.5 8.6 9.6 10.6 11.5 12.4 13.2
13 -0.1 1.3 2.8 4.2 5.5 6.6 7.7 8.7 9.6 10.5 11.4 12.2
12 -1.0 0.4 1.9 3.2 4.5 5.7 6.7 7.7 8.7 9.6 10.4 11.2
11 -1.8 -0.4 1.0 2.3 3.5 4.7 5.8 6.7 7.7 8.6 9.4 10.2
10 -2.6 -1.2 0.1 1.4 2.6 3.7 4.8 5.8 6.7 7.6 8.4 9.2

高気密・高断熱住宅と結露

新築・省エネ住宅の結露について 相対湿度と露天温度

高気密・高断熱住宅は壁面・窓面の温度が高く、表面結露を防ぐことができます。(冬期)高気密・高断熱住宅は防湿気密施工により、湿気が建物内外を移動する事がなく、 壁内に侵入しないので、壁内結露を防ぐことができます。(冬期)


カビ・ダニの発生と家庭病

新築・省エネ住宅の結露について 相対湿度と露天温度

結露は、住宅を腐らせる元凶となるばかりではなく、カビやダニが発生する原因となって、家族の健康を脅かします。
そのメカニズムは、結露水にカビが発生し、そのカビを餌にしてダニが繁殖します。
カビなどの植物を餌にするダニを 餌にして肉食のダニが発生してしまいます。このダニの死骸や糞、また、カビの胞子などがハウスダストとして部屋中を飛び交い、家族がイエダニに噛まれたり、小児喘息やアトピー性皮膚炎などの原因物質、アレルゲンになってしまいます。
カビやダニの繁殖を絶つためにも結露の発生しない環境をつくることが必要です。




湿り空気線図の見方と結露


空気線図の見方と結露のメカニズム

乾球温度計と湿球温度計

■乾球温度計と湿球温度計

乾球温度計と湿球温度計


乾球温度計は、一般的に温度を測るために使用されています。単位は30°Cの時は30°CDBと表示します。
湿球温度計は、乾球温度計のアルコールや水銀の入っている球部に湿布が巻いてあります。単位は30°Cの時は30°CWBと表示します。
乾球温度と湿球温度の見方は、乾球温度と湿球温度の差で室内の相対湿度を知ることが出来ます。
室内が乾燥している場合には、まだまだ水蒸気を含むことが出来ますから、湿った布に含まれる水蒸気はどんどん蒸発し、蒸発するために必要な熱をまわりから奪うため湿った布の温度は下がります。
また逆に、湿球温度計が乾球温度計と同じ場合は、空気の中の水分が飽和状態になっていることを示します。
したがって、乾球温度と湿球温度の差が大きければ大きいほど相対湿度は低く、小さければ小さいほど相対湿度は高いと言うことになります。

予め換算表を用意しておけば、温度差から室内の相対湿度を知ることが出来ます。



■湿り空気線図とはどんなもの?

空気線図または、湿度線図ともいいます。先に説明した乾球温度、湿球温度を元にして、絶対湿度、相対湿度、露点温度、エンタルピなどを記入し、例えば、温度差など、いずれか2つの値を定めることで他の状態値を簡易的に全て求めることが出来る線図です。


■湿り空気線図の構成とその見方

湿り空気の状態すなわち温度と湿度、エンタルピ、比容積等の関係を線図にしたのが湿り空気線図です。図は大気圧におけるi-x線図で、温度を横軸に、エンタルピ(i)を斜軸に、絶対湿度(x)を縦軸にとってあり、湿り空気の状態値のうち2つが定まると、他の状態値がすべて線図上で求まります。なお、湿り空気線図の構成とその見方は次の通りです。

新築・省エネ住宅の結露について 湿り空気線図の見方と結露


■乾球温度(t°C)

新築・省エネ住宅の結露について 湿り空気線図の見方と結露

普通の棒状寒暖計の球状感熱部が乾いた状態で、測定される温度を乾球温度といい、t°Cで表します。横軸に等間隔で目盛り、温度一定の縦の線は上向きにやや開いています。

■湿球温度(t’°C)

球状感熱部を水で湿らせた布でおおった温度計で測定される温度を湿球温度といい、t’°Cで表します。湿球温度の一定の線はエンタルピ一定の線とはほぼ一致します。したがって、飽和線と乾球温度一定の線との交点を湿球温度とみなします。


■露点温度(t”°C)

湿り空気の水蒸気の分圧を飽和蒸気圧とする温度のことで、t”°Cで表します。

■相対湿度(Φ%)

新築・省エネ住宅の結露について 湿り空気線図の見方と結露

空気が含むことのできる水分量が限界に達した場合を100%とし、全然含まない場合を0%として、含まれている水分量を百分率で表現したものが相対湿度です。単位はΦ%で表します。相対湿度一定の線は右上がりの曲線で示されています。


■エンタルピ(kcal/kg(DA))

ある状熊における湿り空気の保有する全エネルギーを熱量単位で表したものがエンタルピです。単位はkcal/kg(DA)で表します。左の斜軸の等間隔で目盛り、斜右下がりの平行線がエンタルピー定の線です。
なお、0点は乾球温度0°Cで絶対湿度0kg/kg(DA)の点を通り、右上方へ増加しています。


■比容積線(υm³/kg(DA))

乾き空気1kgに対し水蒸気 x kgを含んだ空気の体積をυm³とすると、その空気の比容積はυ/(1+x) [m³/kg(DA)]で求まります。比容積線は、右下がりの平行線で示されています。


■湿り空気線図

新築・省エネ住宅の結露について 湿り空気線図の見方と結露




不快な結露のメカニズム

新築・省エネ住宅の結露について 不快な結露のメカニズム

空気は温度が高いほど、たくさんの水蒸気を含むことができる性質があり、逆に温度が低いほど少ししか水蒸気を含むことができません。
例えば22°C、50%の空気が11℃まで冷やされると気体のはずの水蒸気が水滴となって現れます。これが結露です。また、結露が始まる時の温度を露点温度といいます。


絶対湿度


■湿度とは何だろう?

湿度には、絶対湿度と相対湿度があります。


■絶対湿度とは?

乾き空気1kgの中に、水分が何グラム含まれているかを示します。(単位:g/kg)


■相対湿度とは?

その温度の飽和状態の時の水分量に比べた割合を示します。(単位:%)


新築・省エネ住宅の結露について 不快な結露のメカニズム


■湿度の高い空気は、より多くの水蒸気を含む

水蒸気の気圧は気温の上昇により高くなるので水蒸気が多くなります。100°Cでは1気圧となり、水蒸気のみになってしまい、乾き空気はなくなります。


石油やガスを燃焼させるとほぼ同量の水分を発生させる

燃焼の仕組みは、化学的には、物質が多量の光と熱を発して酸素と化合する現象をいいます。燃焼の仕組みは難しい要素が多く、化学的にも解明され尽くしたとは言えないのが現状です。


広義には、物質が酸化することも燃焼ということが出来ます。灰などを見ると燃焼すると物体が消滅するように感じられますが、物質が急激に酸化し、分解されて姿を変えるだけで燃焼しても質量は変わりません。

灯油の場合には、1リットル燃焼すると二酸化炭素13m³水蒸気を約1100g放出します。したがって室内で石油ストーブを燃焼させることは、目に見えない水蒸気として石油を燃焼させた分だけの水分をばらまいていることになります。






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