高気密断熱住宅が数年後には寒くなる?結露を防ぎ劣化を抑える断熱材とは?

マクロホーム大阪

高断熱の家 暖かい家は入居後いつまで続くのか?

高気密高断熱住宅を建築して入居する初めの冬は暖かった家ですが
築年数が経つとだんだん寒くなってきた・・・なんて事にならないように
断熱材の素材にも注意が必要です。
そこで まずは 世にも恐ろしい 内部結露のお話から

「窓やサッシをびしょびしょに濡らす結露」。皆さんも目にしたことがあるでしょう。
しかし、この結露には「見える」ものと「見えない」ものがあるのをご存知ですか ?
この「見えない」結露こそが、「壁内結露」。
家族の健康と建物の耐久性を脅かす、とても恐ろしい存在なのです...。


空気には目に見えない水蒸気(水分)が含まれており、
その水分量は温度が低ければ少なく、温度が高いと多くなり、一定ではありません。
暖かい空気が冷たい空気に接して温度が下がり、水蒸気を含む空気が室内で「過飽和」状態に
なると気体から液体へと変化し、水となって表面に出現する現象が「結露」です。
特に、冬場の住まいは室内外の温度差が激しく、結露が起こりやすい環境が整います。


いつまでも断熱性を保つためには・・・?


水分を壁の中に通さない断熱材が必要なのです。


壁内結露をゆるさない水に強いパネル
「FPの家」で使われるウレタン断熱パネルは、水に非常に強い硬質ウレタンを使用し、さらに工場で強力な圧力をかけ成型しています。
硬質ウレタンフォームとその網の目に包まれた小さな独立気泡の集合体により、水にも湿気にも強く、経年変化も性能劣化も少ない耐久性に優れたパネルとなるため、結露を防ぐことが出来るのです。

経年劣化ほぼゼロ
変わらない安心、変わらない快適さ

住宅の真の価値は長い年月の先にあります。「FPの家」はいつまでも、その性能が変わりません。
耐久性や安全性に優れた「FPの家」は、最高レベルの性能を長く維持できる高性能住宅です。

地震・火災から家を守る
大津波でも流されない「FPの家」

様々な設備を投じ、いくら耐震性能を高めても、柱や壁が劣化、腐朽してしまってはその効果も発揮されません。
その点、「FPの家」は劣化に強く、いつまでも変わらない強さを維持することができます。
また、燃えにくい素材の硬質ウレタンを使用しているため災害にも強く、安全性の高い住まいです。
まだ記憶に新しい、一瞬にして日常を一変させた東日本大震災では、九戸郡野田村でただ1軒、津波に耐え抜いたという実例もあります。
では グラスウールなどの吸水性の高い断熱材を使った場合の気密対応は・・・

グラスウールに水分が入り込まないように気密シートと呼ばれるナイロン系のシートを部屋の内側から施工します。
ウレタンパネルの場合は水分を通さない事から ナイロンによる気密施工は不要なのです。

はじめに
「暖かく省エネで快適な住まいづくりは、現状の家づくりでは解決済み」と多くの方は思っているかもしれませんが、そうではありません。

新築してから5年10年という短い期間でだんだん家が寒くなる。そして建物自体の寿命も30年程度しかもたない、そんな家が量産されているのが現実です。北海道で、現代も「不完全な高断熱高気密住宅」(寿命の短い、寒い家)が建つ理由のページでご紹介した通りです。

そんな中で、私たちFPの家グループは、より安定性の高い高断熱高気密住宅を実現する独自の構法に取り組んでいます。
「FPの家」の解決策
グラウスール断熱に通気層工法を導入
「FPの家」グループは1970年に札幌の工務店としてスタート、住宅の断熱・気密など、住宅性能面を重視した家づくりを積極的に進めました。

1973年の第一次オイルショック、77年以降のナミダタケ被害を契機に、1980年に北欧のスウェーデン、デンマーク、ノルウェー、フィンランドの住宅を視察。そこにはマイナス30℃の寒さの中でも住宅内では、子どももお年寄りも半袖一枚で快適に暮らしている姿がありました。窓はペアガラス、公営住宅ではより高性能な木枠トリプルサッシの導入が検討され、壁内の内部結露対策として、壁の中のグラスウールの外側に空気層を設け、壁の中で結露しても空気層で乾かすという方法が採用されていました。

当社は北欧住宅のノウハウを学び、1981年に独自の通気層工法を開発。日本国内では最も早い時期の内部結露対策で、これによりグラスウールの断熱性能の劣化や木材の腐敗を減少させることができました。

次なる品質向上
木材の乾燥化・間仕切りパネル製造の機械化
グラスウールを精度良く施工し、通気層工法で内部結露対策も行う、気密シートと気密シートの継ぎ目に隙間が生じないように施工する、コンセントボックス廻りやタッカーの針穴など気密に欠損ができやすい場所を特に丁寧に施工するなど、気密性能も高めるための、大工育成と現場監督の強化に取り組みました。

しかし、大工教育と現場監理の徹底を進めながら施工の品質アップを図るのは、現場での手間と管理コストの増大を招き、工期が延び、住宅価格のアップにもつながってしまいました。

大工の育成・現場監督の徹底などがわかる当時の写真
「大工や職人の意識や施工レベルに頼り切るのではなく、もっと安定した高性能住宅を建てる仕組み」を開発したい。それが新たな課題でした。

別の課題もありました。高断熱高気密の家は室内が暖かいので、木材乾燥に伴う床鳴りや柱の割れなどの問題も発生しました。住宅会社としては異例でしたが、木材低温除湿乾燥室を自社で建設し、木材を低温でゆるやかに除湿乾燥しました。これで新築後1~2年後のトラブルが劇的に減りました。

現場施工中は雨も降りますし、厳冬期など厳しい天候の元では現場での施工精度確保が難しい場合もありました。そこで加工場も建設。木材のプレカットや乾燥、そして間仕切りのパネルの工場生産にも着手しました。住宅会社としては異例の取組で多額の設備投資も必要でした。仕事が減ることを心配した大工さんは当時猛烈に反対しました。しかし、より品質の精度を高め、同時に機械化によるコストダウンも図るために断行しました。

加工場でのプレカット加工
加工場から現場に搬入される部材を実際に使ってみた大工さんは、精度の高さに感心してくれました。住宅会社にもかかわらず、木材の加工や間仕切りパネルを工場生産までも行い性能・品質を追求する。それがFPパネルの開発につながっていきます。
断熱パネルの開発
住宅の性能・品質確保を現場の意識やスキルだけに依存していては、安定した住宅性能は保証できない。技術・性能面で特化した住宅会社だからこそ、その点は決して妥協せず、何か解決策を見いだしたい。

断熱施工を工場で行い、精度の高い壁や床を現場で組み立てる「パネル化」の検討を1985年に開始しました。既に柱や梁のプレカット化、室内間仕切り壁のパネル化は実用化していましたので、外壁や床の断熱パネルにもそれを応用する発想でした。

断熱パネルの製造で第1の検討課題は、どの断熱材を採用するかでした。グラスウールやロックウールのような繊維系断熱材も検討しましたが、水蒸気浸透率や保湿性が高い点などが難点でした。

そこで私たちは、断熱材が独立気泡構造のため水を吸わない、水や湿気の侵入による抵抗力も高い、素材自体が結露しにくく、強力な接着力もある「硬質ウレタンフォーム」に着目しました。ウレタンは冷蔵庫の断熱材として広く採用される断熱性能の高い素材です。現場発泡のウレタンもビルや倉庫、マンションなどでも使用されています。

パネルの間に硬質発泡ウレタンを隙間無く注入して断熱パネルを作れば、断熱性能が高いうえに、パネル自体が気密層にもなり壁内の内部結露の問題は無縁で木材を腐らせる心配もない、という発想でした。
FPパネルが優れた断熱性能を発揮する理由
現場でウレタンを吹き付ける方法では、厚みにムラができ、薄いと断熱性能が不十分、厚すぎると表面のスキン層(発泡プラスチックを成型する際に発生する、部材表面の密度の高い層のこと)をカットしなければなりません。あるいはウレタンパネルを工場生産する場合でも、一度大きく製造してからカットする方式だとスキン層を切断することになります。

マンションや倉庫などの建設現場で使われる硬質ウレタンフォームは、ウレタンの気泡が連続していて、水蒸気を含むリスクがあります。FPパネルのウレタンは独立気泡である上に、工場で高圧発泡しているので気泡が細かく均一です。密度が高いため、断熱性能がより高まり、水も吸わない、そして経年劣化も少なくなります。

断熱材内部の気泡構造。左がFPパネル(独立気泡)で、気泡が独立しているため、
吸水率が低く、透湿抵抗が高いので水蒸気の透過がほとんどありません。
しかし表面のスキン層は発泡プラスチック系断熱材の命であり、断熱性能を確保するガスが流出するのを防いだり、水蒸気を吸収させない大事な役割があります。そこでウレタンの良さを活かしつつ、確実な断熱性能を発揮させるために、工場で木枠の中にウレタンを高圧注入して、6面のどのスキン層もカットせずに生産するという方法にたどり着いたのです。

そのため数十年経っても断熱性能が変わらず、暖かい家は暖かいままに、リフォーム時には再利用が可能となるのです。
スキン層とは?
スキン層とは発泡プラスチック系断熱材を成型する際に発生する、表面の密度の高い層の事を指します。

発泡プラスチック系の断熱材は、発泡ガスが抜けて空気と置換されるために経年劣化すると言われることがあります。
これは、『スキン層の有無によるガスの置換が問題』とされ、一時、Q値計算する場合にその経年劣化分を加味した計算をするような指導がありましたが、すぐ消えました。

スキン層をわかりやすく例えると、食パンを焼き上げた状態、つまり表面の6面が茶色くて硬い部分(パンの耳と呼ばれる部分)と中の白い部分を比べると、硬い部分は詰まっていて穴も少なくなっています。
発泡プラスチック系断熱材も同様で、この硬い部分があるかどうか、樹脂成分と発泡ガスのブレンド技術や製造方法の違いになどによって経年劣化に影響する場合があります。

一般的に販売されているボード状の断熱材は、このスキン層をカットして形を整え、市場に出回っています。製造方法により、裏表にのみスキン層があるものや4面にスキン層があるもの、6面全てにスキン層があるものなどがあります。

FPパネルは四方に木枠を組み、表面にクラフト紙を張り、その中にウレタンフォームを充填し、約25トンの圧力を掛け、内部の発泡を均一になるよう製造しています。
スキン層は木枠およびクラフト紙の内側に存在します。つまり6面全てがスキン層につつまれている訳です。

発泡プラスチック系断熱材が痩せるとか経年劣化するというようなことがないようにするためにも、この『スキン層』があるかどうかは大事な要素の1つなのです。
FPパネルが経年劣化が少なく、吸水もほとんどなく水に強いからこそ、無結露50年保証も発行できるわけです。

FPグループのFPパネルは、工場で硬質ウレタンフォームを隙間無く正確に充填するため、断熱性能にムラがなく、それ自体が水分を吸収しない上に、外壁側に通気層を設け万が一壁の中に湿気が侵入しても排出する仕組みになっており、木材が腐る、断熱性能が経年劣化することを防ぐことができます。壁内結露のリスクをクリアできるので、FPグループはFPパネルの無結露50年保証を行っています。

ウレタンの原液は、フィンランドでウレタンパネルを使った住宅建設で20年以上の実績があったフィンランドの「YIT社」と提携し、ノウハウを吸収し、当社の自社工場で製造しています。ウレタンの気泡の中に入っているガスは二酸化炭素です。水発泡方式を採用し二酸化炭素をウレタンのガスとして実用化したのは世界初で三菱化学㈱と共同開発し、平成11年に発表しました。
FPパネル完成
住宅の断熱材として硬質ウレタンフォームの断熱パネルを採用すると、当時のコスト比較でグラスウールの5倍近いコストがかかりました。しかしどの住宅会社の住宅よりも一番断熱性能が高く、しかも20年、30年、それ以上長く経過しても断熱性能が劣化しない、自信を持ってお客様にお勧めできる断熱材を開発することに決めました。

製造は、まず工場で木枠パネルを作り、プレス機でブレンドした液体のウレタンを高圧発泡で注入します。中で強固に固まり木枠としっかり接着します。木枠は乾燥剤とはいえ1ミリや2ミリ程度は経年で乾燥収縮しますが、その程度なら問題無く追従し隙間はできません。

約30トンの圧力をかけたプレス機の中で木枠の内部に硬質ウレタンを注入発泡します。
そのため木材との接合部分など、細かい隙間にも完全に充填することができ、高密度・高強度の「ウレタン発泡パネル」となります。

こうして完成したFPパネルは、803×2850ミリのパネル一枚が約20キロほどの重量があります。このFPパネルを住宅建設現場に搬入し、大工が大きな木づちで上下左右に隙間が無くなるように柱梁にはめ込みます。

FPパネルの中には硬質ウレタンは隙間なく、密度高く充填されていて、FPパネル自体が強力が面材になっていて、断熱性能のムラがないだけでなく耐震性能の確保にも貢献します。とはいえ念には念を入れ、住宅完成後には気密測定を全棟で行い、本当に隙間がないか、また、換気の風量測定も行い、計画通りの換気量を確保しているか、施工ミスがないかなど点検します。

FPの家はFPパネルを使った壁と床の断熱、気密性能の強化を軸に、屋根はセルローズファイバーのブローイング等を採用しています(※オプションとして屋根用ウレタンパネルも用意しています)。また、住宅の外皮性能は断熱材以外に性能維持商品としてサッシや玄関ドア、換気システムにも基準を設けており、FP技術指導員がFPの家を扱う会社に必ず一人はいなくてはいけません。いくつもの条件をクリアして初めてFPの家を名乗れます。

「FPの家」の会員には、技術資格制度が適用され、施工・技術指導と検査、気密測定などが義務化されます。
講習は毎年定期的に行い、試験に合格した方だけが「FP技術指導員」として認定されます。
30年後の断熱材も劣化していない
実際に、FPの家のリフォームや増築の際に、壁を剥がして見てみると、どの住宅でもパネルは全くといって良いほど経年劣化していません。お客さんからFPの家はずっと暖かい、性能がいい、本当にいいものを作ったとお褒めの言葉をいただいています。

内部結露が発生しないので雨漏りがない限りは濡れることもありません。スキン層があり、独立気泡なので、ウレタン内のガスもパネルの外に逃げることがなく、断熱性能が低下しないのです。そのため、築20年、30年の段階で、外装や屋根、間取りや住設機器などの老朽化に伴うリフォームなどをお客様が行う際、壁内の断熱性能に問題が生じていて、断熱改修をしなければならない、というケースが一軒も発生していないのです。FPの家は過去に全国で4万件以上建てられているのです。
お値段以上の価値がある
FPの家は、これほど断熱性能や耐久性が経年劣化しないことにこだわり、気密施工や換気なども含めた厳しい性能を要求しています。また北海道内の住宅会社は、壁の合板をOSB合板にしている会社が大半ですが、FPパネルは、より湿気や水に強いMDFを採用するなど、お客様の気付かない部分でも、より耐久性、品質が定かな製品を厳選しています。そうしたこともあってFPの家は一般的な住宅に比べ、100~150万円ほど高くなります。しかし、冬に毎月お支払いする暖房費が大幅に削減でき、しかも日々暖かい暮らしが実現できます。20年後前後で発生するリフォームでも、断熱材の入れ替えが必要ありませんので、その分で数百万円のリフォーム費用が削減できます。
最後に
災害にも強いFPパネル
結露というと、窓面に水滴ができる現象を思い浮かべる方が多いと思います。しかしより大きな問題を生む結露は壁の中に発生し、木材を腐らせ、断熱性能を悪化させる壁内結露です。

FPパネルは、断熱性能が劣化しない、高性能で耐久性の高い住宅を実現しようと開発しました。その結果、壁内に充填されたウレタンが住宅の強度も高めました。東日本大震災や熊本地震、そして全国各地で発生する洪水などで、FPの家が、津波が洪水の水や泥を室内に侵入させなかったという報告が多々あります。
左の写真は東日本大震災で津波に耐え、流木によって壁が壊された「FPの家」です。
以前の住宅に使われていたFPパネルは、津波に襲われても性能、品質に問題が無かったため、外壁を修繕し、一部破損した床パネルの交換するだけで住み続けることができました(右の写真)。

1998年に発生した高知の大水害では、住宅展示場内の約10社のモデルハウス展示場が水没しました。しかしFPの家のモデルハウスは、外壁などを高圧洗浄し乾燥、クロスを張り替えるなどの作業を行うだけで再利用できました。このモデルハウスに施工されたFPパネルは、お客様の要望で販売され、新築住宅に問題なく再利用できました。FPパネルは災害時に人の命と財産を守り、補修を行えば再利用もできます。

  • 2003年高知大水害で床上2メートルまで泥水に浸かったモデルハウス。災害後に内装仕上げを剥がすと下地が濡れていました。

  • 災害後も洗浄してモデルハウスとして継続使用しました。5年間の展示期間を終え解体

  • 水害に遭ったにもかかわらずFPの家は壁や床パネルの断熱性能の劣化や反りなどの変形もありませんでした
FPウレタン断熱パネル(筋交いなし壁パネル)は、壁倍率2.1倍の国土交通大臣認定を取得しています。耐力面材や筋交いのないパネル枠と一体成型された硬質ウレタンフォームが主耐力として認められた壁倍率の大臣認定は、業界初(当社調査)です。

壁の中に、断熱性能も耐久性も高いパネルが施工されているのでFPも家は経年劣化が少なくて長持ちします。家を建てて20年、30年経過したとき、FPの家の本当の価値が見えてくるのです。

住宅は、わかりやすい宣伝文句、安さ、見た目で一目瞭然の差でPRした方がよく売れます。

でも我々は、あえて、壁の中の断熱材が劣化しない、長く暮らしているうちに魅力がわかる、そういう商品を売っています。

FPの家を選んで頂くお客様は、その価値を評価していただいているのです。