住まいの環境を考える 熱の環境
 
 
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快適な住まいの環境の中で、熱の環境に関してまとめてみました。

外の気温は大きく変動していて、室内を快適な温度に保つには断熱や空調が必要になります。
熱は、物体間に温度差があれば、必ず高いところから低いところに流れるという特徴があり、その熱を伝えるものは、伝道、対流、放射に分けられます。

伝道は、冷たいドアハンドルに触れて冷たく感じるような、固体同士(または静止した液体や気体)が触れ合って温度を伝えることです。
物によって伝わりやすさが違い、金属は伝わり易いので冷たさや熱さを感じやすいのですが、柔らかい木などは熱が伝わりにくいので、あまり冷たさや熱さを感じにくくなります。
外部に手に触れる物があるときは、金属より木やプラスチックの方が熱さや寒さを感じにくくなることを覚えておきましょう。
ちょっと触れるだけなら、それほど気にならない場合も多いのですが、しっかり握る必要がある場所には注意が必要となります。

対流は、液体や気体の移動によって熱が移動することです。
一般に高い温度の気体(液体)が下のほうにあると上昇しようとします。
吹抜の空間で1階より2階のほうが暖かい(暑い)のはこの為で、この現象をうまく利用すると風が無くても自然換気をすることが出来ます。
また、風など横方向の動きによっても熱は伝わります。
暑い日でも風が吹くと心地よさを感じたり、寒い日に風が吹くと更に寒く感じるのは、この対流が盛んに起こる為です。

放射は、物から物へ遠赤外線のような電磁波によって熱が伝えられる現象です。
熱を伝えるのは0.8から400マイクロメートルの範囲の電磁波です。
温度があるもの(絶対零度以外の状態)からは常に発生している電磁波ですが、周囲から入ってくる電磁波との大きさの差が感じる温度差になります。
熱が高いものからは盛んに発生していますから、焚き火などから多少離れても暖かさを感じるのはこの為です。
また、床暖房のように広い面積が暖かい場合は、ストーブのように高い温度でなくても暖かさを感じることが出来ます。
これは、ストーブのように熱が体の一部に当たるのではなく、体全体に当たっているからで、快適な空間の為には、より均一な温度環境が大切となります。

伝道は物同士が触れたときに特有のもので、対流や放射は、ほとんど同時に起こっています。
また、同じ温度でも湿度の違いや風の有無でも快適さが違ってきます。
湿度が高いとより暑く感じ、風があるとより寒く感じます。
気温24.5度、湿度40パーセント、無風が快適条件といわれますが、これは衣服や作業状態によって変わります。

衣服に関しては、最近ではクールビズやウォームビズが有名になったように、部屋着を調整することで冷暖房費用を少なくすることが出来ます。
そして、脱衣室やトイレでは寒さが、より気になることも快適な室内環境を作る上では重要です。

また、書斎のように静かに作業する場所とプレイルームのような動きを伴う部屋では適温とされる室内温度が変わってきます。
部屋の中でちょっと運動すると、部屋の温度は同じなのに暑く感じることを考えれば、分かりやすいでしょう。
このように、冷暖房を考える場合は、部屋の種類や用途によって最適な温度が変わってくることを考慮する必要があります。


熱の伝達を遮る材料は、身近なものでは空気が一番性能がいい材料です。
断熱材は、この空気(気体)を沢山含んでいることで断熱性能が高くなっています。
熱の伝わりやすさは、熱伝導率で表し、数値が小さいほうが断熱性能が高くなります。
その値は、銅が320、コンクリートが1.4程度、ガラスが0.7、木材が0.1から0.16(重い木ほど大きい傾向があります)、グラスウールが0.04程度です。
また、空気が0.02で、水が0.5ですから、湿気が多くなると熱を通しやすくなることが分かります。
湿ったタオルが乾いたタオルより冷たさや熱さを感じ易いのはこの為です。


断熱を考える場合、結露の問題があります。
空気の温度が急に下がる部分で空気中の水分が結露となるので、冬場の内部結露を防止する為には、断熱材を出来るだけ外側に配置し、断湿シートは内側に配置する必要があります。

建物で熱を考える場合、単純に温度だけでなく、蓄熱効果を考えることも必要です。
鉄筋コンクリート等の場合、コンクリートに熱を蓄える性質があるので、昼間熱せられたコンクリートが夜になっても熱が残っているので、夜になっても部屋が暑く感じられるのです。
逆に温まりにくいので、一番気温が高い時間帯からズレた時間に最高温度に達します。
この性質を利用して、冷暖房の為の蓄熱層として使うこともあります。
このように、蓄熱ということも考慮した上で、断熱計画や空調計画等を行う必要があります。


注)ここでの説明は、分かりやすさを優先させた為に、厳密には正確な表現では無い部分もあります。

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