投稿日:2019年07月08日

住宅医リレーコラム2019年7月


既存外壁を残したまま、新たに断熱付加をする場合の防露診断と治療について

令和元年の住宅医スクールが東京と大阪で開講しました。私が担当したのは初回3講義目の「木造建築病理学の実践」という講義です。講義では、断熱改修を行った物件の紹介と、その診断治療方法について紹介したわけですが、今回はじめて非定常の防露診断手法を紹介しました。

 

結露の計算とは?

非定常というと瞬間的に理解するのは難しいと思いますが、ようは、外壁(屋根)の外部と室内の温湿度を3年間変化させてシミュレーションしたものと解釈してください。

定常計算と呼ばれる結露の計算は、一定の温湿度(地域によって設定値は変わる)で計算をするのですが、雨水侵入や壁内換気(通気)など既存の状況を考慮できません。そのため、非定常計算でそれらを考慮して、かつ、季節による温湿度の変化を加味して、診断と治療を行うほうがよいと最近は感じています。

今回のコラムでは、非定常計算を行い防露診断した結果、わかったことをいくつか紹介したいと思います。


(図1、非定常計算の結果画面)

 

1、外壁から雨水が侵入した場合、どのくらいの量で壁の中の相対湿度が変化するのか?

改修版・自立循環型住宅への設計ガイドラインでは、「外部からの雨水侵入をまずは防ぐ必要がある」と書かれており、「もし、漏水がある場合は、気流止や充填断熱の可否について慎重に判断すべき」とあります。

自立循環型住宅のホームページはこちら。

改修版・自立循環型住宅への設計ガイドライン

一方で、壁内通気があると断熱材が有効に働かず、まずは通気止を行うべきという認識が実務者の中にあるため、診断・治療の段階で壁の構成を決定することに迷いが生じることがあります。現地を詳細に調査することが重要なのは当然であり、かつ、外壁も新築同様に治してあげるのが最善ですが、住まい手の予算にも影響してきます。そこで、診断時の勘を養うため、どのくらいの雨水侵入で壁の中の相対湿度があがるのか診断してみることにしました。


(写真1、昭和49年新築の外壁、解体中)

診断条件と外壁仕様

下図は、一般的な外壁構成です。
左から、
リシン吹付3mm
モルタル20mm
アスファルトフェルト0.7mm
バラ板12mm
グラスウール120mm
防湿層1mm
石膏ボード12.5mm
です。

外気温湿度は、京都市のものを使いました。室内は、温度は20度とし上下振り幅を7度。相対湿度70%一定としました。基本は、「計算の結果のよる温熱環境に関するガイドライン 一社)住宅性能評価・表示協会 平成27年2月27日修正」の規定に沿って設定しました

その他、バラ板部分に雨水全量の1%、5%、10%の3種の雨水侵入があると想定しました。

(図2、バラ板は針葉樹材としました。バラ板間の隙間はない状態です。)

 

診断結果。雨水侵入1%と5%と10%の比較。

下図の左から1%(左図)、5%(中央図)、10%(右図)になります。

黄緑に塗られた相対湿度の変化を見ると、雨水が10%侵入した場合(右図)、壁の中の相対湿度があがり、壁の中は相対湿度が100%に達する期間がでてきます。1%の左図は、夏場に壁内の防湿層面で相対湿度があがるものの、100%には達することはなく、バラ板付近も思ったより上昇していません。5%の中央図は、その中間の値といったところですが、壁の中の相対湿度は上昇し、かつ、防湿層(壁体内側)で相対湿度が100%に達しています。

これらの診断を見ると、目視で腐れが確認できた場合は、雨水浸入は10%以上に達し、木部に染みができている場合が、1~5%程度と仮定はできそうです。

(図3、1%(左図)、5%(中央図)、10%(右図)。青い線は、含水率です。)

 

2、地域による寒暖の差は、どのくらい壁の中に影響があるのか?

先程と同じ構成で、診断をしてみました。雨水の侵入は1%で統一しています。地域は、京都(6地域)に加え、福知山(5地域)、白浜(7地域)です。

定常計算でも地域による設定がありますが、これは冬の場合のみです。春と秋ではどういった変化になるのか知るためには、非定常計算が有効と考えています。

福知山(5地域)、京都(6地域)、白浜(7地域)の比較

下図は、左から福知山(5地域)、京都(6地域)、白浜(7地域)としました。

結果、既存外壁(バラ板より外部側)を残したまま、グラスウールを充填し、防湿フィルムを張れば、相対湿度が100%に達する地域はありませんでした。通気層がなくてもなんとかセーフといったところです。ただ、寒い地域になればなるほど、夏場の壁の中の相対湿度は高くなるので、通常より寒い地域の建物を診断・治療する場合は、注意が必要そうです。

(図4、左から福知山(5地域)、京都(6地域)、白浜(7地域)、含水率も福知山が少し高い)

 

3、もし、防湿フィルムが破れた場合、また、隙間があった場合は?

前述の2と同条件で、防湿フィルムを取り止めてみました。

すると、福知山(5地域)と京都(6地域)では、バラ板表面で相対湿度が100%達する判定となりました。白浜(7地域)は、この2つの地域よりも温暖なので、相対湿度が95%程度で止まっています。

前述の2と同様に、寒い地域に行くほど内部結露のリスクが高まるようです。

(図5、左から福知山(5地域)、京都(6地域)、白浜(7地域)、防湿層がないとバラ板面での含水率上昇が顕著。ただし、バラ板に隙間があると考えると、アスファルトフェルト面で相対湿度が上昇すると思われる。)

 

4、まとめ

既存建物を断熱改修する場合は、現場を知った上で、診断・治療を行う知識と経験が今後は必要になってきます。既存外壁を残す場合は、新築と違い通気層がないため、防露の診断は必ず行った方がよさそうです。

今回紹介した事例は、ある一定の条件の元、診断を行っているのでその条件が変われば結果も変わってきます。例えば、今回紹介した2の「地域による寒暖の差」では、寒い地域の方が、夏場に防湿層表面(壁内部側)の相対湿度があがるという結果が出ましたが、通気層を設けた場合は、暑い地域の方が夏場の防湿層表面(壁内部側)の相対湿度があがるという結果となりました。

改修の場合は、あらゆるケースが存在してくるため、その都度、シミュレーションをする必要がありますが、ある一定の診断の傾向は掴めます。改修版・自立循環型住宅への設計ガイドラインを参考にしつつ、現場を詳細に調査することがいますべきことでしょう。

文:豊田保之