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増改築com®では自然素材を使用した快適な住空間の提供を推奨いたしておりますが、あまり知られていないのが無垢材をはじめとした自然素材の蓄熱性能についてです。数えきれないほど多くの戸建てリノベーションをさせていただいて参りましたが、大変多くのご要望としていただくのが、断熱改修の際に、『床暖房の設置』をご要望される方が大変多いということです。しっかりとした床断熱をすることが前提となりますが、断熱材を自然素材にし、仕上げ材に無垢の厚板を床、天井、壁には漆喰で施工されるお施主様の感想を伺うと、床暖房がなくても冬が暖かいと皆様口をそろえておっしゃいます。これは木が本来持つ蓄熱性あるからです。

ここでは、床暖房のいらない空間はどのようにしてできるのか？どのような素材を使用し、どのような断熱が必要なのか、詳しく解説していきたいと思います。

↑の図を見てわかることは、木材の熱伝導率の低さです。熱伝導率の数値が小さいほど熱が伝わりにくいことを意味しています。例えば、スギの熱伝導率は0.087 W/(m・k )で、同じく1.0W/(m・k )のコンクリートの約12分の1であり、それだけ熱を伝えにくいということになります。鉄と比較すると300倍以上違います。木は熱を伝えにくいということがわかりますね。床を素足で歩く時、タイルだったりすると、ヒヤっと感じると思います。逆に、無垢フローリングなど床を素足で歩くと暖かいことがわかります。同じことは、コンクリートや鉄や無垢材を冷蔵庫に入れるとよくわかります。しばらく冷蔵庫に入れたコンクリートと鉄と無垢フローリングを取りだし冷たさを比較する方法です。どの素材が一番、ヒヤっと感じるでしょう。鉄ですよね。逆に、サウナなど高温の部屋の場合はどうでしょうか？通常、木材の床になっていますよね。鉄であったらとても座れません。熱いナベやフライパンの取っ手が鉄であったらどうでしょう？とても握ることはできませんよね。これらは「熱伝導率」が関係しているのです。そもそも、なぜ木材は熱伝導率が低いのでしょう。

物質のあたたかさは熱伝導率に関係し、木材の内部に含まれる空気の量、すなわち比重のちがいによって熱伝導率も異なります。比重は、木の繊維と空気の比率であって、比重とは全体の材積に対する木材の繊維の量を表す数値です。

上の図のとおり檜の比重は0.41、スギの比重は0.38、桐の比重は0.29で、桐が一番が軽く、それだけ空気を多く含んでいるため熱伝導率が低く、その結果あたたかく感じるわけです。

金属などと比べて無垢の木はほとんど熱を伝えないことがお分かりいただけたのではないでしょうか？

スギを電子顕微鏡で見てみると、 段ボールのように空気層がとても大きいのが見てとれます。 杉の優れた点の多くがこのハニカム構造に支えられています。この隙間は空気です。つまり空隙（くうげき）になっているのがわかります。このようにスギの細胞の内側は、最も熱を伝えにくい空気が詰まっているおかげで、夏は涼しく、冬場は暖房効果を高めてくれます。そのため木材の熱伝導率は低いのです。 気温の低い冬場には触れても肌から熱が奪われず、自分のぬくもりを実感できるため、心地よいと感じるのです。

「木」の種類によっても、熱伝導率が異なるため、あたたかさも異なります。例えば、針葉樹のスギと広葉樹のカリンを、実際に触って比べてみると、断然スギの方があたたかく感じます。物質のあたたかさは熱伝導率に関係し、木材の内部に含まれる空気の量、すなわち比重のちがいによって熱伝導率も異なります。

断熱と快適性を重要視すると、最も大切な事は、木の比重になるということはおわかりいただけたのではないでしょうか？

比重は、木の繊維と空気の比率であって、比重とは全体の材積に対する木材の繊維の量を表す数値です。

スギの比重は0.38、カリンの比重は0.65で、スギの方が軽く、それだけ空気を多く含んでいるため熱伝導率が低く、その結果あたたかく感じるわけです。比重の多い材ほど重くなり、比重が少ない材ほど板は軽くなります。

しかし、注意が必要なのは熱伝導率の優れた木材の特性も、表面をウレタン塗装などで完全にコーティングしてしまうと、塗装の被膜によって熱く感じたり冷たく感じたりします。メンテナンスの面では有利かも知れませんが、これではせっかくの木の温かみが台無しです。最近では無垢材や自然素材が見直されていますが、これらを使う場合は塗装の有無、各種塗料の性質についても、よく調べておくとよいでしょう。

木材は、インフルエンザウイルスをはじめとするウイルス感染症に対して一定の抑制効果があることが確認されています。下記、図1にあるように木造校舎と鉄筋コンクリートの校舎を対象にした調査では、木造校舎のほうがインフルエンザによる学級閉鎖の割合が低くなるという結果が得られました。さらに鉄筋コンクリートの校舎であっても、内装材に木を多く使用した場合には、木造校舎と同じくインフルエンザによる学級閉鎖の割合が低くなることがわかっています*。つまり空間に木材を使用したほうが、ウイルス感染症に飛沫感染するリスクが少なくなるということです（当然に全てのウイルス感染症に必ずしも有効かどうかが証明されているわけではありません）。

　これは、木材が持つ「調湿作用」による効果ではないかと考えられます。木材は、空気が乾燥している状態では、材中に含まれている水分を吐き出して収縮し、湿気の多い状態では、空気中の余分な湿気を吸収して膨張します。天然のエアーコンディショナーとして、湿度を調整してくれるのです。インフルエンザウイルスは、高温多湿の環境では生存率が低下することで知られており、気温20°以上、湿度50～60％の環境下で最も生存率が低くなります**。木材の調湿効果でお部屋の中の湿度を保ち、乾燥を防ぐことができれば、ウイルス感染症対策にも繋がります。

*橘田紘洋『木造校舎の教育環境』(2004) 公益財団法人日本住宅・木材技術センター.
**東京都感染症情報センター「インフルエンザニュース 第5号」（参照2020-7-8）

ここまでは素材に含まれる空気の量（比重）という指標をみて無垢材の特性を見ていきました。

ここではもう一つの指標となる蓄熱（容積比熱）も見ていきたいと思います。

床だけを比重の低い空気量の多い素材にすれば部屋全体が快適になるのか？といわれればそれは違います。

環境温度＝（床温度＋壁温度）÷２　※23℃が最も快適

環境温度という指標があり、人間が最も快適な環境温度は23℃と言われております。床と壁の温度を足して２で割った温度がその環境の温度になります。 例えば、冬に壁の温度が２６℃で、壁が２０℃の場合、環境温度は２３℃になり心地よい温度という考え方です。

つまり床だけを26℃にしても壁の温度が10℃では環境温度は18℃となってしまいますので、寒い空間ということになります。環境温度を快適な状態にするために必要なのは、理屈から考えると壁の温度はどのようにしたら高くなるのか？

ここで最後に押さえたい数値が『比熱』になります。

断熱材の選定の際に、一般的に使用されるグラスウールとセルロースファイバーを比較してみましょう。両者の熱伝導率はそれぞれ、0.044と0.038となりそこまで差がない事が見てわかります。つまり断熱性能だけで考えてしまうと両者の性能はそこまで変わらないという結論になります。断熱というとどの素材も熱伝導率で話をすることが多く、この比熱という指標を軽視しがちです。

しかし、比熱（温まりやすさ）をみてみてください。それぞれ13.4と103.4となり約7.7倍も蓄熱性が違うことがお分かりいただけるのではないでしょうか？

杉の比熱をみてみると783となり蓄熱性が高いこともここで理解できます。

以上、ここまで解説してきた要素となる『比重』『比熱』の要素を踏まえ、実験的に、増改築.com®運営会社であるハイウィル株式会社の接客ルームを蓄熱仕様でリフォームして検証してみましたので改修の流れと共に効果検証をしてみたいと思います。

蓄熱リフォームが完成したところで早速、温度計と赤外線による温度計を使用し、どの程度の蓄熱性があるのかをテストしました。

以下見ていきましょう。テストは外気温15℃の日に、室内のエアコンの温度設定を25℃設定（蓄熱性を検証するためにあえて高い温度設定としました）して、天井・壁・床を測定しました。

まずは天井です。天井を赤外線温度計で測定（仕上げは漆喰塗り、断熱材は蓄熱性の高いセルロースファイバー）30.8℃となりエアコン設定よりも天井温度が５℃以上高い結果となりました。

壁はどうでしょうか？（仕上げは漆喰塗り、断熱材はセルロースファイバー）こちらも30℃となりました。

肝心な問題の床はどうだったのか？（仕上げ材に国産杉板30㎜、断熱材はミラネクストラムダ特寸75㎜）

こちらは28.8℃となりました。

結果として、今までの来客されたお施主様にはスリッパをご用意させていただいておりましたが、素足で温かさや心地よさを体感していただける空間となりました。また全体として、天井、壁、床全体が蓄熱性の高い素材を使用したためエアコン効率が劇的に向上し、電気代の節約にも寄与することを実感することができました。

環境温度の話をしましたが、床だけでなく壁の温度も蓄熱性の高い素材を選定することが、空間全体の快適性が高まるということをご理解いただけたのではないでしょうか？ 

床や壁が熱を吸って蓄熱しないような材料の場合、暖房を２６℃設定にして暖めても、壁の温度が１０℃であれば、環境の温度としては１８℃になるので、冬寒い空間ということになります。このようなことからも、やはり周りの内装材が熱を吸って蓄熱してくれるということが、居心地の良さに繋がりますので、冬でも床暖房がなくても快適に過ごすことができるということです。 このようなことからも、内装に蓄熱性の高い素材を使うということを考えていただくと良いと思います。

また、自然素材などであれば、ホルムアルデヒドを放散しないので、法律上義務付けられている２４時間換気にも必要以上に頼らない、快適な室内空間になると思います。 これらのことを考えて内装材を選んで頂ければと思います。 今、子供のアレルギーは深刻な問題になっていますし、健康を保つための医療費も大きな問題になっていることを考えると、やはり体に良い素材で家づくりをするというのは、賢い選択になると思います。 

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