建築環境工学7

8問 • 1年前

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空気は乾燥空気に水蒸気を混合した湿り空気と考えることができる。右図は乾燥空気がちょうど1kgのとき、これと水蒸気x（kg）が共存している状況を示し、この状態を①x（kg/kg'）または（kg/kgDA）と表わす。乾燥空気と共存できる水蒸気の量は気温によって限界があり、限界に達した状態を②といい、②の絶対湿度を③xs(kg/kg')という。

絶対湿度, 飽和状態, 飽和絶対湿度

湿り空気における水蒸気含有量を表わす別の方法として①f（Pa）がある。絶対湿度が増加すれば水蒸気分圧も増加するが、特に飽和絶対湿度のときの水蒸気分圧を②fs（Pa）という。一般に用いられる湿度とは、 ③ rh（％）のことである。相対湿度は下式に示すように、水蒸気分圧の飽和水蒸気分圧に対する割合を百分率で示したものである。 rh=(f/fs)＊100 湿り空気の温度が変化しても絶対湿度は変化しない。しかし、相対湿度については温度が変化すると飽和水蒸気分圧が変化するので変化する。

水蒸気分圧, 飽和水蒸気分圧, 相対湿度

飽和絶対湿度は温度が下がると小さくなる。したがって、飽和状態ではない湿り空気も温度を下げていくと、いずれは飽和状態となる。このときの温度を①という。 ①からさらに温度を下げると、水蒸気が気体の状態でいられなくなり、②して水滴となる。これを③という。

露点温度, 凝縮, 結露

結露は生じる場所によって、①と②に分類される。①は水分を含んだ空気が、その空気の露点温度以下の壁や窓の表面で起こる結露である。 ②は壁の内部や床下などが露点温度よりも低温であるときに、内部で起こる結露である。結露はその生じる時期によって、③と④に分類される。冬季は外気の水分量が低く、室内は暖房や加湿により水分量が多くなる。一方で、夏季は外気の水分量が多くなる。

表面結露, 内部結露, 冬型結露, 夏型結露

表面結露の防止には、不要な水蒸気発生を控えること、水蒸気発生の考えられる部分近くで換気を行ない、水蒸気を効果的に排出することが有効である。壁内部に鉄骨などがあり、熱が伝わりやすい部分を①という。同様に、②部分も熱が伝わりやすく結露しやすい。これらの部分には、断熱補強を行なうなどの対策により局部的な温度低下を避けるのが望ましい。

熱橋, 建物出隅

ある材料を一定の湿り空気中（温湿度の時間変化がない状態）におく。十分な時間が経過すると、材料内はこの湿り空気と同じ状態となる。つまり、材料が周囲の水分を吸収する、もしくは材料内の水分が放出される。材料が水分を吸湿したり、放したりする状況を吸放湿という。湿り空気と材料の相対湿度が平衡したこの状態において、材料に含まれている水分量を、絶乾状態（水分を全く含まない状態）の材料の重量あたりで割った値を①という。材料の①は、相対湿度が高いほど大きくなる。つまり、相対湿度が高いほど、多くの水分を含む。

平衡含水率

内部結露を防止するためには、壁体内に水蒸気を浸透させないことが重要であり、このためにポリエチレンフィルムなどの①の高い材料が②として利用され、壁のどの部分にこれを用いるかが非常に重要となる。右上図は、室内側に断熱材、屋外側に防湿層を施工した場合を示す。断熱材から屋外側の壁内部の温度が低下し、飽和水蒸気分圧は低くなるが、防湿層が断熱材より屋外側にあるので、水蒸気分圧の高い領域が壁の低温部まで及び、この部分で内部結露発生の可能性が高くなる。下図は断熱材と防湿層を入れ替えた場合である。水蒸気分圧の高い領域が壁内部の温度の高い部分のみに位置しているため、内部結露の恐れがない。

透湿抵抗, 防湿層

内部結露の防止には、右図のように、外装材と断熱材の間に通気層を設けて、湿気を排出する①を用いることも有効である。室内側に防湿を設けて、壁への水蒸気の侵入をできるだけ避けるが、侵入してきた水蒸気は通気層を経て排出されるので、断熱材内部の水蒸気分圧を低いレベルにコントロールすることができる。なお、通気層を通過する外気が断熱材を透過すると、断熱性能が低下する恐れがある。このため、水蒸気は透過するが、外気の流入は抑制する性質の透湿防水シートを断熱材と通気層の間に施工することが望ましい。

通気構法

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