排湿外壁構造の開発と建築・屋外照明器具等への応用の可能性金沢工業大学環境・建築学部教授垂水弘夫建築学科 1 従来技術とその問題点既に実用化されているものに、調湿機能を有する壁仕上げ材がある。屋内が湿気っている時に吸湿し、屋内が乾燥すれば屋内へ放湿する、のが調湿建材である。 2 「排湿外壁構造」の特徴これに対し排湿外壁構造は、透湿性に優れる薄板を外壁に単層で適用することにより、屋内の水蒸気分圧が屋外よりも高い時に吸湿し、その水分をそのまま屋外へ放湿する、と云う特徴を有している。 3 排湿外壁構造の特徴・従来技術との比較 • 屋内外の水蒸気分圧差が0.4∼0.6kPa以上で、排湿外壁構造の排湿メカニズムが機能する。 • 湿気問題に悩んでいる住宅のリフォームに適用すれば、除湿機やエアコンの除湿運転用の電力消費が不要となる。 • 原料は稚内層珪質頁岩や珪藻土など、国産の自然素材である。 4 想定される用途 • 計画換気システムを有する断熱・気密住宅では、屋内の乾燥が問題となる場合が多い。 • 一方で大量のストックがある既存の住宅では、キッチン・トイレ・風呂からの局所換気、十分でない断熱レベル、開放型石油ストーブやファンヒーター（年間国内出荷300万台以上）の使用、寒さによる冬期夜間の換気停止などによって、屋内の高湿度や結露が問題となっているケースが多々みられる。 5 想定される用途 • 排湿外壁構造は、このような住宅のリフォームにおける選択肢の一つに位置付けられる。 • 外壁の断熱強化や、窓のペアガラス化などの省エネリフォームの際に、同時に行われることを想定している。 • また、ライトアップ用の屋外照明器具などで、浸入した水分がガラス面で結露している様子をよく目にする。 6 想定される用途 • 点灯時に高温となる照明器具内では、住宅の屋内と比較して水蒸気分圧が極めて高くなることから、排湿外壁構造をタブレット状にして適用することで、大きな排湿効果が見込まれる。屋内外の水蒸気圧力差約1.4kPa （屋内20℃、外気5℃の飽和時）照明器具内外の圧力差約11.4kPa （器具内50℃、外気5℃の飽和時） 7 想定される用途 8 9 10 11 金沢工業大学・日射人工気象室と4坪試験棟排湿外壁構造パネル屋内相対湿度低下グラフ吸放湿量熱電対2外壁表面温度おんどとり外気側相対湿度 INNOVA実験箱内空気温度熱電対4内壁表面温度 INNOVA外気側空気温度おんどとり実験箱内相対湿度日射なし 30 100 実験箱内相対湿度実験箱内空気温度内壁表面温度 20 90 10 80 0 70 吸湿放湿吸放湿量外気側相対湿度 -10 60 外気側空気温度 -20 50 10mm -30 40 0:00 1:00 2:00 時間（hour） 3:00 相対湿度（％RH）吸放湿量（g)、空気温度(℃）外壁表面温度 22:00 加湿前 23:00 加湿直後 23:30 排湿外壁あり 3 0 分間経過 0:00 排湿外壁なし 1 時間経過 85→60%RH 80→60%RH 75→60%RH 80→65%RH 85→70%RH 80→70%RH 85→65%RH 75→60%RH 80→60%RH 85→60%RH 3 0.06 2 建材負荷率 [m /m ] 0.07 0.05 85→65%RH 0.04 80→70%RH 85→70%RH 0.03 80→65%RH 0.02 0.01 1:00 1:30 2:00 2:30 3:00 3:30 4:00 4:30 相対湿度低減に要する時間 5:00 5:30 6:00 金沢工業大学・フィールド試験棟フィールド試験棟内・排湿外壁パネル加湿器プログラムタイマー電子上皿天秤 Webカメラ水蒸気発生モニタリングシステム屋内外水蒸気分圧差と日積算排湿量の期間推移冬期における1ヶ月あたりの排湿量の推定結果屋内湿気問題の市場性排湿外壁パネル設置工事費 • 戸建て住宅：約2700万棟 • （1％の27万棟）×リフォーム単価50万円＝1350億円（畳２枚程度の施工面積として）電力節減費 • 冬期の除湿機稼動 27万棟×2kWh/日×100日/シーズン×25円/kWh ×住宅残存期間20年＝270億円（除湿機稼動（200W×10時間/日）として） 24 実用化に向けた課題 • 現在、排湿外壁構造と換気運転との併用効果について、理論的な能力比較と、フィールド試験棟を使用した実証実験を予定している。 25 企業への期待 • 建築・住宅への適用にあたっては、実住宅での性能把握・アンケート調査等を経る必要があると思われる。これに協力頂ける企業との共同研究を希望する。 • 屋外照明器具への適用については、小型タブレットの適用効果をこれから実証する必要があるが、器具自体が小さいことから、希望社さえあれば保有する２室型人工気象室等を用いて、速やかに検証可能である。 26 本技術に関する知的財産権 • • • • • • 発明の名称：排湿外壁構造発明者：垂水弘夫出願人：金沢工業大学出願番号：特願2008-183159 公開番号：特開2010-19054 登録番号：特許第4682334号 27 産学連携の経歴 • 2011年 JSTイノベーションジャパン参加 28 お問い合わせ先金沢工業大学産学連携局産学連携東京分室新川実、杉田享子 TEL 03-5777-2243 FAX 03-5777-2226 e-mail [email protected] 29