内部結露はなぜ起こる?仕組みと結露を防ぐ設計・施工のポイント

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内部結露は、室内の水蒸気が壁や天井の内部へ入り込み、冷やされて水滴に変わることで発生します。本記事では、表面結露との違いや発生する仕組み、住宅への影響を整理したうえで、防湿・通気・断熱施工など、内部結露を防ぐ設計・施工のポイントを解説します。

内部結露(壁内結露)とは?表面結露との違いと起こる仕組み

内部結露とは、壁や天井、床などの建物内部で発生する結露です。まずは、結露が起こる仕組みと、目に見える表面結露と目に見えない内部結露との違いを解説します。

結露が起こる仕組み

結露の仕組み

結露が起こる理由を理解するうえで重要なのが「露点温度」です。

空気は、温度が高いほど多くの水蒸気を含むことができますが、温度が下がると含むことのできる水蒸気の量は少なくなります。空気中の水蒸気が水滴に変わり始める温度を、露点温度といいます。

例えば20℃空気では17.3g/m3が含める最大水蒸気量です(A)。この状態が相対湿度100%の状態です。
室温20℃相対湿度50%とすると、1m3の空気中には17.3g×0.5≒8.7gの水蒸気が含まれていることになります(B)。
この空気が冷やされると、相対湿度は上がっていき、15℃で67%(C)、9℃で100%(D)になり、これ以上水蒸気を含めない状態になります。空気中に含みきれなくなった水蒸気が凝結し、窓ガラス面や壁などに水滴として付着します。これが結露です。

特に冬は、暖房の効いた室内と屋外の温度差が大きくなり外気側が冷えやすいため、結露が起こりやすくなります。

表面結露と内部結露の違い

結露には、大きく分けて「表面結露」と「内部結露」があります。どちらも空気中の水蒸気が冷やされて水滴になる現象ですが、発生する場所が異なります。

結露の種類 発生する場所 主な特徴
表面結露 窓ガラスや壁などの表面 目で確認しやすく、拭き取りや換気などの対応がしやすい
内部結露 壁・天井・床などの内部 外から確認しにくく、発見が遅れる場合がある
表面結露

表面結露は、窓ガラスや壁、天井など、室内から見える部分で起こる結露です。暖かく湿った空気が、外気の影響などで冷えた窓や壁に触れ、表面温度が露点温度を下回ることで水滴が発生します。冬の朝に窓ガラスが濡れている状態が代表的な例です。

一方、内部結露は、壁・天井・床などの建物内部で発生します。

壁の中に断熱材を充填した壁では室内の壁の表面温度は露点温度以上に保たれ、表面結露が発生することはありません。しかし、室内側に防湿層が無い場合には、水蒸気が壁の中に浸入し、温度が下がって断熱材の中で結露が発生する危険性があります。これが内部結露です。

内部結露

内部結露を防ぐために押さえたい材料の透湿性能

内部結露を防ぐには、壁を構成する材料全体の湿気の通しやすさを考える必要があります。ここでは、材料の透湿性能を示す「透湿率」と「透湿抵抗」の意味を解説します。

透湿率・透湿抵抗とは?

建築材料には、水蒸気を通しやすいものと通しにくいものがあります。その性質を数値で表したものが、透湿率や透湿抵抗です。

透湿率は、一定の条件でどれだけ水蒸気が材料を通り抜けるかを示す指標で、数値が大きいほど水蒸気を通しやすい材料です。

一方、透湿抵抗はその逆で、水蒸気の通過に対してどれだけ抵抗するかを表す数値です。透湿抵抗が大きい材料ほど水蒸気を通しにくく、小さい材料ほど通しやすいことを意味します。

建築材料によって湿気の通しやすさは異なる

下記の表から建築材料によって透湿性能には大きな差があることが分かります。

材料 透湿率[ng/(m・s・Pa)] 厚さ 透湿抵抗[m2・s・Pa/ng]
グラスウール・ロックウール 170 100mm 0.000588
せっこうボード 39.7 12mm 0.00030
合板 1.11 12mm 0.011
OSB 0.594 12mm 0.020
住宅用プラスチック系防湿フィルムA種 0.082以上
住宅用プラスチック系防湿フィルムB種 0.144以上
透湿防水シート 0.00019

※「住宅の省エネルギー基準の解説」(財)建築環境・省エネルギー機構より
※数値は材料や規格、厚さ、測定条件によって異なります。

グラスウールやロックウールは透湿率が大きく、材料自体は水蒸気を比較的通しやすい性質があります。そのため、室内側に防湿層がない場合は、室内の水蒸気が断熱材を通って壁内へ移動する可能性があります。

一方、防湿フィルムは透湿抵抗が大きく、水蒸気を通しにくい材料です。断熱材の室内側に防湿フィルムを連続して施工することで、室内の水蒸気が壁内へ入り込むのを抑えます。

内部結露を防止するポイント

内部結露を防ぐには、「防湿」と「湿気の排出」がポイントです。
「防湿」は、断熱材の室内側に防湿フィルムを施工する事、「湿気の排出」のためには、断熱材の外側に通気層を設ける事で内部結露を防ぎます。

ここでは、設計時の確認事項と施工時に注意したいポイントを解説します。

断熱材の室内側に防湿フィルムを施工する

室内の水蒸気が壁内へ入るのを抑えるため、断熱材の室内側には防湿フィルムなどの防湿層を設けます。

この防湿層は、継ぎ目や柱との取り合い、コンセント・配管の貫通部などで途切れやすいため、重ね幅やテープ処理を丁寧に行い、できるだけ連続した層になるよう施工しましょう。

断熱材の外側に通気層を設ける

断熱材の外側には、壁内に入り込んだ湿気を屋外へ排出するための通気層を設けます。外壁材と防風層の間に空間を確保し、下部から上部まで空気が流れる構造にするのが基本です。

胴縁や断熱材などで経路をふさがず、開口部の周囲を含めて通気の入口と出口を確保します。

断熱材の外側に通気層を設ける

防風層を設ける

通気層の室内側には、外気が断熱材へ入り込むのを抑える防風層を設けます。一般的には透湿防水シートなどを使用し、壁内の湿気を外へ逃がしながら、外側からの雨水の浸入を防ぎます。

シートの重ね幅や上下の向きを守り、窓・配管・換気口の周囲も隙間なく処理しましょう。

窓・サッシの結露対策もあわせて行う

窓やサッシは熱が逃げやすく、表面結露が起こりやすい箇所です。複層ガラスや断熱性能の高いサッシを採用すると、室内側の表面温度を保ちやすくなります。

また、窓枠と壁の間にも断熱材を隙間なく施工し、防湿層や防水層を連続させて、取り合い部分からの湿気や雨水の浸入を防ぎます。

断熱材を隙間なく施工して断熱欠損を防ぐ

断熱材に隙間やずれがあると、その部分の温度が下がり、結露が起こりやすくなります。柱や間柱、筋交い、配管、コンセントボックスの形状に合わせて、断熱材を隙間なく施行しましょう。

内部結露に関するよくある質問

ここでは、内部結露についてよくある疑問に回答します。

グラスウールは湿気を吸いますか?

グラスウールは吸水するため、湿気を吸うのではないかと誤解されることがあります。グラスウールもロックウール同様、吸湿性をもたない無機質材料です。ガラス繊維表面および繊維同士を繋ぎとめる接着剤に微小な水蒸気吸着力があるため、吸湿実験ではどちらもごくわずかな吸湿性を示しますが、ほとんど吸湿性はないといえるでしょう。
繊維内の空隙は、周囲の湿度と同じになるように湿気が出入りします。

発泡系断熱材は湿気を通さず結露を起こさないのですか?

発泡系断熱材は繊維系断熱材に比べ透湿抵抗が高く湿気を通しにくい材料ですが、その透湿抵抗はグラスウールのような繊維系断熱材の付属防湿フィルムと同程度です。
しかし、湿気をまったく通さない材料ではないため、施工によっては結露が起こる可能性があります。
発泡系断熱材でも充填断熱の場合、室内側には別途防湿施工を、外壁には通気層の確保を推奨します。また、最近の現場発泡ウレタンには、透湿抵抗の小さいものも多いようなので注意が必要です。

グラスウールはロックウールに比べ水に弱く結露しやすいのですか?

グラスウールはガラス繊維同士の絡み合いで構成されているため水は浸入します。ロックウールも繊維の絡み合いで構成されており同じです。密度の違いがありグラスウールより若干浸入しにくいようです。
ただし住宅建設後、水が入る状況は雨漏り、結露などに限られます。そのようなことが起こらないようにすることが大切で、そういった状況になればグラスウールもロックウールも取替えが必要です。結露は断熱材の種類で決まるのではなく、あくまで温度差と湿気移動に起因します。
適切な防湿施工を行うことで結露を防ぐことが可能です。防湿施工が不適切な住宅で内部結露し、垂れ落ちたグラスウールが解体された住宅で見受けられるため、グラスウールは結露しやすいと誤解されています。防湿施工が不適切な場合、結露するのはグラスウールだけでなくロックウールも同様です。

まとめ

内部結露の防止は、断熱材の種類だけでなく、壁を構成する材料の透湿性能や配置、施工精度を含めて考える必要があります。設計と施工の両面から湿気が入りにくく、排出されやすい構造を整えましょう。

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