RIMCL-100住宅、適応地域の可能性

これまで”RIMCL-100"住宅の外壁をモデルに、各部分の空気変化を空気線図でビジュアル化し、その結露に対する安全性を検証してまいりました。この検証は、湘南地域に位置する実際の建物から温湿度をサンプリングした経緯から、”湘南地域における安全断熱構造”と発表させていただきました。しかし、湘南地域、或いはこの地域に準じた気候特性を持つ地域に有効なだけでは納得をいただけないものと考えています。そもそもの住宅断熱は、冬の暖房費がかさむ寒冷地域において必須なアイテムとして普及してまいりました。又、現代の住宅においても、この断熱を無くしてはその生活が成立しません。RIMCL-100技術が追求する”我が国における地球温暖化に貢献する住宅”という非常に重要なテーマ性を考慮しますと、この寒冷地域においての有効性も確認しなければならないと思います。実証については、今後の作業に任せる事とし、とりあえず、手持ちのデータ等から類推しての検証をしてみます。

１．”RIMCL-100”住宅　その安全性の限界

湘南地域においての、”RIMCL-100”断熱構造の結露に対する安全性は確認？された事と思いますが、次に、その安全性の限界値を再び空気線図を使って検証してみたいと思います。

イ．各部分の空気温度の比較

A群：外気、B群：屋内空気とC群：壁中空気のそれぞれの温度データをもとにその関連性を比較、検討します。ここでサンプリングされる各部分温度は、空気に与える周辺環境が安定する夕方7：00～翌朝6：00までの11時間にかけてのデータとします。又、温湿度については、B群：屋内空気の湿度が変化の基準となりますので、この検討では35％と固定して考えます。

空気線図に表されている各部分の空気の温度、及びそれぞれの空気の間に介在する断熱材等の影響を温度差として表に表します。この表から、外気温度と壁中温度の差は平均6.9℃、壁中温度と屋内温度の差は平均7.7℃と読み取れます。ここで、表中の温度を平均温度差に補正します。

①　屋内－壁中温度差＝7.7℃　　　②　壁中－外気温度差＝6.9℃

ロ．空気線図からRIMCL－100住宅の安全性限界域を推測します。

下図に示される空気線図から、B群の屋内空気の形とC群の壁中空気の形が相似形で、水蒸気量が変化しない移動をしている事がお解かりになると思います。そして、B群の屋内空気がA群の外気に影響され、C群の壁中空気に変化した過程が読み取れる事とおもいます。尚、B群の屋内空気環境は、”RIMCL-100”住宅における平均的なものを表しています。

さて、安全性の確認方法は、C群の壁中空気の変化を予測して見極めます。”RIMCL-100”住宅においての外壁における結露域は、このC群の空気が触れる熱反射断熱材の表面に現れます。従って、この空気の結露域を確認すれば良い事になります。

・　RIMCL-100温熱環境特性を空気線図を使って説明

ここでは、イ．の温度表からそれぞれの空気の最低温度を使ってご説明いたします。

イ．で算出した温度差をそれぞれの平均値に補正し、空気線図上に示す①＝7.7℃　②＝6.9℃とします。

C:壁中空気は、外気とB:屋内空気の双方に影響されて変化します。その影響の割合は、空気線図に示す①：②の割合になります。

つまり、B:屋内空気の温度16.5℃からA：外気温度1.9℃を差し引いた14.6℃を全体の変化として、その変化の割合をC：壁中空気の両側で 、温度表から①：②＝7.7/14.6 ： 6.9/14.6 とします。

この割合は、断熱材と温床による蓄熱加温が影響する”RIMCL-100”における、温熱環境創造特性からのもので、B群空気の湿度と外気温度降下の度合いが変わらなければ（一定ならば）ほぼ一定とお考え下さい。

・限界域の確認、検証

下図の空気線図上において、C群の空気の形状をそのままに左方向へ平行移動します。ここで、Cの空気が飽和線に触れた時点の空気をC'（C群の最低温度8.8℃が1.2℃になる状況）とします。従って、この空気はこの時点で結露現象を起こしますので、この温度を安全限界温度と仮定します。この温度はC'=1.2℃となります。

ここから、Cの温度降下の差を計算しますと、8.8℃ー1.2℃＝7.6℃　となります。

C'の温度が1.2℃になった時の、A'：外気温度は、1.9℃ー7.6℃＝－5.7℃となります。

従ってA'の温度がー5.7℃、C'の温度が1.2℃から、C'-A'=6.9℃となり、（C-A）：（B-C)＝6.9：7.7　の関係式より、B'-C'=7.7となります。ここからB'の温度は7.7℃＋1.2℃＝8.9℃と算定されます。

A'：外気の最低温度が、－5.7℃となった場合、C'：壁内空気の最低温度は1.2℃となり、断熱材表面で結露が発生し始めます。この時のB':屋内空気（湿度35％一定）の最低温度は8.9℃となります。

従って、RIMCL-100住宅では、早朝の最低空気環境が35％以上、又は8.9℃以下になる気候下での生活では、壁内で結露が発生し始めると考えて間違いないように思います。

但し、RIMCL-100の屋内温熱環境は、35％～40％　16.5℃～23℃を目安としていますので、この空気環境を保つ限り躯体内結露は発生しない事がこれまでの説明で推測できる事と思います。そして、その空気環境を保つ方法の一つが、温床運転時間による蓄熱量の加減操作です。

結論として、”RIMCL-100”住宅においては温床を1日40分、2回運転する通常生活で、冬季の最低外気温度が－5℃程度（計算例ではー5.7℃）の地域において、その躯体内結露に対する安全性が推察できます。

但し、この時の屋内環境は夕方７：00で14.1℃、よく早朝6：00で8.9℃というような劣悪なものとなりますので、現実の生活では温床運転による加温をします。そして、RIMCL-100住宅の標準屋内環境、35～40％、16.5℃～23℃を保持しますので、寒冷地においてもその断熱構造に対する安全性はご推察願えるのではないかと思います。