TAJIMA 田島ルーフィング株式会社

屋上からの省エネ 断熱+遮熱+防水の結晶 サーモコントロール

サーモコントロールとは

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サーモコントロールとは

露出防水層に、断熱材と高反射塗料を組お合わせた、屋上の省エネシステムです。サーモコントロール断熱を施すことにより、外気と室内の熱流入が削減されるので、1年間を通じて最上階の室内が快適に保たれます。

露出防水層

Point2
省エネ効果

部屋を快適な温度にする冷房・暖房の空調機器。室温が設定温度に近ければ近いほど、消費するエネルギーは少なくなります。サーモコントロールは、屋上からの熱流入を低減。空調への負荷を和らげ、エネルギーの消費を抑えます。

Point3
防水層の延命と躯体保護

夏季の炎天下、屋上は直射日光を受け高温になります。特に露出断熱防水層の表面は、断熱材の効果で熱が溜まり80℃に達することも珍しくありません。 防水層は熱の影響で寿命が短くなります。サーモコントロールは、露出断熱防水層に高反射塗料を組合わせることで、 表面温度の上昇を抑えるので防水層の延命効果が期待できます。また、躯体へ熱を伝えにくくするので、熱膨張収縮を抑制する働きもあります。

断熱とは

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断熱とは

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断熱とは、熱を伝えにくくする素材で対象を覆い、熱が移動する時間を遅らせる技術です。

断熱材のある部位で熱の行き来が制限されるため、外気温が少なくなり、また室内冷暖房の熱が流出するのを防ぐ効果があります。

  • 硬質ウレタンフォーム断熱材
    硬質ウレタンフォーム断熱材

    ■断熱材が熱を伝えにくくします。

    サーモコントロール断熱に使用される断熱材「硬質ウレタンフォーム」は建築用断熱材の中でも特に熱伝導率が低く、断熱性い優れています。田島ルーフィングでは、アスファルト防水用、ウレタン塗膜防水用、塩ビシート防水用それぞれに対応した断熱材をご用意しています。

  • ■主な建材の熱伝導率(W/m・k)※

    主な建材の熱伝導率

    「(財)建築環境・省エネルギー機構ホームページより」※熱伝導率は値が小さいほど、断熱性能が優れています。

Point2
外断熱防水とは

断熱材と防水層を組合わせて、構造体の外側に設置する工法です露出仕様に組み合わせる場合と、保護仕様の組み合わせる場合とで、断熱材と防水層の位置が変わります。

外断熱防水は大別して「露出断熱」と「保護断熱」の2種類があり、それぞれにメリット、デメリットがあります。

露出断熱
防水層が仕上げ材を兼ね
表面に露出する
保護断熱
防水層上に保護層
(コンクリートなど)を設ける

  • メリット
  • 軽量
  • 断熱材が雨水にさらされない
  • デメリット
  • 防水層が熱劣化
    しやすい
  • 非歩行用途が基本
    となる
  • メリット
  • 防水層の熱劣化を
    抑える
  • 歩行可能(押えコンクリートの場合)
  • デメリット
  • 保護層が重い(コンクリート80mm厚で約200kg/㎡)
  • 断熱材が雨水に接する

遮熱とは

遮熱とは、赤外線を反射する塗料で対象を覆い、ふく遮熱の発生を抑える技術です。

太陽光は物に当たると、熱エネルギーに変換されます(ふく射熱の発生)。屋上防水においては、高反射塗料で防水表面をコーティングすることで、防水層の表面で太陽光を反射してふく射熱発生を抑えます。

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実例紹介

サーモコントロール断熱の実例を紹介します。

1.千葉県内某集合住宅改修工事
  • ■建物概要

    ・地年数:約45年
    ・構造:鉄筋コンクリート造
    ・既存防水層:アスファルト防水
    ・新規防水仕様:改質アスファルトシート
    ・防水常温自着工法(ガムクール防水 CAS-200M仕様)

  • ■屋上防水構成

<改修手順>

■改修前

■立上り防止層撤去/新規防水層施工

  • 新規防水層施工

  • 新規防水層施工

■断熱材施工

  • 断熱材施工

  • 断熱材施工

■改質アスファルトシート防水「ガムクール」施工

  • 「ガムクール」施工

  • 「ガムクール」施工

■高反射塗料「SPサーモコート」塗布/完成

  • 塗布/完成

  • 塗布/完成

■改修後の表面温度(サーモグラフカメラにて撮影:2012年6月15日 外気温22.2℃)

  • 塗布/完成

  • 塗布/完成

  • 塗布/完成

2.田島社宅での効果検証実験
  • 屋上において、断熱材と高反射塗料がどのような効果をもたらすのか、 実際に居住中の建物において実験を行いました。

    ■建物概要

    ・場所:東京都足立区
    ・構造:鉄筋コンクリート造
    ・階高:地上4階
    ・防水層種別:アスファルト防水
    ・屋上コンクリート厚:120mm
    ・測定期間:2012年8月21日~25日、2013年1月25日~29日

  • 各部屋の屋上の様子

    各部屋の屋上の様子

屋上を防水層・断熱材・高反射塗料を組合わせたいくつかのブロックに分けて、直下のコンクリート・小屋裏等の温度を測定しました。 測定対象となる部位に温度センサーを設置し、夏と冬のデータを取得しました。

  • ■各部屋の屋根構成と温度測定部位(=温度測定点)

    各部屋の屋根構成と温度測定部位

  • 各部屋の屋根構成と温度測定部位

※断熱材:ギルフォーム(硬質ウレタンフォーム)、高反射塗料:SPサーモコート

■温度センサー設置方法

  • 塗布/完成

    屋上:防水層、コンクリート上面温度測定用

  • 塗布/完成

    屋内:コンクリート下面、小屋裏温度測定用

■測定手順

温度測定点測定器を所定の位置に設置した後、期間中20分毎に測定を行う。

測定結果

  • ■測定結果

  • 夏季測定結果

  • 冬季測定結果

■検証実験まとめ

  • ■夏季

  • 断熱仕様c号室1は昼間に防水層温度が高くなるが、高反射塗料を塗布することでCD号室)20℃以上の温度低減効果がある。
  • 非断熱仕様(A号室)はコンクリートの温度が上昇し、深夜まで蓄熱している。これに対して断熱仕様(C・D・E号室)では昼夜の温度変化が少ない。
  • 非断熱仕様(A号室)でも、高反射塗料によって室内側の温度上昇を抑制できる(B号室)。
  • 断熱材は厚いほうが室内側の温度は低く保たれている(D号室)
  • ■冬季

  • 断熱仕様(C・D・E号室)では防水層の昼夜の温度差が大きいが、コンクリートの温度変化は小さくなっている。
  • 各部屋ともに室温はエアコン22℃lこ設定して測定を行っているが、非断熱仕様(A号室)は室内側は10℃以下まで低下している。
  • 非断熱仕様での高反射塗料CB号室)は、冬季には室内側の温度を低下させてしまう。

技術資料

高反射塗料の日射反射率と防水層の劣化抑制効果

防水層劣化要因の究明については様々なアプローチが試みられてきており、防水層温度と劣化速度の関係が明らかになってきました。 防水層の温度上昇を抑えることが、劣化抑制につながることを裏付ける資料をご紹介します。

  • ■主な高反射塗料の日射反射率

    主な高反射塗料の日射反射率

    ※1 日射反射率は、(財)日本塗料検査協会試験による、塗料単体の反射率です。

    ※2 全波長領域の内、近赤外領域は熱に変換されやすく、との領域をより多く反射する方が遮熱効果に優れているととに芯ります。

    ●各塗料の色については19~22ページをご参照ください。

  • ■針入度と熱劣化の関係

    アスファル卜防水層は熱や紫外線など様々な因子で劣化します。特に熱の影響で劣化が促進されることが分かっており、針入度と熱履歴との聞に高い相関性があるととが学術的に究明されています。

    右のグラフは60、70、80℃のオープンで熱促進劣化を行った結果を示したものであり、温度が高いほうが針入度の低下が大きく、劣化が速いことが分かります。

    <針入度とは>

    アスファルトの固さを示す指標で、アスファルトが軟らかければ針入度は大き芯値を示し、劣化によって固く芯ると値は小さく芯る。

  • ■劣化速度の算出

    この結果をもとに各温度における劣化速度を算出すると以下のグラフで表されます。 低い温度領域では劣化速度が極めて遅いのに対して、高い温度領域では劣化速度がかなり速いことが分かります。 右のグラフから、70℃の劣化速度を中心として考えると、80℃では1.9倍、60℃では0.4倍となります。温度上昇を抑えることによる防水層の劣化抑制効果は、防水層の温度が高くなる断熱露出仕様においてこそ大きいといえます。

    <検証実験による防水層最高温度>

    ・C号室(断熱:有り/塗料:なし)→86.7℃
    ・D号室(断熱:有り/塗料:有り)→56.3℃

[ 2010年度 日本建築学会大会 「防水材料の耐候性試験 その27 アスファルト防水層の耐候性予測方法の提案」より]

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