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 ガルバリウム鋼板屋根材の断熱材
本当に効果があるのか?


●ガルバリウム鋼板についている断熱材の断熱性能

   今スレート屋根のカバー工法で非常に良く使われているガルバリウム鋼板。2016年には、更に耐用年数の長くなった新たなガルバリウム鋼板を新日鐵住金が開発しました。その次世代ガルバリウム鋼板をスーパーガルバリウム鋼板と言います。(SGL)これを使った屋根材が相次いで発売になっています。 ※SGL:スーパーガルバリウム鋼板、次世代ガルバリウム鋼板
  ・ニチハの横暖ルーフS
・アイジー工業のスーパーガルテクト
・KMEWのスマートメタル
・メタル建材のエテルナ
    この内メジャーなニチハの横暖ルーフSとアイジー工業のスーパーガルテクトを取り上げました。KMEWのスマートメタルにはまだ断熱材のオプションがありません。(2017年11月5日現在のサイト参照)まず、スーパーガルバリウム鋼板の付属する断熱材の性能を評価しました。比較するのは、断熱材がないガルバリウム鋼板と断熱材が標準で付属するアイジー工業のスーパーガルテクト。下のグラフです。
   断熱材のないガルバリウム鋼板は、千代田鉄鋼のもの、断熱材付のスーパーガルテクトとの比較です。縦軸は温度、2つの断熱BOXを製作し、床、外壁を100mmの断熱材で囲み、屋根だけを材料を代えて実験できるようなセットです。下写真
   10分ごとの気温に対して2つのBOX内にも電子温度計を入れ、同じ時刻の温度を測定しています。朝8:30〜夕方8:00までの測定です。測定日は、8月の晴れた日です気温の最高温度は、33度、一方断熱材のないガルバリウム鋼板の最高内部温度は、47度を超えています。断熱材のあるスーパーガルテクトは、決して涼しい環境ではありませんが、42度と5度程度低くなりました。
    断熱材があるとは言え、気温より10度も高い環境では、人間が暮らす温度ではありません。しかし、ガルバリウム鋼板での断熱材の有無で明らか違いのあることがわかります。エアコンを使用しなくてはならない環境ですが、エアコンの電力消費量は違うことが予想されます。スーパーガルテクトは、断熱材が16mm程鋼板の裏側にありますが、塗装は遮熱塗装であり、この2つの効果の結果になります。では、もう一つの断熱材付きガルバリウム鋼板である横暖ルーフSとの比較です。これも両方遮熱塗装を施してあります。
   ニチハの横暖ルーフSとスーパーガルテクトとの断熱性能は、ほぼ同じと言えます。
但し、気温と比較すると、7度以上高く決して涼しい環境ではありません。そしてこのグラフだけで、断熱性能があるのかは、はっきりとはわかりません。断熱材のないガルバリウム鋼板と比較して、温度が低くなるという比較実験をするしかないです。
   横暖ルーフSとスーパーガルテクトには、裏に断熱材が施してありますが、少しその厚さが違いますし、遮熱塗装が施工されていますが、その断熱性能については、ほぼ同じでした。ですからガルバリウム鋼板での屋根葺き替え時に断熱性能で比較した場合、横暖ルーフSとガルテクトではその性能は同じですので、他の性能、機能で選ぶことになります。
    KMEWのスマートメタルは、2017年10月末の時点でまだ断熱材がついたとアナウンスがありません。メタル建材のリファーナの断熱材の厚さは、最高20mmで一番厚いですが、断熱性能測定でそんなに大きく違うとは思えません。この2つの実験BOX:屋根の他の部分の断熱をしっかりやらないと、何を測定しているのか分からなくなりますので、周りはスタイロフォーム100mmで囲み断熱性能を確認してから、比較実験を行いました。

スレート材、コロニアル、カラーベストとガルバリウム鋼板との断熱性能比較

   では次に、ガルバリウム鋼板は、スレート屋根のカバー工法で良く使われるので、スレート(コロニアル、カラーベストと同じ製品)とガルバリウム鋼板、また重ね葺きをした屋根との断熱性能を比較してみます。
   スレートとガルバリウム鋼板を比較した日の天候が曇りで太陽が照っている時間が短かったのですが、違いがでました。上のグラフです。スレート、スーパーガルテクトとも気温より高い温度を示しましたが、スレートだけよりガルテクトの方が温度は低い結果となりました。実験前には、スレート材料は、5mm程の厚さがあるので、ひょっとしたら、ガルテクトより断熱性能が上ではないか?と思っていましたが、そうではありませんでした。

スレートの上にガルバリウム鋼板を重ね葺きした場合の比較

   比較したのは、スーパーガルテクトとスレートを横暖ルーフSで重ね葺きした2つです。横暖ルーフSとスーパーガルテクトはほぼ同じ断熱性能であることが実験から分かっていましたので、横暖ルーフSをカバーで使ったのですが、午後2時までは重ね葺き工法の方がやはり温度が低く、気温と同程度の数字になりました。しかし、太陽が南中して気温が下がり始めると気温より高い温度で推移しています。
   これは断熱効果なのですが、つまり気温が下がっても、BOX内の熱が逃げるところがないので、そのまま留まり、気温の低下に追いついていないことがわかります。午前中は断熱効果の恩恵にあずかりますが、このような気温の変化の日は午後はかえって暑く感じると思います。冬は逆に温かいので断熱効果の効用を嬉しく感じるのかもしれません。断熱材は万能ではありません。ガルバリウム鋼板の断熱材、さらにスレートのカバー工法によって、更に断熱性能が向上していることがわかると思います。

●ガルバリウム鋼板断熱材、横暖ルーフS、スーパーガルテクト
  他の断熱材料は?

  ・ニチハ:横暖ルーフS: (今回実験で使用)
    断熱材:硬質ウレタンフォーム
    裏材:アルミラミネート加工紙
  ・アイジー工業:スーパーガルテクト (今回実験で使用)
    断熱材:ポリイソシアヌレートフォーム
    裏材:アルミライナー紙
  ・メタル建材:リファーナ
    断熱材:耐熱発泡ポリスチレン
    裏材: なしと思われる(図面より)
  ・KMEW:スマートメタル
    断熱材:なし(2017年10月末現在)
   4製品とも、日鉄住金鋼板の次世代ガルバリウム鋼板である、SGL(スーパーガルバリウム鋼板)を元に開発されたや屋根材です。ニチハ横暖ルーフS、アイジー工業スーパーガルテクトは、裏に断熱材を有し、保護にアルミのシートを被せてあります。メタル建材は、日鉄住金鋼板関連会社で、このリファーナは、SGLを使用しています。断熱材はカタログの図面を見ると、20mmのものが接着してあります。しかし、アルミのシートはないです。上の断熱性能実験から、スーパーガルテクト、横暖ルーフS、リファーナは、同じ断熱性能と考えられます。KMEWのスマートメタルは、断熱材がないので、遮熱の塗装を施してあっても、横暖ルーフS、スーパーガルテクトも遮熱塗装をしてありますのでスマートメタルは断熱性能は劣ると思われます。

●ガルバリウム鋼板屋根葺き替え:断熱性能を上げる方法:

通気工法 (空気層を作って断熱)コストを抑えた有効な工法

   実験のグラフを見て、ガルバリウム鋼板に付随した断熱材は有効ではありましたが、気温より室内はかなり高温になってしまって、日本の真夏には、不十分でした。「通気工法」は夏の暑さ対策に、屋根葺き替え時に行う屋根での断熱工事としては最も安価にできる断熱工事です。カバー工法よりも効果的に断熱効果を発揮します。グラフを見てみましょう。下のグラフです。
   同じ周りを断熱したBOXを使用しています断熱材の入ったスーパーガルテクトと、通気工法で施工した横暖ルーフSとの比較です。黒がスーパーガルテクト、緑が通気工法になります。午前中は外気温よりも低い温度で、気温がの上昇よりかなり遅れてbox内の温度が上がっています。最高の温度でも気温より遅れてそれでも少しだけ低くなっています。ガルテクト単体のboxより10度以上低くなっています。一連の実験ではどの材料、方法より断熱効果を感じる施工と言えます。
   通気工法とは、具体的に言うと下の図のような工法になります。
通気工法の説明、図面1
通気工法の仕組み
   通気工法とは、下地(コンパネ)の上に桟木という35mm程度の角材を等間隔に固定し、その上にまた下地材、 コンパネを施工、この上にルーフィング+ガルバリウム鋼板という構造になります。普通考えると、35mm間が開くところに断熱材をいれるのですが、あえて断熱材はいれず、空気の層を置き、この空気を自然に入れ替えることにより温まった空気を排出、新しい空気を自然循環させることにより、屋根の温度を低下させる簡易システムになります。
   軒先から空気の取り入れ口、棟に空気を排出する換気棟を作ることにより実現されます。断熱材のコストが要らず、自然換気、空気の循環をすることにより断熱ではなく、屋根自体の温まった空気を入れ替えるという夏の暑さ対策には、低コストで頭の良い工法です。ただこの実験Boxの断熱効果により、BOX内の温度は、上がり難い分、熱が逃げないので、温度が下がる過程もゆっくりさがります。ですから夕方では、気温より高い温度にどうしてもなってしまいます。
   実際の家でも同じ現象が起きています。真夏、午前中は快適なのですが、夕方になると熱の蓄積によって外より暑くなってしまうのは断熱効果の理由です。また夏の朝は習慣として窓を開けて空気の入れ替えをすると思います。でも朝方の涼しい空気だけをいれるのなら良いのですが、日が高くなっても窓を開けたままにすると、暖気が入ってきて、それを断熱効果で蓄積しますので、暑いという結果になってしまうのです。気をつけたいことです。
   ガルバリウム鋼板の断熱材は効果があるのか?と質問されたら「あります」と回答できますが、涼しいまでにはなりません。でもデータ的に効果はあることがお分かりになると思います。エアコンの電力消費でいうなら、電気代は僅かでも省エネになると思います。スレート材料より、断熱材のないガルバリウム鋼板よりは10mmでも断熱材付ガルバリウム鋼板のほうが断熱性能が上でるのは確実です。
   では満足のいく理想の断熱材、環境とはどのようなものなのか?答えはあります。日本では夏でも冬でも外気温の影響を受けないで、部屋の中の温度が一定であることです。とは言っても夏40度一定ではその部屋に居られませんし、冬暖房無しで0度では辛いです。夏は25度前後、28度ぐらいまで、冬は、15度程度であればかなり暖房費用が助かります。
   ちょうど下のような温度です。
   この温度を実際に測定できたのは、私の家の一階の納戸、箪笥を置いてある窓の殆どない部屋でのデータです。 外の気温は、最高 33.4度の真夏です。でもこの納戸内での温度は、27度から28度まで上がってはいますが、涼しいとは言えないですが、一日エアコンなしでも居られます。ただ湿度が高いので、少し我慢してのことです。
   でもエアコンの設定温度を27度付近にすれば殆ど電気代はくわないと思います。
理想ではありませんが、かなりいい線いっています。断熱をしっかりやって、窓が無ければ簡単に実現されているものです。断熱材の選択、施工業者を間違わなければ快適な家になると思われます。

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