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結露について

      2011/08/02

結露に悩まされる

結露
冬場の悩み事のひとつに、住まいの寿命を縮めたり健康を損なう恐れのある「結露」があります。
今、我が家では、この結露に悩まされています(苦笑)

タマホームでは、LOW-E複層ガラスが標準仕様となっており、表面結露の最も発生しやすい窓ガラスはこのLOW-Eガラスであれば結露しないだろう。って思い込んでいました。

しかし、実際には想像以上に結露を起こしています...。

以前は借家住まいで、自分の家ではなかったということもあり、結露を全く気にしていませんでしたが、タマホームで家を建て、これから何十年も住まう家だと考えると、結露は無視できない悩みとなっています。

そこで、結露を防ぐための良い方法はないものかと、いろいろ調べて実践してみましたので記事としてまとめてみようかと思います。

結露を知ることが対策の第一歩

結露対策をするには、結露のしくみを知ることが一番効果的に対処できるのでは?と私は思っていますので、まずは結露のメカニズムについて調べてみました。

小難しいことは苦手なので、なるべく簡単にまとめようと思ってます。(笑)

結露とは

暖かく湿った空気が、急激に冷やされたり冷たい物に触れ、ある一定の温度(露点温度)以下になったときに、空気中に含まれている水蒸気が凝結して水に変化する現象。

つまり、空気の急激な温度変化によって、結露の発生する条件が整うということですね。

空気中に含まれる水蒸気とは

空気中には必ず水蒸気が含まれていて、空気中に含むことのできる水蒸気の量は温度により変化します。

この、温度により空気中に含むことのできる最大水蒸気量は「飽和水蒸気量」と呼ばれています。
飽和水蒸気曲線グラフ

飽和水蒸気曲線グラフ

例)気温30℃であれば1立方メートルあたり30.4gの水蒸気を含むことができますが、気温20℃だと1立方メートルあたり17.3gまでしか含むことができません。(上記グラフより)

天気予報などで表現されている湿度60%は、ある気温の時に含むことのできる最大水蒸気量を100%とし、それに対し何%水蒸気が含まれているかを表しています。

ちょっと小難しくなってきましたね...^^

ここでの重要ポイントは「気温が高くなるにつれ水蒸気を多く含むことができる。低いほど水蒸気は少ししか含むことができない。」です。

結露はなぜおこるのか?

窓ガラスの結露

窓ガラスの結露

前置きが長くなりましたが、ここからが本題です。

とてもうっとおしい結露。どういうメカニズムで発生しているのでしょう。結露発生のメカニズムを理解しておくと効果的な結露対策ができるのではないでしょうか。

空気と水蒸気の法則

空気中には必ず水蒸気が含まれていますが、空気はいくらでも水蒸気を含める訳ではなく、気温によって限度があります。空気は温度が低いと少しの水蒸気しか含む事が出来ませんが、温度が高くなるに従い多くの水蒸気を含むことができるようになります。

ここが結露発生メカニズムのポイント①です。

結露発生要因は他にもあります。

飽和水蒸気量と露点

なんだか頭痛がしてきそうな単語ですが、結露を防ぐためにとても重要なポイントです。

まず、飽和水蒸気量とは...
空気中に含むことのできる水蒸気の限界量です。
別な表現をすると、空気中にこれ以上を水蒸気を含むことができない状態が湿度100%となります。例えば、気温30℃の空気中に含むことのできる水蒸気量は30.4g。これが飽和水蒸気量になります。

次に、露点とは...
空気中の水蒸気(気体)が飽和水蒸気量に達し、水(液体)に変わるときの温度のことです。
ちょっと、ややこしくなってきましたね...(汗

身近で発生する例をあげると
メガネをかけた人が暖かい鍋料理を食べる時に、そのメガネが曇ったりしていることがありますが、これは水蒸気をたっぷり含んだ暖かい空気が冷たいメガネのレンズに触れることによって、空気が急激に冷やされ、空気の温度が下がることで露点に達し、空気中の水蒸気が水へと変化し、メガネが曇るという現象が起こります。

これが結露発生メカニズムのポイント②です。

参考資料:

結露のまとめ

結露ポイント①と②の法則が絡み合った時に結露は発生します。

例えばポイント①から例をあげると...

室温20℃、湿度60%であれば、1立方メートルの中の空気中に含まれる水蒸気は10.4gで、この状態の空気が冷たいガラスなどに触れ、空気温度が5℃まで下がった場合、気温5℃の空気中に含むことのできる水蒸気(飽和水蒸気量)は限界を超えてしまいます。

次にポイント②から...

20℃から5℃まで気温が下がる際に、水蒸気が水へと変化する露点に達します。(室温20℃、湿度60%の場合の露点温度はグラフからみると11℃です。)

露点に達した空気はその露点温度を境に水蒸気を含める限界を超えるため、水蒸気から水へと変化していきます。最終的には空気の温度が5℃まで下がるので、気温11℃から結露が始まり、気温5℃で含むことのできる限界水蒸気量からはみだした分が水となり、結露という現象を起こします。

(気温20℃、湿度60%の水蒸気量10.4g)-(空気温度5℃で含むことのできる水蒸気量6.8g)=水に変化した水蒸気量3.6gという計算式が成り立ちます。

イメージとしてはこんな感じです...

器に水

↓気温が下がる。

器の水

気温11℃で湿度100%となり、水蒸気量は10.4g(飽和状態となる)

↓結露が始まる。

結露が始まった

ガラス表面の空気温度が5℃に達し、3.6gが水となり結露が発生した状態。

これが結露のメカニズムになります。

ということは、我が家での結露発生原因は、室温と湿度が高く、家の断熱性能が低いために外気温の影響を多く受け、結露の発生しやすい環境にある。ということですね。

結露の発生原因はこれだけではありませんので、いろいろ調べてみようと思ってます。

関連記事:結露が引き起こす5つの悪影響

結露対策をするには、まず結露のしくみを知る!結露を知れば効果的な対策ができるようになるかも知れません(笑)

次回は、表面結露と内部結露、住まいに与える影響について調べてみようと思ってます。

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