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建物の外壁または建物の囲いは、建物の調整された環境と調整されていない環境との間の物理的な分離部であり、空気、水、熱、[1]光、騒音[2]の伝達に対する抵抗を含みます。
議論
建物の外壁またはエンクロージャは、乾燥した、暖房された、または冷房された屋内環境を維持し、気候制御を容易にする外殻のすべての要素です。建物の外壁の設計は、建築科学と屋内気候制御のすべての分野から引き出された建築および工学の実践の専門分野です。 [2]
建物の外壁の機能は多岐にわたりますが、大きく3つのカテゴリーに分けることができます。[3]
- サポート（構造的および動的荷重に耐え、伝達する）
- 制御（あらゆる種類の物質とエネルギーの流れ）
- 仕上げ（内側と外側の希望する美観を満たすため）
制御機能は優れた性能の中核であり、実際には重要度順に、雨の制御、空気の制御、熱の制御、蒸気の制御に重点を置いています。[3]
水と水蒸気の制御
雨水の制御は最も基本的なもので、この目的のためには、完全な障壁、排水スクリーン、大量貯蔵システムなど、数多くの戦略があります。[4]
屋根の主な目的の 1 つは、水を防ぐことです。屋根は大きく分けて平らな屋根と傾斜した屋根の 2 種類があります。平らな屋根は実際には最大 10 度または 15 度の傾斜がありますが、溜まった水の浸入を防ぐように作られています。傾斜した屋根は水を流すように設計されていますが、風雨や氷のせき止め時に発生する溜まった水の浸入を防ぐものではありません。通常、住宅の傾斜した屋根は、第 2 の防御線として、屋根カバー材の下に下地材で覆われています。住宅の屋根構造には、漏れや結露による湿気を除去するために換気を行う場合もあります。
壁は屋根ほど激しい浸水にはさらされませんが、それでも水が漏れます。浸水に関する壁システムの種類には、遮断壁、排水壁、表面密閉壁があります。[5]遮断壁は、水を吸収しますが壁に浸透しないように設計されており、コンクリート壁と一部の石積み壁が含まれます。排水壁は、中空壁のように、壁に漏れた水を排出します。排水壁は、レインスクリーンや圧力均等化壁システムのように、乾燥を助けるために換気されることもあります。密閉表面壁は、サイディング材の外部表面から水が浸透するのを防ぎます。一般に、ほとんどの材料は長期間にわたって密閉された状態を保てず、このシステムは非常に限られていますが、通常の住宅建設では、壁をサイディングとハウスラップと呼ばれる下地層に依存する密閉表面システムとして扱うことがよくあります。
地下室には壁や床を通して湿気が入り込むことがあります。地下室の防水と排水により壁が乾燥し、床下に防湿層が必要です。
航空管制
空気の流れを制御することは、室内の空気の質を確保し、エネルギー消費を制御し、結露を防ぎ（耐久性の確保に役立ちます）、快適さを提供するために重要です。空気の流れの制御には、エンクロージャを通過する流れ（この機能を果たす材料の集合体はエアバリアシステムと呼ばれます）や建物エンベロープ（間隙）自体のコンポーネントを通過する流れ、および内部空間に出入りする流れ（建物の断熱性能に大きく影響する可能性があります）が含まれます。したがって、空気の制御には、ウィンドウォッシング[6] （冷たい空気が断熱材を通過する）と対流ループの制御が含まれます。対流ループは壁や天井内の空気の動きであり、単独で熱損失の10％から20％をもたらす可能性があります。[7]
建物の外壁の物理的構成要素には、基礎、屋根、壁、ドア、窓、天井、およびそれらに関連する障壁と断熱材が含まれます。寸法、材料の性能と互換性、製造プロセスと詳細、接続と相互作用は、建物の外壁システムの有効性と耐久性を決定する主な要因です。
建物の外皮の有効性を測る一般的な基準には、天候や気候からの物理的保護（快適性）、室内空気の質（衛生と公衆衛生）、耐久性、エネルギー効率などがあります。これらの目的を達成するためには、すべての建物の外皮システムに、堅固な構造、排水面、空気バリア、熱バリアが含まれなければならず、蒸気バリアが含まれる場合もあります。湿気制御（例：防湿）はすべての気候で不可欠ですが、寒冷な気候や高温多湿の気候では特に要求が厳しくなります。[8]
気密性を高めることで、建物の暖房や冷房に必要なエネルギー量を最小限に抑え、建物のエネルギー効率を向上させることができます。これは、暖房に最も多くのエネルギーが消費される寒冷地の建物では特に重要です。[9]ブロワードアテストを使用して、建物の外壁の気密性の品質をテストできます。スモークペンシルを使用して隙間を検出し、コーキングとウェザーストリップを使用して気密性を向上させることができます。[10] HVACシステムにより、建物の空気取り入れ口が適切で安全かつエネルギー効率に優れていることを保証できます。
保温エンベロープ
熱エンベロープ、または熱流制御層は建物エンベロープの一部ですが、天井など別の場所にある場合もあります。その違いは、断熱された屋根裏の床が家の内部と外部の間の主要な熱制御層であるのに対し、屋根全体（屋根材の表面から天井の内装塗装仕上げまで）が建物エンベロープの一部であるという事実によって説明できます。[11]
建物エンベロープサーモグラフィーでは、赤外線カメラを使用して建物の内外表面の温度異常を観察する。赤外線画像の分析は、水の浸入や間隙結露による湿気の問題を特定するのに役立ちます。[12]検出できるその他の種類の異常には、熱橋、断熱材の連続性、空気の漏れがありますが、これには内部と外部の周囲温度の温度差が必要です。[13]
参照
- 建築工学 – 建物の工学システムの工学分野
- 建物外装の試運転
- 機械工学 – 工学分野
- 構造工学 – 人工構造物の創造を扱う土木工学のサブ分野
- 断熱 – 熱伝達の最小化
- 漏水マンション危機 – カナダの住宅ビルの防水不良による漏水が広範囲に発生
参考文献
- ^ クリーブランド、カトラー J.、クリストファー G. モリス。エンベロープジーの構築。拡張版。バーリントン：エルゼビア、2009年。印刷。
- ^ ab Syed, Asif.持続可能性のための先進建築技術。ホーボーケン、ニュージャージー州：John Wiley＆Sons、Inc.、2012年。115。印刷。
- ^ ab Straube, JF, Burnett, EFP Building Science for Building Enclosures。Building Science Press、Westford、2005年。
- ^ 11. Straube, JF および Burnett, EFP、「Rain Control and Design Strategies」。Journal of Thermal Insulation and Building Envelopes、1999 年 7 月、pp. 41–56。
- ^ 各著者。建物エンベロープの状態評価ガイドライン。バージニア州レストン：アメリカ土木学会、2000年。4. 印刷。
- ^ Hens, Hugo SLCパフォーマンスベースの建物設計 2: 木造建築から間仕切り壁までベルリン: Ernst, William & Son、2012 年 10 月 印刷。
- ^ Harrje, D. T, GS Dutt および KJ Gadsby、「建物の対流ループ熱損失」。オークリッジ国立研究所。1985 年。印刷。2013 年 11 月 2 日にWayback Machineでアーカイブされました。
- ^ Lstiburek, Joseph W.、John Carmody。『湿気制御ハンドブック：住宅および小規模商業ビルの原則と実践』ニューヨーク：Van Nostrand Reinhold、1993年、88ページ。印刷。
- ^ Asaee, S. Rasoul; Sharafian, Amir; Herrera, Omar E.; Blomerus, Paul; Mérida, Walter (2018年5月). 「寒冷気候国の住宅ストック：ネットゼロエミッションビルへの転換の課題」. Applied Energy . 217 : 88–100. Bibcode :2018ApEn..217...88A. doi :10.1016/j.apenergy.2018.02.135.
- ^ カナダ、天然資源（2014年3月6日）。「熱を逃がさない - セクション4：家庭内の包括的な空気漏れ制御」www.nrcan.gc.ca 。 2022年3月26日閲覧。
- ^ Vliet, Willem. The Encyclopedia of Housing . Thousand Oaks、カリフォルニア州：Sage、1998年、139ページ。印刷。
- ^ フナイディ、オサマ。プラスチック製配水管の漏水検知方法。コロラド州デンバー：AWWA研究財団、1999年。57ページ。印刷。
- ^ フォークナー、レイ。赤外線建物調査。ポーツマス、イギリス：iRed、2017年。
外部リンク
- 建物エンベロープに関するトレーニング資料（ソフトウェア、プレゼンテーション スライド、電子教科書、ケース スタディ、テンプレート） - カナダ天然資源省
- オンタリオ建築外装協議会
- ブリティッシュコロンビア州建築外装協議会
- アルバータ州建築エンベロープ協議会 南支部