建物の断熱

建物断熱材は、建物（特に建物の外壁）内で熱エネルギーの流れを減らすために使用される材料です。建物内の断熱材の大部分は熱目的ですが、この用語は防音、防火、衝撃断熱（工業用途で発生する振動など）にも適用されます。多くの場合、断熱材は一度に複数の機能を実行できる能力に基づいて選択されます。

先史時代から、人類は動物の毛皮や植物などの素材を使って断熱材を作り続けてきました。農業の発展とともに、土、石、洞窟のシェルターが出現しました。19 世紀には、断熱パネルやその他の人工素材が作られるようになりました。現在、断熱材は主にバルク断熱材と反射断熱材の 2 つのカテゴリに分けられます。建物では通常、この 2 つを組み合わせて使用​​します。

断熱材は建物にとって重要な経済的、環境的投資です。断熱材を設置することで、建物は冷暖房に使用するエネルギーを削減し、居住者は温度変化をあまり感じなくなります。建物をさらに断熱材で改修することは、重要な気候変動緩和策です。^{[1] [2]}特に建物が石油、天然ガス、または石炭ベースの電力で暖房されている場合。地方自治体、中央政府、公益事業会社は、グリッドエネルギーの使用とそれに関連する環境への影響およびインフラコストを削減するための効率化プログラムの一環として、新築および改築された建物での断熱努力を奨励するために、インセンティブと規制を組み合わせていることがよくあります。

断熱とは、通常、適切な断熱材の使用と建物の設計変更により、筐体を通じた熱の移動を遅くして熱の損失と増加を減らすことを指します。^[3]熱の移動は、屋内と屋外の温度差によって発生します。^[3]熱は、伝導、対流、または放射によって伝達されます。伝達率は、伝播する媒体と密接に関係しています。^[3]熱は、天井、壁、床、窓、ドアを透過することで失われたり得られたりします。この熱の減少と獲得は通常、歓迎されません。HVAC システムの負荷が増加してエネルギーの無駄が増えるだけでなく、建物内の人々の熱的快適性も低下します。建物の断熱は、居住者の熱的快適性を実現するための重要な要素です。^[4]断熱は、不要な熱の損失や増加を減らし、暖房および冷房システムのエネルギー需要を減らすことができます。必ずしも十分な換気の問題に対処するわけではなく、遮音レベルに影響を与える場合と影響を与えない場合があります。狭義では、断熱材とは、セルロース、グラスウール、ロックウール、ポリスチレン、ポリウレタンフォーム、バーミキュライト、パーライト、木質繊維、植物繊維（大麻、亜麻、綿、コルクなど）、リサイクル綿デニム、麦わら、動物繊維（羊毛）、セメント、土、反射断熱材（放射バリアとも呼ばれる）など、熱損失を遅らせるために使用される断熱材のことを指しますが、熱伝達の主なモードである伝導、放射、対流材料に対処するためのさまざまな設計と技術も含まれます。

上記のリストにある材料のほとんどは、材料の分子間に大量の空気または他のガスを保持するだけです。ガスは固体よりも熱伝導率がはるかに低くなります。これらの材料はガス空洞を形成できるため、熱伝達効率が低い断熱材として使用できます。この状況は動物の毛皮や鳥の羽にも発生し、動物の毛は小さなガスポケットの低い熱伝導率を利用して、熱損失を減らす目的を達成できます。

反射断熱材（放射バリア）の有効性は、通常、熱源に面した空気層のある表面の反射率（放射率）によって評価されます。

バルク断熱材の有効性は、通常、R値で評価されます。R値には、メートル法（SI）（単位は K⋅W ⁻¹ ⋅m ²）と米国慣用法（単位は °F⋅ft ^{2 ⋅h/BTU）の2種類があり、前者は後者の0.176倍、つまり熱伝導率またはU値W⋅K −1} ⋅m ⁻²の逆数になります。たとえば、米国では、屋根裏の断熱基準は、少なくともR-38米国単位で推奨されています（SI単位ではR-6.7またはU値0.15に相当）。^[5] 英国の同等の基準は技術的に比較可能で、承認された文書Lでは通常、建物の築年数と屋根の構造の種類に応じて、屋根面積の平均U値が0.11〜0.18である必要があります。新しい建物は、以前のバージョンの規制に基づいて建設された建物よりも高い基準を満たす必要があります。単一の R 値または U 値では、各建物の建設品質や現地の環境要因が考慮されていないことを認識することが重要です。建設品質の問題には、不十分な蒸気バリアや隙間風防止の問題が含まれます。さらに、断熱材自体の特性と密度も重要です。ほとんどの国では、適切な基準が維持されていることを確認するために、承認された設置業者の検査または認定のいずれかの制度を設けています。

断熱材の歴史は他の素材に比べるとそれほど長くはありませんが、人類は古くから断熱材の重要性を認識していました。^[6]先史時代に、人類は野生動物や悪天候から身を守るためのシェルターを作る活動を始め、断熱材の探求を始めました。^{[6] [7]先史時代の人々は、}動物の皮や毛皮、葦、亜麻、わらなどの植物素材を使って住居を建てました。これらの素材は最初は衣服の素材として使用されていました。彼らの住居は一時的なものだったため、入手しやすく加工しやすい衣服に使う素材を使う傾向がありました。^[6]動物の毛皮や植物製品の素材は、分子間に大量の空気を保持できるため、空気の空洞を作り、熱交換を減らすことができます。

その後、人類の寿命が長くなり、農業が発達したことにより、定まった居住地が必要となり、土で覆われた家、石造りの家、洞窟住居などが出現し始めました。^{[6] [7]}これらの材料の高密度は、熱伝達に時間差効果をもたらし、内部の温度変化を緩やかにします。この効果により、建物内は冬は暖かく、夏は涼しく保たれます。また、土や石などの材料は入手しやすいため、この設計はロシア、アイスランド、グリーンランドなど多くの場所で非常に人気があります。^[6]

有機材料は、人々が悪天候から身を守り、暖かく過ごすためのシェルターを建てるために最初に利用できたものでした。^[7]しかし、動物や植物の繊維などの有機材料は長期間存在できないため、これらの天然材料では人々の長期的な断熱ニーズを満たすことができません。そのため、人々はより耐久性のある代替品を探し始めました。^{[7] [8]} 19世紀には、人々は断熱材として天然材料を使用することに満足しなくなり、有機材料を加工して最初の断熱パネルを製造しました。^[7]同時に、ますます多くの人工材料が登場し始め、ロックウール、グラスファイバー、発泡ガラス、中空レンガなど、幅広い人工断熱材が開発されました。^[8]

断熱は建物において重要な役割を果たします。温熱的快適性に対する需要が高いため、すべての部屋を完全に暖房するために大量のエネルギーが消費されます。^[9]エネルギー消費の約 40% は建物に起因し、主に暖房または冷房によって消費されます。十分な断熱は、健康的な室内環境を確保し、構造物の損傷を防ぐための基本的なタスクです。また、高いエネルギー消費に対処するための重要な要素でもあり、建物の外壁を通る熱の流れを減らすことができます。優れた断熱は、建物に次の利点をもたらします。

1. 建物のエンベロープ内部に湿気が形成されることによる建物の損傷を防ぐ。^[9]断熱材は、部屋の表面温度が臨界レベル以下に下がらないようにし、結露やカビの発生を防ぎます。^[9]建物損傷報告書によると、建物の損傷の12.7％と14％はカビの問題によって引き起こされました。^[10]建物に十分な断熱材がない場合、建物内の相対湿度が高くなり、結露が発生し、最終的にカビの問題が発生します。^[10]
2. 建物に住む人々にとって快適な温熱環境を作り出す。^[9]断熱性が優れていると、冬でも建物内の温度を十分に高く保つことができ、夏でも比較的低い気温を維持することで、同じレベルの温熱快適性を実現します。^[11]
3. 不要な暖房や冷房のエネルギー入力を削減します。断熱材は建物の外壁を介した熱交換を減らし、暖房機と冷房機がより少ないエネルギー入力で同じ室内空気温度を達成できるようにします。^[12]

住宅にどの程度の断熱材が必要かは、建物の設計、気候、エネルギーコスト、予算、個人の好みによって異なります。地域の気候によって要件は異なります。建築基準法では、火災安全性とエネルギー効率に関する最低基準が設定されていることが多く、 LEEDなどのグリーン認証のための持続可能な建築の文脈では、自主的に基準を超えることができます。

建物の断熱戦略は、エネルギーの伝達モードと、エネルギーが移動する方向と強度を慎重に考慮して策定する必要があります。エネルギーは一日を通して、また季節によって変化する可能性があります。特定の状況に合わせて、適切な設計、適切な材料の組み合わせ、建築技術を選択することが重要です。

米国の断熱要件は、すべての商業ビルと一部の住宅ビルに対する米国のエネルギー基準であるASHRAE 90.1に準拠しています。^[13] ASHRAE 90.1規格は、規範、建物エンベロープの種類、エネルギーコスト予算など、さまざまな観点を考慮しています。また、この規格にはいくつかの必須の断熱要件があります。^[13] ASHRAE 90.1のすべての断熱要件は気候帯によって分けられており、建物に必要な断熱量は、建物がどの気候帯に位置するかによって決まります。断熱要件はR値として示され、連続断熱R値が2番目の指標として示されています。^[13]さまざまなタイプの壁（木造壁、鉄骨造壁、マス壁）の要件を表に示します。^[14]

断熱材を追加すべきかどうかを判断するには、まず、自宅にすでにどのくらいの断熱材があり、どこにあるのかを調べる必要があります。資格のある住宅エネルギー監査員は、家全体のエネルギー監査の定期的な一部として断熱材のチェックを行います。^[15]ただし、屋根裏など、家の特定のエリアでは、自己評価を行うことができます。ここでは、目視検査と定規の使用により、断熱材を追加することでメリットが得られるかどうかを知ることができます。^[16]住宅エネルギー監査は、多くの場合、建物の屋根裏の断熱が不十分であることを反映し、徐々に公共料金が増加していることに住宅所有者が気付くことで開始されます。^[17]

米国における断熱材の必要性の初期見積りは、米国エネルギー省の郵便番号断熱材計算機によって決定できます。

ロシアでは、ガスが豊富で安価であるため、断熱が不十分で、過熱し、エネルギーの消費が非効率的になっています。ロシアエネルギー効率センターは、ロシアの建物は過熱または過熱不足であり、必要な熱と温水を最大50％多く消費していることを発見しました。^{[18] [19]}ロシアの二酸化炭素（CO2）排出量の53％は、_建物の暖房と発電によって発生しています。^[20]しかし、旧ソ連圏の温室効果ガス排出量は、1990年の水準をまだ下回っています。^[要出典]

ソ連のエネルギー法は1955年に制定が始まり、基準と規則では初めて建物の外皮の性能と熱損失について言及され、建物の外皮のエネルギー特性を規制する基準が形成されました。^[21]そして、ロシアのエネルギー法の最新版（SP 50.13330.2012）は2003年に発行されました。^[21]ロシアのエネルギー法は、政府機関の専門家やABOKなどの非政府組織によって制定されました。ロシアのエネルギー法は1955年以来数回改訂されており、1995年版では暖房の1平方メートルあたりのエネルギー消耗が20％削減され、2000年版では40％削減されました。^[21]この法には、建物の断熱に関する強制要件と、主に建物の外殻からの熱損失に焦点を当てたいくつかの自主規定も含まれています。

オーストラリアの断熱要件は建物の所在地の気候に従います。以下の表は、オーストラリア建築基準法（BCA）で定められた気候に基づいた最低限の断熱要件です。^[22]オーストラリアの建物では、屋根、天井、外壁、建物のさまざまなコンポーネント（暑い気候のベランダの屋根、隔壁、床など）に断熱材が使用されます。^[23]隔壁（高さの異なる天井間の壁部分）は、天井と同じ温度レベルにさらされるため、天井と同じ断熱レベルにする必要があります。^[24]また、オーストラリアの建物の外壁は、あらゆる種類の熱伝達を減らすために断熱する必要があります。^[25]壁と天井に加えて、オーストラリアのエネルギーコードでは、床（すべての床ではない）にも断熱材が必要とされています。^[25]上げ床は、断熱材を入れる十分なスペースを確保するために、最下層の木材の下に約400mmの土壌クリアランスを確保する必要があります。吊り床や地上床などのコンクリートスラブも同様に断熱する必要があります。

中国には様々な気候特性があり、地理的な地域によって分けられています。^[28]中国には、断熱性を考慮した建築設計を識別するための5つの気候帯があります。（極寒帯、寒帯、夏暑く冬寒い帯、夏暑く冬暖かい帯、冬寒い帯）。^[29]

ドイツは1977年に建物のエネルギー効率の要件を定め、建物の性能に基づいた最初のエネルギーコードである省エネ条例（EnEV）が2002年に導入されました。^[30]そして、2009年版の省エネ条例では、建物の外殻の断熱材の最小R値を上げ、気密性試験の要件を導入しました。^[31] 2013年の省エネ条例（EnEV）は、天井の断熱要件を明確にしました。そして、天井が満たされていない場合は、上階の暖房された部屋の上のアクセス可能な天井に断熱材が必要になると述べました。[U値は0.24 W /（m ² ⋅K）未満でなければなりません] ^[31]

オランダの建築法令（Bouwbesluit）では、住宅の改築と新築住宅を明確に区別しています。新築は完全に新しい住宅としてカウントされますが、新しい増築や拡張も新築と見なされます。さらに、建物全体の表面の少なくとも25％を変更または拡張する改築も新築と見なされます。したがって、徹底的な改築中は、新しい建設がオランダの新築断熱要件を満たさなければならない可能性があります。改築が小規模な場合は、改築指令が適用されます。改築の例としては、中空壁の後断熱、屋根板またはタイルの下の傾斜屋根の後断熱などがあります。すべての改築は、最低Rc値1.3 W/(m ² ⋅K)を満たす必要があることに注意してください。現在の断熱材の断熱値（法的に取得されたレベル）が高い場合は、この値が下限としてカウントされます。^[32]

ニュージーランドの新築住宅や小規模建築物の断熱要件は、建築基準法および規格NZS 4128:2009に規定されている。^{[33] [34]}

ゾーン1と2には、ワイヘキ島とグレートバリア島を含む北島のほとんどが含まれます。ゾーン3には、北島、南島、スチュアート島、チャタム諸島の南緯39度50分以北（マンガウェカ以北）のタウポ地区、ルアペフ地区、ランギティケイ地区が含まれます。^[34]

断熱要件は建築規制で指定されており、イングランドとウェールズでは技術的な内容が承認文書として公開されています 。文書 L は熱要件を定義し、最低基準を設定することで屋根や壁などの要素の U 値を、建物全体のエネルギー使用評価における暖房システムの種類などの他の要素とトレードオフすることができます。スコットランドと北アイルランドには同様のシステムがありますが、詳細な技術基準は同じではありません。この基準は近年数回改訂されており、英国が低炭素経済に向かうにつれて、より効率的なエネルギー使用が求められています。

寒冷条件では、主な目的は建物からの熱流出を減らすことです。建物の外壁の構成要素である窓、ドア、屋根、床/基礎、壁、空気侵入バリアはすべて重要な熱損失源です。^{[35] [36]}それ以外の点で断熱性の高い住宅では、窓が重要な熱伝達源になります。^{[37]標準的な単層}ガラス の伝導熱損失に対する抵抗は、R値で約0.17 m ² ⋅K⋅W ⁻¹に相当し、これは一般的な複層ガラスの2倍以上です（グラスウール断熱材の場合は2～4 m ² ⋅K⋅W ^{−1です[38]}）。損失は、適切な耐候性、バルク断熱、および非断熱ガラス（特に太陽光に面していないガラス）の量を最小限にすることで減らすことができます。スペクトル選択性（低放射率、低放射）ガラスでは、室内の熱放射も不利になる場合があります。一部の断熱ガラスシステムでは、R 値が 2 倍から 3 倍になることがあります。

真空パネルとエアロゲル壁面断熱材は、ニューイングランドやボストンなどの寒冷気候地域の住宅や商業ビルのエネルギー性能と断熱効果を高めることができる2つの技術です。^[39]過去には、高い断熱性能を発揮する断熱材の価格は非常に高価でした。^[39]材料産業の発展と科学技術の急成長により、20世紀にはますます多くの断熱材と断熱技術が登場し、建物の断熱にさまざまな選択肢が生まれました。特に寒冷気候地域では、寒さによる熱損失（浸入、換気、放射）に対処するために大量の断熱材が必要です。議論する価値のある技術が2つあります。

VIPは超高耐熱性で知られており、^[40]その耐熱能力は従来の発泡断熱材の4〜8倍であり、従来の材料と比較して建物の外殻の断熱材の厚さが薄くなります。 VIPは通常、コアパネルと金属製のエンクロージャで構成されています。^[40]コアパネルの製造に使用される一般的な材料は、フュームドシリカと沈降シリカ、オープンセルポリウレタン（PU）、およびさまざまな種類のグラスファイバーです。 そして、コアパネルは真空環境を作成するために金属製のエンクロージャで覆われており、金属製のエンクロージャにより、コアパネルが真空環境に保たれます。^[40]この材料は高い熱性能を備えていますが、過去20年間、依然として高価格を維持しています。

エアロゲルは、1931年にサミュエル・スティーブンス・キスルによって初めて発見されました。^[41]これは一種のゲルで、材料の液体成分がガスに置き換えられ、99%が空気である材料が作成されます。^[41]この材料は、設計された高い多孔性により、インチあたり約R-10という比較的高いR値を持ち、従来のプラスチックフォーム断熱材と比較してかなり高くなっています。^[42]しかし、処理の難しさと生産性の低さがエアロゲルの開発を制限しており、^[41]この材料のコスト価格は依然として高いレベルにとどまっています。米国では、壁断熱用の商業用エアロゲル製品を提供している会社は2社だけです。

DOEは、窓からの熱損失が30％近くに達し、太陽光からの熱取得が不要な加熱につながると推定している。 ^[43]エアロゲルはRが高いため、窓ガラスへの使用は多くの研究機関が研究する関心分野となっている。しかし、エアロゲルの導入により、窓の主要機能である透明性が損なわれてはならない。^{[44] [45]}通常、エアロゲルは透過率が低く、透明と見なされるものであっても曇って見えるため、一般的に壁の断熱用途に限定されている。^[46]コロラド大学ボルダー校の研究者であるエルド・アブラハムは最近、シラン化セルロースエアロゲル（SiCellA）を設計してエアロゲルの機能を実証した。SiCellAは、暖房/冷房の変化に似ており、室内環境に応じて熱を効果的に遮断または保持する熱伝導率に加えて、可視光線透過率がほぼ99％である。^[47]これは、SiCellAの設計上の97.5%の多孔性によるものです。孔は可視光の波長よりも小さいため、透過性があります。また、孔はセルロース繊維間の接触を最小限に抑え、熱伝導率を低下させます。^[48]セルロース繊維は木材パルプから得られる天然由来の繊維であるため、持続可能性に適しています。これにより、エアロゲルだけでなく、より一般的な木材ベースの材料の実装への扉が開かれ、省エネ効果を高めながら持続可能な設計の代替案を支援することができます。^[49]

暑い条件では、熱エネルギーの最大の供給源は太陽放射です。^[50]これは窓から直接建物に入り込むか、建物の外殻を周囲よりも高い温度に加熱して、建物の外壁を通じた熱伝達を増加させます。^{[51] [52]}標準的な単層ガラスの太陽熱取得係数（SHGC）^[53]（太陽熱透過率の尺度）は約78〜85％です。太陽熱取得は、十分な太陽からの遮光、明るい色の屋根、スペクトル選択性（熱反射性）塗料およびコーティング、および外壁の残りの部分に対するさまざまな種類の断熱材によって減らすことができます。特殊コーティングされたガラスは、SHGCを約10％まで減らすことができます。放射バリアは、暑い気候の屋根裏空間に非常に効果的です。^[54]この用途では、寒い気候よりも暑い気候の方がはるかに効果的です。下向きの熱流の場合、対流は弱く、空気空間を介した熱伝達は放射が支配的です。放射バリアが効果を発揮するには、十分な空気間隔が必要です。

高温多湿の気候で冷房空調を使用する場合、建物の外壁を密閉することが特に重要です。湿気の多い空気の浸入を除湿すると、かなりのエネルギーが無駄になります。一方、一部の建物の設計では、冷房空調の代わりに効果的なクロスベンチレーションを採用し、卓越風による対流冷却を実現しています。

エジプトやアフリカのような暑く乾燥した気候の地域では、夏の温熱的快適性が主な問題であり、都市部のエネルギー消費のほぼ半分は、人々の温熱的快適性の需要を満たすための空調システムによって消耗されており、暑く乾燥した気候の地域の多くの発展途上国は、冷房機器の使用増加により夏に電力不足に悩まされています。^[55]この状況を改善するために、クールルーフと呼ばれる新しい技術が導入されました。^[56]過去には、建築家は熱容量材料を使用して温熱的快適性を改善しましたが、重い断熱材は時間差効果を引き起こし、日中の熱伝達速度を遅くし、室内温度を一定の範囲に保つ可能性があります（暑く乾燥した気候の地域では通常、昼と夜の温度差が大きい）。

クールルーフは、太陽光反射率と熱放射率に基づいた低コストの技術であり、反射材と明るい色を使用して太陽放射を反射します。^{[55] [56]}太陽光反射率と熱放射率は、屋根の熱性能を決定する2つの重要な要素であり、約30％の太陽放射が空に反射されるため、断熱効果も向上します。^[56]屋根の形状も検討されており、湾曲した屋根は従来の形状と比較して太陽エネルギーをより少なく受け取ることができます。^{[55] [57]}一方、この技術の欠点は、高い反射率が視覚的な不快感を引き起こすことは明らかです。一方、屋根の高い反射率と熱放射率は、建物の暖房負荷を増加させます。

建物の要素（窓、ドア、ヒーターなど）を最適に配置すると、建物への太陽放射の影響や風の強さを考慮して断熱に大きな役割を果たします。反射ラミネートは、ポールバーン、ガレージ、金属製の建物における太陽熱の受動的な影響を軽減するのに役立ちます。

窓については、 断熱ガラスと四重ガラスを参照してください。

断熱エンベロープは、住宅内の空調された空間または居住空間を定義します。屋根裏や地下室はこのエリアに含まれる場合と含まれない場合があります。屋内から屋外への空気の流れを減らすことで、対流熱伝達を大幅に減らすことができます。^[58]

対流熱伝達を低く抑えるには、建物の構造（耐候性）と断熱材の正しい設置にも注意を払う必要がある。 ^{[59] [60]}

建物への自然な空気の流れが少ないほど、人間の快適さを維持するために機械換気が必要になります。湿度が高いと、空気の流れが悪くなり、結露、建築材料の腐敗、カビやバクテリアなどの微生物の増殖が促進されるなど、重大な問題が発生する可能性があります。湿気は熱橋を形成して断熱効果を大幅に低下させることもあります (下記参照)。空気交換システムを能動的または受動的に組み込むことで、これらの問題に対処できます。

熱橋は、建物の外壁内で熱伝導が発生するポイントです。熱は最も抵抗の少ない経路を通って流れるため、熱橋があるとエネルギー性能が低下する可能性があります。熱橋は、材料が温度差を横切る連続した経路を作り、その熱の流れが断熱材によって妨げられない場合に発生します。断熱性が低い一般的な建築材料には、ガラスや金属などがあります。

建物の設計によっては、構造の一部のエリアで断熱能力が限られている場合があります。一般的な建築設計はスタッド壁に基づいており、木製またはスチール製のスタッドと梁に熱橋が一般的で、通常は金属で固定されています。断熱が不十分なことが多い注目すべきエリアは、建物の角、および電気ボックス (コンセントや照明スイッチ)、配管、火災警報装置などのシステム インフラストラクチャのためのスペースを確保するために断熱材が取り除かれたり移動されたりしているエリアです。

熱橋は、例えば外壁が完全に断熱される前に一部を閉鎖するなど、不適切な施工によっても発生する可能性があります。壁の空洞内に断熱材のないアクセスできない空間が存在すると、熱橋の原因となる可能性があります。

断熱材の中には、濡れているときの方が熱を伝えやすいものがあり、そのためこの状態でも熱橋を形成することがあります。

熱伝導は、ブリッジの 断面積を減らす、ブリッジの長さを増やす、または熱ブリッジの数を減らすことによって最小限に抑えることができます。

熱橋効果を軽減する方法の1つは、外壁に断熱ボード（発泡ボード、EPS XPS、木質繊維板など）を設置することです。もう1つの方法は、壁の内側に断熱材として断熱木材フレームを使用することです。^[61]

建物の建設中に断熱を行うのは、改修するよりもはるかに簡単です。これは、断熱材が一般に隠れているため、断熱材に到達するには建物の一部を解体する必要があるためです。

エネルギー効率と環境要因を考慮して、建物に最適な断熱材の種類については国によって規制が異なります。寒冷な気候では温暖な気候よりも設置コストに大きな投資が必要になるため、地理的な場所も必要な断熱材の種類に影響します。

建物の断熱材には、基本的にバルク断熱材と反射断熱材の 2 種類があります。ほとんどの建物では、両方の種類を組み合わせて建物全体の断熱システムを構成しています。使用する断熱材の種類は、建物の熱伝達の 3 つの形式 (伝導、対流、放射) のそれぞれに対して最大の抵抗を生み出すように調整されています。

熱交換の 3 つの方法に従って、建物で使用するほとんどの断熱材は、伝導および対流絶縁体と放射熱バリアの 2 つのカテゴリに分類できます。また、異なる材料を区別するために、より詳細な分類があります。多くの断熱材は、分子間に小さな空気空洞を作成することで機能し、これらの空気空洞により、材料を介した熱交換が大幅に減少します。ただし、熱伝達を防ぐ機能要素として空気空洞を使用しない例外が 2 つあります。1 つは反射断熱材で、片側または両側に金属箔を貼り付けて放射バリアを形成することで大きな空気層を作成します。この断熱材は、主に放射熱伝達を減らします。材料に貼り付けられた研磨された金属箔は放射熱伝達を防ぐことしかできませんが、熱伝達を止める効果は劇的です。空気空洞を使用しない別の断熱材は真空断熱材で、真空断熱パネルはあらゆる種類の対流と伝導を止めることができ、放射熱伝達を大幅に緩和することもできます。しかし、真空断熱材の有効性は材料の端によっても制限されます。真空パネルの端は熱橋を形成し、真空断熱材の有効性が低下する可能性があるためです。真空断熱材の有効性は、真空パネルの面積にも関係します。

バルク断熱材は、建物内外への伝導熱伝達と対流を遮断します。空気は熱伝導率が非常に低いため、優れた断熱材となります。伝導熱伝達に抵抗する断熱材は、繊維間、フォームまたはプラスチックバブル内、屋根裏などの建物の空洞内の空気層を使用します。これは、能動的に冷暖房される建物では有益ですが、受動的に冷房される建物では欠点となる可能性があり、換気または放射による冷却のための適切な措置が必要です ^{[62] 。}

繊維材料は、空気層を均等に分散させる極小の繊維で作られています。^[63]一般的に使用される材料は、シリカ、ガラス、ロックウール、スラグウールです。ガラス繊維とミネラルウールは、このタイプで最も広く使用されている2つの断熱材です。

セルラー断熱材は互いに分離された小さなセルで構成されています。^[63]一般的なセルラー材料はガラスと、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリウレタンなどの発泡プラスチックです。

放射バリアは、空気空間と連動して、空気空間を介した放射熱伝達を低減します。放射または反射断熱材は、熱を吸収したり通過させたりするのではなく、反射します。放射バリアは、上向きの熱流は対流によって支配される傾向があるため、下向きの熱流を低減するために使用されることがよくあります。つまり、屋根裏、天井、屋根の場合、放射バリアは暑い気候で最も効果的です。^[52] また、涼しい気候での熱損失を低減する役割もあります。ただし、バルク断熱材を追加することで、はるかに優れた断熱を実現できます（上記を参照）。

一部の放射バリアはスペクトル選択性があり、他の波長に比べて赤外線の流れを優先的に減らします。たとえば、低放射率(low-e) の窓は、光と短波赤外線エネルギーを建物内に透過しますが、室内の家具によって生成される長波赤外線は反射します。同様に、特殊な熱反射塗料は可視光よりも多くの熱を反射することができ、その逆も同様です。

熱放射率の値は、おそらく放射バリアの効果を最もよく反映しています。一部のメーカーは、これらの製品に「同等の」R 値を記載していますが、R 値テストは実験室環境での総熱損失を測定するものであり、最終的な結果の原因となる熱損失の種類 (放射、伝導、対流) を制御しないため、これらの数値は解釈が難しく、誤解を招く可能性があります。^{[引用が必要]}

汚れや湿気の膜は放射率を変え、放射バリアの性能も変える可能性があります。

環境に優しい断熱材とは、環境への影響が限られている断熱製品を指す用語です。断熱製品、あるいは実際のところあらゆる製品やサービスが環境に優しいかどうかを判断するための一般的な方法は、ライフサイクルアセスメント（LCA）を行うことです。多くの研究で、断熱材の用途における環境への影響が比較されています。比較から、最も重要なのは、製品の断熱値が用途の技術要件を満たすことであることがわかります。第2段階としてのみ、材料の差別化が重要になります。ベルギー政府がVITOに委託した報告書^{[64] [65]}は、そのような研究の良い例です。

Wikibooks には、 Do-It-Yourself/House_insulationに関する本があります。

• 屋根断熱材を選ぶ際のヒント
• 「断熱材の歴史に関するリソース」。solarhousehistory.com。2023年9月27日。
• 戸建て住宅の気密性と断熱性の改善に関するベストプラクティスガイド
• 表面を水、熱、湿気から遮断する