超断熱

スーパー断熱とは、建物の設計、建設、改修に対するアプローチであり、平均よりもはるかに高い断熱レベルと気密性を使用することで、熱損失（および熱取得）を大幅に削減します。スーパー断熱は、パッシブ ハウスアプローチの元祖の 1 つです。

超断熱の普遍的な定義はありませんが、超断熱の建物には通常、次のような特徴があります。

• 非常に高いレベルの断熱材、通常はR-40 (RSI-7)の壁とR-60 (RSI-10.6) の屋根で、それぞれSI U 値は 0.15 と 0.1 W/(m ² ·K) に相当します。
• 壁と屋根、基礎、その他の壁が接する部分の断熱連続性を確保するための詳細
• 特にドアや窓の周囲を気密構造にし、空気の侵入を防ぎ、熱を外部に放出しないようにする
• 新鮮な空気を供給するための熱回収換気システム
• 特定の方向に大きな窓はありません
• 従来の暖房システムよりもはるかに小さく、時には小さなバックアップヒーターに過ぎない

ニッソンとダット（1985）は、空間暖房のコストが給湯のコストよりも低い場合、その家は「超断熱」されていると言えるかもしれないと示唆している。^[1]

上述の高レベルの断熱の意味の他に、超断熱や超断熱材料という用語は、真空断熱パネル（VIP）やエアロゲルなどの高R/インチ断熱材料に対しても使用されます。^[2]

超断熱住宅は、暖房の必要性を大幅に減らすことを目的としており、少量のバックアップ熱で主に内在熱源（家電製品から発生する廃熱と居住者の体温）によって暖房することもできます。これは極寒の気候でも機能することが実証されていますが、断熱に加えて構造の詳細に細心の注意を払う必要があります（IEA太陽熱暖房・冷房実施協定タスク13を参照）。

「スーパーインシュレーション」という用語は、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のウェイン・シックによって造られた。1976年、彼はウィスコンシン州マディソンの気候に基づいたコンピュータシミュレーションを使用して、「ローカル」ハウスと呼ばれる設計を開発したチームの一員であった。1970年代には、シャンペーン・アーバナでローカルの原理に基づいた住宅、二世帯住宅、マンションがいくつか建設された。^{[3] [4]}

1977年、カナダ政府機関のグループによってサスカチュワン州レジーナに「サスカチュワン ハウス」^[5]が建てられました。これは超断熱の価値を公に示した最初の住宅であり、多くの注目を集めました。当初は実験的な真空管ソーラー パネルがいくつか設置されていましたが、不要になったため後に撤去されました。住宅の暖房は主に電化製品と居住者の廃熱で行われました。^{[4] [6] 1977年、}マサチューセッツ州イースト ペッパーレルにユージン レジェによって「レジェ ハウス」が建てられました。この住宅は「サスカチュワン ハウス」よりも従来の外観をしており、これも広く宣伝されました。^{[4] 「サスカチュワン ハウス」と「レジェ ハウス」の宣伝は他の建築業者にも影響を与え、その後数年間に超断熱住宅が数多く建てられました。これらの住宅は、ヴォルフガング ファイストによる}パッシブハウス基準の開発にも影響を与えました。^[4]

既存の家屋や建物にスーパーインシュレーションを後付けすることは可能であり、ますます望ましくなってきています。最も簡単な方法は、多くの場合、連続した硬質の外装断熱材の層を追加することですが、 ^[7]場合によっては、断熱材のためのスペースを確保するために新しい外壁を建てることもあります。蒸気バリアは元のフレームの外側に設置できますが、必要ない場合もあります。古い家屋は隙間風が入りやすい傾向があるため、改良された連続エアバリアはほぼ常に追加する価値があり、そのようなエアバリアはエネルギー節約と耐久性に大きく貢献します。蒸気バリアを追加する場合は、偶発的な水分の乾燥を妨げたり、夏（湿度の高い夏の気候）の間隙結露を引き起こしてカビや白カビを発生させたりする可能性があるため、注意が必要です。これは居住者の健康問題を引き起こし、構造を損傷する可能性があります。カナダ北部の多くの建築業者は、単純な 1/3 から 2/3 アプローチを使用して、蒸気バリアを壁の断熱部分の R 値の 1/3 以内に配置します。この方法は、一般的に蒸気抵抗がほとんどまたはまったくない内壁（繊維断熱材を使用しているなど）に有効であり、空気漏れによる結露と蒸気拡散による結露を制御します。このアプローチにより、寒い天候でも蒸気バリア上または内部に結露が発生しなくなります。1/3:2/3 ルールにより、蒸気バリアの温度が室内空気の露点温度を下回ることがなくなり、寒い天候での結露問題の可能性が最小限に抑えられます。

たとえば、室内温度が 20 °C (68 °F) の場合、外気温が -18 °C (-1 °F) のときに防湿層は 7.3 °C (45 °F) にしか達しません。屋外がそれほど寒い場合、室内空気の露点温度は 0 °C (32 °F) 前後になる可能性が高く、これは防湿層で予測される温度よりもはるかに低いため、1/3:2/3 ルールは非常に保守的です。-18 °C になることがあまりない気候の場合、1/3:2/3 ルールは 40:60 または 50:50 に修正する必要があります。室内空気の露点温度はこうした規則の重要な基礎となるため、寒い時期に室内の湿度が高い建物 (博物館、プール、加湿された、または換気の悪い気密住宅など) には異なる規則が必要になる場合があります。また、室内環境がより乾燥している建物 (換気のよい建物や倉庫など) にも異なる規則が必要になる場合があります。2009 年の国際住宅規格には、新築住宅の外装の断熱材の選択をガイドするより洗練された規則が盛り込まれており、古い住宅を改修する際にも適用できます。

元の壁の外側に蒸気透過性の建物ラップを貼ると、風の侵入を防ぎ、壁の組み立て部分を外側まで乾燥させることができます。アスファルト フェルトや多孔質ポリマー ベースの製品などの他の製品はこの目的に使用でき、通常は防水バリア/排水面としても機能します。

内部の改修は、所有者が古い外装サイディングを保存したい場合、またはセットバック要件により外部改修のスペースが制限されている場合に可能です。エアバリアの密閉はより複雑で、断熱の連続性が損なわれます (パーティション、床、およびサービスの貫通部が多いため)。元の壁アセンブリは寒い天候で冷たくなり (したがって結露が発生しやすく、乾燥が遅くなります)、居住者は大きな混乱にさらされ、家の内部スペースが少なくなります。別の方法は、上記の 1/3 から 2/3 の方法を使用することです。つまり、既存の壁の内側に蒸気遮断材を設置し (まだ設置されていない場合)、内部に断熱材とサポート構造を追加します。この方法により、エアバリアを貫通することなく、新しい壁スペースにユーティリティ (電力、電話、ケーブル、配管) を追加できます。ポリエチレン蒸気バリアは、壁の内部への乾燥能力を制限するため、極寒の気候を除いて危険です。このアプローチでは、追加できる内部断熱材の量も比較的少量に制限されます (たとえば、2×4 R-12 の壁には R-6 断熱材のみを追加できます)。

新築の場合、追加の断熱材や壁のフレームのコストは、専用のセントラル ヒーティング システムを必要としないことで相殺される可能性があります。多数の部屋、複数の階、エアコン、または大きな住宅では、十分な温度均一性を確保するためにセントラル ファーネスが正当化されるか、または必要とされることがよくあります。小型ファーネスはそれほど高価ではなく、換気空気を供給するために各部屋に何らかのダクト工事が必要になるのが一般的です。ピーク需要と年間エネルギー使用量が低い場合、高価で高度なセントラル ヒーティング システムは時々しか必要ありません。したがって、電気抵抗ヒーターも使用できます。電気ヒーターは通常、家の他の部分の全体的な電力需要が低い寒い冬の夜にのみ使用されます。木質ペレット、薪ストーブ、天然ガス ボイラー、さらにはファーネスなどの他のバックアップ ヒーターも広く使用されています。超断熱改修のコストは、将来の暖房燃料の価格 (供給問題、自然災害、または地政学的イベントにより毎年変動することが予想される)、建物の暖房による汚染を削減したいという要望、または優れた温度快適性を提供したいという要望とバランスを取る必要があります。

停電時には、高断熱住宅は熱損失が通常よりはるかに少ないためより長く暖かさを保ちますが、構造材料と内容物の熱貯蔵能力は同じです。悪天候は電力復旧の取り組みを妨げ、数週間以上の停電につながる可能性があります。継続的な電気供給がなくなると（直接暖房用またはガス燃焼炉を稼働させるため）、従来の住宅は急速に冷え、水道管の凍結による高額な損害のリスクが高まります。そのようなときやその他のときに適切な注意を払わずに補助的な暖房方法を使用する居住者は、火災や一酸化炭素中毒のリスクにさらされる可能性があります。

• 建築断熱材
• 建物の断熱
• アースシェルター
• アースシップ
• エネルギー節約
• 断熱コンクリートフォーム（ICF）
• 4重ガラス
• 季節熱エネルギー貯蔵（STES）
• わら俵建築
• 構造断熱パネル（SIP）
• ゼロエネルギービル

• ジョー・ルスティブレックの10-20-40-60ルール
• 超断熱による建物シェルの最適化
• 超断熱住宅プラン（マザーアースニュース）
• パッシブハウス基準を満たす建物を建てる上で、なぜスーパー断熱が重要なのか
• 12種類の超断熱壁アセンブリの図面と仕様
• 1915 年シアーズ・ローバック住宅の超断熱改修
• 超絶縁の歴史に関するリソース