王松永譯

• 前言

SOGs之基本概念之「至2030年為止比持續可能更良好世界之目標」之標題，能源深問題可能是大課題。地球溫暖化最大的問題，其主要的原因是溫室效果氣體之濃度增加，因此2015年12月在巴黎協定是COP21被採決，世界整體之溫室效果氣體之長期的大幅度削減之必要性被提到。日本亦在2020年宣言溫室效果氣體之排出至2050年為止整體為零之碳中和為目標，在2021年之地球溫暖化對策計畫，已表明在2030年度比起2013年度溫室效果氣體削減46％為目標之事實，更朝向較高之50％進行挑戰。

建築物省能源之動向，係在1970年代受到石油危機開始，在2030年朝向大幅度的能源消費效率之改善為目標之「新、國家能源戰略」於2006年發表，站在長期觀點「省能源技術戰略」係表示依序的改定。（最新版係2019年發表）。

家庭、業務部門、建築物之省能源化。近年之能源消費相關經時變化觀之時，家庭部門相關能源消費占全體之約14％，比例本身是比較小者，從1973年度至2020年度之增加量是1.9倍，與整體平均之1.1倍為高數值，因此建築物之省能源，更加一層努力是必要的。

 

• 建築物之省能源相關動向

2021年10月22日在日本閣議決定之「能源基本計畫」，表示以下內容：

1. 在2050年住宅、建築物之材料（stock）平均ZEH、ZEB基準之水準的省能源性會被確保為目標。
2. 建築物省能源法會改正，省能源基準適合義務之對象外的住宅及小規模建築物的省能源基準之適應是至2025年為止，義務化之同時，2030年度以後新建築住宅、建築物，係確保ZEH、ZEB基準之水準的省能源性能為目標，整合的誘導基準、住宅頂級（top runner）基準之提升，省能源基準之階段的水準的提升，至遲亦至2030年會實施。

上述內容說明係建築物省能源法（建築物之能源消費性能之提升相關法律）概說如次：

建築物省能源法係平成27年公布，令和元年經過一部分改正，在令和4年（2022）6月「脫碳社會之實現有益目的之建築物的能源消費性能之提升相關法律等之一部分改正法律」被公布。

本法律係由建築物之省能源對策與木材利用促進之2個柱子所構成，作為建築物之省能源對策的基準係在平成28年所公布「建築物能源消費性能基準」（通稱：平成28年省能源基準）是與其相當。

平成28年省能源基準係建築物應該具備省能源性能之確保之目的所必要之建築物的構造及設備相關基準，在住宅係由一次能源消費量基準與外皮基準所構成。在此所使用一次能源係指從石化燃料，核能燃料、水力、太陽光等所能得到的能源，由這些加工而得到之電氣，瓦斯、灯油的能源是為二次能源。實際上建築物所消費的是二次能源，但是這些概括加以處理而換算成一次能源進行評價的想法。

一次能源消費量基準，係對於依住宅之設計被算出標準的能源消費量，主要設備之省能源性的評價表，另方面，外皮基準係對於從構成住宅之構造部材之熱傳導率等所計算隔熱性能與冷房期之日射遮蔽性能的指標。

所謂ZEH、ZEB各來自Zero Energy House, Zero Energy Building。由該名詞可知係為能源之消費量為零之住宅，建築物，但是在冷暖房或照明等消費之能源不可能為零，其可以高隔熱化，高效率設備之使用等加以削減，藉由太陽能板等所產生能源相互抵消，而使整體為零稱之。

所謂誘導基準係比平成28年省能源基準更高水準之性能，滿足者在制度上之特例能得的基準．又，住宅頂級之基準係供給一定數以上之住宅的業者應該的指標，是更高的省能源基準。

• 建築物溫熱相關性能

在建築物之省能源性能檢討時，前述之熱傳導率有同樣重要性者，有氣密性能與防濕性能。藉由使住宅之氣密性提高結果，可防止間隙風的流入或熱的流出。另方面，不完全之氣密性的提高，係在建築物之構造內部會使水分滯留。在建築物之高隔熱化之初期，特別在寒冷地，隔熱，高氣密化，隨之聯結到結露防止係要花費很大的努力。

氣密性提高係進行氣密，防濕薄膜（sheet）或氣密、防濕性面材料施工結果形成防濕層所進行者為一般性。因這些之氣密、防濕層薄膜或面材料與構造體之接合部分會成為濕氣之通道，因此以氣密膠帶或填縫劑施工會被推薦．又，氣密性能係能以稱為間隙面積相當之數值加以表示。此係假想建築物之間隙係全部集合成1個，其面積除以地板面積者。即數值愈小者，氣密性能可說較高。

又，氣密性能之測定係在建築物內利用風扇（fan）進行減壓，從該時之風扇（fan）通氣量與建築物內外壓差之關係性算出的方法較多。

建築物之防濕性係如前述的氣密手法共同的，係藉由在外牆通氣層與防風、透濕薄膜之施工結果，從構造內部將濕氣排出結果，而加以確保者為多。在住宅氣密與防濕手法之一例，如圖1所示。在住宅內之烹飪、洗澡、暖房機器等所發生的濕氣，係由於氣密、防濕可防止向牆體內之入侵。

圖1氣密防濕方法之一例

又，從外部向牆體內入浸之雨水會被外牆材與防風、透濕薄膜防止之同時，牆體內之濕氣係藉由防風、透氣薄膜從通氣層排出。

又，結露防止設計係依據隔熱性能為同樣的所使用材料之濕氣相關性能值進行。

最後，有關換氣之概略加以表示。建築物之氣密性提高之場合，為結露防止室內之水蒸氣或居住者之健康確保，污染物質（包含碳酸氣、臭氣等）不能不排出。尤其在1990年代後半成為課題的病態房屋(sick house)問題，原則上在全部建築物機械換氣設備之設置是成為義務．又，新冠肺炎感染症對策，換氣亦成為重要。的確吸入新鮮的外氣將被污染室內空氣排出室外，係前述之氣密性能擔保是必要的。

兩者可說會成為兩輪的作用．又，由於換氣、外氣會流入冷暖房之負荷會提高，但是近年來、排氣與吸氣之熱的交換設置亦多數普及。

• 木材、木質材料近年的研究動向

1. 熱相關性能值

木材、木質材料之熱相關測定值最為重要者係熱傳導率。如前述，建築物之外皮性能計算時，熱傳導率是必要的。熱傳導率之測定方法有數種方法，但是木材、木質材料之測定許多所使用者，係依JISA14122的方法。此係在材料之兩面接觸溫度不同之熱板時，通過材料之熱流使用熱流計等進行測定。表1為建築環境省能源機構所表示建築材料熱傳導率值的一部分。

材料之熱的保持能力表示性能值有容積比熱。此值係材料比熱乘上密度者，此值較大材料會難於溫暖，另方面亦難於冰冷。有關容積比熱之數值，如表1，同時亦表示熱傳導率。

容積比熱大者，因具有蓄熱效果，期待冬季之暖房效率之提高進行設計，例如石材等之容積比熱之大的材料，在室內使用考慮到從開口部由於日射可得暖房效果。木材本身係容積比熱較小，蓄熱效果係難以得到，但是山崎等，係將土壁與木材複合之建築探討蓄熱之影響，如此發揮木材之特徵與其他進行最佳之複合之方法是有所期望。

表1建築材料之熱傳導率與容積比熱

材料	熱傳導率（W/m‧k）	容積比熱（KJ／m3 ‧K）
鋼	55	3600
鋁	210	2400
混凝土	1.6	2000
土壁	0.69	1100
天然木材	0.12	520
合板	0.16	720
粒片板	0.15	720
MDF	0.12	-
高性能玻璃綿隔熱材16K相當	0.038	-
吹入用纖維素 纖維25K	0.04	-
擠壓法PSfoam 保溫板 2種	0.034	-

註：依（一財）建築環境、省エネルギ-機構編：「住宅の平成25年省エネルギ-基準の解說」製作成。

 

2. 濕氣相關性能值

木材、木質材料之濕氣相關性能有透濕率與平衡含水率。前者表示濕氣通過的容易性，後者係表示在某濕度下，在材料內能保持多少之濕氣者。木材，木質材料之透濕率的測定係採用JISA1321之杯子（CUP）法為多。這些係在鋁製之CUP之內部放置吸濕劑，在CUP之開口部將測定之材料塞住後，放置在如同恆溫恆濕室一定的溫濕度下結果，通過材料之水分量就整體之重量變化進行測定，再加以計算出者。

另方面，平衡含水率係將試體放置在數個階段之濕度環境下時，從各個重量計算出者。

又，有關材料之室內濕度調節機能之調濕性能，係在JISA1470有規定，有關木材、木質材料亦有測定例。

3. 省能源與木材、木質材料

木材、木質材料之熱傳導率係比混凝土或鋼鐡大幅度的小，因此作為構造部材比較之場合，木材、木質材料之隔熱性能是有利的．又，隔熱性係材料之厚度增加時會提高，因此以CLT等所代表之大型的面材料對於熱是有利的。但是雖如此，木材、木質材料之熱傳導率如與建築用隔熱材相比較時係較大，因此，在滿足省能源基準之建築物，係將兩者組合的使用是必要的。

又，高性能之來自木質的建築用隔熱材，有纖維素纖維（cellulos fiber）系隔熱材，或輕質纖維板系隔熱材有在銷售．又，木質系之發泡體的隔熱材亦有進行檢討，從脫塑膠動向今後之發展是被期待。

一般建築物之隔熱施工方法，係在柱材等之構造部位之間填充以隔熱材之填充隔熱，與在構造部材之外側配置以隔熱材之外面被覆隔熱之兩種為主流，住宅等係採用填充隔熱者為多。以往之傳統（在來）軸組構法（傳統柱梁工法）係配置以隔熱材之場合，為避開斜撐材等之目的，隔熱材之加工是必要的，對於此問題，近年來進行開發使用合板，MDF、粒片板等之構造用面材料的工法係可省去斜撐隔熱材之施工是較為容易之益處．又，由於斜撐省略的結果，在壁體內熱傳遞部位（熱橋）能夠減少。如此，木質材料本身之隔熱性能不比隔熱材高，但是藉由施工面之優位性結果，在建築物整體之性能能有所貢獻。

而以CLT所代表之大型面材料會由於材厚使隔熱性能增加之同時，大面積之材料的施工結果氣密性能會容易確保之優點是可期待，從有些之測定結果，CLT建築物之氣密性能與對策應留意點如次述。

建築材料之蓄熱效果係在省能源性能活用之可能性在前已述及，但是為使此蓄熱效果提高，在一定溫度下進行吸放熱潛熱蓄熱體（phase change material:PCM）之建築利用是被探討，在木材、木質材料PCM配合之粒片板的熱性能之開發與性能測定是進行。尚在開發中途之製品，但是今後之研究開發是被期待。

另外，在蒸暑地域之RC造，係在夏季，由於蓄熱在日落後，室溫亦有不會下降的問題。使用容積密度較小之木材、木質材料結果，能對處此問題之可能性是可考慮的。

作為壁體外側之構造材料是使用透濕率之高的面材料，表示在暖和地域係防濕層可省略的。一部之構造用MDF等之木質面材料是透濕率會較高，如此般活用之可能性，今後期待詳細的探討。

有關藉由木材、木質材料之吸脫濕性能之調濕性能，從過去有許多之研究進行．又為發揮橫切面之吸濕性能較高性能其加工使用例亦有。

以往木質面材料之熱濕氣性能值只有測定其厚度方向之數值為一般的。使用CLT具有較大厚度之面材料的建築物係熱濕氣之移動，並非只有厚度方向（面外方向）向面內方向之移動會考慮。木材之軸方向的熱、濕氣之移動係會比弦向、徑向大，因此CLT等係以往之面外方向的測定值，在面內方向亦適用是有不適當之可能性。

• 木材利用與熱、濕氣相關之舒適性

前述主要說明熱、濕氣相關性能值，但是省能源化引起濕熱環境之提升，係與居住者之舒適性或健康安全性有直接關係。由於隔熱性能提高，冬季室溫之上下差會解消，屋內空間之均一化係舒適性，同時熱衝擊等之事故之發生是可防止，又如前述，木材、木質材料之適當的使用結果，在夏季之蓄熱所引起之不適服感是有減少的可能。

若利用木質內裝材，調濕會適當的進行時，有使加除濕相關能源減低之可能，同時有關聯到居住者之舒適性提升、健康之維持。

又，木材之地板等人們會接觸部分，冬季可得到溫暖感。另外，夏季皮膚之出汗會吸濕，會令人有乾爽感覺。

• SDGs之關係

木材產業與省能源相關直接之項目有目標7（能源）與目標13（氣候變動），另外，省能源化引起舒適性的提升係目標3（保健），住宅之安全性的提高是目標11（持續可能的都市）．又，當然木材、木質材料之適當的利用促進是與目標15（陸上資源）相當。

• 引用資料

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3. 山崎 真理子, 平野 佳祐, 佐々木 康寿, 水谷 章夫, 崔 哲, 榊原 勝己（2008）熱容量の異なる木質壁体の熱的特性に基づく住宅の省エネルギー効果，木材学会誌54（6）：310-318
4. 前田　啓，恒次祐子，福家正志，今城丈治，鳥山重隆，鶴田祐二，秋津裕志，朝倉靖弘，宮本康太，渋沢龍也（2022）ホットディスク法による潜熱蓄熱材を配合したパーティクルボードの熱物性の評価，木材工業77（4）：134-140
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