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繊維系断熱材の特徴として、固体成分が繊維である為固体の熱流が二次元となり、繊維方向・繊維系・密度の影響を受ける点が挙げられます。

同じ密度・厚さであっても、繊維系の異なる断熱材があった場合、繊維径が小さい断熱材では熱流に対する空間は小さく数が多くなります。

繊維自体の熱伝導においては繊維同志の点接触が増大し伝熱が増えますが、空間が小さくなることで内部空気の対流伝熱は減少します。

一般的に使用される建築用断熱材の密度域の繊維系断熱材においては対流による影響の方が大ききくなります。

これが高性能グラスウールと従来のグラスウールの違いです。

そして発泡プラスチック系断熱材は、プラスチックの連続層により独立した小さな気泡の中に空気を閉じ込める構造になっています。

その気泡の事を『セル』と呼びます。

発プラ系断熱材の伝熱も素材自体の熱伝導・気体の対流伝熱・輻射伝熱によりますが、密度が小さくなると熱伝導率が大きくなるのは低密度なって輻射の影響が大きくなるためと考えられています。

気体による伝熱には、気体自体の熱伝導と対流による伝熱があります。

発プラ系断熱材のセル径は100～600㎚、充分小さいので気体の対流による伝熱は極めて小さくなっています。

また輻射伝熱に関しては、セル系が小さくなる程、素材の輻射反射・吸収率が大きい程、輻射伝熱量は小さくなります。

セル内の気体は分子量が大きくなると熱伝導率が小さくなるので、熱伝導率の小さいガスを発泡剤として用い、セル系を小さくし、輻射反射・吸収率の高い素材または添加剤を用いることにより、高性能な断熱材を製造するようになりました。

従来の断熱材の性能を大きく上回る断熱材の研究開発は益々進められるでしょう。

真空断熱材は対流や気体の熱伝導による伝熱を極めて小さくしたものです。

エアロゲルはシリカなどを細粒化することで空気の平均自由行程距離よりも隔壁間距離の方を小さくすることで気体の熱伝導および輻射を極めて小さくしたものです。

断熱建材ガイドブック

断熱建材協議会　著

建築技術　刊

より、一部を抜粋させていただきました。