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2009年3月 1日 (日)

廊下は生活の知恵?

一つ前の記事『一軒家は寒い?』での、一軒家の床・天井・壁が全てコンクリートだとするとコンクリートの熱伝導率=1W/mKなので、家の中から外へ逃げ出す熱量は計算から20000Wと膨大な量になる。家の中を20℃に保つためには20000Wすなわち20kWのエネルギーを暖房機で供給しなければならない。

床・天井・壁が全て同じ厚さの木材の場合は熱伝導率は0.15W/mKになるので、逃げ出す熱量は3000Wとかなり良くなる。

素材が、空気を含んだ綿やガラスウールだと熱伝導率は更に下がって、熱伝導率は0.03W/mKなので、逃げ出す熱量は600Wと格段に改善される。したがって部屋の温度は600Wの電気ストーブでも20℃に保つことが出来る。

 

一方、集合住宅では、壁を少し薄くしても、これらの値の20%から40%の値で済むことになる。

 

しかし、いままでの計算はかなり乱暴で、窓が無い部屋で行ってきた。実際に住んでいる家は窓があったり、扉があったり、また天井と床と壁の素材も違ったりするので、それらを考慮して計算しなくてはいけないが、平均するとそれほど違いは無いことが分る。

 

上の計算から、空気を含む綿などを壁に使うと保温効果が非常に良いことが分った。この保温効果は空気の熱伝導率が0.025W/mKと非常に小さいことによっている。これは、家の中と外の間に空気の層を入れることで、保温効果が非常に上がることを示している。

 

例えば厚さ5mm(0.005m)、面積1m×1mのガラス窓から熱伝導で逃げる熱量は家の中と外の温度差が20(厳密には20K)の場合、ソーダガラスの熱伝導率0.6W/mKを使うと、

 

1秒間に逃げる熱量=0.6×1×20÷0.0052400W

 

となり、非常に大きい。これに輻射によって失うエネルギーが加わるのでかなり多くのエネルギーが窓から失われる。

 

ところが、もし、これが、ガラスではなくて、同じ厚さの空気の層だったら、逃げるエネルギーは20分の1となり、120Wが失われるだけである。

寒冷地の住宅の窓が2重になっているのも、空気の層を入れることで保温効果が上がるためである。

 

空気の層は、カーテンで作ることが出来る。

窓にレースのカーテンをするだけで、かなり熱が逃げなくなるし、光を通さないカーテンならば、輻射によって失うエネルギーも少なくなる。

 

空気の層が有効なのは、昔の日本家屋の周りにめぐらされた廊下とガラス戸や雨戸によって空気の層が作られ、部屋は、火鉢程度の暖房でもかなり有効だったと思われる。

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