屋根勾配の違いによる棟換気性能の違い

質問

切妻屋根で「小屋裏を棟排気＆軒下吸気」する場合、屋根勾配の違いにより
換気性能に差はでますか？
※(水平)天井面積、屋根の材質、断熱材等は全て同じ条件。

目的は小屋裏の結露対策でなく、特に金属屋根の「夏の熱対策」です。

例えば「３寸勾配と６寸勾配」では、急勾配(６寸勾配)の方が換気能力は良いですか？

また、小屋裏の熱気の滞留を防ぐ為、急勾配屋根にした施工事例はありますか？

回答No.5

cyoi-obaka · ベストアンサー

#2です。

すみませんが、差で考えてはダメですよ。

高さが3mの場合は、√3＝1.732
高さが6mの場合は、√6＝2.449

ですから、√6/√3＝2.449/1.732＝1.41倍と成ります。
それぞれの能力の比較をしているのですから、高さの差を直接入力しても意味はありませんよ。

以上です。

お礼

私が間違ってました(^^;大変、失礼しました。

3寸と6寸勾配(10m)の給気孔と排気孔の高低差(h)は
各々「10m×3/10=3m」と「10m×6/10=6m」ですから

>√6/√3＝2.449/1.732＝1.41倍

これが正解ですね。
従って、屋根の投影面積は関係なく、屋根勾配により換気量が変動しますね。

回答No.9

fezz

２さん
ありがとうございます。そうやぐらです。
蚕の建築でヒットしたサイトを見つけました。
リンクを添付します。

６寸でも４．５寸でも
やぐらはその地域の風の通り道を考慮して設置してあります。
方位が大変に重要なのです。

ちょっとしつこいようですが、
温まった空気が勝手に抜ける程度の空気の流れで
小屋裏の温度が体感できるくらい
下がる換気量にならないことを
丁寧に説明できなくてすみません。
こちらも理屈は文書で簡単なのですが、
数字をキーボードで書くのが苦手です。
換気量と温度の関係を調べると理解できると思います。

参考URL：

http://www.manabi.pref.gunma.jp/kinu/tatemono/gunma-silkmap/matida/silk.htm

お礼

回答ありがとうございます。

本題に戻りまして、「日本住環境株式会社」の換気流量の計算例を
よく読むと「換気量は温度差と風圧力により決まる」ようで
温度差より、むしろ風圧による効果の方が大きいと思います。
もちろん無風の場合は、温度差のみ関係すると思いますが。
換気量の合計は単純に合計した値でなく、圧力差の合計で算出される
ようで、夏期の平均風速を2.5m/sとすれば、計算するまでもなく
温度差より風圧による効果の方が大きくなると思います。

【計算結果の引用】
５寸勾配・風力2.5m/sの場合　　 → 換気量161m3/h
温度差30℃・高低差1.75mの場合 → 換気量44.3m3/h
（以下、計算式省略）
合計換気量=167m3/h

さらに「日本住環境株式会社」のFAQに、
「まったく換気孔がついていないものからみて、5℃前後の排熱効果は得られるはずです」
とあります。

今後は「棟全体に換気棟を取り付け、換気量を増やす」方向で検討したいと
思います。

回答No.8

cyoi-obaka

#2です。

蚕小屋の換気塔とは、「櫓（ヤグラ）」又は「総櫓（ソウヤグラ）」の事ではないですか？

棟の上に突出した換気（通風用）口のある奴ですよネ！

お礼

ご協力ありがとうございます。
蚕小屋の換気塔は、結構目立つ形状ですね。
この位大きいと、換気量も大きいのでしょうが...

回答No.7

fezz

まず、施工上の話として棟換気は必須です。
夜間の放射熱によって、屋根面が冷えると屋根裏に
室内の生活？による水蒸気が結露します。
という話は常識なので、・・・。
勾配による換気の能力の向上は、
確か最適な勾配があった記事を読んだ記憶がありますが、
ネットで調べても出てきませんでした。
書籍のOMソーラーあたりかな？
重力換気の能力といった面では６寸にすれば
他の方のいうとおりですが、
周囲の風の通り道とか方位を考慮しつつ
換気口の位置だけ高くしたものがあります。
棟換気の種類
（棟を持ち上げて換気口を高くしたもののあります）
（昔から群馬県の蚕の農家では棟の上に一段高い換気棟を
つけています。実は祖父母の家がそのような造りです。
蚕部屋から手で開口をコントロールできます。）
この部位の名前を忘れました。誰か教えてください。
６寸にするよりも、６寸相当の高さに換気棟をつければ
良いかと思います。うーん何か違う気もしますが・・・
原則は、１．天井内と居室の境界はしっかり断熱し、
　　　　　　気密状態にすること。
　　　　２．熱反射断熱塗料を屋根面に塗布すること。
前提として棟換気は必須です。
必要換気量が確保できれば勾配は問わない。
３寸と６寸で必要換気量が違うわけではないので、
第一、重力換気では温度を下げる効果は少ない。
外気と温度差を１０度以内にする換気回数は数式を省略。
ということで、長々と書かせていただきました。

お礼

棟換気が必要と感じたのは、以前このカテでアドバイスをいただいたからで、
それまでは、コストパフォーマンスの高い断熱・遮熱方法ばかり模索してました。
未だに悩んでますが(汗）

棟換気は下記サイトの商品がわかりやすかったです。
http://www.tanita-hw.co.jp/product/md1-nm1%8A%B7%8BC%93%8F.html
ただ、カタログ等を見る限り、棟換気は結露対策を第一目的とし、
排熱は副次的な効果という印象を受けました。

3寸と6寸は計算しやすいように極端な例で、実際の施工は３～4.5寸を
検討中です。でも、勾配が2倍だと換気能力は、計算上1.41倍になるのです。
これで小屋裏の温度が下がるのなら、なるべく急勾配にしようと思いました。
それに、低勾配だと点検口から屋根裏に登って後々、DIYで配線工事するのに
作業がやりにくい理由もあり、屋根勾配を気にしてました。

>確か最適な勾配があった記事を読んだ記憶

最適勾配がわかるといいのですが...

>換気口の位置だけ高くしたものがあります。
>昔から群馬県の蚕の農家では棟の上に一段高い換気棟をつけています。

上記サイトの換気棟程度の高さなら、気になりませんが、煙突のような
換気棟なのですか？

>蚕部屋から手で開口をコントロールできます。）
>この部位の名前を忘れました。誰か教えてください。

興味あります。誰か教えて下さい。

>原則は、１．天井内と居室の境界はしっかり断熱し、
>　　　　　　気密状態にすること。
>　　　　２．熱反射断熱塗料を屋根面に塗布すること。

やはり、小屋裏と居室の「気密断熱」、さらに「屋根材の遮熱」は重要ですよね。
無塗装のガルバ色（銀白色）は気に入らないし、光反射で近所迷惑に
なるので避けますが、熱反射断熱塗装のガルバは期待してます。

いっそ、耐久性も値段も高いアルミ屋根にしようかと思いましたが、
調べたらアルミはガルバより熱伝導率がかなり高く、熱対策の点で
これはないと思ってます。
目標は、夏になるべくエアコンを使わない家作りです。

こちらこそ、長文失礼しました。

回答No.6

fezz

太陽の日差しによる熱量は
大変大きいので、受熱面（屋根面と読み替える）
が広くなると、それだけあつくなります。
温度差による重力換気を検討されていますが、
もっと直感的に考えてみても良いでしょう。
日なたに放置してある鉄板をいくら傾けてもその裏側は
涼しくなりません。
輻射熱　部材に伝わる熱伝導で、熱気は溜まります。
扇風機で風を当てるくらいの勢いならば検討の価値あり。
熱反射塗料は、鉄板自体の吸収する温度を下げますので、
明らかに効果が有るのです。
断熱材がその次。
ということでよろしいでしょうか？

お礼

回答ありがとうございます。

>受熱面（屋根面と読み替える）が広くなると、それだけあつくなります。

屋根が急勾配になると受熱面積が増え、太陽光の入射角度？も増えますから
何の熱対策もしないと暑くなり、小屋裏も暑くなると考えてます。

>日なたに放置してある鉄板をいくら傾けてもその裏側は
>涼しくなりません。

屋根と同じ大きさの10ｍ角鉄板で考えると、鉄板の端を３ｍから６ｍに
持ち上げると、側面や裏面から暖気が逃げやすくなり、逆に涼しくなる
のでは？
もし、これが間違っていたとしても小屋裏がないので、比較にならないのでは？

>熱反射塗料は、鉄板自体の吸収する温度を下げますので、
>明らかに効果が有るのです。断熱材がその次。

熱対策をするなら、第一に「熱反射塗料」、次に「断熱材」、最後に
「棟換気」というお考えでしょうか？
私も「断熱材」や「遮熱シート」は熱対策には必要不可欠だと思ってますが
屋根勾配がどの程度影響するか、知りたかったのです。

回答No.4

cyoi-obaka

＃2です。

その通りです！
あくまで同じ大きさの屋根としては1.41倍という事です（h以外の因子が同じと仮定）。
吸気口や排気口の有効面積を任意でもちろん計算出来ますね。
役に立つ資料が見つかって良かったですね。

では、失礼します。

お礼

何度も回答ありがとうございます。

その後、同じ大きさの正方形屋根の投影面積(例えば20m×20m)で
計算比較しましたが、切妻屋根の場合、10m×3/10=3m。10m×6/10=6m。
その差3mなので、√3=1.73倍になり、1.41倍になりませんでした。

屋根の投影面積が大きい程、高低差(h)が増大し「温度差による換気量」
が増大する事になりますね？

さらに、換気性能を上げたいなら、できるだけ棟の長さ一杯に排気孔と
軒の長さ一杯に給気孔を設け、αA値を大きくすればよいのでしょうか？

回答No.3

cyoi-obaka

#2です。

h以外の因子を同じと考えれば、単純に換気量＝√2倍になる！
ただし、吸気口と換気口の有効換気面積にも左右されますから、一概に3寸勾配を6寸勾配にしたからといって1.41倍に成るとも言えません。
要するに、換気能力の頭打ちもあり得るので……。

また、天井断熱材による室温との差ですが、これはチョット判りません！

以上です。

お礼

再び回答ありがとうございます。

>h以外の因子を同じと考えれば、単純に換気量＝√2倍になる！

もし、3寸と6寸の吸気孔と換気孔の高低差が２(m)なら、単純に1.41倍ですが...
同じ3寸と6寸勾配でも、天井面積が大きいと高低差は大きくなり
もし、高低差が３(m)あれば、1.73倍という具合になりませんか？

>ただし、吸気口と換気口の有効換気面積にも左右されますから、一概に
>3寸勾配を6寸勾配にしたからといって1.41倍に成るとも言えません。

P6一番最後に、平均αAの算出方法があるので、何倍になるか計算可能では？
それにしても、このサイトは欲しかった資料です。

回答No.2

cyoi-obaka

2代目cyoi-obakaです。

＃1さんが申す通り、直接的に屋根勾配についての条件設定は、小屋裏換気計算にはありません。
しかし、温度差による対流換気の場合は、吸気口と排気口に高低差が条件因子に成ります。
その意味では、平面上同じサイズの屋根の場合、急勾配の屋根の方が換気能力は高い事に成ります。
参考までに以下に計算方法を表したサイトを紹介しますので、P7を見て下さい。

www.njkk.co.jp/product/roof_ventilation/pdf/kutaipannfu.pdf

以上です。

お礼

前回も回答をいただきありがとうございます。

No.1さんの「換気量による温度低下の効果算定式」で検索したら
同じサイトが見つかり、ちょうど読んでたところです。

P6の「風圧力による換気量の計算」は「吸気口と排気口の高低差」が
条件因子にありませんが、P7の「温度差による換気量」は
ｈ:「給気孔と排気孔の高低差(m)」が条件因子にありますね。
計算上は、棟排気孔と軒下吸気孔の高低差(ｈ)があった方が換気量が大きい
という事ですね。

計算が難しくてわかりませんが、「３寸勾配と６寸勾配」では換気量が
具体的にどの程度異なるのか知りたいところです。

さらに、天井上に高性能の断熱材を敷き詰めた時の部屋温度差が何℃
なのか計算でわかるといいのですが・・・

回答No.1

fezz

換気量による温度低下の効果算定式
（省略）
勾配は算定数字にありません。
考慮しなくても良いでしょう。
日射による熱量を下げることが一番効果があります。
熱反射　断熱塗料が一番です。

お礼

回答ありがとうございます。

確かに換気流量の計算式には屋根勾配はありませんね。
http://www.njkk.co.jp/product/roof_ventilation/pdf/kutaipannfu.pdf

でも、給気孔と排気孔の高低差は条件因子にあるのですが・・・
No.2さんのご指摘で気がつきました。
天井高が同じという条件付きであれば、屋根勾配の違いにより、
給気孔と排気孔の高低差がでると思いますが。