結露のメカニズム

質問

結露は室内の暖められ湿気を含んだ空気が冷たい窓や壁などに触れ気体の水が液体に変化したものです。
ですから空気が冷たい窓や壁に触れるのは室内より外の気圧が低くい場合に気圧の低い窓や壁方向に室内の空気が流れるため発生するということです。
このようなときは外に流れないよう浴室の換気扇などを回し室内側の気圧を下げるしか対策の方法がないようです。

冬季間は西高東低の気圧配置から日本列島１２月から２月末頃まで9割以上が、ほぼ真西の方向から風がふきます。
そして、壁側の気圧が下がるのはこの西風と平行に建てられた建物において北か南、平行の風なら両側の壁が西の壁面で遮られた風も合流し強く流れより気圧が下がります。
ですから建物を南東か南西方向に傾けて建築すると壁や窓方向に沿って風は流れず気圧は低くならず結露も発生しずらいということです。

高層やタワーマンションなど西側の壁面が広く周りに風への障害がない建物ほど、南東か南西に傾ける必要があるはずですが窓や壁面が東西南北を向いた建物が多いのはなぜなのでしょうか?
冬温暖で夏、暑い地方では南東に北海道のような氷点下20度前後のような土地では南西を向けると結露も暑さや寒さ対策になるはずですが建築士は冬の季節風や結露の知識を十分持って設計されてるのでしょうか?
また、２４時間換気扇は本当に必要ですか?　　
浴室やトイレ、レンジフードといったもので代用でき本当に必要なのは浴室換気扇などに換気扇コントローラーやプログラムタイマーといった物を付ける方がより使いやすいのでは?
２４時間換気扇は北海道など夜間氷点下２０度以下になる土地では説明書どおりに使うと２時間もすると外と同じような温度になり寒くて眠れません。

高層やタワーマンションではアルミの２重窓が使われてますが建て方により風が吹き込んだり逆に外に吸い出されたりし寒さや結露や乾燥と全く適してません。
このような大型、高層建築物こそ断熱性や気密性の高いペアガラスやトリプルガラス入りの押し開きにすべきではないでしょうか?
私の研究では二重窓の内窓が外窓ガラスの結露の原因となっていることが多いようです。
二重窓の挟まれた空間は室内の気圧を下げてもなかなか下がらず、内窓がこの空間の空気を室内側への排出を妨げてるようです。

回答No.1

q4330 · ベストアンサー

いい案ですね、ぜひ、マンションデベロッパーに教えてあげてください。

回答No.3

q4330

>24時間換気扇は本当に必要ですか?

建築基準法施行令第20条の8に
住宅の居室では換気回数を毎時0.5回以上の換気を義務づけています
毎時0.5回以上とは2時間で室内の空気が完全に入れ替わることです
これはホルムアルデヒドの室内濃度を抑えるためです

また、建築基準法施行令第20条の2第2号に
10m3/h・人の換気量が決められてます、これは酸欠を防止するためです
10畳の部屋では3.6m×4.5m×2.7ｍ（高さ）＝約44m3
二人でいるとすると20m3/hの換気が必要だから、これからも約2時間で完全に空気の入れ替えが必要です、そうでないと酸欠で頭痛などの障害がでます

お礼

２４時間換気扇はシックハウスの原因になる化学物質を排出するために法制化されたもので化学物質が排出されたら特に２４時間回すことはないそうです。
私は北海道ですが２４時間換気扇と融雪割引電力を使用した家では16時から21時頃まで通電が断続的に停止し説明書通り回し続けると夕方から朝の時間帯は雪山のテント泊のような低温になります。
相当前ですが家の中で凍死者が出てニュースになったことがありました。
換気扇を回し暖房を入れ忘れ泥酔などすると本当に危険です。２時間程度で外の空気と入れ替わりマイナス２０度以下の外の気温に近づくわけです。
普通の家では壁の換気口は寒さ対策で全て閉じ換気はあまりしてませんが、それでも窒息して死者が出たなど聞いたことがありません。ただ結露が酷い家では室内の気圧を下げなければ防げない為必要ですが換気量を調節する換気扇コントローラーや時間をおいて断続的にオンオフできるプログラムタイマーがあると換気過多での寒さ対策や適度な運転で結露対策や適度に換気もコントロールできますので、こちらの方が必要アイテムです。

まあ部屋数の多い大型住宅はどうしても各部屋にダクトを配した集中換気は必要ですが普通の4LDKなどの家では浴室やトイレやレンジフードの換気扇があれば十分だと思います。

ただ２４時間換気扇の名称は止めて欲しい。このような名前が付いてるばかり２４時間回し続けなければならないと勘違いしてる人が随分多いです。

回答No.2

fujic-1990

ご説の前提に異議があります。

> 空気が冷たい窓や壁に触れるのは室内より外の気圧が低くい場合に気圧の低い窓
> や壁方向に室内の空気が流れるため発生する

　確かに、室内より室外の気圧が低くて、窓を開けている（穴があいている）なら、室内の空気は外へ流れていくでしょうが、窓が閉まっていて（穴も開いてない）場合は、室内の空気の流れと室外の気圧は関係ないと思います。

　室内の空気が冷たい窓・壁へ冷たい窓・壁へと流れていくのは、こういう理屈です。

　たまたま冷たい窓ガラスに接していた室内空気（空気塊：Ａ）は、冷たくなるので、下降します。

　すると、それまでＡがあった空間（室内の空間です）の空気（気圧）が薄くなります。

　すると、その薄くなった部分を補償するために、室内の（比較的暖かい）空気が流れて行ってＡが無くなった部分を埋めます（気圧を一定にする）。

　暖かかった空気は冷たい窓ガラスに接して温度が下がり、また下降します。そこへまた暖かい空気が流れて行って･･･ 、という「空気の循環・対流」が生じるのです。

　という具合に空気が循環するから、室内の空気は冷たい窓ガラス・壁側へ流れるのであって、「外の空気の気圧」は関係ナイと思います。

　なので、換気扇を回し続けて室内の気圧を外よりも低くしても、24時間回し続けても、同じように室内の空気は冷たい窓ガラス側へ流れて行きます。

　なので、これを防止するには、厚手で、完全に床まで垂れ下がる長いカーテンを取り付けて、循環（対流）が起きないようにすればいいのです。

補足

引き違い窓は気密性が低く容易に気圧差で空気は移動しますよ。
換気口を閉め全部の換気扇をフルに回し窓に手をかざすと判ります。
仮に高さ1ｍ幅2ｍの窓があり内外気圧差が0.1気圧高くなると低い側へ2トンの力が働きます。
ですから内外同じ気圧なら温度差により対流は生じるかもしれませんが気圧差による力と比べると無視できるレベルです。
地上と同じ1気圧で宇宙ステーションを打ち上げると1平方メートル四方の壁には気圧ゼロの宇宙空間に向かい10トンの力が働くということ。これは窒素や酸素、気化した水の分子が10トンの力で外に向かい壁へ衝突してるということです。
ですから実際には気密に関係なく気圧差があれば高い方から低い方に流れるということです。

気密性の低い引き違い窓より気密性の高い押し開き窓が良いのは換気口閉じ室内の気圧を下げるときに少ない換気量で気圧を下げやすいためと外から冷たい空気を入れたくない為また隙間から外に室内の空気を吸い出されたくないということです。

ですから厚手のカーテンやエアパッキンの断熱シートなどを窓に張っても殆ど効果ありません。

余談ですが翼面積200㎡の旅客機が翼にかかる上と下の気圧差が0.5気圧なら1000トンの揚力が働くということで数100トンの重さがある飛行機が空に浮き上がるのが納得できますね。
高層やタワーマンションの壁面には、これと似た力がかかってるということです。

補足ですが風が当たる西側の壁面や窓の外側は気圧が高くなり内側は気圧が低い状態になるため西側の窓や壁は決して結露は発生しません。

今までの説明でなぜ南東や南西に傾けて建築すると、なにも対策しなくても結露は発生し難いということが理解して戴けたと思います。

なら西側に壁面を広くとり窓も大きくするとどうなんだと思う方もいると思いますが結露は発生しにくいですがまともに西風が吹き付け窓から風が吹き込み夏は長時間西日が入り暑く典型的な夏暑く冬寒い住まいで最悪の建築になります。

これでほぼ説明しつくしたので締め切りますが疑問があれば自分で実証試験や観察し確認すればなるほどと思います。

ただ、建築士を養成する大学の教員の方「結露を完全に防ぐ方法などない」などと言い放置するのは恥ずべきことです。しっかり学生にこのような基本的な事は真っ先に教えるべきです。そして建築士の方へは素人でも解析できる単純な現象で住環境を左右する基本ですので、しっかりと理解され良い住まい造りをして貰いたいものです。