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断熱の基本
断熱とは、温度の異なる領域間の熱の移動を減少させることである。建物内では、夏の暑さと冬の寒さを防ぐことができる。最も投資額が大きいのは建築、包装、工業分野だが、衣料品や動物の毛皮も同じ原理に従っている。その目的は常に、特に熱伝導を最小限に抑えることであり、対流や放射も最小限に抑えることである。
最も重要なパラメータは、材料の熱伝導率（λ、ラムダ）である。熱伝導率λは、熱の伝わりやすさを示す。熱伝導率λが低いほど、その材料は断熱材としてより効果的です。
熱伝導率と断熱材の比較
熱伝導率 熱伝導率熱伝導率とは、熱の流れやすさを表す。非常に低い値（0.013～0.040W/m・K）は、発泡体、ミネラルウール、エアロゲルに見られる。一方、石やコンクリート、金属は断熱性が非常に低い。一般的な断熱材（PUR、EPS、ロックウール、グラスウール）の大半は、エアポケット（気孔）を利用して熱の流れを抑えている。木質繊維、麻、セルロースなどの再生可能な原材料から作られた素材は、エコロジーの面でも利点があるため、ますます人気が高まっている（Verbraucherzentrale 2025）。
熱伝導率と代表的な用途の例：
| insulation material | Type | λ value [W/m·K] | Typical application |
|---|---|---|---|
| air | gas | 0,026 | window |
| Polyurethane (PUR) | rigid foam | 0,025–0,030 | Plates, pipes, tanks |
| EPS (styrofoam) | polystyrene | 0,030–0,040 | Facades, packaging |
| rock wool | mineral fiber | 0,035–0,045 | Roofs, walls, facades |
| glass wool | mineral fiber | 0,032–0,040 | Roofs, walls, facades |
| aerogel | high tech | 0,013–0,020 | Windows, special applications |
| Wood fiber, hemp | natural fiber | 0,040–0,050 | eco-construction |
U値とR値
U値 U値(熱貫流率）の単位はW/m²・K。温度差が1度の時、1平方メートルの建築部材を通して1秒間にどれだけの熱エネルギーが失われるかを表す。U値が低いということは、断熱性が高いということです。
熱抵抗またはR値（K・m²/W）は、熱伝導率（U値）の逆数です。部品の厚さ（メートル）を熱伝導率で割って算出します。
2025年への提言
- 新しい外壁 ≤ 0.24 W/m²-K
- しばしば0.20W/m²・K以下の改修 (エネルギーエキスパート2025)
計算例：
20cmのEPS断熱材を使用した壁の場合、λ = 0.035 W/m・K：
R = 0.20 m / 0.035 W/mK = 5.71 K・m2/W
U = R-1=0.18 W/m2K
従って、現在の要件はいずれも満たされている。
しかし、λ=0.045 W/m・Kのグラスウール厚さ20cmの断熱材は、新しい外壁の要件を満たすだけである：
R = 0.20 m / 0.045 W/mK = 4.44 K・m2/W
U = R-1=0.23 W/m2K
使用分野と実際の応用
建築・リフォーム：建築業界では、EPS（ポリスチレン）、PUR硬質フォーム、ミネラルウールが要求に応じて使用されています。最近の改築や新築の建物では、木質繊維やセルロースなどのエコロジー素材を使用するケースが増えている。温水パイプやタンクの断熱には、ポリウレタンフォームが主流です。
包装：コールドチェーン（食品、ワクチンなど）には、多層断熱材、サーモフォイル、真空技術が使われる。
衣料品と日常生活：高品質の防寒衣料は、ファイバーやダウンの詰め物に閉じ込められた空気の断熱効果を利用している。動物の毛皮や羽毛、スリーピングマット用のサンドイッチ素材も同じ原理を利用している。
最新の測定法
ヒートフローメーター(HFM)：定義された温度差で材料サンプルを流れる熱量の測定。断熱パネルや建築材料に最適で、実用的な使用や生産に適した信頼性の高い結果を比較的短時間で得ることができる。
ガード付きホットプレート（GHP）：測定精度を最大限に高めるための基準法。正確な比較測定や研究に特に有効。この方法は特に高温の測定に使用される。
トランジェント・ホットブリッジ（THB）：これは圧倒的に高速な測定方法で、小さな材料でも効率的な試験が可能です。開発や品質保証に特に有効。
持続可能な断熱材とエコトレンド
断熱材においても、持続可能性が重要なトレンドとなっている。木質繊維、麻、セルロース、コルク、羊毛に加え、リサイクル可能な硬質発泡体も使用されている。断熱性だけでなく、カーボンフットプリント、省資源、リサイクル性といった特性も、ますます重要な役割を果たすようになっている。多くのエコロジー素材の使用は、国から補助金を受けている（Energy Experts 2025）。
結論
断熱を成功させるには、材料に関する深い知識、規格に関する最新の知識、最新の測定方法の使用が必要です。エコロジカルなソリューション、実用的なテーブル、科学的な方法論、あらゆる法的枠組み条件への配慮により、高いエネルギー効率と持続可能な建物価値を確保することができます。
情報源リスト
- 42ワット（2024年）：EUの改修義務
- 消費者相談センター（2025年）代替断熱材によるエコロジー断熱｜Verbraucherzentrale.de
- エネルギーの専門家（2025年）断熱 – 資金と素材
- BAFA（2025年）：対象費用 – BEG
