調湿建材の動向と効果について
Trends and effects of moisture-conditioning building materials.
大建工業株式会社
Daiken Corporation
佐藤 友紀
Yuki SATO
キーワード

調湿建材 (moisture-conditioning building materials)
カビ抑制 (Mold inhibition)，結露軽減 (Dew condensation mitigation)
冷房負荷削減 (Cooling-load reduction)

1. はじめに住宅の室内環境は近年大きく変化し，断熱・気密化および暖房機器の性能向上により冬季温度環境は飛躍的に改善されている．一方，湿度環境に関する調査 1 ） によると，居住者の 72％が結露・カビ被害を経験しており，発生箇所も水廻りに限らずＬＤや北側居室にも多く確認されている．また，寒冷地では室内外温度差，開放型暖房 機の使用 制限 等により相対湿 度が低 下し，ドライ・アイ，喉の痛み，内装 材 の反り・すきの発生が報 告 されている．このように，冬季は結露も乾燥も起こり易く，ウィルス・ダニ・カビの繁殖し易い環境であり，居住者の健康被害，建物耐久性の低下が懸念されている．
このような建 物 構造の変 化，暖 冷房 機 器の性 能 変 化による湿 度 環 境悪 化を改 善するために，調 湿 性能 を持った内装材が開発・販売されており，今年度は経済産業省の支援事業である，「次世代省エネ建材支援事業 2) 」の対象建材として選定されている．
また，調湿建材普及のため，一般社団法人日本建材・住宅設備産業協 会 3) では，調湿建材に客観的な評価を行い，一定以上の性能を有する製品に「調湿建材認定マーク」を表示する制度を運用している ．
本報告では，前 半に調湿 建材に関する国策および業界動向を説 明し，後半は調湿建材の効 果について実測した結果および空調負荷削減効果を数値計算により検討した結果について報告する．
2. 調湿建材普及に関する国策，業界動向
2.1 次世代省エネ建材支援事業
今年 度より新 設された支 援事 業であり，「既存 住 宅 等の省 エネルギーを図るため，既 存 住宅の改 修に対 し，一 定 の省 エネルギー性 能 を有 する次 世 代 省 エネ建 材 の導 入 を支 援し ，市 場 の拡 大 と価 格 低 減 による高 性 能建材の自立 的な普 及 拡大 を図る」ことを目的に創設されたものである ．調 湿建 材 は「任意 製品」として認めら れており，必須製品である「断熱パネル」または「潜熱蓄 熱建材」のいずれかと組み合わせて施工されることが ，必須条件となっている．事業規模は一次公募：約 3 億円，二次公募：約 4 億円となっている．補助率は 1/2，上限
額は戸建住宅：200 万円/戸，集合住宅：125 万円/戸である．図 1 に本事業の概要を，表 1 に登録製品一覧を示す．

図 1 平成 30 年度「次世代省エネ建材支援事業」概要

表 1 平成 30 年度「次世代省エネ建材支援事業」補助対象製品 （調湿建材）一覧（2018.10.1 時点）
メーカー名

代表サイズ 代表サイズ
W（mm）
H（mm）

シリーズ名 又は製 品 名

厚さ
使用 可能 な（mm）
部位

モイス NT 内 装材

910

2420

6

モイス NT 内 装材

910

2420

9.5

壁

モイス NT 天 井材 素地タイプ

303

606

6天井

モイス NT 小 口梱 包出 荷 品

910

2420

6

天井・壁

モイス NT 小 口梱 包出 荷 品

910

2420

9.5

壁

朝日ウッドテック(株)クールジャパン スクエアタイプ

444

444

36

壁

(株 )エーアンドエー
マテリアル

カラリッチ

910

1820

6

天井・壁

カラリッチ D コート

910

1820

6

天井

さらりあ～と ナチュラルグリッド

606

606

6

壁

さらりあ～と シンプルクリーン

303

606

6

壁

さらりあ～と セレクタッチ

303

303

6

壁

ダイロートン健 康快 適天 井 材 クリアトーン 12SII

303

606

12天井

ダイロートン健 康快 適天 井 材 クリアトーン 12SII ラインアート

303

606

12天井

ダイロートン健 康快 適天 井 材 クリアトーン 12S

303

606

12天井

ダイロートン健 康快 適天 井 材 クリアトーン 12S ラインアート

303

606

12天井

ダイロートン健 康快 適天 井 材 クリアトーン 12S トイレ天 井303

910

12

天井

さらりあ・収 納壁 材 押 入ボード

910

1820

9

壁

さらりあ・収 納壁 材 収 納ボード

910

1820

9

壁

さらりあ～と プライムパレット

303

606

9

壁

さらりあ～と シンプルパレット

303

606

9

壁

さらりあ～と テキスタイル

455

2420

9

壁

ダイケンボード 木 質調 湿天 井 材 しずか W

303

606

12天井

多機 能内 装 材 ムッシュ シリーズ

303

303

5.5壁タイガーハイクリンスカット押入ボード・タイプ S

910

1820

12.5天井・壁

タイガーハイクリンスカット押入ボード・タイプ S

910

2420

9.5天井・壁

モイス

910

1820

6天井・壁エコカラット

303

303

5.5

壁エコカラットプラス

303

303

5.5

壁アイカ工業 (株)大建 工業 (株)ニッコー(株 )吉野 石膏 (株)(株 )LIXIL

天井・壁2.2 調湿建材登録・表示制度 4)
この制度は一般社団法人日本建材・住宅設備産業協会 により平成 19 年に制定されたものであり，所定の調湿 性 を有 する調 湿 建 材 を認 定 する制 度 である。認 定 ための判 定 基 準 は吸 放 湿 量 （JIS A 1470-1:2014，中 湿域），平衡含水率（JIS A 1475:2004）の 2 つであり，表 2，3 に各判定基準を，図 2 に調湿建材認定マークを示す．2018 年 10 月 1 日現在，15 社 27 製品が登録 5) されており，良質な調湿建材を判断する一指標として，使用者から好評を得ている制度である．
表 2 吸放湿量の判定基準
3 時間後

6 時間後

12 時間後吸湿量[g/㎡]

15 以上

20 以上

29 以上

放湿量[g/㎡]－－

12 時間後の吸湿量の 70％

表 3 平衡含水率の判定基準
含水率勾配 Δφ[kg/m 3 /%](35%，55%，75%)

平均平衡含水率 φm[kg/m 3 ](35%，55%，75%)

0.12 以上

5 以上
図 2 調湿建材認定マーク

3. 屋外実験棟での冬季実測評価 6)
3.1 実験棟概要
実験棟の概要を表 4 および図 3 に示す．2 棟の実験棟は東西方向に並べて建設されており，東側を調湿棟，西側を非調湿棟と呼ぶ．調湿棟は天井と壁全面に調湿建材を施工している．10 畳の主室を暖房室，6 畳の副室を非暖房室と設定し，非暖房室の隅角部には木製収納を設置した．断熱性能は H4 省エネルギー基準相当であるが，開口部のみ H11 省エネルギー基準相当である．
表 4 屋外実験棟概要調湿棟

非調湿棟

所在地

岡山県岡山市断熱性能

H4 省エネ基準相当 （開口部：H11 省エネ基準相当）

気密性能

2.2 [c ㎡/㎡]

換気回数
天井

0.5 [回/h] （第 1 種機械換気）
調湿天井材
ビニルクロス

内壁調湿壁材ビニルクロス

床断湿

断湿

内装仕上

非暖房室

木製収納

広 さ：6 畳天井高：2.4ｍ

7280

非暖房室

暖房室
広 さ：10 畳
天井高：2.4ｍ

暖房室

非調湿棟

調湿棟

イメージ

3640
図 3 屋外実験棟平面図とイメージ図

3.2 非暖房室開口部表面結露性状比較
暖房室で暖房・水分発生を行い，非暖房室の開口部での結露性状を比較した．表 5 に暖房・水分発生スケジュールを，図 4 に非暖房室の相対湿度を示す．朝夕の暖房・加湿併用時の相対湿度上昇が顕著で，このとき非調湿棟においては開口面に結露が確 認されたが，調湿棟では室中央の相対湿度が 20%程度低く保たれ，開口面への結露も殆ど見られなかった．表 6 に結露 水を拭取り，重量を測定した結果を示す．非調湿棟 では
2/2～4 の 48 時間で 95g であったのに対し，調湿棟では 0.1g であった．今回の実験では調湿棟の暖房室 ，非暖房室の双方に調湿建材 を施工しており，暖房室にて発生水分の一部を吸湿して非暖房室への流入を抑え，非暖房室においても吸湿することで，開口部の表面結露を抑えることができたと考えられる．
表 5 暖房・水分発生スケジュール

表 6 非暖房室開口部結露水量200g/h
Case1
2005/2/1～4加湿

暖房
0600g/h

600g/h22℃

22℃

6 7 8 91820測定日時

23 (時)

結露水量[g]
調湿棟

非調湿棟

2/3 14：40

0.036.4

2/4 13:30

0.158.5

1009080

相対湿度［％］

7060504030
調湿棟非暖房室
非調湿棟非暖房室湿度
外気湿度

201002005/2/32005/2/42005/2/5

図 4 非暖房室相対湿度

3.3 カビ発育性状比較
調 湿 建 材 に よ る カ ビ 抑 制 効 果 に つ い て カビ セ ンサ ー を 用 い て 実 験 し た ．カ ビ セン サ ー は カ ビ 指 数 (fungalindex)の測定に用いられる（写真 1）．内部にセンサー菌として，好乾性のユーロチウム（かわきこうじかび）と好湿性のアルタナリア（すすかび）の 2 種の胞子が封入されており，それらの応答・生育具合よりカビ指数を測定する．
設置場所は非暖房室開口部近傍と収納裏 で，測定期間は 2005/01/24～02/07 である．暖房室では表 5 に示す条件で暖房・水分発生を行った．測定結果を表 7 に示す．カビ指数が 10 では 2 週間，5 では 4 週間でカビの発育が目視できる．写真 2 にはカビ発育の様子を示す．非調湿棟ではカビの成長により菌糸が確認できる．
調湿棟 は非 調湿 棟と比 較 して暖房 室での水 分発生 時の相対 湿度が 15～20％程度低 く推 移しており，カビが発育し難い環境であったといえる．
写真 1 カビセンサー
場所
開口部近傍
収納裏

表 7 カビ指数判定結果
調湿棟
平均温度
非調湿棟
発芽なし
(3.5 未満)
発芽なし(3.5 未満)

平均温度

11.3℃

8.4

11.8℃

10.3℃

5.79.7℃

写真 2 カビ発育状況 （左：調 湿棟 非暖 房 室ドア近 傍 右：非調 湿棟 非暖 房 室ドア近 傍）

4. 寒冷地実住宅での実測評価 7)
4.1 建物概要
測定対象住宅は帯広市に建設された高断熱高気密住宅である．図 5 に平面図を示す．断熱性能は次世代省エネ基準相当で気密性能は 0.34cm 2 /m2 である．暖房は深夜電力により夜間蓄熱 ，日中放熱する暖房器により 24 時間全室暖房を行っている．換気設備は第 3 種機械換気で換気回数は実測値で 0.39 回/h である．調湿建材は 1 階 LDK の壁と天井，2 階主寝室の壁と天井に施工され，その他の室は石膏ボード＋ビニルクロスで仕上げている．

図 5 測定対象建物平面図と測定ポイント

4.2 発湿スケジュール
測定対象住宅はモデルハウスで居住者が居ない為 ，発湿条件を SCHEDULE Ver.2.0 で作成し，加湿器により生活で発生する水分を与えた．図 6 に 4 人家族(勤め人，家庭婦人，高校生，中学生)を想定した発湿条件を示す．加えて，加湿器による夜間加湿を行うことで調湿建材に水分を蓄え，日中に放湿することで乾燥を防止する効果を明らかにするために，表 8 に示す条件で夜間加湿を行った．主寝室･洋室 A では床面積当たりの加湿量が等しくなるように一定量の加湿を行った．

発湿量（g/h）

1000
居間
主寝室

800

台所
洋室A

600
400
200
00:00

6:00

12:00

18:00

図 6 各室発湿スケジュール
表 8 夜間加湿スケジュール(主寝室，洋室 A)
日付

加湿時間

2005/01/31～02/01
2005/02/02

加湿量
主寝室

洋室 A

19:00～ 5:00(10h)500g/h

410g/h

19:00～10:00(15h)185g/h

155g/h4.3 2 階居室温湿度変動状況
図 7 に温湿度変動を示す．主寝室には調湿建材が施工されており，夜間加湿時には洋室 A の相対湿度上昇が顕著で，主寝室と比較して 1 日目で約 25％，2・3 日目で約 15％高くなっている．逆に加湿停止後は主寝室で高く推移しており，調湿建材の効果が顕著に現れている．図 8 には(窓表面温度)-(窓表面露点温度 )の計算結果を示す．この数値が 0℃を下回ると結露する．夜間加湿時には洋室 A で高湿化するために約 8 時間結露する結果となるが，主寝室では 2 日目の極僅かな期間しか結露しない計算結果となった．目視でも確認したが，明確な結露量の差が確認できた．図 9 には相対湿度の出現頻度を示す．主寝室では相対湿度が中湿域に分布しているが，洋室 A では低湿域から高湿域まで幅広く分布していることが分かる．
相対湿度（％）

100
主寝室

80

洋室A

外気

60
400241812640

0温度（℃）

200-20-40
2005/01/31

2005/02/01

2005/02/02

表面温度-露点温度（℃）

図 7 2 階居室温湿度変動状況

30
主寝室洋室A

20100-102005/01/31

2005/02/012005/02/02

図 8 2 階居室窓表面結露計算結果

相対湿度出現頻度（％）

35

主寝室
洋室A3025201510500-10%

10-20% 20-30% 30-40% 40-50% 50-60% 60-70% 70-80% 80-90% 90-100%
図 9 2 階居室相対湿度出現頻 度分布

重量絶対湿度（g/kg'）

20

4.4 各室湿度環境改善効果
表 9 には 0～40％(乾燥域)，40～60％(快適域)，60～100％(窓面結露域)の出現頻度を示す．調湿建材の有無に関係なく夜間加湿が無い場合は乾燥域に 100%出現し，夜間加湿を行うことで乾燥域の出現頻度は低下するが，調湿建材の施工されていない洋室 A では窓面結露域に多く出現する．一方，調湿建材が施工されている居間･主寝室では結露域にはほとんど出現せず，快適域に出現頻度が高くなる．これら結果より，調湿建材と夜間加湿を組み合 わせることで乾燥を防ぎ，且つ結露も起こり難い環境が実現できることが明らかとなった．
表 9 湿度域別出現頻度

単位：(%)
夜間加湿
0～40％
（乾燥域）
40～60％（快適域）
60～100％
（結露域）

居間

主寝室

洋室 A

無有無有無有10064100511004803304302303060295. 数値計算による調湿建材の空調負荷削減効 果
5.1 計算概要
計算には，多数室を対象とした室内温湿度計算プログラム THERB for HAM 8) を使用した．THERB に適用された熱・水分複合移 動 モデル（P-model）は，エネルギーと水分の保存則から成る非平衡熱力学モデルであり，水分 流の駆 動力 として応力の影 響を考 慮した熱力 学エネルギー（水分ポテンシャル）を用いることに特徴がある 9) ．水分容量については，容積含水率 φ と不飽和水分ポテンシャル μ の傾きを使用した．
5.2 計算モデル
計算条件と計算対象平面図を表 10，図 10 に示す．計算は夏期（7/1～8/31）とし，1 カ月間の助走期間を設けた．調湿建材は LD の壁 1 面と天井への施工を想定した．調湿建材の物性値は表 1 の通りである．今回の計算では PMV が+0.5 となるように冷房温度制御を行い，湿度はなりゆきとした．また空調時には別途実験により確認した 100g/h の除湿量を与えた．
表 10 計算条件
要因

与条件

家族人数

4 人（夫婦＋子 2 人）住宅の属性

木造住宅，延べ床面積 :120.07[㎡]

在宅在室時間帯

生活時間帯調査を基にスケジュールを作成

冷房時間帯

部分間欠冷房，在室時間帯に基づいて設定

冷房設定

PMV+0.5 となるように温度制御，湿度はなりゆき

PMV 計算条件

着衣量：0.5[clo]，代謝量：1.0[met]，風速：0.1[m/s]

冷房時除湿量100[g/h]

内部発熱発湿自立循環プロジェクトにおける実験値を基に作成

外界条件

アメダス気象データ東京標準年

計算期間

7/1～9/30（助走期間 30 日）

断熱水準

旧省エネ基準相当

換気回数

1.5[回/h]

開口比率26.8[%]

冷房機器 COP

3.0

図 10 計算対象平面図 10 )5.3 室内温湿度計算結果
図 11 に LD の温湿度計算結果を示す．空調時には調湿建材を施工した場合に 10～20％相対湿度が低く推移する結果となった．その影響により，調湿建材を施工した場合は， PMV+0.5 となるための温度が高くなっている．図 12 には PMV 計算結果を示す．空調時には PMV+0.5 で制御されており，空調運転していない時間帯でも調湿建材を施工した場合に PMV が小さく推移し，調湿建材施工により夏期快適性が向上する結果となった．
100

温度，相対湿度[℃，％]

8060
空調

402000:00

外気温度
非調湿室温度
調湿室温度

6:00

空調

空調

外気湿度
非調湿室湿度
調湿室湿度

12:00

18:00

図 11 LD 温湿度計算結果（9/5）
4非調湿PMV
調湿PMV

PMV[－]

321空調
00:00

6:00

空調

空調
12:00

図 12 LD PMV 計算結果（9/5）

18:00

5.4 冷房消費電力計算結果
図 13～15 に各月別の消費電力量計算結果を示す．各月ともに調湿建材を施工することで，およそ 8.5％の冷房消費電力量削減が見込まれる結果となった．また 7 月は 3 日，8 月は 2 日，9 月は 1 日消費電力量が逆転する日も出現するが，いずれも消費電力量が小さい日であり，影響は小さい．図 16 には 1 日の時別冷房消費電力量計算結果を示す．この日は日積算消費電力量削減率では 9.7％と平均的な日である．時別にみると朝方の冷房消費電力量は大きな差はなく，立ち上がり時は調湿建材を施工することで消費電力量 が大きくなっている．逆に 12：00～17：00 では調湿建材を施工することで削減率が大きくなっており，夏期消費電力量のピークカットに寄与できる結果である．
これら計算結果から，今回の計算条件では LD に調湿建材を施工することで，夏期冷房消費電力量削減と日中のピークカット効果が期待できる．
123091560非調湿調湿削減率

30削減率[%]

消費電力量[kWh]平均削減率：8.8％-15-30
図 13 LD 消費電力量計算結果（7 月）

1230

915603非調湿調湿削減率

削減率[%]

消費電力量[kWh]平均削減率：8.4％-150-30
図 14 LD 消費電力量計算結果（8 月）

1230

915603非調湿調湿削減率-150-30
図 15 LD 消費電力量計算結果（9 月）

削減率[%]

消費電力量[kWh]平均削減率：8.6％

40
非調湿消費電力量
調湿消費電力量
削減率

620402-200削減率[%]

消費電力量[kWh]8-400:00

4:00

8:00

12:00

16:00

20:00

図 16 時別消費電力量計算結果（9/5）

6. まとめ・ 今年度は経済産業省の支援事業の要件として調湿建材が選定され、今後ますますの普及が期待される．
・ 暖房室と非暖房室を持つ屋外実験棟での比較実験 によると，冬季には非暖房室のカビ生育を大幅に軽減することを明らかにした．
・ 寒冷地の実大住宅での実験では，夜間加湿と調湿建材によって過乾燥と窓面結露 の両方が緩和された．
・ 調湿建材の空調負荷削減効果を数値計算により検討した．結果，夏期冷房消費電力量を 8.5％程度削減する効果と，日中のピークカットに有効であることを確認した．
7. おわりに調湿建材について様々か角度から効果を検討し，一定の効果は確認できた．しかし空調負荷削減効果については限 定された条 件 下 での数値 シミュレーションに過 ぎず、多 種 多 様な住 まい方 ，地 域 性を考 慮した検 討 ，実測による検証については不十分であり，今後の課題である．
参考文献
1)

調湿建材に関するアンケート,大建工業株式会社 社内資料

2)

平成 30 年度 次世代省エネ建材支援事業 , https://sii.or.jp/meti_material30/3)

一般社団法人日本建材・住宅設備産業協会 , http://www.kensankyo.org/

4)

調湿建材登録・表示制度, http://www.kensankyo.org/nintei/tyousitu/tyousitu_top.html

5)

調湿建材登録・表示製品 一覧表,
http://www.kensankyo.org/nintei/tyousitu/tyousitutouroku1 -100_rev.pdf

6)

林禎彦，佐藤友紀，田中秀和 調湿材の効果に関する研究 その 1，日本建築学会大会学術講演 梗概集，2005

7)

佐藤友紀，田中秀和，林禎彦 調湿材の効果に関する研究 その 2，日本建築学会大会学術講演梗概
集，20058)

尾崎 明 仁，渡 辺俊 行，他：熱・水 分・空 気連 成を考 慮 した建 築の温 湿 度・熱 負荷 計算 ，日 本 建 築学 会大会学術講演梗概集，2004

9)

Ozaki A., Watanabe T., et al.: ‘Systematic Analysis on Combined Heat and Water Transfer
through Porous Materials Based on Thermodynamic Energy ’, An International Journal ofEnergy and Buildings, Vol. 33, No. 4,341-350, 2001

10) 「住宅事 業建 築主 基 準の判断の基準ガイドブック」，(社)日本サステナブル・ビルディングコンソーシアム，

2009