伝統技能で施工される小舞壁を有する土壁の湿気コンダクタンス評価
その 1 土壁の透湿性測定法の検討
213-040
１．研究背景と目的北野

健人（共同研究者

213-065島部雅史）

3．試験体の平均厚さ算出
１）に引き続き、本報

複合材の湿気コンダクタンスは単位時間・単位面積当では小舞壁を有する土壁の湿気コンダクタンス測定を行たりカップ透湿量に試験体厚さかけて算出される。試験う。その１では JIS A1324 でのカップの設計と透湿性測体は乾燥収縮によって厚さに不陸があるため、寸法測定定法の検討を行った。その２では測定結果の考察を行っから算定する試験体体積から平均厚さを求める。図 5 にたので報告する。

示す a～h の位置で垂直方向に測定した試験体厚さをも昨年度の熱コンダクタンスの測定とに、試験体を図示のように 20 の四面体に分割し体積を2．カップの設計求めた。図 6 に示す式で求めた体積を透湿面積で除すこJIS2）規格ではカップ寸法 300 ㎜角で、透湿面 250mm 角とで平均厚さを算出した。測定された辺が直交していなであるが、既定精度の重量測定が困難なため、300 ㎜角い場合もあり三平方の定理で推定した辺 i1i2 が求め方に試験体を四分の一分割(約 140 ㎜角)で作成する。試験体

よって最大 2.5％の差が生じた。結果を示していないがのカップへの挿入やシール作業の容易さを考慮し、透湿誤差を無視しても湿気伝導率の算定値に大きな影響を及

面積は 108 角 mm、カップ寸法は 170 ㎜角、カップ底面をぼさないことを確認した。表 3 に使用試験体、重量、四118mm 角として設計する。カップ高さは 30 ㎜が既定値で面体の体積から求めた平均試料厚さを示す。土壁は工業あるが、カップ内吸湿剤、放湿剤が実験に十分な量を確製品と異なり職人の手作業で施工するため、試験体全て保する必要がある。測定状況を模擬した数値解析で必要において上端が厚く、下端が薄いといった傾向が見られ3)た。定常に達するまでの時間が大略一致するように、試単体とし、厚さ 57mm とした。中塗り土の物性値と解析用験体を選定した。定常状態に達する時間のかかるウェッ境界条件を表 1 に示す。小舞壁を有する試験体は非透湿

トカップ用に薄い下端部材、ドライカップ用に厚い上端の竹を含む複合材である。中塗り土単体が定常に至る時部材を選んだ。

なカップの高さを設計する。解析用試験体は中塗り土間は複合材より長く、透湿量も多くなるので、余裕のあるカップの高さを決定できると考えた。ドライカップ、4.恒温恒湿槽内の温湿度分布の確認

ウェットカップ共通の大きさで必要吸・放湿剤が投入でカップを設置する恒温恒湿槽(especCRH-220)の温湿度き、空気層 20mm を確保できるカップの高さを算出した。

分布を測定した。図 7 に温湿度計(T&D おんどとり TR-72U)

ドライカップの解析結果を図 1 に示す。約 52 日で定常状を配置した位置と写真を示す。恒温恒湿槽内を上・下の態となりその透湿量は 21.00g となる。透湿量が吸湿剤の2 段に分け槽内の気流を妨げないよう上段に A・B・C、下10%を超えた時点で実験終了となるため、必要最低限の吸段に D・E・F 位置にカップ透湿面から 15 ㎜上部に最大厚湿剤の無水塩化カルシウムの量は 210g である。カップ内さが 10 ㎜のセンサーの下端が来るよう配置している。透吸湿剤高さは 10 ㎜で必要量が入ると判断した。ウェット

湿面上部 15 ㎜～30 ㎜の間で温湿度を取った。表 4 に 10カップ解析結果を図 2 に示す。約 59 日で定常状態となり、月 19 日から 10 月 24 日までの約 5 日間の各測定位置での透湿量は 18.57g である。ウェットカップ内飽和塩水溶液

平均温湿度分布を示す。

は結晶を残し上澄み液がある過飽和状態で一定湿度を保表 11 解析条件
表解析条件つ。一定相対湿度の保証される上澄み厚さを調べる実験
暴露空気温度[℃]

乾燥空気の密度(23℃)[kg/m3 ]暴露空気側湿気伝達率[kg/m2 s Pa]

絶対温度[K]

カップ内空気層
厚さ[m]231.198.90×10 -8296.150.02

結果を表 2 に示す。上澄み 3 ㎜以上で大略一定の湿度調

暴露空気相対湿度[％]

飽和水蒸気分圧[Pa]

整が可能である。定常時に 3 ㎜の上澄みを残すためにカ502802
1.94×10 -10
中塗り土湿気伝導率 中塗り土絶乾密度 中塗り土最大空隙率[kg/m s Pa][%][kg/m3]1629
47.48
1.24×10-11をおこなった。恒温槽（especIN800）で温度 23℃一定とした塩化ナトリウム過飽和溶液の上澄み液と湿度測定

ップ投入時の飽和塩の上澄みは 7mm 必要である。塩化ナトリウム 120g、精製水 100g の合計 220g で過飽和塩溶液
カップ内高さは 10 ㎜となる。ドライ、ウェットカップ共通のカップ平面図を図 3、断面図を図 4 に示す。

液水の密度 水蒸気ガス定数
カップ側空気湿気伝導率[kg/m s Pa][Pam3/kg K](23℃)[kg/m3]

表 2 上澄み液厚さの検証
表 2 上澄み液厚さの検証

997.54461.52

5．試験体カップ取り付け
試験体は透湿面を除く面にエポキシ樹脂接着剤を塗布しアルミフォイルで断湿した。表 3 に示す試験体 1-1・1-4 の不陸が大きく試験体とカップの間にシール剤では防ぎきれない隙間が生じた。この 2 体の試験体は断湿部分にシール材であるパラフィンを塗り不陸を調整した。
ドライカップに投入した吸湿剤の無水塩化カルシウムは粒径 3 ㎜以下のものであり、カップに 210g を投入した
ところ、粒同士間に含まれる空気体積を考慮出来ていな
図1かったため、カップ内空気厚さは 9 ㎜しか取れなかった。

ドライカップ‐壁体内水蒸気圧分布

この空気層厚さの透湿抵抗は中塗り土 57 ㎜厚試験体の透湿抵抗の 1％以下である。定常状態に達する時間が僅かに長くなることが予想されるが、カップ透湿量から単純に湿気コンダクタンスを算出できる。
6.まとめ
本報では、透湿量測定に用いるカップの設計を行った。
試験体は乾燥による収縮と垂直方向の鏝仕上げによる中塗り土厚さの分布がある現場施工の複合材料である。湿図2

気コンダクタンス（単一材では湿気伝導率）算出のためウェットカップ‐壁体内水蒸気圧分布
表3

ドライカップ
平均厚さ[㎜]
重量[g]ウェットカップ
平均厚さ[㎜]
重量[g]に体積基準の平均厚さを求めた。

試験体重量及び平均厚さ
試験体No.
1-1
5-154.90
54.26
1744.41 1646.18
1-45-453.97
53.13
1786.25 1692.67

6-155.49
1743.776-454.17
1720.2515 ㎜～30 ㎜

[㎜]
[㎜]

図 3.カップ平面図

図7
図 4.カップ断面図[㎜]

恒温恒湿槽内カップ位置と温湿度測定位置
表4

恒温恒湿槽内の平均温湿度分布状況及び設置箇所

目標値
AB
C
DE
F
試料設置箇所
5-1
6-1
1-1
1-4
6-4
5-4
平均温度(℃)
23.0
23.1
22.9
23.0
22.8
22.9
22.9
平均湿度（％） 50.0
48.1
49.6
49.5
48.8
49.5
49.6
絶対湿度
0.0087 0.0084 0.0086 0.0087 0.0084 0.0086 0.0086（kg/kgDA）

図5

透湿面切り分け参考文献
1)

大川,藤原,山本：伝統技能で施工される小舞壁を有する土壁の熱湿気コンダクタン
ス評価 2015 年度大阪工業大学卒業研究

2)

JIS A 1324-1995 建築材料の透湿性測定方法

3)

横林修造,佐藤真奈美：日本建築学会環境系論文集 第 73 巻 第 630 号 965-969
2008 年 8 月

V：体積[mm3]

図6四面体の体積計算法

an：四面体の辺[mm]伝統機能によって施工される材料の熱・湿気特性に関する考察―兵庫県産左官材料(中塗り土)の評価―(佐藤研究室)