断熱材とは? 種類や施工方法、住宅への後入れリフォームを解説

断熱材とは

断熱材とは、外部から内部へと伝わる熱を断つ素材です。住宅の床や壁、天井などに施工されるほか、クーラーボックスや自動車などにも使用されています。なお、断熱と呼ばれはしますが、完全に熱を遮断できるわけではありません。

断熱材によって得られる効果

断熱材の効果として、冷暖房効率の向上が挙げられます。冷房機器を稼働させていても、外部の熱が壁や天井などから伝わりやすい環境では、部屋をなかなか冷やせません。また、暖房で部屋を暖めても、室内に暖かい空気を留めておけなければ、過ごしやすい温度を保つのが困難です。その点、断熱材を施工すれば外部の熱気や冷気が室内に伝わりにくくなるだけでなく、内部の熱や冷気が外に逃げるのも防いでくれるため、部屋を効率よく冷やしたり暖めたりできます。

こうした点に加えて、断熱材の施工はヒートショックを避けるのにも有効です。ヒートショックとは、急激な温度変化による血圧の変化で起きる体へのショック、ダメージです。断熱材で適切な寒さ対策を行うことで、部屋ごとの温度差を少なくすれば、ヒートショックの回避につながります。

従来、断熱材は住宅の寒さ対策として活用されてきました。しかし、近年は温暖化に伴う気温の上昇や省エネ意識の高まりなどを受け、暑さ対策にも重点が置かれ始めています。

断熱材が熱の伝導を遅らせる仕組み

断熱材の内部は、空気を含む構造となっています。液体や固体と比べると、気体は熱を通しにくいため、空気を含む断熱材を住宅の壁内や天井裏などに施工することで、熱の伝導を遅らせられます。

断熱材が熱の伝道を遅らせる仕組み

断熱材の断熱効果を左右する要素のひとつが、厚みです。断熱材の厚みが増すほど空気層も厚くなるため、外部からの熱や冷気を通しにくくなります。

【原料別】断熱材の3つの種類

断熱材には、大きく鉱物由来と石油由来、自然由来の種類があります。

1. 鉱物由来の断熱材

鉱物由来の断熱材は、無機繊維系断熱材とも呼ばれます。代表的な素材は以下の2つです。
・グラスウール
・ロックウール

グラスウール

リサイクルガラスなどを使用した、ガラス繊維を素材とする断熱材です。繊維のしなやかさとガラスの強さを兼ね備えた素材であり、断熱性能のみならず吸音性や防音性、防振性にも優れています。木造戸建住宅や鉄筋コンクリートの商業ビル、音楽スタジオ、自動車など、さまざまな分野で使用されているのも特徴的です。

一方、この素材には湿気に弱いというデメリットがあります。グラスウールは一般的に、構造材（柱など）の間を埋めるように施す「充填断熱工法」が用いられますが、水分を含むと自重で潰れてしまい、十分な断熱性能を発揮できません。そのため、充填（じゅうてん）したグラスウールに湿気の影響を与えないような施工も求められます。また、後述するほかの断熱材に比べると、断熱性能はやや劣ります。

※熱伝導率とは、熱が高温から低温へと運ばれる「熱伝導」のしやすさを数値化したものです。1秒間に流れる熱量を［W/（m·K）］で示し、数値が小さいほど断熱性能が高い（熱が伝わりにくい）とされます。

ロックウール

安山岩や玄武岩など天然の岩石を高温で溶融した鉱物繊維であり、耐火性に優れる点が特徴です。木造住宅や商業ビル、空港などの施工にも用いられています。もともと岩石を高温で処理してつくったものであるため、火災への対策として有効です。加えて、撥水性や防音性にも優れています。

施工方法としては、充填工法だけでなく、マンションなどへの外張り断熱工法（構造材（柱など）の外側に断熱材を施す工法）で用いられることも増えてきました。

デメリットはグラスウール同様、湿気に弱い点です。そのため、施工時には湿気対策も講じなくてはなりません。また、安価ではあるものの、グラスウールに比べると価格がやや上です。

2. 石油由来の断熱材

石油由来の断熱材は、発泡プラスチック系断熱材とも呼ばれています。代表的な素材としては、以下が挙げられます。

EPS（ビーズ法ポリスチレン）

EPSはドイツで誕生した断熱材で、ポリスチレン樹脂などを原料とするビーズを発泡、加熱してつくられます。製造の際には金型に充填するため、金型の大きさや形状を変えれば、断熱材もさまざまな形につくることが可能です。

水に強いため、湿気の影響を受けても断熱性能を大幅に低下させる心配がありません。また、素材そのものがやわらかく加工性に優れ、用途も多様です。カッターナイフやハサミでも容易にカットでき、現場の状況にあわせて形状を変えられます。

デメリットは熱に弱い点です。防火性には乏しいため、高温を発するものの近くでの使用には適していません。断熱性能はグラスウールやロックウールとそれほど変わらないものの、価格はやや高めです。

XPS（押出発泡ポリスチレン）

発泡剤をポリスチレン樹脂に加えて成形した断熱材です。住宅などの床に施工されるケースが多く、前述したEPSよりもやや高い断熱性能を誇ります。つまり熱伝導率が低く、厚みを増やすことでさらに高い断熱性能が期待できます。

加えて、湿気に強い点も魅力です。グラスウールなど繊維系の断熱材は、水を含むと断熱性能が大幅に低下しますが、XPSではその心配がありません。また、押出成形されたXPSは形が崩れにくく、長期にわたり性能を発揮します。

他方で、熱には弱いため注意が必要です。製造段階において難燃剤を加えてはいるものの、燃えない保証はありません。火を近づける、温度が高すぎるものの近くに設置するなどの取り扱いをすると、溶けてしまうおそれもあります。

高発泡ポリスチレン

発泡剤を混ぜたポリスチレン樹脂を発泡させた断熱材です。耐水性に優れるため湿気の影響を受けにくく、断熱性能の大幅な低下を免れます。また、柔軟性にも優れていて狭い部分に充填しやすく、配管カバーの断熱材や目地材としても使用されています。

さらには、燃焼時に有害物質を排出しにくい点も特徴です。環境問題が深刻化する現代において、燃えたときに有害物質を出しにくいのは利点です。見た目は発泡スチロールのように見えるものの、それに比べるとつくりがしっかりしているため、割れや欠けの心配もありません。

ウレタンフォーム

ポリウレタン樹脂を発泡させて成形したスポンジ状の断熱材です。ボード形状に成形されたものを充填する工法のほか、専用の機器で直接吹き付けする工法もあります。

メリットは断熱性能の高さです。ウレタンフォームにはいくつもの微細な気泡があり、そこに含まれるガスが熱の移動速度を抑えます。また、さまざまな素材に接着しやすいため、形状が複雑な施工箇所にもすき間なく施工できる点が魅力です。

一方、燃焼時には人体に有毒なシアン化水素と呼ばれるガスを発生させるおそれがあり、注意が必要です。高価な部類に入るものの、耐久性にも優れることから、長い目で見るとコストパフォーマンスは悪くありません。

フェノールフォーム

1940年代に誕生した断熱材で、日本で生産が開始されたのは1960年ごろのことです。フライパンの取っ手などに使用されるフェノール樹脂に発泡剤を加えて成形します。

化学的に安定した性質をもち、高い断熱性を誇ります。ほかの断熱材と比較しても、熱伝導率が相当低く、長期にわたり高い断熱効果を期待できる点が魅力です。加えて、燃えにくい性質をもつため安全性が高く、有毒ガスが排出される心配もほぼありません。

デメリットは価格の高さです。ほかの断熱材に比べると高価なので、施工のボリュームによってはコストが高騰します。また、水にも弱いため適切な湿気対策も行わなくてはなりません。さらには害虫にも弱く、施工場所に注意する必要があります。

ポリエチレンフォーム

ポリエチレン樹脂を発泡させて成形した断熱材です。水泳の練習で用いられるビート板をはじめ、ヨガマットやジョイントマットなど、幅広く使用されています。

この素材は断熱材としても有用で、床や壁、屋根のほか、配管を外気から保護するために用いるケースもあります。耐水性が高く湿気に強いうえに、柔軟性に優れることから柱の間や狭い場所への施工がしやすいのもメリットです。

また、加工性にも優れています。カッターナイフやハサミで手軽にカットでき、施工が容易です。デメリットは、火に弱い点です。

3. 自然由来の断熱材

木質繊維系や天然素材系とも呼ばれる断熱材です。代表的な素材としては、以下が挙げられます。

セルロースファイバー

紙の素材となるパルプや木材を加工して製造される断熱材です。繊維の中に空気胞が含まれており、絡みあうことで多くの空気層を形成できます。害虫駆除に用いられるホウ酸を含有しており、害虫被害の防止にも有効です。

いくつもの空気層を形成できることから防音性能に優れるといった特徴があります。また、綿状の断熱材ゆえに施工しやすく、狭い部位にも容易に充填できます。

デメリットは価格の高さです。製品によっては、グラスウールの倍以上の価格になることもあります。

ウール（羊毛）

羊毛を主要な素材として使用した断熱材で、ウールブレスとも呼ばれます。もともと、羊の体を保護していた被毛であることから調湿性に優れるほか、高い防虫効果も発揮します。

断熱性の高さも魅力です。ウールは、成長速度が異なる2種類の細胞から1本の繊維ができています。1本の繊維がもう1本の繊維へ縮れて絡まることから、より多くの空気を内包でき、優れた断熱効果を発揮します。

デメリットは価格の高さです。羊毛は海外からの輸入品であるうえに、そもそも取り扱っている業者が少なく、コストパフォーマンスは低めです。

インシュレーションボード

インシュレーションボードは、木の廃材などを素材としてつくられた断熱材です。チップ状にした木材に撥水材料を加え、繊維状にしたうえで合成樹脂などと混ぜて形成します。

吸音性に優れているのがメリットです。いくつもの微細な穴が音を吸収してくれるため、断熱効果と併せて防音効果も期待できます。

一方、木材が素材であることから、耐火性は高くありません。また、シロアリなど害虫に弱いのもデメリットです。断熱材として扱っているリフォーム業者が少ないうえに価格も高めです。

炭化コルク

ワインの栓に用いるコルクを製造する過程で排出される、廃材などを素材につくられた断熱材です。
コルクを炭化させた断熱材であり、高い断熱性能や調湿性が期待できるほか、防虫効果も望めます。天然の調湿性能で結露も防ぎ、室内を快適な環境に保てます。また、天然素材ゆえにエコの観点からも優れた断熱材です。

デメリットは価格の高さです。素材そのものの価格が高いため、コストパフォーマンスには期待できません。

断熱材の主な施工方法

代表的な施工方法は、以下の3つです。それぞれの特徴を解説します。

には期待できません。

充填断熱工法

もっとも一般的な施工方法です。柱と柱の間などに、綿状、ボード状の断熱材を充填します。さまざまな断熱材の施工に対応できるほか、比較的安価に施工できることが利点です。

ただ、湿気から守るため施工時に気密・防湿シートを張らねばならず、手間がかかります。また、施工業者の技術レベルや熟練度によっては、断熱性能が低くなりかねません。さらに、地震など外部から強い衝撃を受けた場合、充填した断熱材が壁の内部で剥がれ落ちるといったことも起こり得ます。

外張り断熱工法

断熱材で柱を覆う施工方法です。柱の外側から覆うことで柱部分からの熱伝導が抑制され、高い断熱効果が期待できます。防湿シートを張るなどの手間も発生せず、施工しやすいのもメリットです。

一方、使用する製品によっては、地震など外部からの衝撃によって断熱材が垂れ下がるリスクがあります。そのため、必要に応じて対策を講じなくてはなりません。また、壁の厚みが増すことで室内空間が犠牲になりやすい点もデメリットです。

付加断熱工法

充填断熱工法と外張り断熱工法を併用する工法です。室内からは柱と柱の間、天井下地の上などに断熱材を充填し、さらには柱の外側からも断熱材を施工します。断熱層を厚くできるため高い断熱効果が期待できる点が魅力です。

ただし、使用する断熱材の量は増えるため、コストがかさみます。寒冷地など、多少コストが高くなっても断熱性能を高めたいといった状況に適しています。

断熱材の後入れリフォームの方法

施工当初は断熱材が入っていなかった場所へ後から入れる、もしくは新しい製品と交換するといった工事も可能です。以下では、天井・壁・床下のそれぞれに断熱材を後入れする方法を解説します。ただし、解体せずに後入れする方法も解説しますが、マンションの場合は天井・床・壁を壊さずに後入れすることは難しいので注意が必要です。

天井に断熱材を後入れする方法

天井に断熱材を施工する方法としては、解体を伴うリフォーム工事の一環として行う、もしくは解体せず天井裏などへ入って施工する、のいずれかを取るのが一般的です。部分リフォームであれば、天井の点検口などから天井裏へ入り、天井下地や石膏ボードの上に断熱材を敷きます。

また、断熱塗料を屋根に塗布する方法もあります。これは断熱効果に優れる成分を含んだ塗料を屋根に塗布し、太陽の熱が屋根から室内に伝わるのを抑制する方法です。

■関連記事：天井と屋根の基礎断熱リフォーム、注意しておきたいデメリット

壁に断熱材を後入れする方法

壁を解体して断熱材を施工する方法が一般的です。施工箇所の石膏ボードやタイルなどを剥がして断熱材を入れ、間柱などの下地を補修したうえで再度石膏ボードやベニヤ板などを張り、最後にクロスなどの仕上げ材を施工します。

断熱材の入れ方は主に、充填断熱工法・外張り断熱工法・付加断熱工法の3つです。

■関連記事：壁の断熱材、特徴や施工方法、注意点を解説

床下に断熱材を後入れする方法

フローリングの張り換え工事などに併せて断熱材を入れるか、もしくは床下点検口などから床下に入って施工する方法があります。フローリング直下に断熱材を入れる床断熱工法と、住宅の土台となる基礎部分に手を加える基礎断熱工法の2種類が、リフォームでは一般的です。

床断熱工法は、フローリングなどの床材と断熱材の間にすき間ができてしまうと、断熱効果が低下する点に注意が必要です。基礎断熱工法は、高い断熱効果が期待できる一方、床下の空間が密閉されてしまうため換気対策が求められます。

■関連記事：床下断熱はいらない？必要な理由やリフォームにおすすめの断熱材、後入れの費用相場を解説

断熱材の後入れも可能！エコな住宅にリフォームしよう

断熱材を入れることで、暖房や冷房の効率を高められるだけでなく、ヒートショックの防止にもつながります。断熱材には鉱物由来や石油由来、天然由来の種類があり、それぞれ原料となる素材や断熱効果、コストなどが変わります。

断熱材は後入れもできるため、今の時点で住宅に断熱材が入っていなくても、より快適に暮らせる住まいづくりは可能です。リフォーム業者と相談のうえ、もっとも適切な断熱材や施工方法を選ぶことで、断熱効果を高められます。

さらに高断熱の住宅を求めるのであれば、窓断熱という選択肢もあります。令和６年12月31日までに工事が完了するものであれば、環境省が実施する「断熱窓への改修促進等による住宅の省エネ・省CO2加速化支援事業」（先進的窓リノベ2024事業）の補助制度の対象にもなるので、併せて検討することをおすすめします。

■参照：環境省｜住宅省エネ2024キャンペーンにおける先進的窓リノベ2024事業の詳細について公表します

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