結露は空気が冷やされたときに起こる

空気が含むことのできる水蒸気の量は、温度によって決まっています。温度が高いほど多くの水蒸気を含み、温度が下がるほど含める量は少なくなります。含みきれなくなった水蒸気が水に変わる温度を露点温度と呼びます。

結露とは、空気が露点温度以下に冷やされた面に触れ、水蒸気が水滴へと姿を変える現象です。ここで重要なのは、結露の発生には空気中の水分量と、その空気が触れる面の温度という2つの条件がそろう必要があるという点です。湿度が高いだけでは水滴にはならず、冷たい面があってはじめて結露します。逆にいえば、冷たい面をなくせば同じ湿度でも結露は起こりません。

屋根と天井は建物のなかで最も冷えやすい

工場や倉庫の屋根は、建物のなかで唯一、外気と正面から向き合っている部分です。とくに冬の晴れた夜は放射冷却が働き、屋根の表面温度が外気温よりもさらに下がります。断熱層を持たない屋根材は、この冷たさをそのまま室内側の面に伝えます。

室内が暖かく、水蒸気を多く含んでいれば、冷え切った屋根の裏面は簡単に露点を下回ります。付いた水滴はやがて重みで落下し、天井からの水漏れとして認識されます。雨が降っていない晴れた日の朝に水が落ちるのであれば、雨漏りではなく結露と考えるのが自然です。

目に見える表面結露と、見えない内部結露

天井や屋根裏に水滴が付くのは表面結露です。これは目視で確認できるため、まだ気付きやすい部類に入ります。

やっかいなのは内部結露です。屋根材と断熱材のすき間や、外壁の内部といった見えない場所で水蒸気が水に変わり、鉄骨や下地を内側から錆びさせ、腐らせていきます。表面に症状が出るころには、構造材の断面が減っているという例もあります。表面結露が続いている建物は、内部結露も同時に進行していると考えて点検したほうが安全です。

水蒸気が多く発生する業種

製造工程そのものが水蒸気を生む業種では、室内の絶対湿度が上がりやすく、結露のリスクが高くなります。

こうした建物では、水蒸気の発生量そのものを減らすことが難しい場合がほとんどです。だからこそ、冷たい面をつくらないという発想が対策の中心になります。

季節と時間帯によって結露の型が変わる

結露が最も多く報告されるのは、冬から早春にかけての明け方です。夜間に屋根が冷やされ、始業とともに人や機械が動いて室温と湿度が上がることで、一気に水滴が付きます。

一方、梅雨から夏にかけては逆の現象が起こります。冷房で冷やされた室内側の面に、外から入り込んだ高温多湿の空気が触れて結露するのです。これは夏型結露と呼ばれ、空調の効いた倉庫やクリーンルームで問題になります。冬と夏で原因の向きが逆になるため、片方だけを想定した対策では取りこぼしが生じます。

建物側にある構造的な原因

業種や季節の条件が同じでも、建物の造りによって結露のしやすさは大きく変わります。次のような条件に当てはまる場合、屋根そのものが結露を生みやすい状態にあると考えられます。

• 屋根に断熱層がなく、波形スレートや折板を単板で葺いている
• 天井を張っておらず、屋根の裏面が室内にそのまま露出している
• 換気設備がない、または排気だけで吸気口が確保されていない
• 屋根と外壁の取り合いにすき間があり、湿った空気が屋根裏へ回り込む
• 既存の断熱材が経年で垂れ下がり、屋根材との間にすき間ができている

除湿は即効性があるが、広い空間では限界がある

除湿機の設置は、着手しやすく効果もわかりやすい対策です。ただし工場や倉庫のような大空間では、必要な処理能力を確保するために台数と電力を大きく増やさなければなりません。しかも屋根が冷え続けている限り、除湿機を止めた瞬間に結露は戻ります。局所的な対策としては有効ですが、これだけで根本解決を狙うのは現実的ではありません。

換気は湿気を建物の外へ運び出す

換気は、水蒸気を含んだ空気そのものを屋外へ排出する方法です。とくに暖かく湿った空気は上へ集まるため、屋根の頂部に排気の出口をつくると効率よく抜けます。

ここで見落とされやすいのが吸気です。排気だけを強化しても、新しい空気が入る経路がなければ空気は動きません。軒先や下部からの吸気と、棟部からの排気をセットで計画してはじめて、換気は設計どおりに働きます。

断熱は冷たい面そのものをなくす根本策

3つのなかで、結露に対して最も直接的に効くのが断熱です。屋根に断熱層を設ければ、外の冷たさが室内側の面まで伝わりにくくなり、表面温度が露点を下回らなくなります。冷たい面がなければ、湿度が高くても結露は起こりません。

断熱材付きの屋根材に切り替える

最も確実なのは、屋根材そのものを断熱性のあるものに替える方法です。ヤマトC&Cの波形スレートには、スレート材の裏側に硬質ポリウレタンフォームを結合させたソフランスレートという製品があります。断熱性と非吸湿性を高めた省エネタイプで、大波と小波の両方をそろえています。

この製品はもともと、牛舎や豚舎、鶏舎のように水蒸気の発生量が多く、なおかつ結露が家畜の健康を左右する用途で使われてきました。断熱を必要とする工場や倉庫でも同じ考え方が通用します。屋根材と断熱材が一体になっているため、後から断熱材を吊る場合のような、すき間や垂れ下がりの問題が起こりにくいことも利点です。

カバールーフ工法で断熱と屋根更新を同時に行う

既存の屋根がすでに劣化している場合は、断熱だけを追加するより、屋根の更新と一体で考えたほうが合理的です。カバールーフ工法は、既存の屋根を撤去せずに、その上から新しい屋根材を重ねて葺く工法です。

換気棟やベンチレーターで湿気の出口をつくる

断熱を強化しても、室内の水蒸気の発生量が極端に多い建物では、湿気を抜く経路が別に必要です。屋根の最も高い位置に換気棟を設けると、上昇した暖かく湿った空気が自然に排出されます。動力を使わないため運転費がかからず、故障の心配も少ない方法です。

遮熱塗装と断熱は役割が違う

結露対策として遮熱塗装を検討される方は少なくありません。ここは誤解が生じやすいところなので、はっきりさせておきます。