2017年01月27日

囲炉裏・火鉢の断熱とは?

囲炉裏・火鉢の断熱について考えてみたいと思います。


囲炉裏・火鉢の断熱に求められる性能は、
〇炭火の接触付近では火力を保ち無駄に熱を逃がさない「保温」。
〇少し離れた場所では安全のため熱を伝えない「放熱(冷却)」性能が求められます。



断熱材について

そもそも一般的な断熱材(保温材)には様々な素材のものがあります。 

発砲スチロール、羽毛、綿、化学繊維、グラスウールなどなど・・・。
耐火性のあるものでは、石膏ボード、ケイカル板、断熱レンガ・珪藻土、軽石、木灰など・・・。

これらの素材に共通するのは、空気をいっぱい含むこと。そのため、 断熱材 = 軽量 ということになります。
熱は分子の振動で伝わりますので、分子の少ない空気が最もよいのです。
現実的ではありませんが、最高の断熱材は魔法瓶に用いられる「真空状態」で、ほとんど分子のない状態ということになります。
いずれにしても空気なしでは断熱できず、断熱は空気をコントロールすること、と言っても過言ではありません。

しかし、空気だけでは、伝導熱は防げても輻射熱(赤外線)は防ぎにくいのです。
そのため、赤外線を通しにくい素材と空気の組み合わせ、かつ耐火性のあるもの。
さらに、簡単に加工でき、ローコストな市販品となると、それほど多くの材料はありません。

断熱材の詳細はこちら




◆断熱材の放熱(冷却)について

何かに閉じ込められ、放熱できない断熱材は時間かせぎにすぎません。
炭火を大量に使い、【放熱<加熱】 の状態が長時間続くと、断熱材は限りなく炭火の温度に近づきます。
そのため、断熱材は放熱が必要なのです。  詳細は こちら 断熱材の加熱 をご覧ください。
周囲に可燃物がある場合、必ず放熱の対策が必要で、放熱がなければ火災の危険性があります。
小さな木製火鉢には、大した断熱性能のないものがほとんどですが、使用する炭火の量が少ないため、
【放熱>加熱】となり大丈夫なのです。




◆放熱の方法

空冷以外に方法はありません。
唯一、近いものとして水コンロの「水冷」がありますが、囲炉裏や火鉢では現実的ではありません。

最も肝心なことは、空気の対流を作ることです。
空気を閉じ込めてしまうと、断熱材と同様にいくらでも高温になります。

加熱された空気は上昇しますから、その性質を活かせば常時空冷が可能です。
加熱される断熱材のなるべく上部に、空気の放出口、なるべく下部に取り入れ口を作ります。
例えば、木製の壁面を断熱したい場合、壁と2僂曚匹侶箚屬鮖たせて耐火ボードを貼ります。
耐火ボードの下に隙間、上部にも隙間があれば、熱い空気は上に抜け、冷たい空気が下から流入します。
この現象は絶え間なく続きますので、大変有効な冷却方法です。


最も簡単で単純な方法は、断熱材をむき出しで使うことです。片面は加熱、片面は放熱という状態です。
火傷の危険性がなく装飾的に問題なければ、一番おすすめの方法です。
例えば、囲炉裏の炉(オケ)が銅板でできていれば、炉の側面に空間を設け、底面は解放状態にすればよいのです。
熱伝導率の高い銅板と可燃物を接触させず、解放状態にすることで自然に空気が流れます。






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Posted by field5392 at 13:04│TrackBack(0)

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