住宅の外皮性能とは？2つの構成要素とメリット、向上させる方法を解説
建築業界では、省エネ性能向上の気運が高まっています。
2025年4月には省エネ基準への適合義務化も始まり、省エネに対する意識はさらに高まっていくでしょう。
建築物の省エネ性能を高めたいときに、避けられないテーマが外皮性能です。
今回は外皮性能の概要から向上のメリット・注意点、具体的な施工のポイントなどを解説します。
外皮性能を正しく理解するヒントにしてください。
そもそも外皮とは
外皮（がいひ）は、建築物の内と外を隔てる部分を指す建築用語です。
外壁や屋根、窓などが該当します。
外皮は、建物内の人を雨風から守るために欠かせない部分です。
外皮の性能は、建物内部の温度に強く影響し、性能の高い外皮は夏の暑さ・冬の寒さから内部を守り、快適空間の創出に貢献します。
建築物の外皮性能とは
つまり、外皮性能とは、建築物の断熱性能のことです。
外皮性能は、UA（ユーエー）値とηAC（イータエーシー）値という、2つの指標で構成されます。
UA値とは
UA値は、建築物の内外に熱がどの程度出入りしやすいかを、数値で示します。
「熱の出入りしやすさ」であるため、数値が小さいほど「熱が出入りしにくい」建築物である、という意味になります。
UA値が小さい建築物は、外皮性能に優れています。建築物内外の熱の出入りが少なければ、室温度は外気温に影響されにくくなります。外気温が高い夏は室内は涼しく、反対に外気温が低い冬は室内を暖かく保ちやすい建築物である、といえます。
UA値の計算方法
UA値は、以下の計算式で求めます。
| UA（W/m2・K）＝単位温度差当たりの外皮総熱損失量 ÷ 外皮総面積 |
単位温度差当たりの外皮総熱損失量とは、建築物の内と外の温度差が1度のときに、部位ごとに損失される熱量の合計です。建築物から失われる熱量を外皮総面積で割ることで、単位面積当たりで失われる熱量が算出できます。
単位面積当たりの熱損失量を示すUA値が小さいほど、熱損失量が少ない、つまり熱が逃げにくい性能の良い建築物である、といえます。
UA値の地域区分
UA値は地域の気候が考慮されています。北海道と沖縄を比べたとき、北海道のほうが熱が逃げにくい、高断熱な建築物が望ましいというのは、想像できるのではないしょうか。
UA値で示される断熱性能の評価基準は地域ごとに異なります。
以下は、国土交通省が定める地域ごとのUA値基準です。
1・2が北海道、3が東北北部、4が東北南部・甲信越、5・6が関東から九州、7が九州南部、8が沖縄です。
| 地域区分 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 基準値 | 0.46 | 0.46 | 0.56 | 0.75 | 0.87 | 0.87 | 0.87 | － |
寒い地域のほうが、高い断熱性能が必要だとわかります。
ηAC値とは
外皮性能のもう1つの指標であるηAC値は冷房期、つまり夏場の平均日射熱取得率を示します。暑い季節に太陽光がどの程度室内に入りやすいかの指標です。
「入りやすさ」を示すため、数値が小さいほど太陽光が入りにくく、涼しさを保ちやすい建築物であることを意味します。
ηAC値の計算方法
ηAC値は、以下の計算式で求めます。
| ηAC＝単位日射強度当たりの総日射熱取得量 ÷ 外皮総面積×100 |
単位日射強度当たりの総日射熱取得量とは、建築物全体が日射にさらされた際に取得する熱量の合計です。建築物が暖められた熱量を外皮の合計面積で割り、単位当たりの日射取得量を出します。計算結果である日射取得量が小さいほど、日射によって暖められにくい、つまり涼しさを維持しやすい建築物であるという意味です。
ηAC値の地域区分
ηAC値も、UA値と同様に地域によって基準値が定められています。
1〜8の地域区分はUA値の区分と一致します。
| 地域区分 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 基準値 | － | － | － | － | 3.0 | 2.8 | 2.7 | 6.7 |
沖縄のηAC値が高いのは、地域の気候にマッチした独自の建築技法が発達しているためです。沖縄県の気候を踏まえた基準（気候風土適応住宅認定基準）が定められているため、九州までの地域のηAC値と同じ基準では評価できません。
【参考】非住宅建築物の外皮性能
ここまで解説したUA値とηAC値は、建築物のうち「住宅」に適用されます。
非住宅建築物には、外皮の断熱性能ではなく、ペリメータゾーンの年間熱負荷係数（PAL*／パルスター）という別の基準が用いられます。
PAL*は以下の4つの点で、熱による冷暖房負荷を計算し、建築物の性能を評価します。
※ペリメーターゾーン＝窓際や壁際など、外気の影響を受けやすいエリア
・外気とペリメータゾーンの温度差
・外壁・窓等からの日射熱
・ペリメータゾーンで発生する熱
・換気により生じる熱負荷
外皮性能の向上で得られるメリット
「外皮性能は高い方が良さそうだ」と漠然とは理解できても、具体的なメリットがイメージがわかない人もいるかもしれません。外皮性能の向上によって得られるメリットを、3つ解説します。
光熱費を削減できる
日々の生活で実感を得られるメリットが、光熱費の削減です。外皮性能の高い建築物の室温は、外気温の影響を受けにくくなります。空調が一度暖めた、あるいは冷やした空気が、そのままの温度で維持されやすくなり、少ないエネルギーで空調を運転できるようになります。冷暖房効率が高まり、光熱費の削減につながります。
快適な室内環境が実現する
外皮性能が高いと、室内の温度を一定に保ちやすくなります。室温の乱高下が少なくなり、快適な温度環境で過ごせるようになります。一定の室温は、身体に不要な負担をかけずに済み、健康維持やヒートショックの予防にも役立ちます。
建築物の資産価値が向上する
2025年4月より、すべての新築建築物に省エネ基準達成が義務付けられました。これは、「すべての新築建築物が、一定以上の断熱性能を備えなければならないと、法律で定められた」と同義です。つまり、これからの住宅には、高い外皮性能が求められるようになるということです。
基準以上の外皮性能を持つ建築物は評価され、資産価値の減少を最小に抑制できると考えられます。
高い外皮性能に伴う注意点
外皮性能を高めると居住者が快適な生活を送ることができます。
ただ、2つ注意したいポイントがあります。
建築コストが上がる
優れた外皮性能を持たせた建築物は、建築コストが上昇します。
性能の程度によって異なるものの、数十万円〜百万円以上コストがかさむケースが一般的です。
ただ、外皮性能の高い建築物は光熱費の節約が可能です。また、住宅ローン控除の優遇が受けられる、補助金を受給できるなどの場合もあります。建設コストと長期的に見たコスト削減とを比較し、外皮性能の程度を決めることが大切です。
設計・施工にコツが必要
外皮性能を高め、優れた断熱性を持つ建築物を完成させるには、コツが必要です。
外壁内の結露を防ぐ措置や、窓を開けなくても換気できる計画、さらに室内の空気が外に漏れないようにする気密性向上などは、最低限必要な項目です。
外皮性能を向上させる具体的な方法
外皮性能は、どのような工夫で向上させられるのでしょうか。
建築現場でも実際に取り入れられている、4つのポイントを解説します。
躯体の断熱
まず、建築物の断熱から考えてみましょう。
建物の断熱には「充填断熱工法」「外張り断熱工法」があります。
| 充填断熱工法 | ・構造材の間に断熱材を入れる・比較的、低コストで施工できる |
| 外張り断熱工法 | ・建築物を外側から丸ごと覆って断熱する・より高い断熱性能が期待できる |
どちらの工法を採用しても構いません。
ただ、断熱材を丁寧に使用し、隙間なく施工することが大切です。
断熱材に隙間があると、そこから外気が侵入し、躯体内で結露する恐れがあります。
※画像：令和2年度 住宅省エネルギー技術講習テキスト｜国土交通省（以下同）
開口部の断熱
断熱性能を向上させるために、見逃せないポイントが開口部（窓、ドアなど）です。
冬、建築物から外に逃げる熱全体のうち、およそ48％は開口部から逃げているとの試算もあります。
開口部の断熱性は、断熱性の高い部材の採用が近道です。
アルミより熱を通しにくい樹脂フレーム、かつトリプルガラスを選ぶと、相当に外気の影響を受けにくくなります。
気密性向上
どんなに断熱性を向上させても、隙間だらけの建築物では、室内外の空気が頻繁に出入りし、室温の維持が困難になります。
断熱性向上とともに、気密性も高める必要があります。
気密性を高めると、室内の空気がよどみやすくなります。
気密性を高めると同時に、適切な換気計画も実施し、室内の空気が常に循環するよう設計します。
日射遮蔽
季節に応じて取得する日射量をコントロールできる設計も、快適な暮らしには欠かせません。冬は日射を十分に取得して室温を高め、反対に夏はできる限り日射を遮蔽します。
南側に面した窓の前に、落葉樹を植えるのは有効な方法の1つです。夏は生い茂った葉が日射を遮ってくれ、冬は落葉によって日射が入りやすくなります。
そのほか、軒の出や庇、ブラインド、障子などの設計の工夫でも、日射取得量のコントロールは可能です。
まとめ
外皮性能は、熱の逃げにくさを示すUA値と、冷房期の日射取得を示すηAC値という2つの指標によって決まります。どちらも数値が小さい方が性能が上がり、省エネで暮らせる建築物ということになります。
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