結露対策

地下ガレージは、温度変化が少なく快適です。冬暖かく、夏涼しい。でも、大きな問題があります。それは、梅雨から夏にかけての結露です。

対策をしていなかった頃、奥側3面の壁が水滴でびっしりになりました。そして、床面に水たまりが。高湿のせいで、金属は錆びる、クルマの中にはカビが生えるという、散々な状況になりました。
少しでもこれを解消すべく、対策に乗り出しました。

1. 敵を知る

　暑い、湿気てると雰囲気で議論していてはダメで、定量評価が必要と考え、温湿度計を購入しました。

品名	詳細
温湿度計エンペックス　BC2727	日本製。スーパーEX センサー(商品名)内蔵で、温度精度：±1℃ 湿度精度：±2％RH(35％～75％)±4％RH(左記以外)と高精度であることをウリにしています。
温湿度ロガー Elitech RC4-HC	エンペックスは信用しているのですが、数値をロギングしないと話にならないので、Amazonで安い中華製ロガーを購入しました。絶対値は当てにできないので、上のエンペックスでキャリブレーションします。

2. 対策

なぜ夏になると、ガレージが結露するか。そのメカニズムです。ちょっと難しい話です。気温と、空気中に保持できる水分量には正の相関があります。つまり、気温が高いほど単位容積中に多くの水分を保持できます。単位容積中に保持できる水分の最大量を飽和水蒸気量といいますが、暖かい空気はその上限が高いと言うことになります。それで、夏は暑く沢山水分を保持した空気が存在しています。そんな空気が気温の低いガレージ内、特に冷たい壁面に触れると、飽和水蒸気量を越え、越えた分の水分が結露します。
なお、単位容積当たりに含まれる水分量を絶対湿度と言い、単位はg/m3です。相対湿度は、絶対湿度/飽和水蒸気量①です。単位は無次元となり、% RHと書きます (Relative Humidity, 相対湿度)。

結露しなくても、絶対湿度の大きな空気が冷えた空間へ行くと、その気温での飽和水蒸気量は低いため、相対湿度は上昇します。要は①式の分母が小さくなるので、相対湿度が高くなる。それで、相対湿度が高くなると、錆やカビなどやっかいなことが発生します(逆に加熱してやれば相対湿度は下がるので、錆カビの影響は小さくなります)。

つまり、ガレージ内が湿気ているからといって、換気扇を回してはいけません。外気を取り込むということは、絶対湿度の高い空気を供給すると言うことで、更に露を結ぶだけです。むしろ、密閉して空気を除湿することが吉です。ただし、ここはガレージです。密閉したままエンジンをかけると、酸欠が心配。今のところ酸欠に対しては人間系、つまり運用で対応することとします。ドアを閉めたまま、エンジンをかけないと言うこと。

いろいろ考えているとき気づきました。後悔です。我が家は第三種換気システム(吸気口が各部屋にあり、集合して大きな換気扇で機械排気する方式)なのですが、この排気をガレージに導入すればよかったと。建物の中は空調が利いていて、露点の低い空気ですから、結露抑制になります。そして、冬の排気は暖かい。換気システムの排気にはフロやトイレの排気も含まれるから、一時的に湿度や臭いの問題は発生しますが、その時間は微々たるもの。ま、地下ガレージの結露問題なんて、住んでみないと分からなかったから、しょうがないのですが。

結露させないことと、錆を発生させないことをゴールとして、湿度をどの程度に抑えれば良いか調べました。防錆紙.comというページに定量的に書かれており、これに基づいて、65 %RH以下を目安とします。

さて、じっさいの解決方法は下記。

#	対策	ねらい
1	除湿機の導入	一番効果的な方法です。夏場の結露なので、コンプレッサータイプの除湿機です。マイナスイオンだとか、ナノなんとか、プラズマなんとかは必要ありません。コンプレッサー式で一番安いものを購入しました。本当は、毎日深夜電力時間帯で動かしたいのですが、オンタイマー付きの除湿機って無いんですね。通電を制御する汎用のタイマーもありますが、除湿機って通電しても自動オンとはならない。そこで、マニュアルで始動させ、除湿器の湿度センサーによる自動電源オフを利用しています。
2	奥の壁に断熱材を貼る	露を結びやすい、奥三面、下側の壁に発泡樹脂シートを貼り付けました。壁面は、気温より更に低いのでしょう。イナバ物置の結露軽減材を参考にし、発泡PP(だったと思う)の粘着シート付きのものを購入。これを貼り付けました。効果てきめんで、壁の結露は無くなりました。
3	ガレージドアのシール	外部から湿った空気が入ってこないようにする対策。ガレージドア側面には、ゴム製のフラップが付いており空気を遮断します。しかし、上側には10mmほどのすき間があいていました。そこで、ここにゴム製のモールを取り付けました。写真で、黒っぽく見えているものです。
4	換気扇をシャッタータイプへ交換	外部から湿った空気が入ってこないようにする対策。家を建てた当初は、普通の排気ファンでした。止まっているときは空気がツーツーです。これではいかんと思い、シャッタータイプのものに交換しました。CO中毒になる可能性が高く危険です。雑誌、ガレージライフに出てくる高いガレージのように局所排気があるといいんですけどね。次善の策は、全熱タイプの熱交換換気扇。でも、気づく前にシャッター付きの換気扇に交換してしまった。
5	溜枡のシール	ピットの底には、溜枡(ためます)があります。洪水の時や何か水がピットに入ったときに、ポンプアップするための空間ですが、ここに地中からしみ出した水が、常時たまっています。閉空間に液体の水があると、理屈の上では飽和水蒸気量(湿度100%)で収束するので、水があってはまずい。そこで、溜枡の上のグレーチングに樹脂シートを貼って、水分が上がらないようにしました。
6	床にモノを置かない	クルマやバイク、机は仕方が無いとして、極力床にモノは起きません。棚などは、壁にアンカーを打って作っています。

3. 結果

防錆紙.comを参考にしながら、クライモグラフを描いてみました。リファレンスとして、気象庁の横浜気象台のデータも示します。

横浜市のクライモグラフ	横浜市のクライモグラフ。Excelを使って、ヒートマップ形式で表現しました。横浜市を使用したのは、最寄りで気象データがそろっているところだから。気象庁のHPで、1h単位のデータをDLしました。16年の10月から、17年の9月いっぱいの1年分のデータです。気象庁\|過去の気象データ・ダウンロードグラフの横軸が相対湿度で、縦軸が気温。横軸、縦軸とも範囲は、表示の数字以上、大きい側の数字未満を示します。たとえば、40%なら、40%以上45%未満を示します。ただし、95%は95%以上、100%以下。それで赤枠は、錆びの危険条件の範囲です。 24℃/85%に夏場のピークが見えます。もろ危険範囲。
ガレージのクライモグラフ	同様に、ガレージのクライモグラフです。ロギングを始めたのが、16年の9月で、17年9月末までのデータを載せています。湿度80%以上の領域が薄いのは、温湿度計の測定能力がそこまで無いからです。80%の時には、もっと湿度は高いのでしょう。ただし、雨ざらしでは無いから、なかなか100%とはならないとも予想します。いずれにせよ、夏場の頂点は24℃/65%。危険範囲に入っています。全体を見渡すと、範囲が中央に固まっています。冬場でもなかなか10℃を下回らない。夏涼しく、冬暖かいということがよく分かります。
錆の危険期間	上記クライモグラフの赤枠の範囲(温度20 ℃以上、湿度65 %RHを危険範囲と定義して、どれくらいの期間、錆に関して危険な期間かをまとめました。横軸は時間の割合です。横浜は28%、ガレージは18%。10ポイントしか違いませんが、危険期間は2/3。野ざらしよりは、うんといいでしょう。温度絶対値も、相対湿度のピークも低い側だから。それと、太陽光線が当たらないことも大きいと考えます。太陽光線は、鉛直面に1000W/m2のエネルギーを放射していますが、ガレージだとそれがほとんど無いから。

温湿度トレンドデータ

3ヶ月のトレンド

温度、絶対湿度、飽和水蒸気量(温度の関数)と、相対湿度について、6月から9月までの3ヶ月間のトレンドを示します。

全ての線がギザギザしています。一日周期で温度・湿度とも変化しています。
それに加えて、絶対湿度と相対湿度が、スパイク状に下がっているところが見受けられます。これは除湿器を回した効果です。ただ、一時的に湿度が下がってもすぐに上昇しています。

典型的な2日間のトレンド

上から、相対湿度、気温、絶対湿度の二日間のトレンドを示しています。ここでは、最寄りの気象台、横浜気象台のデータも載せています。色の濃い方がガレージ、薄い方が横浜気象台のデータです。

で、7/20の気温を見ると、朝2回、夕方2回温度の山が見えます。このときガレージドアを開けています。それ以外は温度はフラット。地下故ですね。絶対湿度は、ガレージドアを開けたタイミングで、上昇します。要は、外の湿った空気と置換されたため。

7/20の深夜に除湿器を回し始めました。安い深夜電力を使いたいので夜に回します(笑)。すると、ぐんぐん湿度は下がる。絶対湿度で16 g/m3位だった物が10g/m3以下へ。相対湿度も80%から50%へ急降下。ただし、ガレージを開けると、ぐんぐん湿度が上昇。4回開閉した後は、ほぼいつもの状態です。

ガレージを開閉しなかったとき

では、ずっとガレージを開けなかったらどうなるか。旅行で1週間ガレージを開けなかったときのデータです。
除湿器を回して、絶対湿度10g/m3、相対湿度50%でスタート。そのあとすぐに湿度は上昇しますが、1日くらい経ったらほぼ平衡状態となりました。徐々に湿度は上昇していますが、4日くらいは相対湿度65%以下を維持できるようです。