木材の比熱

木材の比熱と熱容量は、その主用途が建材をはじめ、寒暖の環境変化に対して木材で囲われた空間の温度がどのように影響するかという点からも関心事の高い内容です。特にコンクリートの建造物と木造とで比熱・熱容量から、暖まりやすさや冷めにくいさが対比されることが多いかと思います。以下にその関係と、木材の比熱をみるうえで重要となる含水率との影響も見ていきます。

比熱と熱容量の関係

比熱は１グラムの物資の温度を１℃上げるのに必要な熱量のことで、比熱が大きいほど暖まりにくく、冷めにくい素材ということがいえます。

熱容量とは物体の重さに比熱をかけたものとなります。建造物や構造物の温度が上がった際に、どれくらいで下がっていくかについてはその大きさによるため、比熱ではなく熱容量で見ていく必要があります。コンクリートの建物が暖まりにくいものの、いったん暖まると冷めにくいのはコンクリートに重量があるため、木材の建造物に比べて熱容量が大きくなることに起因します。

木材の温度・含水率別の比熱一覧

木材の場合、木の種類（樹種）によっても比熱はほぼ変わりませんが、含水率と温度の影響を受けます。すなわち、温度が高いほど、比熱も高くなります。また含水率が多いほど、比熱も高くなります。

この二つのパラメータが同時に関与する為、同じ種類の木材でも厳密には正確な比熱というのはときどきで変わってくるということになります。

気乾状態になった木材の比熱は約０．３８となりますが、これは温度によっても変化します。木材の比熱は、温度と含水率によって次の計算式で表すことができます。

• 比熱＝（２６.６＋０．１１６×温度＋含水率））／（含水率＋１００）

上記の温度と含水率がそれぞれ変化した場合に、木材の比熱がどのように変化するかを表にすると以下のようになります。

木材の比熱と含水率・温度の関係

木材の比熱 （kcal/kg・℃）	温度（℃）	含水率（％）
0.266	0	0
0.333	0	10
0.345	0	12
0.362	0	15
0.378	0	18
0.435	0	30
0.511	0	50
0.633	0	100
0.706	0	150
0.278	10	0
0.343	10	10
0.355	10	12
0.372	10	15
0.388	10	18
0.444	10	30
0.518	10	50
0.639	10	100
0.711	10	150
0.289	20	0
0.354	20	10
0.365	20	12
0.382	20	15
0.398	20	18
0.453	20	30
0.526	20	50
0.645	20	100
0.716	20	150
0.301	30	0
0.364	30	10
0.376	30	12
0.392	30	15
0.407	30	18
0.462	30	30
0.534	30	50
0.650	30	100
0.720	30	150
0.312	40	0
0.375	40	10
0.386	40	12
0.402	40	15
0.417	40	18
0.471	40	30
0.542	40	50
0.656	40	100
0.725	40	150

木材と他材料の比熱の比較

金属やコンクリート、樹脂などの他の素材と木材の比熱を一覧にすると下表にようになります。比熱が大きいほど温まりにくく、冷めにくい素材ということがいえます。

コルクほどではないにしろ（コルクも木材の一種ではありますが）、木材の比熱は他の材料に比べて高いということがいえます。ただ建物で見た場合、コンクリートの建物のほうが冷めにくいのは、上述の通り熱容量が大きいことによります。

木材の比熱と他の材料との比較

材料名	温度	比熱 （kcal/kg・℃）
木材	20	0.298
コンクリート	20	0.21
耐火レンガ	200	0.21
アルミ	20	0.214
鉄鋼	20	0.113
ステンレス	20	0.110
ガラス（パイレックス）	10から50	0.119
ポリスチレン	20	0.320
フェノール樹脂	20	0.38
コルク	20	0.4から0.5
水	20	0.998
空気	20	0.24

スポンサーリンク

>このページ「木材の比熱」の先頭へ