保温・保冷の材料 — 何のために巻き、どの材料をどこに使うのか

まず一言で

保温・保冷の材料は、使う温度の範囲、水と湿気への強さ、燃えにくさ、形（板・筒・帯など）で選ぶ。材料は、大きく3つの系統に分かれる。

• 繊維系（人造鉱物繊維保温材）: ロックウール、グラスウール。繊維の間に空気を抱く。高温側に強く、水には弱い
• 多孔質系（無機多孔質保温材）: けい酸カルシウム。さらに高温でも使え、硬くて壊れにくい。水は吸う
• 発泡プラスチック系: 硬質ウレタンフォーム、ポリスチレンフォームなど。独立した細かい泡を持ち、低温側や防露に強い。熱には弱い

公共建築工事標準仕様書（機械設備工事編）令和7年版（修補版。以下「仕様書」）は、表2.3.1に保温材としてロックウール、グラスウール、ポリスチレンフォームの3つを挙げ、対象ごとにどれを使えるかを、別の表（表2.3.2・2.3.5）で示す。ただし、保温工事の施工箇所、使用する材料、厚さ等は特記による。特記がなければ次（3.1.2以降）による（第2編 3.1.1(1)）。

このトピックは、材料の目的・種類・選び方と、仕様書の適用の範囲に絞る。層の順は「保温・保冷と防振の施工」、結露は「結露と防露」、保温材の下の腐食は「腐食と防食」で扱う。

何のために巻くのか — 保温・保冷・防露

保温材は、熱を通しにくい材料で物を包む。ただし、包む理由は、熱の向きで保温と保冷の2つに分かれる。

ニチアスの技術レポートは、保温保冷工事施工標準（JIS A 9501）の定義を、次のように紹介している。

• 保温: 常温以上、約1000℃以下の物体を被覆し、熱拡散を少なくすること、または、被覆後の表面温度を低下させること
• 保冷: 常温以下の物体を被覆し、侵入熱量を小さくすること、または、被覆後の表面温度を露点温度（空気中の水蒸気が水になり始める温度）以上とし、表面に結露を生じさせないこと

JIS本文は有料で、確認していない。上の定義は、同レポートが引いたものによる。表面に結露を生じさせないこと（防露）は、保冷の定義の後半にあたる（当サイトの整理）。

環境省の資料も、断熱材のない配管は表面からの放熱損失が大きく、蒸気配管やバルブ等の断熱を強化すれば、放熱損失や、結露による断熱性能の低下等を防げると説明する。蒸気圧力0.6 MPa（ゲージ圧）、管径80 Aの蒸気配管の未保温部分（1 m×10か所）について、1か所当たりの放熱量を690 Wと想定し、グラスウール保温筒（厚さ30 mm、熱伝導率0.043 W/(m·K)）で90％減（69 W）と試算している（想定値）。

仕様書は、保温・保冷・防露を別の材料名に分けず、3.1.2(1) で「保温材（保冷材及び防露材を含む。）」と一括して呼ぶ。だから仕様書で「保温材」と出てきたら、温かい側だけの話とは限らない。同レポートは、保温の厚さについても、経済性、凍結防止、結露防止、火傷防止などの観点から計算で決めると書く（プラント向けの記述）。熱を逃がさない、だけが目的ではない。

材料の系統 — 空気を閉じ込め、温度と水で選ぶ

なぜ、保温材は熱を通しにくいのか

保温材の中身は、ほとんどが空気だ。ロックウールは、微細な繊維の隙間に大量の空気を含むために断熱する（日本ロックウール工業会）。発泡プラスチックは、内部が独立した微細な気泡でできている（技術レポート）。空気は熱を伝えにくい（熱伝導率の意味は「熱の移動」で扱った）。

すると、弱点も決まる。空気が水に置き換わると熱が通る。熱で潰れたり溶けたりして、空気の層が失われると断熱が落ちる（当サイトの整理）。この2つが、材料選びの物差しになる。1つ目は水への強さ、2つ目は使用温度の上限だ。

繊維系 — ロックウールとグラスウール

ロックウールは、高炉スラグや玄武岩などの鉱物を溶かして繊維にしたもの。グラスウールは、ガラスを溶かして繊維にしたものだ（技術レポート）。

上限の目安は熱間収縮温度で測る。日本建築総合試験所の説明では、試験体に一定のおもりを載せて加熱し、厚さの収縮率が10％になる温度で、高温で使う設備を設計するときの、最高使用温度の目安になる。技術レポートの表では、ロックウールが400〜650℃、グラスウールが250〜400℃で、ロックウールのほうが高い。ロックウールの規格値（以上）は、日本ロックウール工業会の一覧では製品の形ごとに違い、フェルト400、板・筒・帯・ブランケット600、繊維のままのウール650で、表の幅と整合する。

• 形: 板、筒、帯、フェルト、ブランケット（グラスウールは波形保温板）がある。仕様書は、配管に保温筒、タンクと長方形ダクトに保温板を使い（スパイラルダクトは保温帯）、筒や板が使いにくい箇所には、ロックウールなら帯・フェルト・ブランケット、グラスウールなら帯・波形保温板を使ってよいと書く（表2.3.3の注2・3）
• 号と密度: ロックウールの保温板は、密度で1号（40〜100 kg/m³）、2号（101〜160）、3号（161〜300）に分かれる（日本ロックウール工業会が示すJIS A 9504の区分）。仕様書は、保温板を1号又は2号、保温帯を1号、フェルトを密度40 kg/m³以上、ブランケットを1号とする（保温帯・ブランケットの1号も、同じ一覧で40〜100）。グラスウールの保温板・保温筒・保温帯・波形保温板は「40K以上」とする（表2.3.1。Kの意味は本稿の資料では確認していない）。スパイラルダクト（フランジ部を除く）の保温には、グラスウール保温板32Kも使ってよい（表2.3.4の注7）
• 不燃: ロックウール製品は、国土交通大臣認定の不燃材料だと、日本ロックウール工業会が示す
• 水: 空隙がつながった連通構造で、水が入ると容易に吸水する（技術レポート）

多孔質系 — けい酸カルシウム

けい酸質と石灰質を水熱反応させて作る。1号品が1000℃以下、2号品が650℃以下で使える（技術レポート）。強度が高く、外から踏まれても壊れにくい。一方、柔軟性に乏しく、複雑な形には加工が要り、連通構造なので水を吸う。仕様書では、コージェネレーション装置の排ガス管で、ロックウール保温材の耐熱温度を超える場合に使う材料として出てくる（第3編 2.1.8(7)）。

発泡プラスチック系 — 独立気泡

内部が独立した微細な気泡で、熱伝導率が低く、透湿性と吸水性も低い。「保冷材」として広く使われる（技術レポート）。

• 硬質ウレタンフォーム: −200℃近くまで寸法が安定し、液化天然ガス（LNG、−162℃）の保冷にも使われる。上限は約100℃。仕様書では、たとえば、ユニット形空調機のサンドイッチ構造のケーシングの心材（発泡密度35 kg/m³以上、厚さ18 mm以上。コンパクト形は14 mm以上。第3編 1.7.1.2、1.7.2.2）や、氷蓄熱ユニットのタンクの保温（ポリスチレンフォームでもよい。厚さ30 mm以上。第3編 1.5.7(3)）として出てくる
• ビーズ法ポリスチレンフォーム: いわゆる発泡スチロール。上限は70〜80℃の目安。ポリスチレンフォーム系は、約−50〜70℃の温度域で広く使われ、有機溶剤や石油類に侵されやすく、接着剤や塗料を使うときは、原則として指定の水系又はアルコール系を使う（技術レポート）。表2.3.1の保温板・保温筒は、ビーズ法の3号を指す。仕様書は、A種ビーズ法ポリスチレンフォームに準ずる合成樹脂製の支持受けを、温水温度60℃以下（耐熱仕様は80℃以下）に適用するとも書く（表2.2.14）

数で追う — 水を含むと、熱はどれだけ逃げるのか

繊維系と多孔質系は、水が入ると吸水する。吸水すると、空気が水に置き換わる。水は空気より熱を伝えやすい。では、どれだけか。

技術レポートの図6は、20℃のけい酸カルシウム保温材について、含水率 x（体積％）と熱伝導率 λ の関係を示し、近似直線の式 y＝0.0048x＋0.0561（y が熱伝導率）を添えている。この式を使う。

$\lambda = 0.0561 + 0.0048\,x \quad [\mathrm{W/(m\cdot K)}]$

平板の熱流は、厚さ L、温度差 ΔT のとき q＝λ×ΔT÷L だ（標準的な式。出典資料にはなく、筆者が当てはめた）。厚さと温度差が同じなら、通る熱は λ に比例する。

例題　近似式のとおりとして、含水率0のとき厚さ30 mmで足りた保温が、含水率10％と20％になった。含水率0のときと同じ熱量に抑えるには、厚さは何mm要るか。

1. 近似式で x＝0 の値は λ＝0.0561
2. 10％は λ＝0.0561＋0.0048×10＝0.1041。比は0.1041÷0.0561≒1.86。厚さは 30×1.86≒56 mm
3. 20％は λ＝0.0561＋0.0048×20＝0.1521。比は0.1521÷0.0561≒2.71。厚さは 30×2.71≒81 mm

この倍率は、近似式の上での比だ。図6の点は直線の上下に0.025ほどまで散らばる。含水率0に近い点の実測の λ は約0.04で、直線の切片0.0561より低い（点の値は目盛りからの読み取り）。この実測（0.040〜0.043とみる）を分母、式の値（10％で0.1041、20％で0.1521）を分子にすれば、倍率は10％で約2.4〜2.6倍、20％で約3.5〜3.8倍と、さらに大きい（実測どうしの比ではない）。

濡れた分を、厚さで補おうとすると、近似式の上では、含水率10％で2倍近く、20％で約2.7倍の厚さが要る。しかも、この式はけい酸カルシウムの測定値だ。ロックウールなどに同じ式が当てはまるとは限らない。同レポートは、人造鉱物繊維も、水が入れば断熱が大きく落ちると書くが、同じ式は示していない。

なぜ、冷たい側では水に強い材料が効くのか

技術レポートは、冷たい側では湿気が入りやすいと説明する。常温より低温の機器や配管を保冷するとき、低温側が負圧となるため、外気中の湿分が保冷材の内部へ侵入しやすい。入った水分は内部で結露し、保冷材に吸水されると、断熱性能が落ちる。だから保冷材には、防湿性が高く、水を吸いにくい独立気泡の材料が広く使われる。

冷水・冷温水管の保温には、ア・イ・ウのどれでも、ポリエチレンフィルムの層が入る（表2.3.3。別に、蒸気管・温水管の種別A〜Cはフィルムが入らない）。フィルムの役目は仕様書に書かれていない。湿気を防ぐ層と読める（当サイトの読み）。層の順は、施工管理法の「保温・保冷と防振の施工」で扱う。

仕様書の表を引く — どの対象に、どの材料か

仕様書は、保温材料の欄に、ア＝ロックウール、イ＝グラスウール、ウ＝ポリスチレンフォームの記号を書く（表2.3.2は空調設備、表2.3.5は給排水衛生設備）。ブライン管は、氷点下に冷やした液体を通す管だ（表の温度は−10℃）。仕様書は、氷蓄熱用のブライン管の規格を、表2.2.4で示す（第2編 2.1.2.3(1)）。

表を眺めると、2〜4℃の冷水管、ブライン管、暗渠内・多湿箇所・屋外の給水管はウだけ、煙道や排煙ダクトはアだけ、温水管、低圧蒸気管、冷媒管（断熱材被覆銅管を除く）はア・イ、冷水・冷温水管はア・イ・ウだ。ウだけの欄は先に見た系統の性質と矛盾しないが、冷水・冷温水管はア・イも使えるので、冷たい側がすべてウだけという形ではない。冷媒管の欄は、冷水・冷温水管と同じ種別が並ぶのに、ウがない。仕様書は理由を書いていないので、温度、水、燃えにくさのどれが効いているかは、当サイトの読みにとどまる。

表の外にも、材料に関する決まりがある。

• 防火区画の貫通部: 準耐火構造の防火区画等を貫通する冷水管・冷温水管・給水管・排水管・給湯管の保温は、その貫通する部分をロックウール保温材で行う（表2.3.2・2.3.5の注1）
• 使いにくい箇所の代替: ポリスチレンフォームの筒が使いにくい箇所には、ロックウールの帯・フェルト、グラスウールの帯・波形保温板を使ってよい（表2.3.3の注4）

仕様書の「適用の範囲」

ここまでの表は、仕様書の規定だ。では、その規定は、どの工事にどう効くのか。

• 位置づけ: 仕様書は、国土交通省官庁営繕部及び地方整備局等営繕部が、官庁施設の営繕を実施するための基準として制定したものだ（表紙）。民間工事で使うかどうかは、設計図書の指定による（当サイトの理解）
• 優先順位: 全ての設計図書は相互に補完する。そのうえで相違があるときは、質問回答書、現場説明書、特記仕様、図面、標準仕様書の順で、これにより難い場合は協議による（1.1.1(2)、1.1.8）。標準仕様書は最後で、「特記」は、このうち標準仕様書を除く指定事項を指す（1.1.2(1)）
• 保温工事: 特記の扱いは先に見たとおり（3.1.1(1)）。寒冷地等で厚さの表によれない場合も特記（3.1.6）
• 標準で指定しない対象: 表の空欄で保温を行う場合は、保温の適用、種別及び厚さを特記する（表の注7）。換気用ダクト、外気取入れ用ダクト、ポンプ、送風機なども、保温を行う場合は特記する（3.1.4.1(3)）

現場とつなぐ — 電気設備工事編にも、ロックウールが出てくる

公共建築工事標準仕様書（電気設備工事編）令和7年版にも、次の規定がある。

• 防火区画等の貫通（第2編 2.1.10(1)）: 金属管が防火区画等を貫通する場合、金属管と壁等との隙間に、モルタル、耐熱シール材等の不燃材料を充てんするか、ロックウール保温材を充てんして標準厚さ1.6 mm以上の鋼板で押さえるか、ロックウール保温材を充てんしてモルタルで押さえる
• 発電設備の排気管（第5編 2.1.7.5(4)）: 屋内部分の排気管の断熱は、ロックウール等を使い、厚さは、特記がなければ75 mm以上とする。鉄線で固定し、溶融亜鉛めっき鋼板又は塗装溶融亜鉛めっき鋼板で巻き仕上げる
• 発電設備の温水・蒸気配管（第5編 2.1.7.1(17)）: 保温処理を施し、保温材の種類、厚さ及び施工は、機械設備工事編の保温工事による

電気設備工事編が、機械設備工事編の保温工事を呼ぶ形だ。

もう1つ、古い設備の改修では、保温材が石綿を含むことがある。環境再生保全機構は、石綿含有保温材が、化学プラントやボイラーの本体、配管の保温に使われてきたと説明する。改修や撤去の前の事前調査の制度は、サイトのガイド「電気設備の改修・解体と石綿事前調査」にある（本稿の根拠にはしていない）。

試験での出方とワナ

令和8年度の問題Aには、保温及び保冷に関する記述のうち、適当でないものを選ぶ4択（No.40）があった。問題Aの No.38〜44は全問解答の必須問題で、この主題は、全員が解く範囲に入る。主題は、保温材の種類ごとの区分、用途、使用温度、水への強さだ。

解き方は3つ。

1. 主語（材料名）に線を引く。ロックウールか、グラスウールか、ポリスチレンフォームか
2. 比べる軸を決める。上限の温度か、水への強さか、用途か
3. 系統から引く。繊維系は高温側で水に弱い。発泡プラスチック系は低温側で水に強く、熱に弱い

間違えやすいのは、比較の向き（どちらが高いか）と、用途（どの材料をどこに使うか）だと考えられる（当サイトの想定。受験者の誤答の統計は確認していない）。

冒頭の問いの答え合わせ

温水管の材料欄はア・イ、冷水管（2〜4℃）の欄はウだけだった。仕様書は理由を書いていないが、材料の側から読める。冷たい側は、外気の湿分が入って結露しやすい。繊維系は吸水すると断熱が大きく落ちる（けい酸カルシウムの近似式の上では、含水率10％で、通る熱は約1.9倍）。独立気泡のポリスチレンフォームは、吸水しにくい。2〜4℃の冷水管でウだけが残る理由は、このように読める（当サイトの読み）。冷水・冷温水管でア・イも使える点と、冷媒管（断熱材被覆銅管を除く）の欄がア・イである点は、これだけでは説明できない。

煙道や排煙ダクトの欄はアだけ。ロックウールは、上限の目安が繊維系で高く、国土交通大臣認定の不燃材料だ（グラスウールの不燃性は、本稿の資料では確認していない）。これも、仕様書が理由を書いていない当サイトの読みだ。

材料を分けるのは、温度、水、燃えにくさのどれか1つではなく、使う場所ごとに重なっている、と読める（当サイトの読み）。名前を見たら、系統、上限、水への強さの3つを引く。それができれば、初見の4択でも、食い違う1つを選べる。

次の問い

材料が決まった。では、どう巻くのか。機械室の冷水・冷温水管は、ロックウール・グラスウールの保温筒なら、保温筒の外に、鉄線、ポリエチレンフィルム、原紙、アルミガラスクロスの順に重ねる（ポリスチレンフォームなら、鉄線の代わりに粘着テープで、原紙は入らない）。ところが冷水タンクでは、フィルムが鉄線より先に来る。この順の違いは、どこから来るのか。巻く順、継目の数字、貫通部、そして防振を、施工管理法のトピック「保温・保冷と防振の施工」で追う。