大成建設技術センター報 第 41 号(2008)

高性能段ボール製空調エコダクトの開発

生天目 泰＊１・森田 深雪＊１・松尾 秀信＊2・山崎 章＊2・古田 拓＊3・川上 仁＊3

Keywords : Corrugated fiberboard duct, Carbon dioxide emission 段ボール製ダクト，CO2排出量削減，

1. はじめに

現在，換気及び空気調和に用いられるダクトの多く

は，亜鉛メッキ鋼板を材料として作られている。さら

に，結露防止のためにグラスウールなどの保温材を付

加して使用される場合もある。また保温機能が一体化

されたダクトが提案されているが，日本国内で使われ

ているのはグラスウールダクトと保温フレキシブルダ

クトである。

一方，包装材料に使用される段ボールは，軽量でか

つ中空構造がもたらす断熱性を活かして建材分野にお

いても広く利用されている。例えば，壁または屋根用

の断熱ボード，ふすまや畳の芯材，特異な例では自動

車の内装材料などとして使用されている。この段ボー

ルをダクト用材料として利用するアイディアは古くか

らあり，1970 年代には特許等1)2)が出願されている。し

かし，不燃性の付与とコスト面から実際に使用された

例は少ない。

写真－1 空調エコダクト

Photo 1 Corrugated fiberboard HVAC duct

地球温暖化防止や資源の有効利用など環境問題への

意識が高まる中で，建築物においても環境に配慮した

建材を使用することが求められている。段ボールは古

紙の使用率が 90％を超えており，建材へ適用するうえ

で資源の有効利用となる優れた材料と考えられる。

2. 段ボールダクトについて

材料は，厚さ 8mm の段ボールと厚さ 20μm のアルミ

ニウム箔で構成されている。このダクトの単位重量は

約 1kg/㎡であり，従来の鋼板製ダクトと比べて約 5 分

の 1 である。

写真－2 両面アルミニウム箔貼り段ボール

Photo2 The fiberboard base material and an aluminum surface

53

8

アルミニウム箔

板紙（ライナ）

板紙（中芯）

図－1 両面アルミニウム箔貼り段ボールの断面図

Fig.1 Section of the fiberboard base material and an aluminum surface ＊１ 技術センター建築技術開発部建築生産技術開発室

＊２ ㈱栗本鐵工所 ＊３ レンゴー㈱

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大成建設技術センター報 第 41 号(2008)

本ダクト材料は，工場で所定寸法の材料の四辺をア

ルミテープでシールして防湿性を持たせ，折り曲げの

為の罫線と組立て形状保持のためのピン穴を加工して

いる。建築現場には平板の状態で搬入し，施工直前に

矩形状に組立てる。組立て作業は標準化されており，

特別な道具や技術がなくても組立てることが出来る。

3. 環境負荷の評価

今回はダクト本体を構成する材料についての環境負

荷を評価する方法としてCO2排出量を算出・比較するこ

とで，環境負荷の評価を行った。CO2排出量はLCAデー

タベース3) に基づき算出した。算出結果を図-2 に示す。

生産時のCO2排出量は鋼板製ダクトが 7.65 ㎏-CO2/㎡，

段ボール製ダクトが 1.94 ㎏-CO2/㎡と約 1/4 となった。

このことから，再生材であり単位面積あたりのCO2排出

量の小さい段ボールダクトは，地球温暖化防止や資源

の有効利用などにより環境負荷低減が期待できる。

鋼板製ダクト 空調エコダクト

ダクト用鋼板　76％

グラスウール　18％

アルミニウム　 6％

段ボール　　48％

アルミニウム箔　52％

7.65㎏-CO2／㎡

75％削減

1.94㎏-CO2／㎡

図－2 二酸化炭素排出量の比較

Fig.2 The amout of CO2 emission compared with steel duct

また，本ダクトを構成する段ボールとアルミニウム

箔の古紙利用率は約 75％であり，グリーンマーク表示

製品として承認されている。

4. 性能試験

4.1 概要

ダクトとしての性能確認を行なうため，圧力による

変形，空気漏洩量，結露，水分の透過について試験を

行った。試験に使用したダクトは，ダクト内寸法が

300mm×300mm で長さが 1500mm の矩形状である。

4.2 圧力による変形

試験方法はダクトの新標準仕様4)に従い，加圧試験の

範囲は常用圧力の 6 倍（制限圧力の 3 倍）について実

施し，図-3 の結果が得られた。今回の試験結果では，

常用圧力範囲での変形量は 0.5％以下，制限圧力範囲

では 1.0％以下，常用圧力の 6 倍である 3000Pa時でも

2.5％以下の結果が得られた。

指針では変形量はダクト幅の 3％以下にすることが

求められることから，実用範囲内での使用に支障がな

いことが確認できた。

0.0％

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0.5％

1.0％

1.5％

2.0％

2.5％

3.0％

変形量［b/W］

静圧［Pa］

コルエアダクト　□600×600

コルエアダクト　□300×300

常用範囲

図－3 圧力変形試験結果

Fig.3 Results of modified pressure test

4.3 空気漏れ量

本ダクトの空気漏れ量は非常に微少であったため，

一般的な漏洩試験ではその漏れ量を測定することが出

来なかった。そこで今回は，ダクト内に圧縮空気を詰

めて密封し，圧力の低下速度を計測することにより漏

れ量を求めることとした。その結果を図-4 および図-5

に示す。

合わせ目からの漏れ量は低圧ダクトの制限空気漏れ

量の約 1％程度，接続部からの漏れ量は低圧ダクトの

制限空気漏れ量の約 50％程度となった（100Pa 時）。

これにより従来の鋼板製ダクトに比べ漏れ量が少な

い結果が得られた。

0.01

0.1

1

10

100

1000

10 100 1000

ダクト内静圧［Pa］

漏洩

量［m

3/h・

m］

測定値

低圧ダクトの制限空気漏れ量

高圧ダクトの制限空気漏れ量

図－4 漏洩試験結果(1)（ダクト合わせ目 － 流れ方向）

Fig.4 Results of leak test(1)

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1

10

100

1000

10 100 1000 10000

ダクト内静圧［Pa］

漏洩量［m

3/h・m］

測定値

低圧ダクトの制限空気漏れ量

高圧ダクトの制限空気漏れ量

図－5 漏洩試験結果(2)（ダクト接続部 － 周方向）

Fig.5 Results of leak test(2) 4.4 結露

結露試験においては，2 台の環境試験器を用いて送

風温度とダクト周囲の温湿度を制御し，ダクト表面に

結露が発生する条件を調べた。試験写真を写真-3 に，

試験結果を表-1 に示す。ここでは周囲温度 28℃で湿度

が 60％RH と 70％RH の 2 条件について示す。それぞれ

送風温度 11.6℃，16.3℃まで結露の発生は見られなか

った。

さらに，ダクト周囲で継続的に結露が発生する条件

で試験を行い，1 日経過させたダクトを分解して水分

の浸透を調べたが結露による影響は見られなかった。

表－1 結露試験結果

Table1 Results of vapor condensation test

雰囲気条件 給気条件

温度 湿度 送風温度 番号

℃ ％RH ℃

観測結果

1 11.6 結露無し

2 28.0 60

11.2 一部に結露有り

3 16.3 結露無し

4 28.0 70

14.7 一部に結露有り

写真－3 結露試験風景

Photo3 Vapor condensation test

4.5 透湿度

通常段ボールは水分の増加とともに強度低下を引き

起こす。本材料は不燃性を付与するためにアルミニウ

ム箔を貼っていることから高い防湿性を有している。

この防湿性を確認するために材料を透過する水分量を，

「JIS Z 0208：防湿包装材料の透湿度試験方法（カッ

プ法）」に基づいて計測した。その結果を表-2 に示す。

通常の段ボールでは 2000 g/m2・24h以上の透湿度が

あるが，本材料では測定範囲以下となっており，多湿

環境下にあってもアルミニウム箔を通した基材への透

湿はほとんどないと推測される。

表－2 透湿度試験結果

Table2 Results of moisture permeance test 単位：ｇ/㎡･24h

番号 試験体名 試験結果

1 段ボール（通常品） 2000 以上

2 防水段ボール 133

3 空調換気ダクト用

アルミニウム箔貼りダンボール 0

5. 部材の開発と展開

ダクトの施工においては，様々な形状のダクトが必要

となる。基材の加工・接続方法を新たに考案し，直管

だけでなく S 字部材，分岐部材など，様々な部材を提

供することができた。写真-4 に各種部材を示す。

S 字部材 曲がり部材 絞り部材

分岐部材 複層化ダクト

写真-4 製品ラインナップ

Photo4 Variety of duct

また，ダクトとしての性能が確立した事により，多

くの物件へ提案し展開を行っている。表－3 に 2008 年

7 月までの採用物件一覧を示す。また，写真－5～7 に

施工状況を示す。

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表－3 施工物件一覧表（2008 年 7 月現在）

Table3 list of construct

1 レンゴー京都工場 事務所棟

2 大成札幌ビル

3 レンゴー葛飾工場

4 レンゴー京都工場 工場棟

5 セッツカートン宇都宮工場

6 大成建設技術センター

7 サッポロファクトリー

8 レンゴー尼崎工場

9 栗本鐵工所創造技術研究所

10 神戸三田プレミアムアウトレット

11 住友生命勝どきビル

12 モリタ三田工場(写真-5)

13 ダイヤモンドシティ名取(写真-6)

14 安田女子大

15 北海道大学

16 トヨタ花本プロジェクト

17 京セラミタ R&D センター

18 帯広老健施設

19 豊田細谷町マンション

20 INA 研究所

21 ダイキン堺工場

22 神田外語大学７号館(写真-7)

写真－5 施工状況（モリタ三田工場）

Photo5 State of construct(MORITA factory at Sanda)

写真－6 施工状況（ダイヤモンドシティ名取）

Photo6 State of construct(Diamond City at Natori)

写真－7 施工状況（神田外語大学 7 号館） Photo7 State of construct

(Kanda University of International Studies)

6. おわりに

段ボールを基材とした空調用ダクトを開発し，環境

負荷の比較・評価，諸性能についての試験，および施

工事例についての報告をした。

本ダクトは，圧力による変形や空気漏洩量について

ダクトに求められる性能を満たしていることが確認で

きた。また，一般空調の結露防止性能を備えているこ

とが明らかになった。一方，環境負荷の評価では，従

来の鋼板製ダクトのCO2排出量の約 3 割と大幅に削減で

きることがわかった。さらに，材料の輸送及び施工性

においても軽量であり，梱包形状がコンパクトである

ことから，従来の鋼板製ダクトよりも効率化が図れる

ことがわかった。

参 考 文 献

1）平林茂広ほか；ダンボール積層板製ダクトの組立方法,

公開特許公報 昭 48 93145

2）高岡龍太；空調用段ボールダクト, 実用新案出願公告

昭 48-9694

3）(社)日本建築学会 地球環境委員会編；一般建築物用

ＬＣＡツール Ver4.01,2006

4）(社）空気調和・衛生工学会編；ダクトの新標準仕様・技

術指針・同解説,1993

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