薪ストーブの暖かさを語るとき、輻射熱という言葉がよく使われます。熱が光の仲間として空間をまっすぐ進み、体や壁を直接温める仕組みです。その物理は「輻射熱という熱の届け方」で詳しくご紹介しました。
この読みもので扱うのは、その先の話です。ストーブの本体を出た熱は、部屋の中をどう進み、隣の部屋や二階へどうつながっていくのか。熱の通り道を知ると、ストーブの置き場所や間取りの考え方が、ずいぶん見通しやすくなります。
一台のストーブは、二つの形で熱を出します
火の入ったストーブの表面は、数百度に達します。この熱い面からは、まず輻射の熱がまっすぐ四方へ放たれます。もう一つは、本体に触れた空気が温められ、軽くなって上へ昇っていく流れです。これが対流で、温まった空気が部屋を巡りながら熱を運びます。
どちらの形がどれだけの割合を占めるかは、ストーブの作りで変わります。鋳物や鋼板の箱がむき出しになった構造では、輻射の割合が大きくなります。本体の外側にもう一枚の板を重ね、そのすき間に空気を通す構造では、対流の割合が増えます。輻射式と対流式という分け方と、それぞれの暮らしへの向き不向きは、「輻射式と対流式」にまとめています。
ここで押さえておきたいのは、どのストーブも両方の熱を出しているという点です。違うのは割合で、その割合が、壁との距離や部屋の暖まり方を左右します。
本体を包む、もう一枚の壁
外板を重ねた構造では、床に近いすき間から冷たい空気が入り、本体と外板のあいだで温められて、上から吹き出します。外板そのものは本体ほど熱くならないため、横や後ろへ向かう輻射が弱まります。その分、熱は温風として部屋の上のほうへ運ばれます。
この違いは、可燃物から離す距離に表れます。カナダの薪暖房の専門家による解説では、安全試験を受けていないストーブに用いる目安として、むき出しのストーブは1,200mm、外板に囲まれたストーブは900mmの距離を可燃物からとるよう示されています。外板が、本体と壁のあいだの盾として働くためです。
後付けの遮熱板も、同じ考え方に立っています。輸入元が示すハースストーンのキャッスルトンの承認図では、後方の可燃壁までの距離が390mmですが、純正のリアヒートシールドを付けると230mmまで縮まります。25mm以上の空気層をとって不燃の遮熱板を立てた場合も、同じ最小値が適用されます（キャッスルトンのページに図面の数字を載せています）。ヨツールのF 305のように、コンベクションパネルをオプションで用意している機種もあります。
大切なのは、遮熱板の効き目が板そのものより、背後の空気層から生まれることです。板と壁のあいだを空気が流れることで、熱が壁に届く前に運び去られます。壁にタイルや石を直接貼っただけでは、その下の下地が熱を受け続けます。離す距離は機種ごとに決まっていますので、必ず承認図や取扱説明書の数字に従ってください。
暖かい空気は、まず天井へ向かいます
対流で温められた空気は、軽いので上へ昇ります。ストーブの上から立ちのぼった暖気は天井に沿って広がり、部屋の上のほうに暖かい層をつくります。冷えた空気は重いので床に沿って流れ、ストーブの足元へ戻ってきます。部屋の中では、この大きな循環がゆっくり続いています。
天井が高い部屋や吹き抜けでは、暖かい層が人のいない高さにたまりやすくなります。シーリングファンを弱く回して天井の暖気をかき混ぜると、上下の温度差が小さくなります。床付近が冷える仕組みと対策は、「エアコンで足元が寒い理由」でも取り上げています。
戸口では、上と下で逆向きに空気が流れます
暖かい部屋と寒い部屋を戸口でつなぐと、空気は上と下で反対向きに動きます。戸口の上のほうでは暖かい部屋から寒い部屋へ暖気が流れ出し、下のほうでは寒い部屋の冷気が暖かい部屋へ流れ込みます。暖かい空気が軽く、冷たい空気が重いことから起きる、ごく自然な流れです。
この性質から、隣の部屋へ熱を届けるには、戸口の高さが効いてくることがわかります。天井近くまである開口や、引き戸の上に設けた欄間は、暖気の出口として働きます。一方、戸を閉めれば対流の流れは止まり、輻射は壁で遮られます。ストーブのある部屋だけが暑く、隣が寒いというときは、まず戸口の開け方を見直すと効果が見えやすくなります。
扇風機を使う場合は、暖気を押し出すより、隣の部屋の床にたまった冷気をストーブの部屋へ向けて送るほうが、空気の入れ替わりが進むことがあります。重い冷気が動けば、その分だけ暖気が隣へ流れ込むためです。どちらが効くかは間取りによりますので、低い風量で試してみてください。
階段は、家の中の煙突です
吹き抜けや階段は、暖気を二階へ運ぶ通り道になります。一階のストーブで温まった空気は、階段を煙突のように昇り、二階の廊下や部屋へ広がります。一台のストーブで家全体を暖めたいときは、ストーブと階段の位置関係が大きな意味を持ちます。
ただし、暖気が昇る力は、家の外とのあいだでも働きます。暖かい空気が家の上のほうのすき間から外へ逃げ、その分、下のほうのすき間から冷たい外気が入ってきます。煙突効果と呼ばれる現象で、すき間の多い家ほど、一階の床が冷えやすくなります。断熱と気密を整えることは、ストーブの熱を家の中に長くとどめることにつながります。
二階の個室まで暖めたいときは、暖気の入り口と同じくらい、冷気の戻り道が大切です。戸を閉めた部屋には暖気が入りにくく、入ったとしても、押し出される冷気の行き場がなければ流れは続きません。戸の下にすき間を設ける、欄間や通気口をつくるといった工夫で、空気が一回りする道ができます。
輻射は、見通せる場所に届きます
輻射の熱はまっすぐ進むため、ストーブが見える場所に届き、壁や家具の陰には届きません。L字形の部屋の奥や、間仕切りの向こうは、輻射の恩恵を受けにくい場所です。そうした場所には、対流で運ばれる暖気が頼りになります。
米国ミズーリ大学の普及資料は、薪ストーブには強制的に空気を循環させる仕組みがほとんどないため、選べるのであれば暖めたい範囲の中心近くに置くのがよい、と勧めています。家の中心に置けば、熱は四方へ広がり、外壁に奪われる分も少なくなります。外壁際に置くと、背後の壁が外気に冷やされ、熱の一部がそちらへ向かいます。
実際には、煙突をどこに通せるかで置き場所の候補が絞られます。屋根の形や梁の位置、二階の間取りとの兼ね合いも出てきます。置き場所の検討の進め方は、「どこに置く？目的で決まるプランニング」にまとめました。
炉台と壁は、熱をためる面にもなります
ストーブの下に敷く炉台や、背後の壁に石やれんがを使うと、そこが輻射の熱を受けて温まり、蓄えた熱を時間をかけて部屋へ返します。火が落ちたあとも炉台の石がほのかに暖かいのは、このためです。厚みのある石やれんがほど多くの熱をため、ゆっくり放ちます。
一方で、炉台や背後の壁は、床や壁の可燃物を熱から守る役目も担っています。見た目のための仕上げと、熱を遮る構造は別に考える必要があります。承認図に示された炉台の広さと壁までの距離を満たしたうえで、素材を選んでいくのが安全な順番です。
ストーブの熱は、輻射としてまっすぐに、対流として天井から戸口、階段へと、家の中を巡っていきます。その通り道を思い描きながら置き場所を考えると、一台の火で暖められる範囲は大きく変わります。盛岡のショールームでは、火の入ったストーブのまわりで、熱の届き方を確かめていただけます。
関連するページ：会社概要・ショールーム・薪ストーブのおすすめ・煙突の話。仕組みから手入れまで
参考：試験を受けていないストーブの離隔の目安と遮熱板の考え方はカナダの薪暖房解説サイト（英語）、置き場所の考え方は米国ミズーリ大学の普及資料（英語）による。キャッスルトンの離隔は輸入元の承認図、F 305のオプションは当社機種ページによる。
