ガルバリウム鋼板のメリット・デメリット

ガルバリウム鋼板という錆に強い金属板を家の屋根や外壁として使用する事例が多くなっています。
建築家が好んで使うことが増えており、ガルバリウム鋼板のもつ独特のデザイン性から採用されることが増えています。
 
ただし、それ以外にもガルバリウム鋼板への過度な性能期待も背景として存在するのではないかと考えられるため、
今回はガルバリウム鋼板のもつ特性などについて、メリット・デメリット含めて検証してみたいと思います。

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よく耳にするガルバリウム鋼板への性能期待

インターネット上には下記のようなガルバリウム鋼板に対する性能期待をよく見かけます。

●ガルバリウム鋼板は錆びないからメンテナンスフリー!(メンテナンスの必要なし)

●耐用年数が長いのでガルバリウム鋼板で建てれば長寿命住宅!

●ガルバリウム鋼板の外壁は断熱が高いので屋根や外壁に使えば断熱性が上がる。

●ガルバリウム鋼板の屋根や外壁は軽いので耐震性が高い。

 
 
確かに、ガルバリウム鋼板は総体的に優れている外装材だと思います。
ただし、上記の性能期待は少し盛りすぎな感が否めません。

例えば、ガルバリウム鋼板は錆びますし、耐用年数は半永久ではなく、10~20年程度であり、メンテナンスフリーでは全くありません。

また、断熱性能が上がるというのも間違です。透湿性の無いガルバリウム鋼板を外装材として使う場合は、必ず通気層を併用するので断熱性能が上がることはありません。(断熱性能は通気層より室内側のみ有効なため)

などなど、明らかに間違えているものも散見されます。
インターネットの情報や、間違った営業トークに惑わされないためにも、正しいガルバリウム鋼板の機能を整理してみたいと思います。

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ガルバリウム鋼板とは?

ガルバリウム鋼板を販売しているメーカーの紹介では以下の通りとなっています。

ガルバリウム鋼板は、アルミニウム55%、亜鉛43.4%、シリコン1.6%から成る、アルミ亜鉛合金めっき鋼板です。

アルミニウムの特徴である耐食性、加工性、耐熱性、熱反射性と、亜鉛の特徴である犠牲防食機能により、従来の鋼板よりも、さらに耐久性に優れ、あらゆる用途に対応できる画期的な鋼板です。

引用:日鉄住金鋼板株式会社
http://www.nisc-s.co.jp/products/plating/02/

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ガルバリウム鋼板の歴史

ガルバリウム鋼板がいかに画期的な鋼板かを知るためには、まずは鋼板建材の歴史から見てみましょう。

金属鋼板の建材利用の歴史は古く、有名なのは江戸時代から始まった城・神社仏閣などで目にする銅瓦ですが、高級品すぎて一般的には普及はしませんでした。

次に登場したのが、1700年代に「錫(スズ)めっき鋼板」通称「ブリキ」です。

鋼板(薄い鉄板)は安価で入手しやすい上に、加工もしやすいので使い勝手のよい素材です。
しかしながら、屋外や湿気の多い場所での使用の場合、錆や腐食の問題が付きまとうため、素材のままでは使用が難しい素材ともいえます。

そこで、使い勝手のよい鋼板の表面に耐食性の高い金属でコーティングすることで、欠点であった耐食性・耐久性を改善する表面処理鋼板(めっき鋼板)が開発されました。

初期のめっき鋼板の代表は「ブリキ」(錫めっき鋼板)です。「ブリキ」は錆に弱い鋼板に錆に強い錫(スズ)をメキしためっき鋼板であり、そのメリットとしては、スズのもたらす優れた水分耐食性や、溶接や半田に適している加工性のよさです。

また、仕上げの塗装の色乗りの良さ、独特の金属光沢の醸し出す美観の高さから「ブリキ」のおもちゃなどに代表される高いデザイン性も兼ね備えています。

一方デメリットとしては、耐久性の低さがあります。柔らかいスズでメッキしているため、傷がつきやすく、一度傷がついて鋼板がむき出しになるとそこから一気に錆びてしまいます。

また、スズはやや高級な金属のため、コストが高いということもデメリットといえます。そのため、やはり建材としては広く普及しませんでした。

その後、建材として一般的に普及した鋼材は、「溶融亜鉛めっき鋼板」通称「トタン」です。

鋼板の耐食性を向上させるためのメッキ法の中でも、耐食性や加工性、亜鉛のコスパの高さなどの理由から、鋼板に限らず幅広く産業・工業用途として普及しました。

トタンが建材として普及した最大の理由は、「犠牲防食」にあります。
犠牲防食とは、例えば亜鉛めっき層を突き抜けるような傷やピンホールがついても、「ブリキ」と異なり、鋼板の前に亜鉛が溶け出して腐食することで、傷が深くとも鋼板の錆の進行を遅らせることができます。だからこそ厳しい外部環境にさらされる外装建材として普及することができたのです。

ただし、高い耐食性を発揮するのは中性の場合であり、酸性、アルカリ性いずれかにPHが流れていくと、亜鉛の腐食速度が速まる傾向にあります。
そのため、溶融亜鉛メッキの標準的な耐用年数は決して高いものではありませんでした。(具体的には以下の通り)

使用環境 推定耐用年数
重工業地帯 1~2年
工業地帯 3~4年
都市地帯 7~9年
海岸地帯 6~10年
田園地帯 10~12年

※板厚0.30mmが待機暴露で錆により破壊される期間

特に1960年代から世界中で酸性雨が社会問題化することで、この「トタン」の酸性雨に対する脆弱性が注目されるようになり、1972年にアメリカで「ガルバリウム鋼板」が開発されました。

ガルバリウム鋼板は条件にもよりますが、「トタン」に比べると、約3~6倍の耐久性を発揮します。「ガルバリウム鋼板」の開発元のベスレヘム・スチール社によると、耐用年数は都市で用いた場合おおよそ25年、塩害のある地域でもおおよそ15年の耐用年数を持つとされています。

当然、耐用年数は、設置条件によって異なりますが、「トタン」の中でも耐食性に定評のある溶融亜鉛めっき鋼板の寿命が都市地帯で、おおよそ7~9年、海岸地帯で6~10年であることから比べると、耐久性約25年、海岸部でも15年というのはめっき鋼板の中では非常に耐久性の高いクラスであることが分かります。

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ガルバリウムはなぜ耐久性が高いのか?

めっき鋼板は耐食性に優れた薄い保護膜にて基材となる鋼板を錆びから守ります。

つまり、この薄い保護膜の防食性が失わると鋼板の耐食性も失われるため、めっき鋼板の耐久性は表面めっき層に依存していると考えることができます。

そして、ガルバリウム鋼板の表面めっき層は、亜鉛とアルミニウムが混合した構成であり、この表面めっき層にガルバリウム鋼板の類まれなる防錆性能の秘密があります。

錆を防ぐ「犠牲防食」と「不動態皮膜」

ガルバリウム鋼板の耐食性は、亜鉛の持つ「犠牲防食」とアルミの「不動態皮膜」を合わせたハイブリッド式です。

「犠牲防食」とは、鉄を主成分とする錆に弱い鋼板よりもさらにイオン化傾向の高い(碑な金属)、錆びやすい金属で被膜することにより、鉄よりも先に溶けだして表面を覆うことで、文字通り「犠牲」となって鋼板の錆を遅らせる機能。この犠牲防食の機能をもつ(鉄よりも卑な金属)としては亜鉛が良いのは前記の通りです。

「不動態皮膜」とは、金属の表面、空気と接する部分に瞬時に酸化物の薄い皮膜ができる現象です。代表的な不導態としてはステンレスが有名ですね。
鋼板には耐食性の高い効果のある皮膜ができないため、アルミ合金の表面に発生する不動態皮膜を耐食性を高めるために利用したのがアルミめっき鋼板です。

そして、ガルバリウム鋼板はアルミ55%、亜鉛43.4%と、両者共に多く含むめっき層であるために、犠牲防食では亜鉛めっき鋼板、不導体被膜ではアルミめっき鋼板に劣るものの、「犠牲防食」と「不動態皮膜」が相乗効果を出すことで、極めて高い耐用年数と耐久性を実現しためっき鋼板なのです。

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ガルバリウム鋼板の建材利用のメリット

多機能なガルバリウム鋼板なだけに、外装建材としての利用は増加しているように思います。ここでは、具体的なメリットを検証してみます。

1.錆びに強い

金属系サイディングの中でも、ガルバリウム鋼板は金属で出来ているにもかかわらず非常に錆びにくいです。建材における錆びは、美観を大きく損なうために看過できません。その為、錆びが起こりにくいというのは金属系外装材として非常に優位性があります。(錆に強いとはいえ、絶対に錆びない訳ではありません)

2.長期耐久性が高い

亜鉛めっき鋼板の犠牲防食機能とアルミめっき鋼板の長期耐久性を合わせ持つため、特に酸性雨に強い。例えば、海岸地域でトタンと比較して3~6倍の寿命が期待できます。トタンの場合だと5~10年程度だったところが、ガルバリウム鋼板の場合、10年~20年と長寿命化しています。(メンテナンスフリーと誤解している方が多いですが、そこまで強い素材ではありません)

3.軽いので耐震性が高い

「金属なのになぜ軽いの?」とお考えの方もいらっしゃるかもしれませんが、ガルバリウム鋼板は非常に薄い板(薄さ1~3mmほど)のため、サイディングなどと比較しても、ガルバリウム鋼板は圧倒的に軽くて丈夫、地震に強い外装材なのです。

4.高いデザイン性

薄くて着色性が高いのがガルバリウムの特徴です。その薄さからソリットな印象を持たせやすいために建築家によって多様されています。また、黒などの他の建材では実現しにくい暗色カラーが存在しており、印象的な外観を演出できます。(5高い熱反射率,6高い耐熱性の合わせ技で、黒色が選択可能となっています。)

5.熱反射率に優れる

トタンと比較して、太陽熱の日射熱反射率が高く、特に夏季には表面温度・屋内温度を抑制することができます。

6.耐熱性が高い

めっき層中のアルミニウム含有率が、質量比で55%、容積比で80%と高い。そのため、アルミめっき鋼板に近い耐熱性を持っています。

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ガルバリウム鋼板のデメリット

ガルバリウム鋼板の外装建材利用は、メリットばかりではありません。
ここでは、具体的なデメリットを検証してみます。

1.初期費用(イニシャルコスト)が高め

ガルバリウム鋼板は、施工費がほかの外装材と比較して若干高めです。

ガルバリウム鋼板の外壁や屋根は、実は割とデリケートな建材です。例えば、施工時には他の金属と接触させないように気をつけたり(他の金属に接触すると錆びやすい性質を持っています)、湿気を全く通さない為、別途湿気を逃がす工夫が必要だったりと、施工に注意が必要為、その分施工コストが高くつきやすいと言えます。

また、後項で詳しく説明しますが、ガルバリウム鋼板の屋根だと雨音が伝わりやすいので、別途防音対策などでさらに費用が発生する場合があります。

2.メンテ費用(ランニングコスト)が高め

「ガルバリウムはメンテナンスフリーです」という工務店がいますが、完全に間違いです。(嘘もしくは無知なのか?)

そもそも、メンテナンスフリーという外壁材は存在しません。かならずメンテナンスは必要で、素材によって必要メンテナンス頻度が異なるだけです。もちろん、耐久性が高いとはいえ、ガルバリウム鋼板であっても、定期的にメンテナンスを行う必要があります。(10年~20年でメーカーや素材によって異なる)

また、ガルバリウム鋼板はその特性上、汚れなどが付着しづらいため、塗装乗りも悪くなります。経験値の浅い業者がガルバリウム鋼板の塗装を行う場合、塗料の定着が甘くなることがあり、わずか数年で剥がれ落ちることがあります。

このように、ガルバリウム鋼板の再塗装は難易度が高いので、これもコストアップの要因となります。

3.見た目にが安っぽい?

ガルバリウム鋼板の外装材の見た目は好みが分かれるようです。「かっこいい」という人もいれば「トタンみたいで安っぽい」「倉庫見たい」という人もいます。私見ですが、ガルバリウム鋼板は好き嫌いが分かれる部類の外装材だと感じます。(個人的にはシュッとしていてかっこいいと思いますが。)

4.錆びにくいが錆びないわけではない

メリットの一番で「錆に強い」と言いましたが、全く錆びないという事ではありません。特に塩害に弱いので、海に近い地域では特に注意が必要です。
前記の歴史からもわかるように、ガルバリウム鋼板はトタンの進化形と考えれば錆びるという現象も理解できるのではないでしょうか。

5.メーカー保証がシビア

ガルバリウム鋼板は非常に高い耐久性がウリであり、製造メーカーも10年~15年の錆びや穴あきへの保証をつけております。ところが、この保証の前提条件がやや厳しい場合があり、注意が必要です。

台風、強風などによる破壊、や物が飛んできて材料を傷つけるなど不慮の事故によるものや、施工会社の瑕疵によるものが原因での塗膜の剥がれ、劣化なども保証の対象外です。

最も厳しいのが、現場加工した場合は保証対象外になるという条件。ガルバリウム鋼板の耐久性は表面めっき層によるものなので、切断などの現場加工をしてしまうと、切断面にはメッキが施されていないために、防さび効果が無くなってしまうからです。この現場加工不可という条件は、建設現場としてはやや厳しいと言えます。

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そう、ガルバリウム鋼板といえども錆びます!

錆びにくいとはいえ、錆びないわけではないので、ガルバリウム鋼板も必ず錆びます。そのため、メンテナンスフリーというのは完全に間違いです。

ということで、ガルバリウム鋼板の代表的な劣化について考察します。

●赤錆び

表面の傷から鋼板が錆びる現象が「赤錆び」です。

赤錆びはガルバリウム鋼板に深い傷ついた場所で発生する錆びです。外壁に傷が入らなければ基本的に発生しません。

しかし、外装材として使用するからには、モノが倒れたり、車に当たった石が飛んできたりと、日常生活中に必ずといってよいほど表面を傷つけてしまうことがあります。そもそも、施工中に傷がつくことも多いので、ガルバリウム鋼板の外壁などは特に施工中の養生などに神経を使う必要があります。(コストアップ要因)

●白錆び

潮風が吹く海岸周辺や、高温多湿地域で発生するのが白錆びです。

白い無数の斑点が表面に発生する現象で、表面めっき層に含有した亜鉛が酸化して表面に出てきたものです。シュッとした印象のガルバリウム鋼板にとっては、美観的には看過できない厳しい現象と言えます。

また、高温多湿な部位で発生するため、庇の下や、北側の軒天など日当たりが悪く、一度濡れると乾きにくい場所に白さびは発生しやすくなります。この白錆び対策として、ガルバリウム鋼板を外壁に使う場合は、軒の出の無いシャープな外観にする場合が多いのですが、軒の出を削除した結果、白錆び対策となる反面、雨仕舞い(雨漏りのリスク)は向上してしまうため、雨仕舞に対する高い知識と、高い施工精度が要求されます。
(雨漏りの無い軒ゼロ住宅を作るには、相当な経験と対策コストが必要となります。)

●他の建材による電蝕

異なる種類の金属どうしが接触すると、一方の金属で接触した部分腐食が発生する場合があります。これを「異種金属接触腐食」(以下電蝕)と言います。

もう少し電気化学的に追加説明しますと、電位の違う二つの金属が接触すると、卑な金属はイオン化(腐食)が助長され、貴な金属はイオン化が抑制されます。要するに、接触するだけで錆びるのが「電食」です。ガルバリウム鋼板は、電蝕を起こしやすい金属板のため、釘や金物などの金属製品には注意が必要です。

また、ガルバリウム鋼板は金属以外でも木材とも接触腐食を起こします。これは木材の中に含まれる木酢液という酢酸の一種がガルバリウム鋼板を腐食させてしまいます。このように、家の周りで金属製品を使いづらいため、ガルバリウム鋼板はデリケートで扱いづらい外壁材という面もあります。

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ガルバリウム鋼板のメンテナンス方法

5章でも述べた通り、ガルバリウム鋼板もメンテナンスを怠った場合には錆びます。

「ガルバリウム鋼板はメンテナンスフリー(メンテ不要)!」というのは真っ赤な嘘、もしくは業者の無知から来る間違いです。

では、正しいメンテナンス方法とはどのようなものかを解説いたします。

日常的なメンテナンス方法としては、定期的に水で洗い流しを行う必要があります。一般的には年に1~2回程度の頻度で晴れた日に全体的に水をかけるだけです。特にブラシでこすったりする必要はありません。
特に重点的に水かけしてほしいのは、普段あまり雨がかからない軒下やバルコニー下などの部分です。普段雨がかかりにくい場所は、雨で流されない分汚れが付着し続け易いため、ガルバリウム鋼板を錆びさせる成分が付着していることがあり、白錆びの原因となりやすいからです。ただし、高圧洗浄機で洗浄してしまうと水圧によって金属の隙間から漏水してしまうことがあるため、高圧洗浄は使ってはいけません。

また、海の近くや川の近くなどの地域や、軒の出が少ない場合は、塩害や酸性雨の影響を受けるので、1~2か月に1回程度に水かけの頻度を上げる必要があります。

上記の水かけメンテは、白錆び防止のためのメンテナンス方法です。別途、赤さびは表面のメッキ層を保護するための定期的なガルバリウム専用の塗膜補修が必要となります。(10~20年毎の塗り替え頻度)

ということで、ガルバリウム鋼板はメンテナンスフリーだから使いたいという方、ガルバリウム鋼板はむしろメンテナンス多い外壁材につき、この外壁材はお勧め致しません。

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まとめ

ガルバリウム鋼板は、バランスの良い良質な外装材ですが、メンテナンスフリーというのは言い過ぎで、実際には10~20年毎に、塗り替えなどの大規模メンテナンスが必要となります。また、施工時の初期コストや大規模修繕時のメンテナンスコストなどは他の外装材と比較してもやや高め。

将来のメンテナンスコストが低いという噂をうのみにして、耐久性を期待したり、長寿命住宅のメンテコストの低下を目的としてガルバリウム鋼板を選択するのは、リスクがある選択なのではないかと考えられます。

ただし、その軽さから高い耐震性能と、ミニマルな高いデザインを実現できます。また、黒色などのインパクトのあるデザインが実現できるため、十分に検討する価値のある外装材ではないでしょうか。

因みに、ウェルネストホームでは屋根材として、ガルバリウム鋼板にさらにマグネシウムを添加し、耐久性を3倍超高めた高耐久ガルバリウム鋼板「エスジーエル」を標準仕様としています。

エスジーエルのメッキ構造は、ガルバリウム鋼板の高耐食性をさらに進化させ、「三次元網目構造」を維持しながら、約2%のマグネシウムを亜鉛リッチ相と共存させることで、さらに緻密な亜鉛酸化被膜を形成しています。エスジーエルでは、腐食が始まるとマグネシウムの効果により亜鉛の酸化被膜がより水に溶けにくい緻密な保護被膜となり腐食を抑制することで、軒下環境での切断端面部など厳しい腐食条件で耐食性を発揮します。

ちょっと難しいですね・・・。

ザックリ言えば、3倍以上耐久性の高い高耐久ガルバリウム鋼板を使用した金属屋根なので、メーカー保証もなんと25年つきます。
(普通のガルバリウム鋼板は10年)20年以上住むのであれば、ライフサイクルコストが最も安くなるお勧めの屋根材です。

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この記事を書いた人

今泉太爾
一般社団法人 日本エネルギーパス協会 代表理事 / 住宅の省エネ・快適性などに関する専門家。その他住宅に関する幅広い知見を持つ。国土交通省や長野県など、中央官庁や地方自治体の環境・住宅政策の専門委員を歴任。

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