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冬に家中暖かい家にするには?/パッシブ設計と高断熱・高気密化

今住んでるアパートは寒すぎるわ~。
はやく暖かい家を建てて引っ越したい。

省エネ住宅の家づくりことでしたら私にお任せください。

な、なんですか急に!?
省エネ省エネって私は寒いのを我慢するのは嫌なんです!

いえいえ、省エネ住宅は決して寒いのを我慢する家ではありません。
省エネ性と快適性を両立させるのが省エネ住宅です。


マエショウが手がける省エネ住宅は、住宅の高性能化パッシブ設計によって省エネ性と快適性を両立させた住宅のことをいいます。
住宅の高性能化パッシブ設計とはどういうものか、本当に24時間家中暖かい家の作り方をこれから説明していきます。

住宅の省エネ化のポイント。

暖かい室温を維持するためには

暖かいのに電気代が安いなんてこと、ほんとにできるんですか?

はい、ではどのように省エネ住宅を作っていくか。
まずは性能の低い家の熱収支を見てみましょう。

家の熱収支を表したグラフ。

外が寒い日に家を暖房で暖めると、気温差によって熱が家の外へどんどん逃げていきます。

室温を維持するためには、熱損失を上回る量のペースで暖房をまわす必要があります。

家の表面からたくさんの熱が出ていくんですね。
でも、木造の家だとしょうがないんじゃないですか?

木造の家であっても適切な断熱施工をすることで、家の表面から出ていく熱はぐっと減らすことができますよ。

無断熱の家と断熱施工された家の図


屋根・外壁・床など外気と接する面すべてに断熱材を施し家をすっぽりとおおいます。

断熱の弱点となる窓には樹脂サッシを採用し、断熱性能を高めます。

Ua値は客観的に断熱性能を表します

断熱施工してるっていくら口で言われても、どのくらい暖かくなるのか信用できませんよ。

客観的に断熱性能を表す指標として、Ua値というものがあります。

Ua値の計算式。


Ua値は、室内と室外の気温差が1℃のときに出ていく熱量の合計を、家の表面の面積で割ることで算出します。

数値が小さいほど出ていく熱量が小さいということで、断熱性能が高いということになります。

表面積で割ることで大きな家でも小さな家でも公平に比較することができます。

そんな計算式はどうでもいいですよ。
そのゆ~えいちがいくつだったらいいんですか?

Ua値ごとに断熱グレードが定められています。
こちらの表を使って詳しく説明します。

Ua値の断熱グレードとHEAT20。
気候ごとに異なる地域区分

地域ごとの気候にあわせて異なる基準が定められています。
1地域が北海道で8地域が沖縄です。
奈良県は比較的温暖な地域で大半が6地域に属しています。

断熱等級は国が定めた基準

断熱等級は、「住宅の品質確保の促進等に関する法律」通称品確法によって国が定めた基準です。

1999年以降長い間、断熱等級4が最高等級とされてきましたが、2022年04月に断熱等級5が新設されました。
2022年10月には断熱等級6,断熱等級7が新設される見通しです。

長期優良住宅ZEHにもUa値の基準が定められていますが、実はそれほど高断熱というわけではありません。

HEAT20は民間の団体

長い間、断熱等級4が最高等級とされたことで日本の住宅の高断熱化は進みませんでした。

そこで、民間の間で指標を作ろうということでHEAT20という団体を有志の研究者たちが作り、G1,G2,G3という断熱グレードを定めました。

たくさん基準がありますね。
どのくらいのグレードなら高断熱なんですか?

HEAT20 G3レベルの0.26は確実に高断熱です。
でもG2では少し物足りないということで、その中間をG2.5と一部では呼んでいます。
マエショウではこのUa値0.34を高断熱の目安として設定しています。

では、Ua値をよくするにはどうすればよいでしょうか。

1.高性能な断熱材を厚く施工する
2.窓の性能が高いものにする

Ua値をよくするには主にこの2つの方法しかなく、
どちらも断熱性をよくすればするほどコストがかかります

よく、「○○工法だから暖かい」「○年研究を重ねた独自の断熱材だから暖かい」といった宣伝を目にします。

これらの真偽は分かりませんが、Ua値として表現すれば客観的に評価することができます
分からないときは積極的に聞いてみてください。

家の隙間から熱が逃げていく

家の隙間からの熱損失。

次は漏気による熱損失を見ていきましょう。

隙間風ってやつですよね。
断熱だけでもうお腹いっぱいです。

家の隙間から出ていく熱もバカにはできませんよ。
できるだけ分かりやすく説明しますね。

気密測定をしないとC値向上をはかることが重要。

家は職人さんが手作りで組み立てていくものです。

ですので、精密機器のように寸分の狂いもなくというわけにはいかず、どうしても隙間ができてしまいます。

とはいえ、家の隙間はできるだけ小さいほうがよく、隙間の大きさを客観的に評価するためにC値という指標があります。

また、家の隙間の小ささを気密性と呼んだりします。

C値は家の隙間の大きさを表す

C値は床面積1㎡あたり何㎠の隙間があるかを表しています。

1㎡あたり2㎠の隙間があればC値=2.0㎠/㎡という計算になります。

120㎡の家であれば隙間は240㎠、これはB6用紙1枚分の面積ですので、十分気密性が高いように感じますね。

では、断熱等級と同じような気密グレードのようなものはあるのでしょうか?

気密性についてのグレードはない

実は、気密性を比較するためのグレードは存在しません。

以前は、温暖地域においてC値=5.0㎠/㎡を高気密住宅するという国の基準がありました。

しかし、2006年には多くの住宅で基準値を満たしたということで基準は廃止されてしまいました。

本当にC値はそのレベルで問題ないのか。
気密性についてもHEAT20がシミュレーションした結果、一つの指標が設けられました。

HEAT20によればC値=0.7㎠/㎡の気密性があれば快適な室内環境を作れるということです。

気密測定をしなければC値は分からない

C値は気密測定をしなければ結果は分かりません

ですので、一度も気密測定をしたことがなければ、自社の家の気密性が分からず、気密性向上のための対策を打つこともできません。

気密性は常日頃から気密測定をして精度の向上をはかることで安定して高気密な家を建てることができるようになります。

マエショウでは早くから気密性向上に取り組み、現在はC値0.2~0.4㎠/㎡の数値で安定しています。

家の高性能化による暖房負荷削減

全然分かりやすくないです。
それで結局どうなるんですか!?

それでは高断熱化と高気密化を進めると、暖房負荷がどうなるかを見てみましょう。

家の高性能化による暖房費削減。

すごい!
高断熱と高気密ってサイコー!

これが家の高性能化による暖房負荷削減の効果です。
断熱性と気密性の重要さが分かってもらえたようですね。

まだ日射熱を活用する手が残っている

実は、まだ暖房負荷を削減する手段があります。
何だと思いますか?

知りませんよ。
早く教えてください!

太陽熱を上手に使うことでさらに暖房負荷を削減できます。

窓から入ってくる太陽熱を活用する。
日射取得を増やすには?

窓を通して太陽の熱が入ってきます。
これを日射取得と呼びます。

日射取得を多くすることによって暖房負荷を削減することができます。
ではどのようにして日射取得を増やすのでしょうか?

日射取得を増やすには、
日射量が多い箇所日射取得率が多い窓をできるだけ大きく設置することが重要です。

日射量が多い箇所ってどこ?

日射量が多い方角ってどこだと思いますか?

南に決まってますよ。
バカにしてるんですか?

それだと80点です。
こちらのグラフをご覧ください。

確かに冬は南面の日射量が一番大きいです。
しかし、実は夏は東西面の日射量の方が大きいんですね。

南は夏に日射量が低く、冬に日射量が高いため方位の優等生とも言われます。

東西は日射量は同じですが、夏の西日を不快に感じる人が多いため、東からの日射取得を優先したほうがいいでしょう。

北面からの日射取得は望めません。
北面への窓の設置は採光目的ということになります。

敷地によって日当たりは違う

なるほど!
じゃあ南側にたくさん窓をつければいいんですね?

話はそう簡単ではありません。
敷地によってまわりの建物から影響を受けるからです。

条件が同じ敷地というのは一つとしてありません。
敷地によって日当たりの状況は異なっています。
そこで、敷地の日当たりシミュレーションが必要となります。

太陽は季節や方位によって角度が変わり、思ってる以上に複雑な動きをします。

ですので、ぱっと見で日当たりが良いと思える場所でもシミュレーションをしてみると、一日中ほとんど日影になっていたりすることがあります。

敷地と周囲の建物、地域の気候をすべて条件に入れてシミュレーションをおこないます。
シミュレーションの結果、敷地のどの部分にどの程度の日射量が望めるかが分かります

なんだかすごいことになってきましたね。
家を建てるとき、みんなこんなことしてるんですか?

いえ、どこでもしているわけではありません。
ですが、土地の気候とその敷地にあった家を建てるために大切なことだと思っています。

日射取得率が高い窓とは?

日射量が多い箇所が分かりました。
では日射取得率が高い窓ってどんな窓でしょう?

知りません。
うすーい窓とかそんなのですか?

はい、正解です。
シングルガラスの日射取得率は高いです。
ですか、断熱性能を考慮して樹脂サッシのペアガラス以上で考えます。

断熱性能を考慮すると次の条件を満たす窓を使いたいです。

1.樹脂サッシ
2.Low-E金属膜
3.ペアガラス or トリプルガラス

このような高性能サッシでは日射遮蔽型と日射取得型を選択できるようになっています。

日射遮蔽型 Low-E金属膜を室外側に設置⇒日射をはね返す

日射取得型 Low-E金属膜を室内側に設置⇒日射を取り入れる

トリプルガラスはペアガラスよりも断熱性能は高いですが、日射取得率は劣ります。

中でもトリプルガラス(日射遮蔽型)は断熱性能が高いので、すべての窓がトリプルガラス(日射遮蔽型)というメーカーさんもあります。
熱を入れないし出さないという考え方ですね。

日本全国を見れば日射量が乏しい地域もあるのでこういった考え方も有効です。
しかし、マエショウの施工エリアは比較的温暖で日射量の多い地域です。
日射取得率の高いペアガラス(日射取得型)を上手に使うことで、コストを抑えながら暖房負荷の削減をできるように設計しています。

ペアガラス(日射取得型)トリプルガラス(日射遮蔽型)に比べて日射取得率がおよそ2倍になります。
しかし断熱性能はおよそ30%落ちます。

日射取得が大きくなったものの、性能が落ちたことによる熱損失の方が大きくなるようではいけません。
ですので、狙い通りの効果が得られたか熱損失と日射取得のバランスを確認します。

南面と東面に大きな窓を設置したプランのシミュレーション結果です。
熱損失を日射取得量が上回っていることを確認できます。

パッシブデザインによる暖房負荷削減

お日様の光は暖かくて好きですけど、
結局それでどうなるんですか?

それでは日射取得を最適化した場合の
家の熱収支を見てみましょう。

すごい!
また暖房費が下がってる!

これがパッシブ設計による暖房負荷削減です。
日射取得の重要性が分かってもらえたようですね。

家の高性能化も大切だが設計をメインに考える

家の高性能化によるメリットはとても大きいです。
ですが、家の高性能化にはコストがかかります。

唯一、気密性は日ごろからの施工技術の向上の方が重要ですが、断熱性を向上させる、もしくは高性能な換気設備を入れるとなると必ず建築コストがかさみます

そして誰がそのコストを支払うかというと施主様です。
「うちはこれだけ高性能な家を建てますよ」
というのはそれだけ費用を払ってもらいますということです。

ですのでマエショウでは、
まずは日射取得の最適化と気密性の向上で暖房負荷削減を目指し、不足する分を断熱材で整えるという設計をおこないます。

施主様にコストがかからないところをまず頑張る、そして足りない分の費用を出してもらうという考え方です。

室温シミュレーションによって暖かさを確認する

言ってることは立派ですけど
費用をけちってさむ~い家になったら嫌です。
それなら確実に暖かい家にしてほしいです。

おっしゃる通りです。結果がすべてですから。
そこでマエショウでは室温シミュレーションをおこなうことによって
快適な環境が実現できるかどうかを確認しています。

HEAT20のグレード/暖かさと暖房負荷削減率

建てる前に分かるなら安心です。
でも、暖かいといっても体感としてはどんな感じですか?
光熱費もどうなるのか気になります。

光熱費のシミュレーションもしています。
目安とする暖かさと暖房負荷の削減は
HEAT20の考え方を取り入れています。

HEAT20のグレードごとの最低室温と暖房負荷。
最低室温

最低室温とは、エアコンを付けたり消したり一般的な使い方をしたときに、
家の中で一番寒いところが一番寒い時間に何℃以上になるかということです。
HEAT20では最低室温が15℃以上であることが理想的であるとしています。

暖房負荷

断熱等級4の家でエアコンを付けたり消したりの部分間歇運転を基準として、どれくらい暖房負荷が変化するかを表しています。
ここでは、家中を24時間暖房する全館連続暖房に注目します。
G1では暖房負荷が150%になってしまい、全館連続暖房をするには不十分な設計です。
G2では基準値と変わりませんので、全館連続暖房が現実的になってきます。
G3では40%暖房負荷を削減した上、全館連続暖房が可能になります。

マエショウではG2とG3の中間を目安に設計しています。
全館連続暖房をして家中の室温が変わらず暖かく、
そして暖房負荷を削減できる設計です。

省エネ住宅ではパッシブ設計と家の高性能化が大切

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家づくりって難しいですね。
マエショウさんにお任せすれば大丈夫なんですか?

はい、ぜひマエショウにお任せください。
家中暖かくて暖房費も削減できる家を一緒に作りましょう。

省エネ住宅は寒いのを我慢する家ではありません。
24時間家中の温度ムラがなく快適に過ごせ、暖房費も負担にならない家です。

そのためには、
1.パッシブ設計手法
2.住宅の高性能化
が必用です。

目指す室内環境と暖房負荷を実現できるかどうか、
綿密なシミュレーションによって確認することが重要です。

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