断熱性能と気象データに基づいて計算する省エネ住宅

省エネの理論を追求したQ1.0住宅

断熱性能を高めるには、どこに重点を置けばよいか、日射をどのようにコントロールするか。理論的に、そして経済的な手法を採用していく。これがQ1.0住宅の設計の基本です。

暖房時・冷房時の熱収支と暖冷房エネルギーの計算。

図のQは、内外温度差1℃の時の各部位を移動する熱量を示します。 Q部位=部位の熱貫流率×部位の面積 換気だけは次式になります。 Q換気=0.35×住宅の気積×換気回数 移動する熱量は全部でQ全部=Q天井+Q外壁+Q床+Q開口部+Q換気となり、これに内外温度差を掛けたものが暖房時は家から逃げていく熱、冷房時は外から入ってくる熱です。

暖房時

暖房時は、逃げる熱と暖める熱が同じなら室温が保たれますから、Q全部=H暖房+E日射+E室内発生熱となります。 仕方がってH暖房=Q全部ー(E日射+E室内発生熱)となります。 このことから。暖房エネルギーを減らすには

冷房時

冷房時は、室内を暖める熱とエアコンで冷やす熱が同じなら室温が保たれますから、H冷房=Q全部+E日射+E室内発生熱となります。暖房時とは逆にE冷房負荷を増やします。このほかに水蒸気潜熱負荷も冷房時は加わります。このことから、冷房エネルギーを減らすには

快適に暮らすとお金がかかる省エネ基準住宅

省エネ基準住宅は高断熱住宅とはいいますが、実はかなり低いレベルの住宅です。下図は各地域の省エネ基準住宅で、冬は20℃、夏は27℃で家全体を暖冷房したときの暖冷房費です。これまで夏冬の暑さ寒さを我慢しながら払ってきた暖冷房費に比べて、北海道以外では1.5倍~2倍にもなります。これでは増エネ住宅です。これからの住宅は、大幅に省エネ性能を上げる必要があるのです。

開口部・外壁・換気の熱損失を削減する

日本の省エネ基準はこの20年以上全く変わっていません。義務化が提唱されましたが結局見送られました。この遅れた省エネ基準住宅の熱損失Qを部位別に示したのが下図です。みなし仕様と呼ばれる各部位熱性能の最低基準で、120㎡のモデルプランで計算しました。このQを小さくするためにはどうするか。下図を見れば一目瞭然です。4~7地域の開口部の熱損失の大きさが際立っています。その他の地域でも開口部は大きく、そして外壁、換気の順です。これらの部位の熱損失を削減する必要があるのです。

開口部~ガラスを賢く選ぶ

空気層16㎜にアルゴンガスを封入したペアまたはトリプルガラスが標準です。これを断熱サッシにはめ込んで採用すると、上記の省エネ機住宅で暖房費が5~7地域で40%、1~3地域で8%ぐらい削減されます。硝子の性能で熱損失を小さくするほかに、日射熱の透過率の高いガラスを採用することも、上記のE日射を大きくする意味で重要です。陽当たりの良い南の窓にはガラスの面積の比率の大きな窓を設けることも重要なポイントです。

外壁~210㎜断熱外壁の威力

1~3地域で、暖房エネルギーを削減するためには、壁いっぱいの105㎜断熱では全く足りず、さらに105㎜を外に付加する210㎜断熱工法が開発されました。上記のみなし仕様モデルに、この外壁工法を適用すると、3~7地域では、床天井の断熱材を少し増やして、20%以上の暖房費が削減できます。1~2地域では元々が厚いので13%程度ですが、これ以上の性能の外壁も開発されています。私たちは、この付加断熱工法をローコストに実現することを可能にしています。

換気~熱交換換気は掃除を楽に

Q換気を小さくするためには、熱交換換気を採用します。換気のために排気する暖かい空気と、外から取り込む冷たい新鮮な空気との間で熱と水蒸気を移動させ、回収するのです。この設備を使うに当たっては、フィルターの定期的な清掃が必要です。この清掃を容易に行える壁掛け型の機器をメーカーに働きかけ、開発しました。この危機を使うと、4~7地域で20%、1~3地域では30%近い暖房費の削減が可能になります。

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