温熱環境の設計|輻射・地熱・断熱で、夏涼しく冬暖かい木の家

TECHNOLOGY|温熱環境

機械に頼りすぎず、
夏涼しく、冬暖かい家。

温熱環境とは、室温だけでなく、壁・床・天井の表面温度や湿度、風など、体が感じる暑さ寒さに関わる環境全体のことです。SHOKAN design では、輻射・地熱・断熱と通気の3つを軸に、エアコンなどの機械だけに頼らず、自然の法則を生かして快適な室内をつくります。

一枚板の座卓と薪ストーブのある木の家のリビング
輻射体感を左右する壁・床・天井の温度
約12℃地熱を生かした冬の床下温度
空気層屋根の熱を自然に逃がす
木質断熱断熱・蓄熱・遮音を兼ねる
室内設置給湯器の凍結防止ヒーターを動かさない

01 / RADIANT

体感を決めるのは「輻射」

サウナは室温が80〜100℃もあるのに、なぜやけどしないのでしょうか。真冬で気温が0℃でも、日なたに出ると温かく感じるのはなぜでしょうか。答えは、空気から熱を受け取るのはとても効率が悪く、人の体感は輻射熱に大きく左右されるからです。

壁・床・天井が0℃で空気が50℃の部屋では、人は寒く感じます。反対に、壁・床・天井が50℃で空気が0℃なら、暑く感じます。エアコンは空気を温めてから床・壁・天井を温めるので、暖かさを感じるまでに時間がかかります。

だから SHOKAN design では、薪ストーブや床暖房、井戸水輻射冷房など、表面温度を整える冷暖房を大切にしています。薪ストーブ・井戸水輻射冷房

体感の目安

壁・床・天井空気体感
0℃50℃寒い
50℃0℃暑い

空気の温度より、周りの面の温度が体感を左右するという考え方のたとえです。

02 / GEOTHERMAL

冬は、地熱で足元から

基礎の外側に張った炭化コルクの断熱材と、その上の土台・透湿防水シート

基礎の外側に張った炭化コルク

地中の温度は、一年を通して15〜16℃ほどでほとんど変わりません。基礎の外側を炭化コルクで断熱し、床下に外気を入れない造りにすると、地熱によって床下は冬でも約12℃、夏でも約18℃ほどに保たれます。

一般的な換気口のある基礎では、真冬に外が0℃なら床下にも0℃の空気が通り抜けます。室内を暖めながら床下を冷やし続けることになり、とても効率が悪いのです。基礎断熱と地熱について

03 / SUMMER

夏は、屋根の空気層で熱を逃がす

軒裏から空気を取り入れ屋根の空気層を通して熱い空気を自然対流で出す屋根の断面図
屋根の断面図。軒裏から取り入れた空気が屋根の空気層を上り、熱い空気を自然対流で外へ出す

夏の太陽に熱せられた屋根は、非常に高温になります。SHOKAN design では屋根を二重にし、瓦の下に空気の層を設けます。軒裏から取り入れた空気は、暖められて屋根の勾配に沿って上り、煙突のように自然に外へ抜けていきます。上下の軒の高さに差をつけることで、この流れをつくります。

機械を使わず、電気も使わない、自然の力だけで熱を逃がす仕組みです。断熱材が熱の伝わりを抑えるのに対し、空気層は熱そのものを屋根の上で逃がす役割を持ちます。

図の屋根の構成(上から)

  • 三州瓦
  • ゴムアスシート・野地板(15mm)
  • 空気層(垂木40×60mm)
  • 透湿防水シート
  • 杉の野地板(厚さ30mm)
  • 垂木の間に木質系断熱材(ウッドファイバー90mm)
  • 杉板の天井

※図の例では、北面の屋根には空気層を設けていません。

停電してエアコンが使えない災害時にも、建物そのものが熱を逃がす仕組みを持っていることは大きな安心になります。窓を開けて風の通り道をつくり、扇風機の風を濡らした布に通すと、水が蒸発するときの気化熱で体感温度をやわらげることもできます。

04 / INSULATION

断熱材は、木質系を選ぶ

壁や屋根には、木を細かくして固めた木質系の断熱材を使います。手でちぎれるほど柔らかく、断熱だけでなく蓄熱と遮音にも優れています。湿気に強いため、袋を切るたびにテープで補修するような手間もかかりません。

選ぶ理由は、建物を解体するときに処分しやすいからでもあります。デメリットは価格で、グラスウールの5倍ほどかかります。

築50年ほどの住宅では、屋根に断熱材が入っていないことも珍しくありません。リフォームでは、2階の天井の一部を開けて天井裏に木質系断熱材を敷き込むことで、夏の暑さと冬の寒さをやわらげます。

築50年の住宅の天井裏
築50年の住宅の天井裏
天井裏に敷き込んだ木質系断熱材
木質系断熱材を敷き込む

05 / WINDOW

窓は、夏の日差しを遮り、冬の日差しを入れる

家の熱がもっとも逃げやすいのは窓です。古い家のシングルガラスのアルミサッシには、樹脂枠の内窓を付けるのが効果的です。2か所以上の設置でリフォーム補助金の対象になることもあります。

最近の新築でよく使われるLow-Eペアガラスには、外からの日射熱を6割ほどカットするものもあり、通常のペアガラス(約2割)よりも大きく遮ります。夏の西日対策には有効ですが、冬は太陽の熱も室内に入りにくくなります。真冬でも日が差し込めば部屋は暖かくなる、という当たり前の効果がなくなってしまうのです。

SHOKAN design では、夏の日差しは軒の出やスダレ、ルーバーで遮り、太陽の低い冬は部屋の奥まで光と熱を取り込むという、本来の家のあり方を大切にしています。

06 / HIDDEN ENERGY

見えない電気代も、設計で減らす

断熱された室内の廊下に設置したガス給湯器

室内に設置したガス給湯器

エコキュートやガス給湯器は、冬に外気温が3℃以下になると凍結防止ヒーターが動きます。エコキュートの場合、待機電力と合わせて約200W。寒い日は一日中動くため、1日に約4.8kWhを消費することもあります。一般家庭の1日の電力消費(約10kWh)の半分ほどです。

SHOKAN design では、ガス給湯器を断熱された室内に設置する設計にしています。室内なら凍結防止ヒーターが動くことはありません。

FAQ

温熱環境のよくある質問

温熱環境とは何ですか。
室温だけでなく、壁・床・天井の表面温度、湿度、風など、人が感じる暑さ寒さに関わる環境全体のことです。人の体感は空気の温度よりも、周りの面の温度(輻射)に大きく左右されます。
屋根の空気層とは何ですか。
瓦の下に設ける空気の通り道です。軒裏から入った空気が暖められて屋根の勾配に沿って上り、熱い空気を自然対流で外へ出します。電気を使わずに屋根の熱を逃がす仕組みです。
古い家でも断熱リフォームはできますか。
できます。築50年ほどの住宅では、2階の天井裏に木質系断熱材を敷き込んだり、内窓を付けたりする方法があります。内窓は補助金の対象になることもあります。
Low-Eガラスは南側の窓にも使ったほうがいいですか。
Low-Eガラスは夏の日射熱を大きくカットしますが、冬の日射も入りにくくなります。南側は、夏の日差しを軒の出やスダレで遮り、冬は日差しを取り込む設計を基本に検討します。
給湯器の冬の電気代を減らす方法はありますか。
給湯器を断熱された室内に設置すれば、凍結防止ヒーターはほとんど動きません。屋外にある場合も、コンセントを抜くと凍結で故障する恐れがあるので、抜くなら必ず水抜きをしてください。

自然の法則で、快適な木の家を。

新築はもちろん、古い家の断熱リフォームもご相談ください。
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