愛媛・松山で自然の 風 を住宅・建築に取り入れるための地形・環境の読み方 How to create a well-ventilated house in matsuyama city, Ehime pref. ?

自然の風を利用した 風通し の良いパッシブな暮らしを実現しようとするには、その場所の 風 がどのように流れているのか?をしっかりと把握することが大事です。他の地域から移住してきた場合、その地域の卓越風がどのようになっているのか?はしばらく住んでみないとよくわからない、ということになりやすいです。幸いなことに松山市をはじめ、瀬戸内海沿岸の市町は海陸風と呼ばれる海と山のあいだをぐるぐると回る風の流れを理解すれば、概ねの風の流れを予測することが出来ます。季節の風の向きがわかったら、あとはその向きに合わせて風の入口と出口、そしてその出入口をつなぐ風の道を整えてあげれば、自然の力で空気が動き出します。心地よい季節に自然の風をしっかりと感じたいという思いがある方は、しっかりとその場所の自然の関係を読み解いて、窓の配置や風を受け止める壁などを整えてあげてください。
具体的に海陸風の流れを見つける最初のステップは、海陸風の軸がどうなっているのか?ということを把握することからはじまります。地図や航空写真をまず開いてみます。そして、その地域の山の塊そして山と海をつなぐ大きな川と平野を見つけてください。海と山が起点となり、平野と川がそのあいだの風の主要な通り道となります。瀬戸内海の市町の風向のデータを見て見ると、それぞれの場所の海と山と平野の関係にもとづいて風の向きが変わっていくことが見えてきます。

愛媛県西条の夏の風の向き Summer wind direction in Saijo, Ehime Prefecture
西条観測所(いよ小松)の地形と夏の風の関係
愛媛県西条の夏の風の向き 昼 Summer wind direction in Saijo, Ehime Prefecture, day time
西条の夏の昼の風向き
愛媛県西条の夏の風の向き 夜 Summer wind direction in Saijo, Ehime Prefecture, night time
西条の夏の夜の風向き
愛媛県四国中央_夏の風の向き_地図
四国中央(川之江)の地形と夏の風の関係
愛媛県四国中央_夏の風の向き_昼
川之江の夏の昼の風向き
愛媛県四国中央_夏の風の向き_夜
川之江の夏の夜の風向き
愛媛県今治_夏の風の向き_MAP
今治の地形と夏の風の関係
愛媛県今治_夏の風の向き_昼
今治の夏の昼の風向き
愛媛県今治_夏の風の向き_夜
今治の夏の昼の風向き
愛媛県松山_夏の風の向き_MAP
松山の地形と夏の風の関係
愛媛県松山_夏の風の向き_日中
松山の夏の昼の風向き
愛媛県松山_夏の風の向き_夜
松山の夏の夜の風向き
国土地理院地図編集_大洲市長浜の海風と山風の関係
大洲市長浜の地形と夏の風の関係
愛媛県長浜_夏の風の向き_昼
長浜の夏の昼の風向き
愛媛県長浜_夏の風の向き_夜
長浜の夏の夜の風向き
国土地理院地図_宇和島_海風と山風の関係
宇和島の地形と夏の風の関係
愛媛県宇和島_夏の風の向き_昼
宇和島の夏の昼の風向き
愛媛県宇和島_夏の風の向き_夜
宇和島の夏の夜の風向き
国土地理院地図_愛媛県御荘の海風と山風の関係
愛南町御荘の地形と夏の風の関係
愛媛県御荘_夏の風の向き_昼
御荘の夏の昼の風向き
愛媛県御荘_夏の風の向き_夜
御荘の夏の夜の風向き

瀬戸内の自然の風=海陸風の軸を見つける。山と海の関係

では松山市の道後平野を例に行っていきます。松山市道後平野の場合は東側に西日本一高い石鎚山を擁する石鎚山系が大きな山の塊の一つになり、もう一つ高縄半島の最高峰の高縄山がもう一つの大きな山の塊です。その周囲から瀬戸内海へ向かって道後平野を流れる重信川と石手川が大きな川になります。この山と海、そしてそれをつなぐ川・平野の関係に注目してください。

次にその山の塊から海までの谷や平野の形を見てみましょう。道後平野の場合は東から西へ向けて平野が伸びて西に行くほど広がっていることがわかります。そして広がった先で海に到達します。こうした地形を三角州と呼びます。

愛媛県松山_夏の風の向き
気象庁松山気象台の7-9月の風配図
愛媛県松山_夏の風の向き_日中
気象庁松山気象台の7-9月の7時~18時の風配図
愛媛県松山_夏の風の向き_夜
気象庁松山気象台の7-9月の0時~6時の風配図

実際に気象庁松山地方気象台の風向データをグラフにしたものがこちらです。16方位に対して中央から伸びている面が大きいほどその向きから風が来やすいことを示しています。松山気象台の場合は北東と西南西に飛び出すようなかたちをしています。特に夜の風向が北東に極端に偏っています、これは松山気象台が松山城の東側にあり石手川の影響を強く受けているためと思われます。道後から奥道後を抜けて今治方面へ車で抜けたことのある方ならわかると思うのですが、急な狭い峠となっており、そこからの山風が海へと吹くため、このように方位が絞られたかたちとなっているのでしょう。それに対して、日中の海風は拡がりがある風配図となっています。地形の条件にも寄りますが、海風の方が平野側が広がっていっていることが多いので、風向きのパターンも広がっていく傾向があります。

この風向が同じ道後平野のなかでも、位置によって若干向きが変わってきます。

松山市久米窪田の風向
松山市久米窪田の8月のある一日の風配図
松山市久米窪田の風向_日中
松山市久米窪田の8月のある日の日中の風配図
松山市久米窪田の風向_夜
松山市久米窪田の8月のある日の夜間の風配図

こちらの風配図は風と火と農家住宅の設計の際に簡易風向風速計を敷地に設置させて頂いてデータを取らせて頂いた結果です。気象台のデータと同じように日中と夜間で風向きが切り替わる二つの方向を持つ特徴がこちらでも見て取ることができます。そうした同じ特徴を持っている一方で夜間の風向が松山気象台では北東だったのに対して、こちらでは東に偏っているのがわかります。これは気象台では石手川の影響が強かったのに対して、こちらでは重信川の影響が強く現れている結果だと考えられます。このように平野の位置によっても、風の向きが変わってくる可能性があるため、現地での風のデータを取得することは、実際の現地の風向の特徴を理解し、それに基づいて、気象庁が蓄えている膨大な気象観測データをどのように読み解くべきか?の手掛かりを提供してくれるので、時間と環境が許すようでしたら、実施してみるのが良いと考えます。

このように海陸風は昼と夜とで風の向きが切り替わります。凪という言葉を聞いたことがあるでしょうか?この凪は海から山、山から海へと風向きが切り替わるときの、ちょうど間の時間に訪れる無風の時間のことを指しています。ではなぜこのように風向きが切り替わるのか?それは海陸風の風を動かしている仕組みに原因があります。

海陸風を動かす仕組み

空気が動き風が生まれる原因の一つが空気の暖かさと冷たさ、温度差です。お風呂の水はほおっておくと暖かいお湯は上昇し上に溜まって、冷たい水は下降して下に溜まるといったことを聞いたことがあるかもしれません、同じように空気も暖かい空気は上昇し、冷たい空気は下降します。この原因は物体が熱を得たり失ったときの膨張と収縮です。物体は熱をもつと膨張します。膨張すると密度(体積当たりの重さ)が軽くなります。浮き輪が水に浮くように、軽いものが重いものに囲われたとき、軽いものが浮かび上がります。逆に、物体は熱を失うと(冷たくなると)、収縮して密度が重くなります。そうすると石を水に投げると沈むように、重いものが軽いものに囲われたとき、重いものは沈み込みます。こうした物体、今回の場合は空気、への熱の出し入れの結果として、浮かび上がったり、沈み込んだりする=空気が移動する=風が生まれる、ということが起こります。ちなみにこの密度の差によって浮いたり沈んだりする特徴を使って密度の軽いウレタンを基礎下に充填して浮力を得て地盤を改良することをやったりします。

物体の膨張収縮
熱の取得・損失による物体の膨張と収縮。膨張する密度が軽くなり浮き上がり、収縮すると重くなり沈む。
対流
温度の違いによって生まれる対流。火にかけたお鍋と同じように熱源・冷熱源・境界面によって空気も対流する。

海 と 山 を比較した時に、海の方が温まりにくく、冷えにくい 逆に、山の方が温まりやすく、冷えやすいという特徴があります。この海の特徴は年間の水温の変化にも表れていて、空気の気温や地表の表面温度よりも遅れて暖かくなったり、冷たくなったりします。また最大、最小値が低い、全体での温度差が小さくなることも特徴の一つです。こうした特徴は海(水)に限らず、温まりにくく冷えにくい物質に共通するものです。

こうした海と山の温まりやすさ冷えにくさの違いによって、太陽が出ている日中は太陽からの熱を受け続けるので温まりやすい山が熱くなり、その熱によって空気が温められて上昇し、温まりにくい海が相対的に冷たいため空気が下降していく二つの動力源が生まれます。こうして山で温められた空気が上昇し、やがて大気で冷やされて相対的に冷たい海へ下降して、再び地表で温められて山へと向かう循環の流れができます。日中に海から山へ風が流れるというのは、この循環の地表面のところを指しているということです。

夜では先ほどと逆の関係となり、海の方が冷えにくいので暖かく、山の方が冷えやすいので冷たくなるため、上昇と下降の動力源が生まれ、地表面では山から海へ風の流れることになります。

こうした循環も日中から夕方・夜へ向かうなか、夜から朝へ向かうなかで、海と山の暖かさがどこかで同じになるタイミングが訪れます。そうすると、二つのあいだに差がないため、どちらへも空気が動き出すことが出来なくなり、「凪」と呼ばれる無風の時間が生まれることになります。

周辺環境に流れている自然の 風 を建築に取り込むための工夫

風がどのように生まれ海や山から届いているかを理解できたところで、今度はその風をどのように建築の内部へと取り込むか?というところに話を進めたいと思います。
先ほど空気の膨張と収縮によって空気が動き風が生まれる話をしましたが、これは言い換えると空気の圧力の違い=気圧の違いによって圧力/気圧が高い方から低い方へ、水が高い方から低い方へ流れるように、動いていくことを指しています。
建物に風が当たると、受けた正面では空気がどんどん押されて気圧が高くなり、逆に背面では空気が回り込みにくいため、気圧が低くなります。風が吹いている時に窓を開けたときに、空気が流れるのはこの二つの気圧の差を利用して空気を建物内に流しているのです。水が落差が高ければ高いほど勢いよく流れるように、風もこの気圧差が大きければ大きいほど勢いよく流れます。こうして勢いを得た空気の流れが室内の壁や家具などに当たって、勢いを消耗しながら、室内から室外へと出て行くのが、建築の通風の基本的な考え方になります。

自然の 風 の流れに合わせて、建築内にも 風の道 をつくる

一番シンプルな方法は、周辺環境の風の流れに合わせて風の道を建物内にもつくる方法です。

外壁で受けた風を窓から取り入れ、出来るだけ室内で勢いを消耗しないように出口と入口をシンプルに最短距離で流れていくように風の道を整えます。実際に建築を考えるときには、風のことだけでなく、日射のことや周囲からの視線とプライバシーの関係や、室内での動線や行動など、様々なことを同時に考慮に入れなくてはいけません。それらをまとめるのが建築家の腕の見せ所になるわけですが、建築主の方でもそれらの優先順位をはっきりさせることが、望んだ暮らしや環境を実現することにつながります。

松山の江戸時代の古民家も持っていた 風の道

下の写真と図面はエアコンも扇風機もない江戸時代の松山市の道後平野の民家様子です。西側に庭を持ち東西に続き間が並ぶ構成を持っています。庭が西側にあるのは道後平野は西に海があるため、海風を取り入れつつ夏の西日を防ぐ役割を与えるためでしょうか。仏間や納戸などを固めてあるため襖を開け放せば続き間に広い風の通りの道が生まれるます。西に飛び出している便所も風の取り込みや西日のカットに効果を発揮しています(代わりに夏の便所は西日に晒されて暑そうですが)。

渡部家住宅続き間を土間から見る
渡部家住宅:続き間を土間からみる
渡部家住宅西の庭を見る
渡部家住宅:西側の庭を眺める

この民家が現役だった時のように周辺が田んぼで広い敷地があって庭が十分に取れるようであれば、障子も襖も開けっ放した生活ができると思いますが、現代の生活では、すぐ近くに住宅が建っていたり目の前の道路の車や人の通りがあったり、プライバシーを考えると、そのままこれを真似ることは難しいです。これは海外のガラスの大開口をもつモダニズム建築が広い敷地にぽつっと立っていてプライバシーが確保されていてるのを、日本にかたちだけ持ち込もうとして困難に直面するケースに似ています。

格子と続き間を組み合わせることで、風 の抜け と プライバシー を両立する

こうしたときに手っ取り早い解決策の一つが格子を使うことです。古くから町家建築などで都市生活での通風とプライバシーの両立のために使われてきました。格子で開口面積が減ってしまいますが、代わりにプライバシーを確保することができ、そよ風のような柔らかい風を通します。風と火と農家住宅ではこの「続き間」と「格子」を組み合わせ、現代的に解釈し直すことでその場所に合った風の道を建築内にもつ暮らしを実現しています。妻面は桁側よりも風の影響で雨が壁面に当たりやすいので(雨掛かりの傾向の違いについては知りたい方はこちらを)、格子を設けることは雨の日の換気の際にも有効です。

風と火と農家住宅_格子を持つ大開口部
風と火と農家住宅_西日で格子が輝く
photo : shinkenchikusha
風と火と農家住宅 吹抜け内観

自然の風 を壁などを立てて取り込むウィンドキャッチャー

風を取り入れる窓の配置を考える際に、周辺環境によっては風を正面から受けることが難しい場合があります。そうした場合に窓にダイレクトに風が当たるようにするのではなく、まず壁でしっかりと風を受けて窓の方へ導くことで、室内へ取り込み、通風を確保する方法があります。ウィンドキャッチャー/wind catcherというわかりやすい英語もあり、こうした考え方は世界共通で存在し、さまざまなかたちの風を取り込む工夫が存在します。

よく建築の授業などでヴァナキュラー建築として取り上げられるのがイランのヤズドやパキスタンのハイデラバードのウィンドタワーやでしょうか。蚕を飼っていた日本の合掌造りの民家も雪に備えるだけでなく、地域の風向きに即した配置から立面の風を導く屋根形状が特徴的です。最近では既製品のサッシでもウィンドキャッチを特徴とした窓が売られています。ウィンキャッチャーを検討する上で重要となるのが、その地域・その場所の風がある一定の方向から来る確率が高いのか?それとも様々な方向から来る可能性が高いのか?という地域の風の特性とそのウィンドキャッチャーの配置の仕方の相性の問題を解決してあげる必要があります。
ウィンドキャッチャーとはある方向からくる風を捕まえる代わりに、他の方向から来る風を遮る効果をもたらします。それは壁が光を導いたり遮ったりするのと同じで、一日のなかで、季節のなかで、風向きがどのように変化をして、どの季節の、どの時間の風を捕まえたいのか?という明確なイメージとデータがあった上で、どのようなウィンキャッチャーが好ましいのか?もしくはウィンキャッチャーを設けるのが好ましいのか?ということが決まってきます。たまにウィンキャッチャーを付ければ通常よりもたくさん風を取り入れられますと何も考えずに説明する人がいるので注意が必要です。

ウィンドキャッチャーと風通しの良し悪し
ウィンドタワーを断面で見た図。風向きによって風を捕まえられる場合、遮る場合がある。
兜造りによるウィンドキャッチャーと風通しの良し悪し
合掌造りの2階を平面図で見た図。風向きによって、入口のフィンが風を導いたり、遮ったりする。
ウィンドキャッチャー窓の風通しの良し悪し
ウィンキャッチャー窓と引き違い窓の比較。ウィンキャッチャー窓に明確に風が当たらない場合は引き違いが有利

平屋の住宅のプライバシーを確保するための塀とウィンドキャッチャー

平屋の建築の場合、複数階の建築に比べて風や光の取り入れとプライバシーの両立する方法に苦労することが多いのではないかと思います。上層階は地上階に比べて周囲に空隙が確保できるケースも多く、地上からのプライバシーも確保しやすいため、安心して開口部を大きく設けることができますが、地上階の場合は周囲の建物や道路との関係の配慮や空隙が確保出来た場合にもプライバシーのための塀などがあったりして、風を積極的に取り入れることが難しいです。
風と水の間の家」はそうした平屋の住宅でプライバシーをしっかりと確保しながら、その地域の風をどのように取り入れるかに取り組んだプロジェクトです。建物が密集する東西に細長く奥が広がっている変わったかたちの敷地に、南北軸の海陸風が吹きます。建築主様のご要望でプライバシー確保のための身長よりも高い塀で敷地境界を囲って欲しいという設計条件がありました。狭い敷地の平屋の建築で身長よりも高い塀があると、どうしても塀によって風が遮られてしまいやすいです。

そこで考えたのが塀よりも高い位置に垂れ壁の大きな木構造(トラス梁)を設けて、それにウィンキャッチャーの役目を果たさせるということでした。この垂れ壁はガラスとポリカで挟むことで採光を取れる明り取りの役目も果たしています。塀を超えてきた風が垂れ壁に当たり、その周囲の窓へと吸い込まれていきます。こうすることで、窓を開け放して心地よい風を取り入れながらもプライバシーを確保した建築が生まれました。このプロジェクトの地域では湧水が有名であり、建築主様のご希望もあり、敷地に残っていた古い井戸を活用し、塀と建築の間に水盤を巡らせています。塀越しの風はこの水盤で冷えた空気を室内に押し込む役目も果たしています。

風と水の間の家(新建築住宅特集2020年3月号掲載) House of wind and water in the old town 北側外観 水盤越しにリビング ダイニングをみる
風と水の間の家(新建築住宅特集2020年3月号掲載) House of wind and water in the old town リビングダイニング
photo : shinkenchikusha

換気重視で密集地でもプライバシーと採光を確保する光井戸

住宅地のなかで庭も確保することがほとんど難しいという条件になると積極的に風を取り入れることを考えるよりも、ゆっくりと換気しつづけてくれる方法を考えた方が良い場合もあります。現在では住宅では24時間換気が義務付けられていますので、必要最小限の換気は換気扇に任せて、もう少し強めの空気が動いているかな、くらいの動きが欲しいときの選択肢になります。こうした空気の動きを実現する方法として光井戸/light wellと呼ばれる吹抜け空間を使う手法があります。日本でも住宅が密集する町家建築で複数の小さな坪庭や中庭が設けられることがありますが、これも光井戸と同じ効果を生み出し緩やかな空気の動きを作り出します。

住宅密集地の複数の光井戸に囲まれた穏やかな空間

次のプロジェクトは松山の住宅密集地において、光井戸や町家の坪庭/中庭の考え方取り入れたものになります。敷地は古くからの街区のなかにあったため既存の建物は車を駐車することを考慮していないつくりになっていました。代わりに南面に広い庭があったのですが、駐車スペースを現代の地方都市の生活で無視することは出来ません。また建築主様は直達光を建物に届かなくても構わないというご意向をお持ちでしたので、建物全体を南側に寄せて駐車スペースを確保しつつ、敷地調査から判明していた周辺環境の東西軸の風の流れを進入用の道路と隣地の庭づたいで取り入れるように配置を整えています。こうして風との配置関係を整えた上で、南に二つ、北に一つ光井戸を吹抜けのリビングダイニングの周囲に設えることで、風と光を通して季節と時間の変化を感じられる建築としました。

松山市 風と光井戸の隠れ家 Hiding place of wind and light well at Matsuyama city
松山市の住宅、風と光井戸の隠れ家 Hiding place of wind and light well at matsuyama city
松山市の住宅、風と光井戸の隠れ家 Hiding place of wind and light well at matsuyama city
松山市の住宅、風と光井戸の隠れ家 Hiding place of wind and light well at matsuyama city

このように敷地環境や住まう人の暮らし方によって、同じ地域の自然の風を相手にしても色んな選択肢があります。自分に合った風や地域との向き合い方へと導いてくれる設計者を選んで、良い建築を作っていってください。

別の記事で四国の雨についてまとめていますのでご興味があればこちらもご覧ください。
雨が多い高知と雨が少ない高松 四国 の気候と地形と建築