高気密高断熱 の建物で窓を開ける 風通し は効果があるのか?

断熱 と 風通し 、異なる二つの戦略を両立させるには?

これまでに見てきたように、断熱の良い家・建物と風通しの良い家・建物では目指しべき方向性が異なります。

ではその両方を同時に目指すにはどうしたら良いでしょうか?そのためには、どういった点が両者の間で矛盾するのかを整理していくのが大切です。結果、どういうバランスで両者を組み合わせるのが、自分や社会のライフスタイル、建物の使われ方に適しているか?という問いへの回答になっていくものだと考えます。

大きく矛盾するのは開口部の取り扱いです。断熱の良い建物は究極的には開口部は必要ありません、法的に必要とされる換気量や採光量が確保されて入れば、そういったものを作ることが出来ます。

それに対して、風通しの良い家は開口部が重要な要素になってきます。究極的には四阿(あずまや)のように柱だけの建物が風通しが良い建物ということになります。熱帯の民家建築を見てみると、それに近いようなつくりが出てきますし、寝殿造りや書院造りなどの日本の古い建物も、蔀や障子を開け放せば似たようなものです。

例えば北風が優位といった気象データがあったとしても24時間ずっと北風が吹き続けるということはほぼないため、すべての風を迎い入れるという選択肢を取ると、四阿のようなものにいきます。

そのため、断熱と風通しのあいだでバランスを取るには、どの風を重視するか?ということを決めることが大切になります。それは結果的に、どの季節の、どの時間の風を、どのように建物に取り込みたいのか?という風と生活のマッチングを考えることにつながります。

それが決まれば開口に不要な壁や屋根は断熱要素として考えられますので、ある一定の断熱と風通しのあいだのバランスを確保することにつながります。

では、どのような季節に風通しが意味を持ってくるのでしょうか?

実は夏と冬で異なる 高気密高断熱 の効果

冬の断熱効果
冷房、通風、日射遮蔽なしの条件での冬の断熱気密効果と必要暖房エネルギー
夏の断熱効果
冷房、通風、日射遮蔽なしの条件での夏の断熱気密効果と必要冷房エネルギー

一般的に断熱気密をしっかりとした場合、外気温に対してそのままグラフの波形を上昇させる効果があります。(実際には蓄熱分なども作用するので波形が横にずれたり、少し上下に伸びたり縮んだりします。)

暖房と冷房の設定温度と断熱効果による上昇した波形の位置関係を見ると、冬の場合は設定温度に対して近づいていくのに対して、夏の場合はむしろ離れていきます。これは高気密高断熱の場合、低断熱低気密に比べて外からの熱が伝わりにくいのと同時に内に入った熱を排出しないためです。

外気温に合わせて 高気密高断熱 と 風通し を組み合わせる

内側に入り込んだエネルギーは排出されない限りは保存されつづけるので、冷房の障壁となります。

そのため高気密高断熱にする際に、夏の日射遮蔽をしっかりと行い(これがないとすぐにグラフのようにオーバーヒートします)、外気温が下がっている時間は必要に応じて、空気を入れ替える=風を通して躯体を冷却することが効果的です。これによって断熱気密効果で上昇していた温度を外気温相当まで冷房なしでも下げることが可能となります。

また風通しを行っている状態でも高断熱高気密の建物は低断熱の建物に比べ外部からの熱的影響を抑えることができるので室温・表面温度を低い状態に保つことができ、体感温度を下げることができます(アイヌのチセの家の逆の状態)。断熱が風通しの効果を高めます。

気温以外の快適さを考慮する、体感温度(SET*)

体感温度SET*が有名でしょうか)にこのほかに影響を及ぼすのが、気流速度や湿度、衣服の種類(着衣量)などがあります。体感温度の視点からみていくと、気温以外の要素が快適さにいかに影響を及ぼしているか?ということが実感できます。

夏に大きな影響を及ぼすのは湿度です。特に気温が高いほど影響が強く出てきます。グラフをみると気温33℃のときに、湿度が50%から60%へ10%上がると体感温度は1.2℃上昇します。調理中のキッチンや厨房などではこういった高温多湿で体感温度が高い環境になりやすいので注意が必要です。

また湿度・水分量をコントロールするのには非常に大きなエネルギーを必要とします。お米づくりでも、木材生産でも一番エネルギーを使う工程は乾燥です。エアコンの除湿は効果は絶大ですが、使うタイミングは考えた方が良いと思います。

気温の影響はさほど受けずに体感温度を左右するのが気流の流れです。風速0.1m/sが風速0.3m/sにあがると、およそ2℃体感温度が下がります。扇風機の微風の首振り時、距離1mで風速で1.8m/s~2.0m/sを計測するので、0.3m/sは本当に緩やかな風です。

エアコン使用時もサーキュレーターや扇風機の併用が効果的なのは、こういった体感温度からの影響です。気流が遅いときは人の身体や建物などの物体のまわりには薄い空気層が纏わりついていて周辺空気からの熱的影響が抑えられているのですが、気流が速いとこの空気の膜が飛んで行ってしまい、熱交換が迅速に行われるようになります。また人の身体の場合、発汗による水蒸気が身体のまわり留まっているのを発散してくれるので、気化冷却効率が上がるという効果もあります。

実は一番効率的に体感温度の効果を得られるのが着衣量=服装です。30℃の日に長袖シャツ長ズボンを半袖シャツ半ズボンへ着替えれば、体感温度で-1.6℃の効果が得られます。特に冬の服装の違いは体感温度に大きな影響を及ぼします。昔の日本人が暖房よりも厚着で寒さを凌いでいた理由はこういったところにあるように感じます。

極寒仕様防寒具(4clo)を着ていれば10℃の気温でも30.8℃の体感温度になります。ただ実際に行えばわかりますが肩こりには要注意、出来るだけ軽量の防寒具がおすすめです。ちなみにこの極寒仕様防寒具はウサギやヒツジなどの動物たちの毛には劣るようで、動物の体の防寒能力に驚きます。(九州住環境研究会

風速とSET*との関係
着衣量とSET*との関係

SET*に興味がある方はリンク先のアプリに数値を色々と入力して試してみてください。

1室温を一定にしようとする断熱志向 と 外気温に合わせようとする 風通し 志向 2一般解の 気密断熱 の良い家 と 個別解の 風通し の良い家 3断熱 の良い家で(空気を暖めたい家で)、 気密 を忘れてはいけない 4断熱 と 風通し 、異なる二つの戦略を両立させるには? 5自然に寄り添い、自然を手繰り寄せる 風と火と農家住宅

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