パッシブデザインの5つのポイント

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パッシブデザイン

これからの家づくりの形自然エネルギーを最大限活用した「パッシブデザイン」のことについて書きます。

パッシブデザインには5つの設計手法があります。

パッシブデザインはこの5つの設計手法をバランスよく設計し、地域の特性を考えた設計手法がパッシブデザインになります。

パッシブデザインでは、この地域の特性を考える事により、地域毎のパッシブデザインの形があるような気がします。

北海道には北海道のパッシブデザイン

東京には東京のパッシブデザイン

鹿児島には鹿児島のパッシブデザインが・・・

パッシブデザインを話す前に、

2020年に現行の省エネ基準「改正省エネ基準」が義務化になるべく進んでいます。

また、2030年には「新築の平均でZEH(ゼロエネ)住宅」にする方向で検討されています。

そんなに遠くない話です。

「省エネ住宅」「ZEH(ゼロエネ)住宅」と今注目されて、ご存知だと思います。

そして今、「省エネ住宅」「ZEH(ゼロエネ)住宅」の次に注目を集めているのが、「パッシブデザイン」の家づくりです。

これまでは、「性能を上げる=金額アップ」が一般的に常識の範囲でした。

多額のお金をかけずに、より省エネな住宅づくりはできないのでしょうか?

パッシブデザインは、「省エネ住宅」「ZEH住宅」も考慮した、これからの家づくりだと思います。

パッシブデザイン住宅は、住設機器や屋根材など使う材料にこだわるのではなく、ただで利用できる自然エネルギーを十分に家づくりに取入れて、より省エネを、より快適・健康を目差すのです。

パッシブデザイン・自然エネルギーを取入れた住宅が与えてくれる多くのメリットについて紹介します。

 

パッシブデザインの定義

『パッシブデザインとは、建物のあり方を工夫して、建物の中にある自然エネルギーを(太陽・風・地熱)を最大限に活用・調節できるようにし、高い質の室内環境を実現させながら、省エネルギーに寄与しようとする、建築設計の考え方とその実際的手法。』

と、パッシブデザインの第一人者の一人「パッシブデザイン協議会 代表理事 野池政宏」さんは定義されています。

また、野池さんの言葉を借りれば、パッシブデザインとは

「エアコンの暖かさと、陽だまりの暖かさ、どちらがすきですか?」

「エアコンの涼しさと、涼しい風を身体に受けるとでは、どちらが気持ちいいと思いますか?」

パッシブデザイン・自然のエネルギーを活用した、後者の方ではないでしょうか・・・。

パッシブデザインにおける設計項目は、

①断熱

②日射遮蔽

③自然風利用

④昼光利用

⑤日射熱利用暖房

ここで重要なのが、これらパッシブデザインの5つの設計項目は「地域・立地・住まい手」という3つの要素によって内容が異なってくることです。

また、パッシブデザインは一部をとらえるのではなく、その全体(パッシブデザイン5つの設計項目)をしっかり意識しながら、「地域/立地/住まい手」という要素で決まってくる「最適解」を導きだそうとする姿勢が不可欠です。

つまり、「地域の特性に合わせて、パッシブデザインの5つの設計項目をバランスよく」です。

冒頭述べた様に

鹿児島には鹿児島の「パッシブデザイン」、

東京には東京の「パッシブデザイン」、

北海道には北海道の「パッシブデザイン」があるということです。

 

パッシブデザインの5つの設計項目

(1)断熱

パッシブデザイン

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パッシブデザインで、自然エネルギーの要素が入っていない「断熱」を、パッシブデザインの設計項目に入れる事については、パッシブデザイン協議会の野池政宏さんも、いささか違和感があるかもしれないと言われています。

しかし、「断熱」の主目的は「冬の熱損失を防ぐ」ということですので、断熱性能は建物の熱的性質を大きく規定するのもであり、パッシブデザインの目標(高い質の室内環境の実現・省エネルギー)を考えたときに、パッシブデザインの中に、この「断熱」をはずすことはできません。

実際には、「冬に窓から入った太陽熱をいかに守るか」、「夏に太陽熱をいかに入れないか」がパッシブデザインでは重要です。

簡単にわかりやすく説明するとパッシブデザインとは「魔法瓶」のような住宅のことです。

パッシブデザイン

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魔法瓶と同じ原理で、熱が冷めにくい家づくりを目指すということです。

1.断熱性能を決める各部位について

パッシブデザイン

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上の図にあるように、断熱性能を決めるのは部位は主にに「屋根・壁・基礎・窓」の4つの要素です。

また、それぞれに国の基準があり、その基準に対して各社が「どれくらいの数値なのか?」確認することが大事です。

2.断熱性能と同じくらい大事な「保温性能」

パッシブデザイン

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住宅には、性能を表す数値のあります。

上の図にあるように、

断熱性能=UA値

保温性能=Q値

断熱性能=UA値は、現行の「改正省エネ基準」で用いられる数値で、2020年義務化に向かっています。

保温性能=Q値は、現行の「改正省エネ基準」の一つ前の基準「次世代省エネ基準」で用いられた数値です。

このUA値とQ値の違いは、

UA値は、「屋根・壁・基礎・窓」を「外皮面積(表面積)」で割っています。

Q値は、「屋根・壁・基礎・窓」の熱損失のほかに「換気・漏気」の熱損失が考慮さています。

UA値は、「換気・漏気」が入っていません。また、Q値は、「屋根・壁・基礎・窓」「換気・漏気」の熱損失を「延床面積」で割っています。

これは、どういうことかと言うと、UA値は各部位(屋根・壁・基礎・窓)の合計の平均値であるという事です。

実際の建物の保温性能(暖かさ)を知るうえでは、「換気・漏気」を含めた、建物の大きさ「延床面積」で割った、Q値の方で見るのが適切だと、「パッシブデザイン」を進める実務者は認識しています。

※ただし、100㎡を切るような建物は「実際の建物よりもQ値が大きく出る」という問題もあり、注意が必要です。

※また、UA値も現行の「改正省エネ基準」の計算の用いられるので重要です。

3.断熱性能が高いと夏は不利になる。

冒頭述べた様に、「断熱」の主目的は「冬の熱損失を防ぐ」ですので、冬期に対してはメリットが大きいです。

では、夏期に対して「断熱」は、「断熱性能=夏涼しく」という単純な構図にならないことに注意が必要です。

断熱性能の向上により建物の保温性が高まり、建物内部にある熱が逃げにくくなるという現象「熱ごもり」が起きるからです。この事は、多くの建築実務者も勘違いしてることなのでご注意下さい。

4.その他の断熱性能向上のメリットは?

①健康・ヒートショック対策

ヒートショックとは、温度差の急激な変化による血圧の急上昇や急降下、脈拍の反動などが体に及ぼす悪影響です。

主に脳疾患・心疾患で重大な危険に係ることです。

パッシブデザイン

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ヒートショックで搬送される数は推定17,000人/年で交通死亡数4,000人/年よりはるかに多いです。

主に、浴室やトイレで多く発生します。

家全体の断熱性能を高めると、室内間の温度差が少なくなり、ヒートショック対策になると言われています。

②健康・その他の疾病

パッシブデザイン

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上の画像の様に、住宅性能のグレードを5=Q値1.9レベルにあげると、顕著な改善率があらわれています。

お医者様や大学の先生といわれる方々が実データーを元に発表されています。

③快適性

断熱性能が高くなると、壁などの室内側表面温度が下がり辛くなるので体感温度も高く、快適性の向上につながります。

パッシブデザイン

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パッシブデザイン

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また、室内の上下温度差も少なくなり、一般に言われる「冬の足元の寒さ」の解消にもなります。

5.気密

そして、「断熱」の項目で最後に「気密」について書きます。

最後に書くくらいパッシブデザインにとっての大事な要素なのです。

パッシブデザイン

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気密はⅭ値(隙間相当面積)と表す。

パッシブデザイン

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気密は断熱と同じくらい大事な要素です。

上の画像を見てもわかる様に、どれだけ断熱性を上げて暖かい家を造っても、気密が悪ければ、そこから熱は逃げていきます。

断熱と気密は相対関係にあります。

しかし、この気密性能Ⅽ値は、現行の省エネ基準「改正省エネ基準」では削除されています。

削除という事は、一つ前の省エネ基準では、気密性能Ⅽ値の基準があり、数値も「5」以下と明記してありました。

※気密性能Ⅽ値「5」という数字も、世界の基準と比べてかなり低い数字です。つまり隙間が大きな家です。

この、気密性能数値Ⅽ値が現行の「改正省エネ基準」では削除された事に関しては色々と噂はあります。パッシブデザインでも大事な「気密」が、日本の省エネ基準ではないがしろにされている様な感じがします。我々の仲間が、パッシブデザインの先進国のドイツに視察に行った時は、「断熱」よりも「気密」を重要視してる説明を受けたと聞きました。

それなのに日本は・・・

パッシブデザインを追求していく上では「気密」も大事な要素であります。

 

(2)日射遮へい

パッシブデザイン

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パッシブデザインの日射遮へいは「夏に涼しく」の基本になります。

また冷房時に取り除く熱を減らすという意味で、省エネルギーにつながります

「断熱は冬の基本」、「日射遮へいは夏の基本」と言われるくらい、「断熱」と「日射遮へい」は大事です。

特に南国といわれる鹿児島県・宮崎県などは、太陽の日射量が多くパッシブデザインの「日射遮へい」が重要になってきます。

※逆に、北海道・東北などの寒い地域は、太陽の日射量が少ないので「断熱」が重要になります。

※前に述べたように、地域の特性を生かした「パッシブデザイン」があるという事です。

1.日射遮へいで大事なのは、窓の日よけ

パッシブデザイン

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上の画像の様に、太陽の日射熱が多く入ってくるのは「窓」から75%とあります。

だから、窓の「日よけ対策」はパッシブデザインにとても重要で効果が大きいのです。

パッシブデザイン

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有効な庇を設置すると、窓にあたる日差しの40%を遮ってくれます。

パッシブデザイン

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レースカーテンや内付けブラインドの日よけ効果は30%~40%ですが、上の図のすだれ・通風雨戸・シェードと言われる、外部装置は80%の日よけ効果があります。

2.南面の窓の日射遮へい

パッシブデザイン

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窓から75%の日射熱が入るので、窓ガラスでの日射遮へいを考える方もいますが、夏には有利になりますが、冬には不利になります。

冬の暖かい太陽熱を窓の遮熱ガラスで遮断してしますからです。

上の図のように、

「夏は日射を遮る」

「冬は日射を取り入れる」

がパッシブデザインの肝になります。鹿児島・宮崎でのパッシブデザインでは「日射遮へい」が大きなカギにまります。パッシブデザイン実務者の腕の見せ所です。

 

(3)自然風利用

パッシブデザイン

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身体に風が当たると涼しいと感じます。

特に低温の風が当たるとより涼しく感じます。

この効果を利用しようというのがパッシブデザインの自然風利用におけるひとつ目の狙いです。

もうひとつの狙いは建物に溜まった熱を外に出すことです。

これは換気による排熱ということですが、これも低温の風を通すほど効果が大きくなります。

このことからわかるように、自然風利用は外気温が比較的低いときに行うのが有効です。

つまり、盛夏の日中に風を通すことを考えるのではなく、盛夏であれば夜間を中心になり、盛夏の前後(中間期)であれば、日中でも風を通すことが有効な日や時間がある地域が存在します。

パッシブデザインの自然風利用で大事な事は、建築地の「風の特性」を知るということです。

特に、「涼しい風」を必要とするのは夏期なので、7月・8月・9月の風の特性が必要になります。

また、昼と夜の風の特性も知りたいことです。

1.卓越風向をとらえる

卓越風とは、ある一地方で、ある特定の期間(季節・年・昼夜)に吹く、最も頻度が多い風向の風。主風。常風。

パッシブデザイン

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各地の卓越風のデータが閲覧できる「IBEC」(一般財団法人 建築環境・省エネルギー機構)のホームページにあります。

このデーターより、夏の風を読み取ることができます。

しかし、観測点から離れた場所はデーターが少し違ったり、風は山や川といった自然物の影響を受けるし、建築地周辺の環境にも影響をうけるので、あくまでもこういったデーターは「ざっくりとした傾向をみる」というのが適切です。

2.窓面積を確保する

パッシブデザイン

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窓は、大きい方が風通しがよくなるのは当たり前ですが、大きな窓ばかりにすると建物の断熱性能が悪くなったり、夏熱くなったりします。

そこで、国から出ている「通風のための窓面積基準」を参考に、窓の大きさや配置を考えます。

3.立体に風を通す

パッシブデザイン

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吹き抜けや階段室を通る風を考える。最上階の出来るだけ上部に「高窓」を設置して、室内に溜まった熱を排出させる。

4.ウインドキャッチャーで風をつかまえる。

パッシブデザイン

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普通の引き戸では、壁に平行してくる風はあまり室内に入ってきません。そうした風ををつかまえて室内にいれる装置がウインドキャッチャーです。

パッシブデザインで自然風利用を考える時に、注意しなければならないのが「湿度」です。

夏期の暑い時に涼しい風をいれるのが快適ですが、風を一緒に夏のジメジメとした湿気も入ってきます。パッシブデザインの実務者の中には、夏はエアコンをかけて、外部からの湿度を入れない考えをお持ちの方のいらっしゃいます。

パッシブデザインの考え方の幅が広いので、パッシブデザインの実務者からよく説明を受けることが大事です。

4)昼光利用

パッシブデザイン

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パッシブデザインの昼光利用で、昼間は電気を点けなくても暮らせる工夫

・南北二面からの光を取り入れて部屋を明るく

パッシブデザイン

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・吹き抜けやトップライトで明るく

パッシブデザイン

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パッシブデザインの昼光利用で、太陽の光で照明がいらず、省エネに貢献。

(5)日射熱利用暖房

パッシブデザイン

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パッシブデザインの日射熱利用暖房は、断熱性と蓄熱性を一定以上に高めた建物のおいて、窓からたくさんの日射を入れ(太陽熱を獲得し)、蓄えた熱を主に夜間に暖房として使う手法です。

「集熱(日射取得)」「断熱」「蓄熱」をしっかり考えることで高い効果がえられます。

地域の気象条件(冬の日射量と外気温)を考えながらこの3つのバランスをうまく整えれば、室温変動が小さくなって快適性が向上し、かなりの暖房エネルギーの削減が期待できます。

※ただし、実際の設計においては「蓄熱」が大きな課題になります。

とくに一般的な木造住宅では蓄熱性が低く、射熱利用暖房の効果を得るためにはかなり大幅に蓄熱性を上げる工夫をしなければなりません。

まだまだ「蓄熱」に関しては手探りで設計を進めていかなければならないのが現状です。

1.窓はストーブと考えよう

上で書いたように「日射熱利用暖房」は中々難しく、手探り状態と書きましたが、冬に太陽熱を入れるだけでも大きなメリットはあります。

特に南国鹿児島・宮崎は冬の太陽の日射量が多い地域です。

先に述べた「断熱性能」を高めると熱ごもりで暑くなるので、「断熱」重視の冬の暖かさではなく、「日射取得」の暖かさを考えなければいけません。

まさに、南国鹿児島・宮崎は「パッシブデザイン」を発揮できる地域だと思います。

※逆に北国北海道・東北は、冬の寒さが厳しく、また冬の日射量も少ないので「断熱」重視のパッシブデザインが求められます。

「鹿児島・宮崎のパッシブデザイン」「北海道・東北のパッシブデザイン」「本州のパッシブデザイン」、「四国のパッシブデザイン」と、地域によってパッシブデザインも違いがあるという事だと思いす。地域の特性を最大限に活かすのも「パッシブデザイン」の胆・醍醐味、建築実務者の考え・腕ではないでしょうか。それだけ「パッシブデザイン」は奥が深いことだと思います。

窓は電気ストーブ2台分の熱を入れます。

パッシブデザイン

パッシブデザイン

冬の晴れた日に、南に向いた窓から入る熱量は大きく、その窓から日射を積極的に取り入れることによって暖房エネルギーを減らすことが出来ます。

この事実は多くの人に認識されていないように思われます。

「冬において南面の窓はストーブ」という認識を持つことが大切です。

 

パッシブデザインのまとめ

パッシブデザインの5つの設計項目

(1)断熱

(2)日射遮へい

(3)自然風利用

(4)昼光利用

(5)日射熱利用暖房

パッシブデザインの設計項目を用いて、「質の高い室内環境を実現させながら、省エネルギーに寄与する」家づくりが出来る。

また、パッシブデザインから生まれた「質の高い室内環境」が、ヒートショック対策・疾病等の改善の「健康面」に、温度差のない室内空間が「快適面」に多大なる効果を生み出していく。

そして、高気密・高断熱の家は「省エネルギー」にもなり、エネルギー問題・地球環境対策にも寄与している。

さらに、「パッシブデザイン」に真剣に取り組む建築実務者の中には、建物の外皮計算・一次エネルギー消費量などから「室温」を計算して導き出し、「冬の室温の最低温度」「夏の室温の最高温度」を割り出し、計算で「暖かい家」「涼しい家」を提案している実務者も存在している。

こういった実務者は、計算の中から「正確」な月々の光熱費を割り出し、住宅ローンでの換算で考えると「安く」なるという事も計算上でも、実績としても共有しています。

「健康」で「快適」、「省エネ」にもなり、「適切な価格」の家つくりを考える時ではないでしょうか・・・

我々が考える、パッシブデザインとは、一言で表現すると、

「エアコンの暖かさと、陽だまりの暖かさ、どちらが好きですか?」

「エアコンの涼しさと、涼しい風を身体に受けるのとでは、どちらが気持ちいいと思いますか」

だと思います。

もちろん、パッシブデザインはエアコンを否定するものではありません。

上記の考えと違うパッシブデザインの捉え方をしている建築実務者もおられると思います。

エアコンとパッシブデザイン(自然のエネルギーの活用)をうまく活用されるパッシブデザインもあります。

そして、このブログの冒頭に書いた、地域の特性を活かしたパッシブデザインの設計手法でなければいけない事です。

パッシブデザインでは5つの設計手法をバランスよく、そして地域の特性を活かしたデザインでなければいけない事です。

北海道には北海道のパッシブデザイン

東京には東京のパッシブデザイン

鹿児島には鹿児島のパッシブデザイン

各地で気候・気温・日射熱と違います。この違いを考慮した設計がパッシブデザインです。

それだけパッシブデザインは奥は深いし、

人生の中で大きな買い物になる家づくりを考えた時に、

パッシブデザインの事を学んで、

取り入れた家づくりが大事になってくるのではないかと考えながら、

少しでもパッシブデザインの参考になればと、このブログをかいてみました。

是非、あたなにとっての「パッシブデザインの家づくりを」

※上記ブログ内容は、パッシブデザイン協議会 代表理事 野池政宏さんの「パッシブデザイン講義」「省エネ・エコ住宅 設計究極マニュアル」「暮らし省エネマイスター公式テキスト(第4版)」を引用・抜粋しております。

 

〇パッシブデザインについてのブログを下記に紹介します。

※パッシブデザインで重要①な「断熱」について

※パッシブデザインで重要②な「日射遮へい」4つのポイント

※パッシブデザインで重要③な「自然風利用」6つのポイント

※パッシブデザインで重要④な「昼光利用」2つのポイント

※パッシブデザインで重要⑤な「日射熱利用暖房」3つのポイント

 

〇鹿児島でパッシブデザインの家づくりなら「丸久の家創り」

http://www.marukyu-hanacoco.com/

 

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