高気密・高断熱
高気密住宅と計画換気
計画換気の考え方
従来の換気扇の欠点
従来の換気扇は、住宅の壁に大きな穴をあけて換気する方式ですから気密性が悪く、省エネという概念からは、 ほど遠い物でした。また、換気効率も気密性能が悪いためにあまり高いとはいえません。 高断熱・高気密住宅で従来の様な換気扇を使用すると結露など、重大な住宅欠陥の原因にもなります。計画的な空気管理とは
計画的な換気を考えずに、ただ気密化を高めると、不快な環境になります。 建物の気密化と計画的な換気は表裏一体のもので両者を切り離して考えることはできません。 計画的な換気を行うことにより、次のような目的を達成できます。■新鮮空気の供給と汚染空気の排出
人の呼吸や、燃焼器具の使用などによって発生する炭酸ガス（CO2）、一酸化炭素（CO）など、 有害な汚染ガスを排出し新鮮な空気を取り入れて、衛生上、健康維持に必要な環境をつくります。
■室内空気の清浄化室内では衣類、布団やじゅうたんからのほこり、その他のチリや、トイレ・ゴミ・人体・喫煙・調理 などによる臭気が発生します。このチリや臭気を室内から排出し、衛生的で快適な生活環境をつくり出します。
■熱や水蒸気の排出
台所のレンジ・冷蔵庫や浴室などで発生した不要な水蒸気を屋外に排出します。 冬期間、発生した水蒸気を適宜排出しなければ、空気中の水分はどんどん増えて結露の原因となります。 換気によって、この水分の多い空気を排出し、水分の少ない外気を取り入れることにより除湿されます。
高気密・高断熱住宅の必要換気量について
セントラル方式の機械換気設備を設置している住宅における必要換気量は、住宅全体で換気回数0.5回/hとなっています。各部屋ごとに常時、最低必要と考えられる排気風量を積算した値が一般的な規模の住宅の気積の約半分程度です。
カナダやアメリカの高気密・高断熱住宅では換気回数0.5回/h程度であれば呼気による二酸化炭素濃度が極端に高濃度にならないとされています。
ISO等欧米各国の基準として住宅全体で換気回数0.5回/hが採用されることが多いようです。（R-2000の基準も同じ）
＊ヨーロッパでは、0.6回/h～0.7回/hが理想との考え方も出始めています。
「必要換気量」は入居者一人あたり20m³/hを最低風量とします。
＊ヨーロッパでは、50m³/h必要との考え方も出始めています。
高気密住宅における換気方式
高気密住宅で、きれいな空気の下健康的で快適な暮らしを実現するには、次の条件が満たされていることが必要です。| 必要条件 | 具体的内容 |
|---|---|
| 必要換気量の確保 | 一時的に換気負荷が変化しても平均的に必要換気量が確保されていること |
| 換気経路の明確化 | 汚染空気や臭い、湿気が逆流したり、長い時間滞留したりしないよう、換気経路が明確になっていること |
気密性能の測定法と計算方法
気密性能が悪い場合の壁体内結露
気密性能が悪いと、室内の水蒸気が壁体内に入り込んでしまいます。それが断熱材の外壁側に達するにしたがって冷やされ、最終的には露点温度に達し、結露を起こしてしまうのです。壁体内結露が住宅の寿命を短くするわけは
断熱材の中に侵入した水分がまるで濡れ布団のように、構造材をぬらし、そこにシロアリや腐朽菌が発生してしまいます。木材がシロアリの食害や腐朽菌によって腐るので住宅寿命は、当然短くなってしまいます。気密性能の計算方法
■気密性能の表し方床面積1m²当たりの相当隙間面積を示しており(C)で表示する（単位：cm²/m²）
単位相当隙間面積(C)[cm²/m²] = 総相当隙間面積(αA)[cm²] ÷ 実質延べ床面積[m²]
実質延べ床面積（m²）とは建物の内部に含まれる吹き抜け、小屋裏、基礎断熱の場合の床下などの気積の概略を2.6mで割って床面積に換算し、床面積に加えたもの
気密性能の測定方法
気密性能の測定には、室内を(+)圧にする加圧法と(-)圧にする減圧法の2種類あり、一般的には減圧法で行います。■減圧法室内を減圧し、空気が屋外から室内側に流入するようにして測定する方法
相当隙間面積[cm²]≒0.7×（ 圧力差1mmAg時の通気量[m³/h]）
高気密・高断熱・計画換気「ハイブリッド・エコ・ハートQ」の特長
■冬暖かく、特に足もとが暖かい板の間をスリッパなしで過ごせます。
■廊下やトイレ、風呂場も寒くない
居室との出入り時、ヒートショックの心配がありません。
■夏暑くなく、湿度が低くカラッとしている
冷房温度を2～3度高めに設定出来るので赤ちゃんにも優しく、又冷え過ぎないので就寝中も安心です。梅雨時でもジトジトしたうっとうしさから開放されます。
■結露の心配がなく、カビやダニが発生しにくい
従来の換気扇は、住宅の壁に大きな穴をあけて換気する方式ですから気密性が悪く、省エネという概念からは、 ほど遠い物でした。また、換気効率も気密性能が悪いためにあまり高いとはいえません。 高断熱・高気密住宅で従来の様な換気扇を使用すると結露など、重大な住宅欠陥の原因にもなります。
■屋外のほこりや花粉の侵入を少なくします
アトピーやアレルギーの症状が、軽くなったりよくなった事例が報告されています。
■遮音性能が高く、外部の騒音が気にならない
ピアノやカラオケなど室内の音も漏れにくい。
普通の住宅で24時間冷暖房した時と比べて、おおよそ1/2（冷房）～1/3（暖房）の経費です。
高気密工法と計画換気
高気密
気密施工とはどんなものか？
■快適な室内温度を実現する温度差が小さくなり、暖房時のスースーした足元の寒さが解消します。家の中での温度むらも小さくなってきて、快適な居住環境を実現します。
■計画的な換気を可能にする
気密性が低い建物では、知らないうちに隙間から空気が出入りし、その換気量は季節の風の強さによって大きく変化するので、多すぎたり不足したりします。建物を気密化するということは、換気を計画的（必要換気量の確保、換気経路の明確化、暖気温度の制御、冷気温度の制御など）に行えるようにするということです。
■壁内結露防止
建物に隙間があると、冬、室内の空気中の湿気が冷えた外壁内、床下、小屋裏などで結露を生じ、断熱材を濡らし、木材を濡らして腐食させることになりかねません。これを防ぐために、岩綿やグラスウールなどの断熱層の室内側にポリ・フィルムなど防湿層を気密に施工することが非常に大切で、これが内部結露を防ぎ木造建物の耐久性を増すことに重要な役割を果たしているのです。「ハイブリッド・エコ・ハートQ」では、パネル自体が断熱層と気密層と兼ね備えています。
■熱損失を少なくする
建物の気密性が低いと、隙間からの換気量が多くなり、それだけ逃げる熱が多くなります。なお、気密化で注意しなければならないのは、気密化は十分な断熱と適温を保つ全館冷暖房と適切な換気を行うことが前提条件となります。断熱の不足・部分暖房で全体の適温を保てないような住宅の気密化は、温度むらや室温の低い部屋では結露が発生する危険性が高く、換気不足による室内環境の悪化などの問題を引き起こしますので、十分な注意が必要です。
隙間風による熱損失
＜気密性能と内外温度差による換気回数（単位：回/h）＞| 温度差 | 隙間係数＊） （cm²/m²） | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | |
| 40℃ | 0.13 | 0.27 | 0.40 | 0.53 | 0.66 |
| 30℃ | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
| 20℃ | 0.07 | 0.13 | 0.20 | 0.27 | 0.33 |
| 10℃ | 0.03 | 0.07 | 0.10 | 0.13 | 0.17 |
＊）隙間係数1.0とは：床面積（ｍ²）当たりの全ての有効隙間面積が1cm²であることを示す。住宅の内外温度差が30°Cの時は隙間係数の1/10が自然換気回数（漏気）となります。
■気密性能と風速の関係
<外気温0°C 室温20°Cの場合>
| 相当隙間面積 | 平均風速2.5m/秒時の隙間換気量 | 平均風速6m/秒時の隙間換気量 |
|---|---|---|
| 5cm2/m2 | 約0.48回/時(0.29) | 約1.2回/時(0.4) |
| 4cm2/m2 | 約0.39回/時(0.21) | 約0.9回/時(0.33) |
| 3cm2/m2 | 約0.3回/時(0.18) | 約0.75回/時(0.26) |
| 2cm2/m2 | 約0.2回/時(0.12) | 約0.5回/時(0.18) |
| 1cm2/m2 | 約0.1回/時(0.1以下) | 約0.25回/時(0.1以下) |
| 0.7cm2/m2 | 約0.1回/時以下(0.1以下) | 約0.18回/時(0.1以下) |
<外気温20°C 室温20°Cの場合>
| 相当隙間面積 | 平均風速2.5m/秒時の隙間換気量 | 平均風速6m/秒時の隙間換気量 |
|---|---|---|
| 5cm2/m2 | 約0.34回/時(0.1以下) | 約1.1回/時(0.22) |
| 4cm2/m2 | 約0.27回/時(0.1以下) | 約0.85回/時(0.18) |
| 3cm2/m2 | 約0.2回/時(0.1以下) | 約0.68回/時(0.14) |
| 2cm2/m2 | 約0.14回/時(0.1以下) | 約0.45回/時(0.1以下) |
| 1cm2/m2 | 約0.1回/時以下(0.1以下) | 約0.24回/時(0.1以下) |
| 0.7cm2/m2 | 約0.1回/時以下(0.1以下) | 約0.17回/時(0.1以下) |
高断熱工法と熱貫流率
コンピューターによる結露シュミレーション
「ハイブリッド・エコ・ハートQ」は、予めコンピュータによって結露シミュレーションが行われ 結露の発生を確実に抑える施工法がとられています。 結露の発生を押さえ住宅の断熱性能を知るためには、その住宅の熱貫流率を知る必要があります。住宅の断熱性能はどのようにしてあらわすのか？
■熱貫流率とは
建物の壁や床など各部分で、その両側の温度差を1°Cとした場合、 1m²の広さについて1時間に何キロカロリーの熱が流れるかを示した値で、 この値が大きいほど建物は熱を良く伝えるので室内が外部の影響を受けやすくなります。熱貫流率（k）：壁や床の断熱性能を示す指標（単位：kcal/m²・h・°C）
■熱貫流率の計算法
K = 1 ÷ Ri + ( R1 + R2 + ・・・・+ Rn )+ Ro
- Ri
- 室内側熱伝達抵抗（室内空気と住宅部分の室内表面間において、温度差摂氏1度の場合、 1時間に面積1平方メートルの部分を伝わる熱量をキロカロリーで表した数値の逆数）
- Rn
- 住宅の部分を構成する各材料又は空気層の熱抵抗（温度差摂氏1度の場合、 1時間に面積1平方メートルの部分を貫流する熱量をキロカロリーで表した数値の逆数）
- Ro
- 室外側熱伝達抵抗（室外空気と住宅部分の室外表面間において、温度差摂氏1度の場合、 1時間に表面積1平方メートル当たり伝わる熱量をキロカロリーで表した数値の逆数）
| 場所 | 材料の種類 | 熱貫流率(単位:w/h・℃) |
|---|---|---|
| 外壁 | 石こうボード 12mm グラスウール 10kg×50mm 合板 9mm |
0.47 |
| 石こうボード 12mm グラスウール 10kg×100mm 合板 9mm |
0.35 | |
| 石こうボード 12mm 発泡ウレタン 100mm |
0.33 | |
| 天井 | セルローズファイバー ブローイング 200mm |
3.14 |
| 窓 | 樹脂サッシ 透明ペアガラス (3+6+3) |
3.49 |
| (アルミ+樹脂+アルミ) サッシ 透明ペアガラス (3+6+3) |
2.67 | |
| 樹脂サッシ 遮熱断熱複層ガラス (3+6+3) |
1.7 |
■気密係数・熱損失係数、日射取得係数、熱貫流率で住宅性能が決まる
住宅は、以上のような熱環境や気密性能など総合的な性能の集積の評価でその住宅の性能が決定されます。 特に重要な要素は、開口部からの日射の取得や熱の流出です。従って開口部の役割は、 かなり重要な物になってきます。開口部からの日射取得を無視して建てられた住宅は、 いかに良質の素材を使用して建てられたとしても目標の性能が出ないということになります。 デザインを優先したいという場合もありますが、科学的な根拠のあるシミュレーションをして 最良の住宅を建てるべきだと考えます。
<開口部の熱貫流率に関する基準>
| 熱貫流率(単位:1m21℃につきW) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 地域別（地区） | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 次世代省エネルギー基準 | 1.3 | 1.5 | 2.0 | 2.2 | 2.2 | 2.7 |
※開口部の熱貫流率が地域区分に応じ上記の表の数値以下であること。
<開口部の夏季日射進入率に関する基準>| 夏季日射進入率（単位:1m21℃につきW） | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 地域別（地区） | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 窓の方位 | 真北±30°の方位 | 0.52 | 0.52 | 0.55 | 0.55 | 0.55 | 0.6 |
| 上記以外の方位 | 0.62 | 0.62 | 0.45 | 0.45 | 0.45 | 0.4 | |
高耐久性と高断熱工法
100年後の未来を見つめて開発されました。
高耐久性・地盤の強化（地耐力の確保）
「ハイブリッド・エコ・ハートQ」は、一棟一棟、建築場所の地盤の強度を把握し、適正な地耐力を確保した上で建物を建てています。耐震性においては万全を期し、耐久性においても基礎内部に防湿フイルム0.1mmを施工し、縦横に配筋の上、厚み150mmの防湿コンクリートを施工する方法をとっています。さらに基礎と土台の間に基礎パッキンを配し、床下の全周換気を行い、床下の通気性能を高め、住まいの耐久性を向上させています。高断熱・適切な断熱施工
■高断熱とは、どんなことでしょうか？石油等の化石燃料の枯渇や地球環境をこれ以上悪化させないために、住宅で使用されるエネルギーの省エネルギー化が急務の問題となっています。住宅の高断熱化は、冷暖房効果と重要な関係がありますが、この高断熱化によって、結露の発生等様々な問題も起こっています。住宅の高断熱化について正しい知識を身につけていただくことは住宅の高性能化にとって大変重要なことです。
■温暖地域ほど重要な小屋裏・屋根断熱
温暖地域では、各種の断熱基準からも寒冷地ほど断熱材が必要ないように考えられますが、実は、温暖地ほど断熱材が必要な個所があります。それは屋根・小屋裏断熱です。 真夏の厳しい直射熱は、屋根の温度を60度～80度近くまで上昇させてしまいます。室内温度が28度の場合には、内外温度差が、32度～52度も有ることになります。二階が寝苦しいのは、この熱が輻射熱として夜に放出されるからです。これを防ぐためには、寒冷地以上に屋根や小屋裏の断熱が重要なのです。高断熱工法の種類と注意点
■内断熱工法とは
柱と柱の間の室内面に断熱材を施工する工法。従来は、施工される断熱材がグラスウールやロックウールなど繊維系の断熱材が圧倒的でしたが、現在は、ウレタンやスチレンなどのプラスチック系断熱材をパネル化して施工するなど、水を吸う性質のある断熱材の弱点を克服する新工法が現れてきています。
※屋根収納の対応は可能です。
■外断熱工法とは
外壁面や床・屋根をウレタンやスチレンなどのプラスチック系断熱材ですっぽりとおおう断熱工法です。内断熱工法との大きな違いは、主に内断熱工法が小屋裏断熱なのに対し、屋根断熱が主流になります。したがって、小屋裏も断熱域の中に入っていますから、小屋裏の利用が出来ることです。
■パネル内断熱工法とは
主に内断熱工法の応用で、外壁面に面する施工をパネル化し、その中に断熱材を組み込んで外壁パネルの施工と断熱施工が同時に完了するように工夫されていいます。「ハイブリッド・エコ・ハートQ」は、高性能スチレンボードを柱間に施工し、構造用合板を張り付けてゆく工法で、大別すれば、このパネル内断熱工法に分類できます。
断熱材の施工は、量が多ければ多い程良いというものではありません。適切なバランスのある量と吸水性を考慮しなければなりません。特に繊維系断熱材のように吸水しやすい断熱材を使用する時には、室内面に確実な防湿処理が重要です。そのようなことから断熱施工を行う際は、気密施工を十分にする事が高性能住宅を造る最大の条件です。
