狭小住宅の間取り・施工例と3階建て、東京都の渡辺ハウジング

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近年、地球温暖化に伴って、各分野で省エネルギーが叫ばれています。

オイルショック以降、住宅には断熱材が使われるようになり、アルミサッシの普及も伴って日本の住宅は随分と快適になりました。

しかし、エネルギー削減には貢献できているとは言えず、結局暑ければエアコンを、寒ければ暖房をと、かえってほとんどの住宅がエネルギーロスの大きな建物のなってしまっているのが現実です。


考えてみれば家にとって最も重要なもの...

それはそこで暮す家族が快適に生活を送れるということです。

しかもこれからの住宅は、そればかりではなく、<環境>に対する影響も考慮しなければいけません。

環境にやさしい家を造ることによって、最終的には誰でも住みやすい、暮しやすい家になります。

まさに「バリアフリー」であり、「ユニバーサルデザイン」であり、「エコ」なのです。


そこで紹介したいのが...『地熱住宅』なのです。



私たちは、この「地熱住宅」が21世紀の近未来型住宅のスタンダードになると考えています。

何故ならこの仕組みは、最先端の技術を満載しているものではなく、むしろ簡単で、伝統からヒントを得た素朴で単純なモノだからです。


そのヒントを教えてくたのは、原住民族である「アイヌ」の住宅だったのです。

◆アイヌの伝統民家「チセ」の夏、冬、室内の様子


では、この『チセ』のキーワードである『地中熱』とは...


地中熱とは?

ぱっと頭に浮かぶのは「温泉」や「マグマ」の熱。

でも、これらを利用するわけではありません。

どういうことかというと...


「地熱利用」は、大きく分けて2種類に分けられます。日本地熱学会によれば...

1.地下深くにあるマグマの熱を利用する
2.地下浅いところと地表との温度差を利用する、すなわち地中熱を利用する


と、定義されています。


発電(地熱発電)などでは、「1.」を利用します。

これは日本以外の外国でも古くから研究が進んでおり、各方面で活用されています。

しかし、これは一部の限られた地域に限定されること、高額な設備費用がかかること、などから住宅用としては、現実的ではありません。

そこで住宅用には、「2.」を研究し、採用しているのです。


実はこの「地下浅いところと地表の温度差」、身近なところで体験することができます。それは...

◆夏、どんなに気温が高く、暑くても井戸の水は冷たい!
◆冬、どんなに気温が低く、寒くても洞窟の中は暖かい!


と言うことは...

「気温は、季節によって大きく変化するが、地中温度は一年を通して安定している」ということなのです。


chichyu-ondo.jpg


そしてこれは、あるモノの特性がもたらす性能でもあります。そのモノとは...


そう、「土」です。この温度差をもたらす「土」特性とは...

■土は、そのものが「断熱材」である
■土は、そのものが「熱伝導材」である


ことなのです。


どう言うことかと言うと...

蛙や蛇が、土の中で冬眠するのは、土が断熱性能を持っているために、外気が冷えていっても土の中は冷え込まないからなのです。

そして、夏、強烈な日差しで暖められた地表面の熱は、徐々に地中へ伝わっていくのです。

すなわち土は、熱を伝え、保温する特性を持っているのです。

(地下5m前後の地中温度は、年間を通して、15〜18℃で安定しています)


これら、地熱の特徴をふまえ【ecoハウス研究会】では、21世紀における未来型住宅のスタンダードになると考えられる、『地中熱活用住宅』を研究・開発・そして施工をすすめているのです。


そこで実際に「地中から室内にかけて」の温度を測定してみると...



温度分布

地熱住宅の「地中から室内にかけて」の温度測定結果をみると...


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外気温度が、【-2.9℃】でも室内は【18℃前後】に保たれていることがお解かりいただけると思います。

建物自体が冷え込まない(夏は熱くならない)状態なのです。


ここまでたどりつくヒントになったのが「アイヌ」伝統民家の『チセ』。

「極寒の地で雪にすっぽり囲まれているのに、少しの薪を焚くだけで何故、生活できるのか?」


それは、雪が『外断熱』の役割を果たし、かつ『地熱』を上手に利用していたから。


そこで、研究を重ね、考え出したシステムが...



床下システム -夏-


「アイヌ」の伝統民家『チセ』の研究により、地中は半年先まで熱を持ち越すことができる事が発見されました。

つまり、住宅の床下地中に夏の熱(冬の冷熱)を冬(夏)まで持ち越し、床下土間表面全面からの自然放熱で住宅内部が暖房(冷房)されるのです。

という事で...


日本では「夏暑く、冬寒い」という気象条件です。

しかしそれは地上の外気温であり、地中(地下5m)では安定した温度で、しかも夏冬が逆転しています。

(夏冷たく=15℃前後、冬温かく=18℃前後)

そこでエコシステムでは、住宅の床下を地中(5m)と同じような状態にする工夫をしたのです。


Scan10013-natsu.JPG



冬から持ち越された地中温度「約15℃前後」と、床下温度「約23℃前後」を利用。

外気温の高い日中は、熱気も日射も室内に入れないようにコントロールし、27℃前後のエアコン運転(ドライ設定)を行なう。

これで全室暑さを感じず過ごすことができます。


では、冬はどうか...



床下システム -冬-

従来の「地熱利用」とは異なり、地中深くまで掘削して配管を埋設したり、大掛かりな設備は必要としません。


不快と思われがちな「夏の暑さ」と「冬の寒さ」をそれぞれ半年先に活用することで、「冬の暖か」さと、「夏の涼し」さという長所として活用できる快適住宅を開発したのです。


Scan10013-fuyu.JPG



夏から持ち越された地中温度「約18℃」と、床下温度「約15℃」を利用。

すっぽり外断熱で覆われた建物は、大地の恵みである地中温度に支えられ、また日射、暖房などによって暖められた室温は、そっくり床下地中に蓄えられます。

太陽熱と、地中温度の相乗効果が得られるというわけです。


その効果を最大限生かすには、構造『外断熱』が欠かせないわけですが、その構造とは...



構造 -躯体-


日本の住宅は、冬に約63%の熱(暖かさ)が外部に逃げ、夏は約47%の熱(暑さ)が侵入しています。

このエネルギーロスを効率良く、いかに防ぐかが、「外断熱・地熱住宅」最大のポイントなのです。



外断熱・地熱利用住宅[基礎-1] 外断熱・地熱利用住宅[基礎-2]


地熱住宅では、床下も室内と考えます。

一般住宅では基礎(立ち上がり部)に床下換気口があり、通気には役立ちますが、かえって外気がそのまま入ってくることにもなります。

すなわち冬は寒い外気、夏は熱い外気が入り込んでしまうわけです。

そこで、地熱住宅では基礎にも「外断熱」を施し、外気の進入を遮断し、室内と同じ環境にして、建物直下の地中が外気に影響を受けない環境を整えます。


<壁>

外断熱・地熱利用住宅[壁-1] 外断熱・地熱利用住宅[壁-2]


地熱住宅では、従来の充填断熱工法、すなわち壁内部に断熱材を充填するのではなく、柱の外側に断熱材を施工し基礎部の「外断熱」と連動させ、外気の進入を遮断します。

これは、構造体も室内環境と同じ条件になるということで、土台、柱、梁などの構造材の寿命を延ばし、耐久性の向上にも効果を発揮します。


<屋根>

外断熱・地熱利用住宅[屋根-1] 外断熱・地熱利用住宅[屋根-2]


地熱住宅の屋根も、基本的に「基礎」、「壁」と同じ考えに基づき「外断熱」を施します。

従来の屋根裏断熱では、小屋裏部は外部扱いになってしまい、これでは上記の一般住宅の基礎と同じことになってしまいます。(冬寒くて、夏熱い)

そこで、基礎、壁と同様に「外断熱」とし、野地板の外から断熱材で覆い、高気密を実現することで、地熱を最大限利用可能になるのです。


では、最大限「地熱」を生かすための「外断熱」材は...



構造 -断熱材-


<サーモプライ板>

サーモプライとは、耐水・耐候処理された4層の長尺繊維板と、アルミニウム箔とポリエチレンフィルムの表・裏面に被膜材を耐水接着剤(ポリビニルアルコール)を使って、圧力により圧縮した積層板で以下のような特徴があります。
断熱材[サーモプライ板-1] 断熱材[サーモプライ板-2]

強靭性
その強度は、耐力壁材として「軸組み工法(在来木造)」で倍率【2.0】(厚さ4mm板)
「枠組み工法(ツーバイフォー)」で壁倍率【1.5】(厚さ3.5mm板)認定済み。
(国土交通大臣:認定)

施工性
厚みが薄く(在来木造で4.0mm、ツーバーフォーで3.5mm)軽量。
切断には鋸(のこぎり)は勿論、ルーター、カッターナイフでも簡単に切断可能。

機能性
多孔性材料ではないので、空気に侵入をコントロール可能。
断熱効果を高め、冷暖房エネルギーの節約が可能。

経済性
防水処理を施してあるため、防水紙の使用を省くことが可能。
厚みも薄いのでかさばらず、荷捌きや、配送等のコスト削減が可能。
また、施工後は天候に左右されることなく、内部工事も進めることができる上、
工期の短縮、現場経費の節減にもつながる。



<ポリエチレンフォーム>

断熱材[ポリエチレンフォーム-1] 断熱材[ポリエチレンフォーム-2]

熱を伝えにくい
一つ一つ独立した気泡が集まって出来た発泡体で、
熱を伝える3つの要素(伝導、輻射対流)が気泡一つ一つに閉じ込められているので
熱の伝導率はALC板(軽量気泡コンクリート板)の約1/3。

水を吸わない
一つ一つの気泡が完全に密封状態のため、
水中に長時間つけても表面に水滴が付着するだけで、吸水率は非常に僅か。
(吸水率0.01g/100cm²以下=容積比)なので、膨潤、軟化、変形、変質しない。

軽量で丈夫
重量は水の重さの約1/30しか無いにもかかわらず、
圧縮強度は非常に強く、約30t/m²も有り、極めて丈夫。

断熱性能不変
経年変化による劣化が発生し、断熱性能が低下することがない。

加工が簡単
板状で適度な硬さがあり、施工が容易。

品質の安定
厳密な品質管理体制が確立された「JIS表示許可工場」で生産。
安心してお使えいただけます。





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