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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夏季についてですが、半年後に夏の地中温度が上がり、
冷房負荷が増えてしまうのではないでしょうか?



外断熱+高気密にすればかなり快適な家になると思います。
さらに地熱住宅にして地熱利用すれば、家にエアコンは要らなくなりますか?



子供と成人男性は床温度18℃でもいいと思いますが、成人女性とか老人は
20℃以上、暖房としては22℃程度を求めるのではないかとおもいますが。



冬季、地中温度18.6℃において補助熱源とか、ソーラーウォールなどを利用して
暖房温度20℃以上、22℃を希望した場合は地中熱活用ではなく、
逆に暖房熱の地中損失になるのではないのでしょうか?


地熱住宅の資料やホームページを見ているのですが、
家の真下地下5mの温度が上がってくるのが理解できません。分かりやすく教えてください。






夏季についてですが、半年後に夏の地中温度が上がり、冷房負荷が増えてしまうのではないでしょうか?

これは、よくいただく質問です。

特に、冬季は床下地中温度が最初の数年は年々実感するほど上がってきますので、夏の床下地中温度も年々上がるのではないかと思われるようです。

冬季に床下地中温度が上がるのは、半年前の夏の熱を持ち越して床下地中が熱のプールになるためです。

夏季は反対に冬の冷熱を持ち越して床下地中が冷熱のプールになります。

それで夏は冷房が必要でなくなり、エアコンは除湿器として稼動させるだけになるのです。


それでも、冬の地中温度が年々高くなる傾向があることから、それを持ち越して夏の地中温度も上がってくるのではないかとご心配なさる方があるようです。

そこで、グラフを作成しましたので下記をご覧ください。



このデータも、千葉県八千代市のS邸のものです。

7月と8月だけの平均温度を2002年から2009年までの経過で追いました。

居間温度も床下地中温度も外気温の影響は見られますが、上がってきているようには見えません。

グリーンの太い線にご注目ください。

これは、居間の温度から床下―1mの温度を引いた差で、目盛は右側にあります。

2003年だけは外気温が落ち込んでいますから別ですが、右下がりになっている傾向がうかがえます。

つまり、室温と床下地中温度の差が年々少なくなっているのです。

室温と地中温度が近づいている。

建物と地中とが一体になろうとしているのです。


室温が低温の地中温度に近づいていて、エアコン消費電力量(7月と8月の2ヶ月間の消費電力)は、2002年384kWhで297・447・391・320・334・367と続き、2009年が341kWhとなっています。







外断熱+高気密にすればかなり快適な家になると思います。
さらに地熱住宅にして地熱利用すれば、家にエアコンは要らなくなりますか?

A: 質問ありがとうございます。

これは本当によくいただく質問でして、ありがたいことです。

さて、結論から申し上げますが、地熱住宅でもエアコンは絶対に必要です。


地熱利用、と言うと凄く温かい、もしくは冷たい熱を利用すると思われがちですが現実は「外気温よりは比較的温かい・冷たい」温度を利用するものですので、地中熱だけで補助暖房・補助冷熱というのはかなり難しいのです。


では地熱利用って何だ?という話ですが、簡単に言うと、家の中を快適な温度に保つ際消費エネルギーをどれだけ小さくするか、と言うことなんです。


地熱住宅では、家の床下の温度は夏に22〜24℃、冬に15〜18℃程度となります。

「なんだそんなもの?」と思われると思いますが、通常の住宅(床下を換気している家)では、床下は外の空気が通るようにしていますので、床下温度は冬も夏も外気温と同じくらいに寒く、また暑くなります。


  Scan10013-natsu.JPG Scan10013-fuyu.JPG


例えば冬の外気温0℃の時、床下が0℃の普通の家と、床下18℃の地熱住宅があるとすれば、室内温度を25℃に保つために必要なエネルギーはどっちが多く掛かるでしょうか?当然、床下が暖かい方が暖房費は安くなりますね。


分かりやすい例として、マンションがあります。

2階以上の部屋って、夏でも結構過ごしやすくなります。

なぜなら下の家(床下に相当する)が頑張って快適な温度にしているからです。

その温度に支えられているのです。


反対に1階の部屋はとても底冷えします。床下は外気温と同じになるからです。

昔、団地の1階に住んでいたことがあったのですが、上の階の人から「○○さんが引越してきてから家が暖かくなったわぁ}と喜ばれたことがあります。

1階の住人としては微妙ですが...(苦笑)


一戸建ての家は、家の周り全て外気に触れているわけですから、マンションから一戸建てに移ると「寒い...」と言われる人が多いのも頷けますね。

当然、冷暖房費も高くなります。


私たちの地熱住宅は、一戸建て住宅の床下温度を安定させることで一戸建ての家をマンションの2階の部屋の状態にしてしまおう、と言うものなんです。

なので、エアコンは必ず必要になりますがドライ運転で十分に過ごせるため、使用するエネルギー(つまり電気代)を削減することができる、ということなんです。







子供と成人男性は床温度18℃でもいいと思いますが、成人女性とか老人は20℃以上、暖房としては22℃程度を求めるのではないかとおもいますが。

冬季の体感温度は、風速があまりない室内では、室内平均温度と周囲の壁表面温度の平均を足して2で割ったものといわれています。これを作用温度といいます。


     作用温度     = 室温 + 周囲の床や壁の表面温度
 (冬季の体感温度)             2


  周囲の壁表面温度とは、放射熱あるいは輻射熱のことです。


  今までの住宅で20℃の体感温度にするには、例えば...


     20℃ = 室温(25℃) + 周囲の表面温度 15℃
                       2


となり、室温が25℃ないと20℃の体感温度は得られません。

ですから、今までの生活習慣から「暖房温度はすくなくとも22℃は欲しい」と思っている場合は...


     18.5℃ = 室温(22℃) + 周囲の表面温度 15℃
                         2


となり、実際の体感温度はよくても18.5℃程度となっています。

窓の表面温度は5℃程度のこともあり、実際の周囲の表面温度の平均は10℃以下のことさえ多いのです。


地熱住宅エコシステムでは、床温度が高いだけでなく窓の性能にもこだわっいています。

二重サッシに断熱雨戸か、断熱戸を付け、寒冷地ではペアサッシと樹脂サッシで窓ガラス3重にすることをお勧めしています。

室温が逃げるのを減らすだけではなく、室温が床下地中に蓄熱されますから、倍の効果を発揮することになるからです。


千葉県下の地熱住宅エコシステムでは、暖房温度を20℃にすると、体感温度も20℃となり、今までの習慣から「室温が高すぎる」と感じて、19℃以下の暖房温度にしていらっしゃる方が多いようです。

Tさまは、北関東にお住まいのようですから、設定温度は20℃必要になるのかもしれません。








冬季、地中温度18.6℃において補助熱源とか、ソーラーウォールなどを利用して暖房温度20℃以上、22℃を希望した場合は地中熱活用ではなく、逆に暖房熱の地中損失になるのではないのでしょうか?
それは、基礎から地中に蓄熱されていると考えるのでしょうか?

Tさまのご懸念はもっともなことです。

常に、熱は高い方から低い方へ移動して定常状態になろうとしますから、床下を断熱しないで、建物と床下地中が熱的につながっている地熱住宅エコシステム(=伝導型地熱住宅)の場合は、地中温度が低く、室温が高ければ、地中に熱は移ります。


冬の日射のある日中は室温が床下地中に蓄熱され、夜間外気温低下で室温も下がれば反対に熱は地中から建物に移動します。

ここで問題なのは、日中の日射や暖房熱で室温が上昇して、床下地中に熱が移動してもその熱が床下地中にプールされない場合です。


基礎断熱が弱く、床下の熱損失が大きかったり、外気温による地表面温度低下の影響で床下地中が冷やされることへの対策が無防備であったりすると、Tさまのおっしゃる通りに「暖房熱の地中への損失」となってしまいます。

エコシステムは、熱を床下地中にプールさせるように特許施工をしています。


下のグラフをご覧ください。

千葉県八千代市S邸の2009年12月の平均温度と、2010年1月の平均温度を棒グラフにしました。

居間の床置きエアコン1台を11月から19℃で連続暖房しています。

実質延べ床面積218m2の大邸宅です。

エアコン消費電力は、12月が200kWh。

1月が269kWhです。


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室温と床下地中温度にご注目ください。

確かに、床下は日射熱もなく暖房熱も届きにくくて家中で一番温度が低くなっていますが、床下地中温度は床下―1mが最も高くなっています。

これは夏の熱を冬まで持ち越したものです。

エコシステムの床下地中は夏から持ち越した熱が防波堤となっていますから、熱が地中に逃げるのではなく、床下地中が熱のプールになっているのです。


また、19℃で連続暖房していても、日射熱もありますから、12月は室温も地中温度も20℃程度あります。

1月は同じ19℃で暖房しても、外気温が下がりますから、室温も地中も12月よりはわづかに下がります。

もし、S邸よりも住宅そのものの性能が低かったり、基礎外断熱が薄くて床下地中の熱が逃げやすかったり、あるいは外気温による地表面の温度低下の影響を床下地中が受けないようにする対策(敷き設断熱)が弱ければ、暖房温度を22℃以上にしても(エアコンの容量にもよりますが)室温は20℃を切り、地中温度が15℃にならないことがおきます。

そのようなことにならないように、建物の性能・基礎外断熱・敷き設断熱の3拍子をお住まいの自然条件に適したものになさいますよう、お勧めいたします。








地熱住宅の資料やホームページを見ているのですが、家の真下地下5mの温度が上がってくるのが理解できません。分かりやすく教えてください。

質問ありがとうございます。

そうですよね。地熱住宅の断面図グラフを見ると、まるで地下深くから家に向って熱が上がってきているように感じます。

でも、先ず始めにお伝えしたいのは「地下から熱が上がってきてるわけではない」ということです。


まず、私たちが利用する「地中熱」は、せいぜい地下10mくらいまでの熱のことを指します。

こんな浅いところにはマグマや温泉はなく、その他に地下に熱源はないので、地中熱は全て「地表面から与えられた熱」を蓄えているに過ぎません。


その証拠として、その地域の年間の平均気温と、地下の年間平均温度は全く同じになりますが、これはどの深さでも同じ。

つまり地中熱は、気温から与えられたもので、それ以上でもそれ以下でもないということ。


具体的には、夏の太陽光線、高い気温によって地面は温められます。

土は蓄熱性が高いので、その熱を溜め込みながらゆっくりと地下に伝えていきます。

スピードとしては1ヶ月で1m弱という遅さです。

やがて6ヵ月後に地下5m付近まで到達しますが、その頃にはもう地上は冬が来ていて、地表面が冬の低い気温で冷やされ始めています。


冷やされた熱も同じくノロノロ進むので6ヶ月掛けて地下5mに到達するのですが、その頃は夏真っ盛り。

地下はこの四季のサイクルを繰り返しているので、深くなればなるほど年中温度が安定しています。地下10mを超えると温度はほとんど年中一定になるのです。


chichyu-ondo.jpg




で、本題。

なぜ、家の真下が地下5mと同じになるのか、ですが、先ほども書いたように地中熱は地表面が温められたり、冷やされたりした熱が伝わっていったものです。

では、その地表面の温度変化(夏の暑さ、冬の寒さ)を無くしてやればどうなるでしょう?


するとその真下の地下の温度は変わらなくなるのです。

変わらないといっても、結局は年間平均気温と同じくらいの温度を保つことになります。


地熱住宅では、家の外側で断熱する「外張り断熱工法」として、さらに基礎部分にも外側を断熱します。

つまり、地面に対して「断熱材でできたコップ」を裏返しにしてかぶせたような状態にするわけです。こうすることで、家の真下の地表面が外気にさらされるのを防ぎ、温度変化をほとんどなくしてしまいます。

なので、家の真下の地下が、「まるで地下5mと同じよう」に一定に近い温度で推移するようになるのです。


結論として、地下5mの温度が上がってきているのではなく、地下5mのような環境を家の真下に作り出しているということなのです。






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