快適な住環境の原点を切り開いてきたSHS工法。地球環境 に優しく人間に優しい本物の住宅をお造りします


 〜VENTILATION PLAN〜
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冬暖かく・夏涼しいSHS工法の秘密。それは科学的な室内空気コントロール




   
高断熱・高気密・計画換気、SHS工法概念図


■室内温度と体感温度の関係

人体のまわりの温度が体温よりも低ければ、人体と空気との間に温度の差が生じ、対流による熱の発散が行われます。この時に感じる温度を体感温度といいます。空気の温度が低いときには、まわりの壁や床の表面温度も低くなるので、人体から輻射熱の発散も行われ、実際温度よりも低温に感じます。逆にまわりの空気の温度が体温に近くなると人体との温度差が小さくなり、対流や輻射による熱の発散が充分に行われなくなり、今度は発汗による潜熱の発散で体温調整を行います。湿度が高いと発汗による蒸発が充分に行われないので、不快な気持ちになります。冬、周囲が寒くても焚き火をすると直接火の暖かさが感じられるのは、放射熱が空気の冷たさに関係なく光のように移動してくるからです。(直射日光の暖かさ、あれは放射熱です。)この様に体感温度は、周囲の壁などの輻射熱や湿度環境によって大きく変わります。体感温度は不快指数で表現することが出来ます。



■冬は床や壁面を暖める。

冬は壁面や窓辺が冷たくなり、人体から壁面の方に熱が奪われて行くので寒く感じます。これを冷輻射現象と呼びます。この冷輻射を防ぐためには、壁面の断熱性能が重要です。冬の暖房のコツは壁面や床を暖め、夏とは逆に暖めた壁面の輻射熱を利用することです。不快な結露の発生や冷輻射の発生を防ぎ、室内の快適な温熱環境を守るためには、高断熱・高気密性能によって壁を冷やさないことが最も重要です。エネルギー消費が少なく効率的な暖房をするためにも高断熱・高気密性能が重要な住宅建築技術になります。
■冬の室内温度コントロールは対流で。

熱が流体の動きとともに移動する現象を対流といいます。お風呂を沸かす時は水が流体となり室内では空気が流体となって温度を上昇させます。高断熱・高気密住宅では、計画的な換気と暖房器具の選択で、省エネルギーでより効果的な対流をあらかじめ計算して算出する事も可能になります。
■快適な住宅環境は熱のコントロールから。

夏涼しく、冬暖かい住環境を造るためには、住宅内の空気熱のコントロールが最も重要です。SHS工法は、輻射熱・熱伝導・対流・気流など、主に室内空気に含まれる熱を高断熱・高気密・計画換気の総合力でコントロールし、快適な住環境を創り出す住宅施工システムです。
■気流のコントロールで夏・冬快適に。

外気が流動する早さを風速といい、室内の空気が流動する早さを気流といいます。気流はドラフトともいい、断熱が不足している冬の窓辺などでは、外気に冷やされた空気が下方にスーと流動する現象がありますが、これをコールドドラフト現象といいます。建築基準では室内の気流は、0.5m/s以下に押さえることとされていますが、実際には0.3m/sぐらいで肌に気流を感じます。冬は、冷たい気流を起こさないようにしなければ成りません。逆に夏は、気流がなければ発汗による水蒸気が飽和状態の層となって人体を取り囲み、いくら冷房しても不快感を感じてしまいます。夏の室内には、適度な気流を作る必要があります。住宅の高断熱・高気密化は計画換気によって、気流のコントロールが人為的に出来る住宅にするためです。
■夏は太陽熱を遮断する工夫。

太陽の熱は、光と同じ性質を持ち熱線として放射されます。壁面の断熱性能が重要なのは太陽熱などの室外の熱を壁の中にため込まないようにするためです。断熱性能が悪い住宅は、外壁や天井にため込んだ熱が夜になって室内が冷え始めると、逆に輻射熱として天井から室内に放出します。これが夏の二階寝室の寝苦しさの原因です。さらに気密性能が悪いと温かい外気がどんどん侵入し、クーラーも利かない、最悪の住環境になります。
■気流の理想的な分布。

室内の気流分布で大切なことは、人が風力を感じない程度の気流が、建物全体及び部屋のすみずみまで行きわたらせる事です。冬、人が感じる速さの冷気流が直接当たると寒さと不快感を感じます。計画換気で室外の空気を取り入れる場合も、取り入れた外気と暖房熱がどのような気流を作り出すか考えておく必要があります。換気の風量測定は、室内空気の清浄化ばかりではなく高断熱・高気密住宅の場合の冷暖房にも関係してくる重要な要素となります。


 
 一般的な繊維系断熱材を使用する在来工法の気密工法と換気の問題点


充填工法の概念図
繊維系断熱材の結露のメカニズム
 
構造用柱の柱と柱の間に主に繊維系の断熱材を施工する工法です。繊維系断熱材は比較的に乾燥している欧米向きの断熱材で、梅雨等湿気の多い日本にはあまり適した材料とは言えないようです。導入初期の北海道では、断熱材の中で結露が発生し、住宅が2〜3年で腐るという問題が発生しました。次世代基準では16Kg・m2/100mm厚が標準化され、日本全国で北海道の悲劇が繰り返されるのではないかと心配されています。
黄色部分は断熱材。小屋裏、基礎部分は、断熱されていないので外と同じような温度条件です。
赤色部分は気密・防湿層です。断熱・気密施工が比較的に難しく、断熱材は水を吸います。


繊維系断熱材の柱間断熱と気密の問題点




■気密と結露のメカニズム 
※○部分に結露が発生。

冬の結露は窓ガラスなどに付着した水滴で目にも見えますが、夏の結露は、気密性能に大きな関係があります。クーラなどで冷房した場合。蒸し暑い外気と室内の温度差が大きくなり、外の湿気がすき間を通って室内側に侵入して来て結露が発生します。これが逆転結露現象です。気密性が悪い住宅では、クーラの効きが悪いので電力消費も大きくなります。冬の暖房時には、空気が膨張して室内の水蒸気を室外に出そうとして壁の中に入り、外気に冷やされて結露します。結露の発生は、断熱不良ばかりでなくこのように気密性能の善し悪しも大きく関係しています。
●自然換気は、すき間換気


気密性能が悪い住宅は、風がある時には換気量が大きく、無風では換気不足。


●換気もクーラー・暖房も効かない



室外の空気が自由に侵入するので機械換気も部分的な換気しか出来ません。

次世代省エネ基準が施行されて、住宅は高性能化の時代になりました。全国的にグラスウール断熱材の場合には16Kg100mm厚が義務づけられました。しかしグラスウールのように水を吸う断熱材は、我が国のように湿気の多い気候条件の国では不向きな材料です。また、気密施工のために防水シートで構造材を包むことも欠陥を引き起こす原因になります。
結露は冬だけ起きる現象ではありません。クーラーを使用するようになってから、夏に逆転結露が発生することが問題になっています。逆転結露とは、断熱性能が悪い壁面がクーラーで冷やされると外気に含まれた湿気が壁面の断熱材の中や室内側の壁面で結露を起こす現象です。冬の結露よりも住宅の耐久性能にはむしろ悪い影響を与えます。

●「次世代省エネルギー基準」の一般的なグラスウール断熱工法
■在来工法の気密施工は難しい

 グラスウールを使用する場合。気密・断熱施工は、その住宅の性能を決定する最も重要な施工です。一般的には、左図のように防水シートと防風透湿シートの施工で行いますが、少しのすき間でも住宅の欠陥を引き起こす結露発生の原因になります。気密性能と断熱性能は、本来密接な関係があり、そのどちらかが不良でも、両方とも本来の性能を発揮する事ができません。計画換気が一般化し、クーラーやエアコンなど、機械的な暖冷房が主流になりつつある現代では、断熱性能も重要ですが気密性能の方がより重要だともいえます。その点、SHS工法であれば、全棟気密測定が義務づけられていますから安心です。


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