温度差がない家は快適なの?【断熱性】

家の性能
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どうもこんにちはdaiです。今日お話ししたいことは、温度差がない家はどれだけ暮らしやすく快適かについてです。

※このブログでは家づくりに関する様々な知識や提供しています。

温度差がない家づくりには断熱性が不可欠

温度差がない家を作る場合、もっとも気にしなくてはいけないのは断熱性です。

この断熱性とは、熱を遮断することを表現するのが一般的ですが、では熱を遮断するとどれだけいいことがあるのでしょうか??簡単にまとめてみます。

断熱の役割
  • 省エネ性の向上
  • 快適性がアップする
  • 体感温度を改善する
  • 冷暖房時の温度差をなくす

この4つがどれだけ生活に影響するのかを順を追って確認していくことにします。

断熱性を語る上で特に重要なのは「温度差をなくす」というところにあります。断熱性が高いと冷暖房を使う頻度が減るはずです。断熱性が低くても、冷暖房を使えば使うほど光熱費はかかって来ますし、何よりそれだけでは家の中の温度差を改善することは出来ません

数多くの実験や調査により、床・壁・天井の断熱効果が低いと室内の上下間の温度差が大きくなることが分かっています。いくら冷暖房を使おうが頭と足元の温度差は改善出来ないということです。

特に足元の温度差はかなり違ってきます

下のリストは無断熱・無気密住宅での床(0m)から天井(2m40)までの高さでの温度変化を計測したものです。

高さエアコン床暖房
2m40cm17℃13℃〜15℃
1m80cm23℃16℃
1m20cm21℃16℃
0m13℃25℃

このようになります。エアコン暖房では断熱も何も施されていなければ、足元の温度は中間温度よりも急激に下がっているのがわかります。対して床暖房では当然足元の暖かさは解消されますが、座ったり立ったりしたときの頭もとの温度は低いままです。

では断熱・気密が施されている住宅ではどのように変化するのでしょうか?(※北海道地域の平成11年基準高気密を満たした住宅で計測)

高さエアコン床暖房
2m40cm18℃17℃
1m80cm23〜24℃22℃
1m20cm21〜22℃22℃
0m19℃24℃

二つのリストを比べても分かる通り、高断熱・高気密住宅では室内の温度差を劇的に改善できますが、あくまでも目安として覚えておいてほしい数字たちです。なぜなら、これらの温度の変化は各家庭の暖房器具の使い方によって、かなり変わってくるからです。

確実に言えることは温度差の改善こそ体感温度を上げ快適性の向上につながるということです。

直射日光を侮るなかれ!その影響力からみる断熱の必要性

断熱の必要性を語る前に「太陽光」による家への影響を知ることで、いかに断熱性が必要かがわかります。

天気予報を見たときに、その日の天気や気温を気にしますでしょう??しかし、温度にまで関連づけて考えられる人は少ないのでは無いでしょうか?

ここに面白い研究結果があります。直射日光によって住宅の外壁や庭とか家の周りにある全ての「物』の表面温度を計測したときの温度変化を調べたものです。

一日の中で気温が高いとされる午前11時と午後3時の温度変化を調べたところによると、例えば外気温が29.5℃の場合、家に近くのアスファルトの表面温度は53℃にまで達し、午後3時の時点では、なんと63℃にまで上昇していたという報告があります。

つまり気温が30℃でも近くにある物は、倍近くの温度まで急上昇しているのです。

以下は家を取りまく『物』の表面温度の違いをリスト化したものです。

午前11時の温度午後3時の温度
アスファルト53℃63℃
インターロッキング(日向)47℃60℃
インターロッキング(日陰)29℃36℃
外壁(タイル)34℃42℃
車のボンネット(日向)45℃50℃
車のボンネット(日陰)30℃31℃
外壁(モルタル)
※朝日の当たる東面
43℃35℃
外壁(モルタル)
※西日が当たる西面
31℃48℃

このように午前と午後では家を取りまく表面温度が圧倒的に変化しているのがわかります。しかし、ここで一つの疑問が生まれます。

午前よりも午後の方が気温が高いのでは?だから表面温度が上昇しても当然!

いえいえ。この調査時点での気温は午前29.5℃、午後は30℃のときに計測したものです。たった0.5℃の上昇でこんなに変化してしまうんですね。

つまり、外気温の上昇がなくても直射日光が当たるだけで家回りの表面温度は大きく上昇するのです。

体感温度は【表面温度】と【湿度】によって決まる

断熱性が低いと、家の周囲の表面温度が上昇したときの影響をモロに受けます。

この表面温度による温度を感じかたについてもっと細かく言うと、外からの直射日光によって、私たちの周りにある物体たち(家具や壁が床)が暖められ、それらが発する輻射熱を感じることで体感的に温度を感じます。

と言うことは周囲の温度が高ければ、気温が低くても暖かみを感じると言うことになります。。

体感温度の計算式

体感温度=室温+周囲の表面温度÷2 + 湿度による快・不快

まー計算する人などいないと思いますが一応念のために載せておきます(*´∀`*)ぺろ

体感温度で忘れてはいけないのは湿度の影響力です。ある調査では、人が暑いとか寒いと感じる要素は周囲のものが発する温度が4割、気温が3割、湿度が2割と言われています。特に湿度に関しては、夏は「高温・低湿」がいいとされ、逆に冬は「低音・多湿」がいいとされています。その理由は、冷暖房使用時に影響を及ぼすからです。夏は湿度が低いことで冷房の風通しがよくなり、体感的にも快適と感じることがある。冬は暖房の設定温度が低くても湿度が高めであれば、同様に快適と感じることが多いためです。

このように湿度をコントロールするだけでも体感温度を変化させ、快適性を改善することができます。

温度による影響と輻射熱の影響

表面温度が28℃、室温26℃では?

体感的に26℃に感じやすい

表面温度32℃、室温26℃

周りの温度が高いので、室温よりも高く感じる

住宅断熱の目的と効果は?

体感温度の改善

屋根や外壁は太陽光により暑くなり、冬は雪で屋根や外壁が冷やされます。その暑さや寒さは外壁、床、屋根を通して家の中に伝わってきます。家の断熱力が求められるのはそこなんです。表面温度の変化を断熱材で防ぐこと

床・屋根・外壁の表面温度が変わらなければ、室温=体感温度になります。

つまり、断熱とは外からの熱の侵入を防ぎ室内の床・壁・天井の表面温度が暑くなったり、寒くなったりしないようにして、快適な体感温度を作り出すのが目的なのです。

冷暖房使用時の温度差の改善

床・壁・天井などの断熱性能が低いほど天井から床までの温度差が大きくなることは、あらゆる実験でわかってきたことです。このブログでも何度もお伝えしている通りです。

「足元の寒さを改善したければ床暖房を入れればいい」と思う方も中にはいます。しかし、断熱力が弱い住宅では床暖房の機能を十分には活かせません。なぜなら断熱性の低さによって、周囲の表面温度の低下に影響されるかのように、室温も低くなってくるからです。

ヒートショックの改善

東京都健康長寿医療センター研究所(東京都老人総合研究所)の報告によると、毎年急激なヒートショックが関連して入浴中に急死した方は、年間17,000人に及ぶと言われており、これは2018年の年間における交通事故死亡者数の5倍に当たります。

室内の温度差をなくすことがヒートショックの改善に繋がることは、あらゆる実験・研究データがあります。実際に、平成28年に行われた住宅の断熱性能向上と脱衣所・浴室暖房によるヒートショック緩和に関する論文があります。簡単に言えば一戸建て住宅モデルを数値流体解析(CFD解析)により、住宅の断熱性能が向上するにしたがって、ヒートショックは起こしやすいの?どのくらい改善するの?と言う関係性を調べたものです。

この解析には4種類の断熱化を施した家と脱衣所・浴室に暖房器具を設置した場合、冬の入浴時におけるヒートショックはどのくらい改善できるのかをまとめた論文になります。

  • 非断熱化の家
  • 部分的な断熱を施した家
  • 平成25年基準の住宅
  • ドイツ基準の超断熱化がされた家

この調査結果によれば、1、外皮の断熱性能が高い超断熱の家では非断熱化住宅と比べて、温熱環境評価指数(PMV)が1/5程度まで減少することがわかった。2、脱衣室・浴室の室温も断熱性能が向上するにしたが高くなった。3、超断熱化が施された住宅では、脱衣所・浴室の室温が暖房を入れなくても目標の18℃に達した。

つまり、断熱性能を高めれば特にヒートショックを起こしやすい浴室や脱衣所の温度差がなくなりヒートショックのリスクを減らせるのです。

省エネ効果

私たちの生活は最終的にどれだけの支出を減らせるのかにかかっています。特に暖房費の削減を求める家庭は非常に多いのではないでしょうか?暑さは何とかなっても寒さだけはどうしようもありません。

  • 部分的に必要な時だけ暖房した時
  • 居室だけを暖房した時
  • 全ての部屋を暖房した時

部分的に冷暖房を活用した時は断熱性能の差は現れません。しかし、そうするとヒートショックのリスクを高め、体感温度も大きくなりストレスを感じてしまいます。全ての部屋で暖房を使用した時はヒートショックのリスクを減らし、かつ体感温度も少なくなります。でも暖房費はかかることになります。

しかしその答えは誤りです実は断熱性能が高くなっていくほど暖房費は減っていくのです

確かに昭和55年ごろは全館暖房をした時はおおよそ一冬で16万円もの光熱費がかかっていました。しかし、断熱性能の必要性が見直されてきたことで、優れた断熱性能をもつ家が増えてきました。その結果平成11年の時点で全館暖房における光熱費が6〜8万円にまで下げることが可能になったのです。

ですが注意点しなければいけないことがあります。それは全館暖房を行う場合が設定温度を低くしなければならないという点です。具体的には設定温度を18℃前後にすると良いでしょう。

高断熱住宅では、そのぐらいの設定温度でも床から天井までの温度差をなくすことができます。

まとめ

高断熱住宅にすることの必要性が理解できましたか?まだまだ断熱性について語りたいことがあるのですが今日はこの辺で失礼します。ではまた!!

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