高断熱住宅だから、潜熱蓄熱材「e−プラスター」が必要なのです。

JUGEMテーマ:住宅

これからの住宅は「断熱か?蓄熱か?」という議論があります。 

いずれも正解に見えるこの議論を解く鍵は、「高断熱・高気密住宅」開発の歴史の中にあるようです。北海道などの積雪寒冷地で木造住宅の熱性能を改善しよう、という社会的な活動が始まったのは1980年代。いまからちょうど30年ほど前のことです。その目的はどこにあったのでしょうか?

人間の居住を拒むかのような厳しい北国の風土にも、先史時代からの生活がありました。新石器時代を生き抜いた人々、先住民族アイヌの人々の住居にはどのような工夫があったのでしょうか。茅葺きの厚い断熱壁、土間床、土壁の熱容量。北国の暮らしに欠かせない断熱性と熱容量は、長い歴史の中で連綿と受け継がれていたのです。

 

 

断熱性と熱容量を持つ竪穴式住居(三内丸山遺跡)

 

しかし北海道開拓時代に移植された「夏を旨とする」温暖地域の建築工法とストーブなどの強力な暖房器具の導入により、北国に生きる社会的適応手法としての伝統的建築技術が顧みられることはなくなりました。

 室内に同居する高温の暖房器具と外気温。北国の冬の暮らしとは過酷な自然環境に耐えることであり、待望の春を迎えるまでの試練でしかありませんでした。「北国の生活が豊かで誇りあるものであるために」。住宅の熱性能改善は郷土の気候風土に魅力を見いだし、冬を楽しむライフスタイルへと変換させるための活動に他なりませんでした。

 

 

 

 

窓にビニールで目張りした無断熱住宅(札幌市)

 

外気温に影響を受けない室温の形成と計画的な換気の実現。高断熱・高気密工法の目標は冬期間の生活環境改善が主たる目的です。居住者の快適性を無視した熱損失係数、隙間係数の削減競争。年間暖房費をゼロに近づけることだけに着目する現在の技術開発は、本来の目標を見失っているかのようにも見えます。

 

欧州などの高緯度地域にある積雪寒冷地とは異なり、冬期間にも十分な日射熱が見込まれる日本の北国に必要な住宅の熱性能とは何か。高性能住宅の将来像は過去に立ち返って現在を見通す中で帰納的に見いだされるに違いありません。高断熱・高気密住宅が一般的にも広く普及する現在。蔵座敷の快適さにみられるような安定した室内環境の構築には、室内への積極的な熱容量の付与が必要になるはずです。

 

 

熱容量を付与した高断熱住宅の室内(I-project:札幌市)

 

 

安定したI-projectの冬期温湿度環境(e−プラスター10を施工)

 

 

iWall アイ・ウォール研究会

公式ホームページURL http://iwall.jp/

 


自然温度差を省エネに活かす潜熱蓄熱材『e−プラスター10/20(R)』

 
自然温度差は、日射や生活排熱を活かして暖房エネルギーを抑制する能力を表す指標です。定義から、自然温度差が大きな住宅では暖房をしなくても室温は外気よりも高く、設定設定にするために必要なエネルギー量が低くなるからです。

しかし、次世代省エネルギー基準を上回るいわゆる高断熱・高気密住宅でも、日射が暖房量抑制に貢献していない場合のあることが、実測調査の結果から明らかになってきました。なぜ、内部取得熱を十分に活かすことができないのでしょうか。



断熱性能を示す熱損失係数は、暖房時に屋外へと流出する熱流の大きさを表してます。熱損失係数が小さな住宅でも、室内に日射が差し込んできたときに熱を蓄積しておく能力が低ければ、室内は非常に高温になってしまいます。これが、冬期間の室温のオーバーヒート、あるいはオーバーシュートと言われる現象です。厳寒期の北海道でも、暖房停止時の日中室温が30℃を超えるケースが報告されており、暑さによる不快や過乾燥の原因として指摘されるようになってきました。

潜熱蓄熱材『e−プラスター10/20(R)』は、天井や壁の温度を変えることなく日射熱を呼吸して蓄積する能力があり、室温のオーバーヒートを抑制して安定した環境を創りだすことができます。暖房エネルギー消費量の実測調査でも、大幅な省エネルギー効果が明らかになっています。

実測データは、下記のURLで確認することができます。

iWall アイ・ウォール研究会
公式ホームページURL http://iwall.jp/

パッシブソーラーハウスに最適な潜熱蓄熱内装材「e−プラスター®」

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パッシブソーラーハウスには3つの代表的な熱利用法があります。最もポピュラーなのが「ダイレクトゲイン法」。室内に入射した日射熱や生活排熱を壁や天井に直接蓄積しておき、曇天日や夜間に利用する方法です。「iWall工法®」では、潜熱蓄熱内装材「e−プラスター®」が日射のダイレクトゲインや暖房・生活排熱を吸収・放熱しながら活用。世界初のエコシステムです。

 

 

 

ダイレクトゲイン法では、蓄熱部位の熱容量が単位床面積あたり120(kJ/m2K)必要であることが知られています。これまでの住宅の什器や家具を含めた熱容量の3倍程度の蓄熱能力を確保するため、蓄熱材は以下のような熱的性能を満たす必要があります。

 

1 熱容量(容積比熱)が大きいこと。

2 熱が伝わりやすい(熱伝導率が大きい)こと。

3 表面からの熱の吸収・放散が速やかに行われること。

 

e−プラスター®」の容積比熱は、蓄熱体として用いられることが多いコンクリートの510倍と非常に大きいばかりではなく、熱伝導率はプラスタボードなみで、良好な熱の伝わりやすさを持っています。また、「e−プラスター®」は内装仕上げ材ですから室内に露出して広い面積に施工することができるので、熱の吸収・放散の速度を早めることのできる好適な蓄熱材料です。

 

 

 

さらに蓄熱部位を設計する場合には以下に事項に注意する必要があります。

 

1       直接日射があたる蓄熱部位の効果は顕著ですが、日射があたらない部位でも蓄熱効果を見込むことができます。北向きの居室にも「e−プラスター®」を施工すると効果的です。

2       蓄熱部位の面積は大きいほど効果的です。『e−プラスター®』の面積をできるだけ大きくとるように計画しましょう。

3       蓄熱部位の厚さは、薄い方が熱の浸透速度が早く効果的に蓄放熱が出来ます。また、蓄熱部位の室内側にコルクや木材などの仕上げ材を施工すると、効果が減少しますので注意しましょう。フローリング床の下に設置した蓄熱体では、十分な蓄熱効果が得られない場合があります。

 

再生可能エネルギーである日射、家電製品や調理などで生じる生活排熱、夜間の冷涼な外気などを利用して、快適で経済的な暮らしを実現するパッシブソーラーハウス。「e−プラスター®」はパッシブソーラーハウスに最も適した建築内装材料です。

 

 

iWall アイ・ウォール研究会
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潜熱蓄熱の「e−プラスター」で熱損失係数を改善:iWall研究会

 2012年の日本建築学会(東海)で発表したe−プラスターの研究論文を公開します。木造住宅の断熱性能を強化することなく、「e−プラスター」の施工で蓄熱性能を高めると等価的な熱損失係数が減少することを、通年の環境測定で実証しました。

パッシブソーラーハウスの性能は、室内の熱容量が大切な鍵をにぎります。2013年、住宅に適用される新省エネ基準では、熱容量の省エネルギー効果を評価することになります。コンクリートより6倍も高性能な「e−プラスター」の蓄熱性能。この論文では「e−プラスター」の建築環境工学的な評価方法について論述しています。

下記のアドレスで論文(PDF)をご覧になれます。

 http://iwall.jp/news.html

 

T-project LDKの内部写真

 

iWall アイ・ウォール研究会
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潜熱蓄熱材(PCM)で太陽熱を呼吸する「e−プラスターR」

 iWall研究会(http://iwall.jp/)が研究開発を続けてきた、潜熱蓄熱内装材『e−プラスターR』が2013年9月1日に発表されました。

日射や生活排熱を壁や天井に施工した『e−プラスターR』に蓄積。暖房が必要な夜間に『e−プラスターR』から室内へと放熱することで、暖房エネルギーを大幅に削減できます。iWall研究会では全国に20棟の実証住宅を建設。通年の環境測定を実施して、快適な室内環境創出と省ネルギーが両立されていることを確認してきました。

M−projectの外観(札幌市北区)

パッシブソーラーハウスの計画では、1.地域の気候風土の把握、2.窓の方位、熱性能、面積の計画、そして3.蓄熱部位の計画が重要な3つのポイントです。『iWall工法』は、室内の壁や天井に『e−プラスターR』を施工。一般住宅の約3倍に匹敵する32,000(kJ/K)の熱容量を室内に付与することができます。

日射熱を呼吸する『e−プラスターR』

『e−プラスターR』一般的な左官工法で施工。水に『e−プラスターR』を加えて撹拌、ペースト状になった『e−プラスターR』をコテで塗り付けていきます。一般的なビニールクロスに比べて調湿性能にもすぐれ、冬期の乾燥も抑制してくれます。

施工風景(M−project)

室内気候研究所では、パッシブソーラーハウスの設計、冷暖房費の予測計算、竣工後の環境測定を実施して、現場の情報を随時アップしていきます。

iWall アイ・ウォール研究会
公式ホームページURL http://iwall.jp/


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