Lesson 29 LOHASな室内気候のつくりかた。 その1

LOHASな室内気候って?

 

【LOHAS】とは ”Lifestyles of Health and Sustainability”の頭文字をとった造語で、1990年代にアメリカで発祥した「健康と地球環境の持続可能性を大切にする暮らし方(価値観)」を意味します。「居住者の健康と省エネルギーを両立させる」という現代建築の重要課題を象徴するような言葉かもしれません。ここでは【LOHAS】な暮らしを支える室内気候のつくりかたについて考えてみたいと思います。

 

 

住宅が「穴の空いたバケツ」だったら?

 

住宅の熱収支をある程度正確に、しかも直感的に理解するために一つの物理モデルを導入することにしましょう。「下部に穴の開いたバケツ」を想像してみてください。このモデルではバケツへの水の出入りとバケツの中の水位が、住宅内での熱の振る舞いと温熱環境を表しています。

 

 

高断熱・高気密化は『バケツの穴をふさぐ作業』です。

 

バケツの底部には穴が空いていますので、穴の大きさと水の供給量によって水位(室温)は決まります。バケツの底がザルならば、どんなに大量の水を供給しても水は溜まりません。断熱性能の低い家や無断熱の家は底の抜けたバケツのようなものですから、任意の水位(室温)を維持することはできないのです。

 

「バケツの大きさ」がこれからの課題。

 

バケツの穴をできるだけ小さくして、少量の給水で高い水位(室温)を維持することが可能になった現在の高断熱・高気密住宅にも新たな課題があります。それはバケツの容量に原因があります。バケツの容量が小さいと晴天日に日射熱(水)が急激に供給された時、バケツの水位は思わぬ上昇をしてしまいます。断熱性能の低い家では生じることがなかった「意図しない急激な室温上昇(過昇温)」が生じて、相対湿度が過度に低下する原因になっているのです。

【潜熱蓄熱建材】がバケツの大きさを容易に拡大する。

 

物理学ではこのバケツの大きさのことを熱容量と呼んでいます。バケツへの水の供給量と排出量が常に同じであれば(定常状態)、バケツの容量に関係なく水位は一定に保たれます。しかし、外気温度や日射量は天候によって常に変化していますので、室温もこれに連れて変化してしまいます。バケツの容量が大きいと水の需給関係が一時的に崩れても、バケツがバッファーの役割をしますから、安定した水位(室温)を維持することができるのです。

 

潜熱蓄熱材は快適な室温範囲で生じる温度変化でも、融解と凝固を繰り返しながら多くの熱を蓄積することのできる材料です。最近では保温性の高い衣服や自動車のエアコン部品としても利用されている潜熱蓄熱材。レンガやコンクリートに比べて、少ない温度変化でも住宅の蓄熱性能を圧倒的に高めることができるという特徴があります。この潜熱蓄熱材を室内の仕上げ材料として施工することで、木造住宅の熱容量は容易に増大させることができます。潜熱蓄熱建材は『LOHAS』な暮らしをサポートできる建材なのです。

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Lesson 28 ウェルネス住宅を、家計から再評価してみよう。

 

省エネ住宅は、ウェルネス住宅になれるか?

 

これまで住宅におけるエネルギー利用のあり方について、いろいろと議論してきました。今回は子供たちやご長寿さん、障害のある方など、住環境の質による影響を受けやすい「環境弱者」の方々も安心して生活できる「健康維持・増進住宅(ウェルネス住宅)」について考えてみましょう。

 

ウエルネス住宅の設計指針を、家計から再構築してみましょう。

 

それでは住宅デザインの実務で居住者のウエルネスを考慮した設計をするために必要となる普遍的な価値について考えてみることにしましょう。

 

下の図は「iWall構法」を採用した住宅における家計収支を、床面積で原単位化して示したものです。光熱費は測定値、医療費・介護費、教育費は国民一人当たりの平均値から予測して示しました。また将来、二人のお子さんが巣立ちご夫婦二人で暮らすことを想定した将来家計の予測値も併せて示しました。

 

 

人づくり・働き方改革は、住宅の知的生産性の向上が基本です!

 

最後に家庭での知的創造性の向上に対する投資の必要性について考えてみましょう。幼児教育から大学での高等教育まで、すべて公立学校で教育を受ける場合の生涯教育費は1,000万円程度であり、すべて私立学校に通う場合では 2,000万円以上の費用がかかると言われています。原単位化したグラフを見ても、教育費は8.4 [千円/m2]と光熱費を大きく上回っています。

 

 

資源・エネルギーから健康・快適へ。

そして知的生産性の向上へと、投資先の変更が必要な時代です。

 

一方、AIやIoTの普及に伴ってテレワークなど在宅で就業している人口は年々増加しており、今後もこの傾向が強まっていくものと考えられます。毎日会社に出勤し、全従業員が共に生産活動を行う日はやがて終焉を迎えそうです。

 

明日の生産活動の糧として十分な休養を与えてくれる空間としてのみならず「学びたくなる家」「働きたくなる家」を創造していくことは、今後の住宅デザインを考える上で一つの大きなテーマになっていくことでしょう。

 

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Lesson 27 省エネルギー基準が求めるのは健康な住まい。

 

1970年代に起きた二度にわたるオイルショックを覚えていますか?

 

1973(昭和48)年10月に勃発した第四次中東戦争の影響を受け、石油輸出国機構(OPEC)加盟の産油6カ国は原油公示価格を即時21%引き上げるとともに、原油の減産を決定しました。いわゆる第一次オイルショックの始まりです。

 

さらに1978(昭和53)年のイラン革命により同国内の石油生産が中断し、イランから大量の原油を輸入していた日本では石油の需給が逼迫する事態となり、原油価格は高騰しました。これが第二次オイルショックですね。このころ、北海道では産学官が連携した「高断熱・高気密」住宅の研究開発がスタートします。またこれらの社会状況を契機として昭和55(1980)年には「エネルギーの使用合理化に関する法律」(通称、省エネ法)が制定されました。

 

冬暖かく、夏涼しい「快適住宅」の基礎は省エネ基準にある?

 

それでは住宅における省エネルギー規制の成立は、単にエネルギー使用量の抑制だけが目的だったのでしょうか?

図は現在5,000万戸以上もあると言われる日本の住宅ストックを、熱性能ごとの構成比率で分類して示しています。省エネ法が施行される前は、ほぼ全ての住宅が無断熱であったと考えられます。

 

昭和55年基準は外界気候との明確な区分を可能にするとともに、「熱的な室内」という概念を生じさせたという意味で、他の改定基準とは異なるマイルストーンとしての価値があると考えられます。

 

 

地域ごとに断熱性能が異なる理由は?

 

省エネ法では地域の気候区分に応じて断熱性能の下限値が定められています。それでは性能基準を策定するにあたり考慮された合理的な判断尺度とは、一体なんだったのでしょうか?

 

下図は2013(平成25)年10月に施行された、いわゆる新省エネ基準の気候区分をもとに、外気温と居住者の体感温度の関係を予測して示しています。

 

省エネ基準に適合した北海道の住宅では、部屋の中にいると外気温が−8℃になるまで寒くなってきたと感じることはない、ということを意味します。同様に南東北から北関東にかかる4地域では、外気温の低下により寒さを生起させる外気温は3℃となり、これらの温度は各地域の暖房に関する設計外気温に概ね一致していることがわかります。

 

 

 

省エネ基準は省資源よりも、快適・健康なくらしが目的です。

 

省エネ基準はその名の由来通り、石油ショックを契機とした省資源を目的とする建築の熱性能規制を意味していると考えられます。しかしその基準策定の過程において居住者の快適性に関する知見が法的整合性の基盤として考慮されたと言う事実は容易に推測できます。

 

卵が先か?それとも、鶏が先か?

 

健康で快適な生活を担保できる住空間の提供を確保すると、結果として省エネルギー・省資源にも資することになる。住空間創造の根底には健康維持という目的が脈々と継承され、高性能化の歩みへと帰納されていくのです。

 

 

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Lesson26 エネルギーについて考えてみよう。 その3

 

 

「環境ビジネス」を支える地球温暖化の「CO2主犯説」。

 

1997年12月に京都市の国立京都国際会館で開かれた第3回気候変動枠組条約締約国会議(地球温暖化防止京都会議:COP3)でいわゆる京都議定書採択されてから、CO2の排出量削減を目標とした環境ビジネスが勃興し、隆盛を極めるようになってきました。

 

 

地球温暖化に起因した気候変動のCO2濃度主犯説は、科学的な異論が絶えないにもかかわらず、経済合理主義と強く結びつき環境ビジネスの理論的基盤となっています。これが次世代の人々の足かせにもなりかねないとの批判も根強くあるのは、世論の妥当なバランス感覚であろうとか思います。

 

地球環境を守り、平和な世界を実現しようとする理念に異を唱える人はいないと思います。一方で、単なる学説を真理であるかのように喧伝し、利用しようとする環境ビジネスの行き過ぎた進展は、地球の持続可能性を却って損なう可能性があります。現状のようにCO2排出削減という一つの目標が、全ての経済活動の判断基準として取り扱われることを大変危惧しているところです。

 

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Lesson 25 エネルギーについて考えてみよう。 その2

 

エネルギー問題を議論するとき、資源の質と量、消費と枯渇問題、そして環境インパクトを総合的に評価することが大切になります。建築環境の創造現場でも省エネルギーが目的化しつつある現代において、政府や産業界が誘導しようとする結論がエネルギー問題の本質的な解決策となり得るのか考えてみましょう。

 

太陽からは使えきれないほどのエネルギーが到達しているが・・・。

 

太陽から降り注ぎ地上に到達するエネルギーは平均で 85,000 [TW]にも上ります。人類が使用するエネルギー量は 15 [TW]程度ですから、太陽エネルギーに比較すると微々たるものに過ぎません。絶え間なく降り注ぐ太陽エネルギー利用の将来像を考える前に、エネルギーに関する基本的な事項を押させておくことにしましょう。

 

 

1956年に米国の地質学者ハバートが米国石油学会で発表した「ピークオイル理論」を模式的に示したのが上図です。エネルギーの需要が高まると価格は上昇しますが、新たな埋蔵の発見がなく採掘技術にも進歩がないとすると、エネルギーの生産量に極限値としてのピークが出現する、というのがこの理論の趣旨です。実際にピークオイルは2005年に出現したと言われています。

 

また、エネルギー利用で最も深刻だと考えられるのが、ゴミ排出問題です。気候変動に関する政府間協議でも度々レポートが発出されているように、地球規模での気候変動や異常気象は地球温暖化物質の排出量の増加に起因しているという仮説が注目されています。とりわけ二酸化炭素濃度の上昇は化石燃料の消費によって引き起こされると言われているため温暖化の主犯格として槍玉に上がっているところです。もちろんこの仮説にも科学的な異論はあります。

 

エネルギー革命が起きるまでの対応を、今から考えよう。

 

太陽光発電に代わる日射利用の方法として人工光合成の研究が急速に進展しています。また、藻類バイオマスは安価で大量のエネルギーをゼロエミッションで利用できる可能性を秘めている技術で、資源小国日本でも次世代型エネルギー革命を担う主役候補として期待が集まっています。エネルギー技術は必ず革命的に進歩します。それまでの時間にしっかりとした科学的検証が必要です。

 

毎月届く電気料金の請求書には見えないほどの小さな字で「再エネ発電賦課金」という項目が記載されています。悪名高き消費税よりも高額ですが、ほとんどの人は気付かずに支払っているのではないでしょうか?私は発電事業者でもありませんし、再生エネ発電を誰かに依頼したこともありませんが。

 

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概日リズム研究にノーベル賞! 17.10.2

スウェーデンのカロリンスカ研究所は、2017年のノーベル医学・生理学賞を、生物の体内時計の仕組みを解明した米国の遺伝学者でブランダイス大学のジェフリー・ホール名誉教授(72)、マイケル・ロスバッシュ教授(73)、米国の時間生物学者でロックフェラー大学のマイケル・ヤング教授(68)に授与すると発表しました。

 

3人はキイロショウジョウバエの遺伝子が体内時計を調節できることを発見した。この遺伝子情報によって作られるタンパク質は概日リズム(サーカディアンリズム)に応じて変化することを解明したことが高く評価されました。

健康講座でもサーカディアンリズムの維持が健康に及ぼす影響について何度か考察してきましたが、今回の受賞は生活リズムの大切さを改めて感じさせてくれるものになりました。

 

睡眠が単なる休息ではなく、新陳代謝や免疫など人間の健康に重要な影響を与えている事実をお知らせする予定にしていますので、楽しみにお待ち下さい。

 

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Lesson 24 エネルギーについて考えてみよう。 その1

美しい深緑の森林、どこまでも透き通ったオーシャンブルー。太陽の恵みと清浄な無尽蔵の水に育まれ、生命が横溢する私達の地球。人工衛星から送られてくる地球の画像は神秘に彩られ、深淵な生態系を支え続ける地球の絶対的な威厳を示しているかのようです。そこでは人間の活動は矮小化され、存在の痕跡を確信することもできません。地球の前では人間も無辜の乳飲み子のように、あまりにも無力で曖昧な存在に過ぎないことを改めて思い知らされます。

 

 

一方、夜の衛星画像はどうでしょう?漆黒の闇には無数の明かりが連鎖して浮かび上がり、人間の存在を誇示するかのように明滅しています。あくまでも静かな昼の表情とは比べようもないほど、人間の貪欲なまでの消費行動があからさまに顕在化し、我愛がとめどなく表出しているようにさえ見えます。

 

 

しかもエネルギー消費の証でもある灯りの密度は地域の人口に比例してしているわけではなく、経済活動の大小によって著しく偏在していることがわかります。北米の東岸、欧州地域、中東湾岸地域、南アジア、中国沿岸部そして日本。工業化が進み富が蓄積された地域では昼夜途切れることなく膨大な量のエネルギーが消費され、その背景では漆黒の宵闇が明けていくのを待ちわびる夥しい数の人々の暮らしがあることを忘れるわけにはいきません。

 

 

個の持続可能性を高めようとする本能と、人類全体としての持続可能性を高めるという理性の背反を解決できるか。エネルギー問題の本質はここに尽きると思います。

 

 

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Lesson 23 照明と良い睡眠、そして健康の関係は?

人間の新陳代謝が夜間に活性化するわけは?

 

紫外線から細胞内のDNAを保護しつつ傷ついた細胞の修復や再生を安全に行うため、私たちの体中では夜の間に新陳代謝が行われています。生体内での化学反応を制御する酵素や免疫細胞の生産・修復も、睡眠中に活性化すると言われています。

 

睡眠は昼間の活動で疲労した脳と肉体を休めるばかりでなく、生体の持続可能性を高め、物質として新しい自分へと生まれ変わるために不可欠な時間なのです。

 

メラトニン分泌のスケジュールに合わせた環境調整が必要。

 

メラトニンが分泌し始めるのは午後10頃ですから、これまでに睡眠の準備が整っている必要があります。また睡眠の導入には人間の深部体温(コア体温)が低下傾向にあることも欠かせません。就寝前にぬるめの湯に浸かり深部体温を十分にあげておくと、スムースに深い睡眠へと移行することができます。

 

また就寝までの時間帯には色温度が比較的低めの暖色系照明が効果的です。仕事を終えてから徐々に照明を暖色に調色して光量を抑え、自分が休息に向かっているというシグナルを脳に与えることで、睡眠導入への効果は一層高まります。

 

 

最近の住宅では調光・調色可能なLED照明への置き換えが進んでいます。また、欧州ではキャンドルや暖炉の灯りなど、自然な照明が文化として定着しています。

 

1日の始まりと終わりを知らせる朝陽や夕日の茜色。日中の太陽の眩いばかりの光量と夕暮れ時のぼんやりとした薄暗さ。

自然に習い、自然に生きる。人間の健康とはそんな生活の中で育まれていくのです。

 

 

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Lesson 22 「メカハウス」は資産価値が劣化しやすい。

利便性向上の陰で、どんどん増えていく家電製品と住宅設備。

 

製品供給力が脆弱だった時代には自家用車やカラーテレビ、エアコンなどの耐久消費財が所有者のステータスシンボルとして取りざたされることもありました。いわゆる新三種の神器です。物が溢れる現代では家電製品や設備機器が、快適で便利な暮らしにとって、なくてはならないものになっています。

 

 

オプションを追加すると便利になる自動車と、住宅の違いは?

 

自動車選びでは予算に合わせてオプションを追加していくと、さらに便利で高級な使用感になることは誰しも経験するところです。それでは住宅はどうでしょうか? ”Less is more.” が考えるヒントになるかもしれません。

 

簡素でシンプルなデザインは、人々を豊かにしてくれる。これ以上削ぎ落とすことができない究極のデザインこそが、物質では満たされない至福の喜びを居住者に与えてくれる、とでも解釈すれば良いのでしょうか。今本当に必要不可欠な設備は何か?何が不要な設備なのかを十分に理解することが必要でしょう。

 

 

メカハウス」はなぜ資産価値が劣化しやすいのでしょうか。

 

住宅建設の予算は、多くの場合で限りがありますので、設備機器に多くの予算を回すと建築本体にかけられる予算は相対的に少なくなります。ですから、建築本体の予算を十分に確保したパッシブハウスに比べると、メカハウスの建築劣化のスピードは格段に上昇してしまいます。

 

建築本体に関わる規制や基準は年々強化される傾向にあります。建築本体の断熱性能や耐震性能を低くしてしまうと将来的に基準不適合な住宅となりますから、この意味においても資産価値の劣化は生じるのです。

 

 

必要不可欠なものが理解できれば、美しい健康生活が生まれる。

 

欧米の住宅の資産価値は購入時よりも居住年数が長くなるほど高くなる、という事実はよく知られているところです。自分の住宅に愛着を抱き、年々手を加えてより快適な環境を自ら見出し、創り出す努力を常に惜しまないからではないでしょうか。

 

竣工時の一瞬が、住宅にとって最高に美しい時ではないことを、心から祈るばかりです。

 

 

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Lesson 21 空気の質に無頓着すぎませんか?

人間は閉鎖系ですか?それとも開放系ですか?

 

人間は外界との間で物質とエネルギーを交換せずには生きてはいけないのですから、開放的な系であると考えることができそうです。物質交換の中で最も重要なもの、それは「食物・水・空気」であり、いずれが欠けていても永続的に存在することはできません。もちろん、取り込む物質の質が健康に影響を与えることはいうまでもありません。

 

 

物質交換量で最も多いのは空気です!

 

しかし意外と意識されていない必須物質、それは空気です。1日の摂取量は約20 [kg]と圧倒的に多く、人間はご飯約100杯分もの空気を毎日取り込んで暮らしています。食料や水に比較すると目に見えないというハンディキャップがあるせいでしょうか、新鮮で澄んだ空気の大切さは意識下に沈んだままになっているようです。でも、空気質が疾病を引き起こしてからでは手遅れです。

 

空気中のVOCや生活臭、ペット臭を取り除いてくれる建材もある!

 

下図は空気清浄機能のある建材のガス吸着性能の測定結果です。オレンジ色の線が空気清浄建材の性能曲線で、基準値0.08[ppm]を大幅に超過する濃度のホルムアルデヒドが約2時間で不検出になるほど低下しているのがわかります。機械任せ、薬品任せの空気清浄には自ずと限界があります。汚染物質の吸着、分解作用のある建材を積極的に採用してみるのも有効な手段です。

 

 

 

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