『室内気候研究所』の気ままな研究報告

中国出張の備忘録です。その１

JUGEMテーマ：住宅

2013年11月10日から一週間、中国企業のお招きで中国の建築事情を視察に行ってまいりました。最近の日本マスコミの報道過多のせいか、反日感情、環境汚染、PM2.5問題などなど。二の足を踏む状況下ですが、技術交流が目的ですので求められればどこへでも駆けつける。至ってシンプルな心境で、成田から目的地の大連国際空港へ。シートアレンジも快適で、食事をして映画を一本見たら、そこはもう中国です。

出発前日の報道では、PM2.5の影響で街中がかすむ映像が流れて心配していましたが、現地は快晴。真っ青な初冬の青空が広がっております。

現地視察の合間に、建築資材ショールームを見学しました。中国では、マンションを購入するとスケルトンのままで引き渡されます。内装、設備を含めて全てユーザが器機や材料を選択。専門の業者に施工を依頼するようです。壁や床の仕上げはもちろん、システムキッチン、バスまわり、ドアをはじめ、ありとあらゆる商品が大型ショールムに展示されています。

どこへ行くのも自動車の移動ですが、街中にクレーンが林立して至る所が工事中です。道中、ドライブインにも何度かよりましたが、均衡でとれた新鮮な果物も豊富に手に入ります。10年前に北京を訪れた時よりも、明らかに豊かな生活になっているようです。

でも、中国です。ある意味、何でもありの世界です。工事中の風景を見たら・・・20mはあろうかという鉄骨の上で、組み立て作業を待っている職人さんが。のーへる、命綱なし、セーフテーネットなし。一人は、余裕でタバコをぷかり。おちないのかなぁ。いや、やっぱり落ちますよね。

☆室内気候研究所

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潜熱蓄熱内装材「e－プラスター」技術交換会が開催されました。

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2013年10月23日、横浜市で潜熱蓄熱内装材「e－プラスター(R)」の技術交換会が開催されました。

「e－プラスター」の製造元である、富士川建材工業（株）の技術者をはじめ、国内外の技術者・研究者が参加して、潜熱蓄熱技術に関連した熱心な討議が行われました。会議に先立って、「e－プラスター」の開発者である室内気候研究所の石戸谷主席研究員が基調講演。民生部門におけるエネルギー消費量削減には日射熱の有効利用が不可欠である事を強調。日射熱をパッシブ利用する世界初のシステム「e－プラスター」の効果を、実証試験のデータをもとに講述しました。

基調講演につづき、内外の技術者・研究者が商品サンプルを実際に検討しながら討議。蓄熱性能はもとより、内装材料としての要求性能についても詳細な議論が交わされました。環境問題、健康問題が世界的な課題として取り上げられる中、日射利用の新しい手法として期待される潜熱蓄熱（PCM）技術に対する期待が感じられる技術交流となりました。

2013年11月22日には、潜熱蓄熱技術では唯一実用化されている「e－プラスター」によるパッシブ蓄熱システム「iWall工法」のセミナーも企画。海外からの参加も含め、熱心な討議が行われることになります。ご期待ください。

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新住協・胆振支部の10月移動例会に参加しました。

NPO法人　新木造技術研究協議会（通称：新住協）胆振支部の１０月移動例会に参加して、パッシブソーラハウス「iWall®」工法の研究報告をしました。今回は、フーム空間計画工房さんの事務所をお借りしての開催です。
20年以上にも亘って定期的に開催されている例会に参加された皆さんは、住宅性能の向上を実務的に研究されてきた、いわばプロの技術者集団。高断熱・高気密技術はもちろん、他にも突出した研究成果を上げてきた方々です。

今回のテーマは、「断熱か？蓄熱か？」。超高断熱、高効率住宅設備、太陽光発電、燃料電池をはじめとした創エネルギー技術など、新規の技術開発が進む中で、近未来の住宅環境とエネルギー利用のあり方が問われる時代になりました。ユーザにとって本当に必要な技術のベストミックスは何か？技術者の技量が問われる重要な課題です。

iWall研究会がすすめてきた潜熱蓄熱「iWall工法」は、日射受熱と暖房利用のタイムラグを埋める新技術。日中ためた日射熱を壁や天井に蓄積して、曇天日や夜間に利用することを可能にしたシステムです。もちろん機構は単純で、機械やエネルギーを必要としませんから手間いらず。長期間メンテナンスフリーで安心して利用することができます。

今回の研究会では、これまでに「iWall工法」を採用して建築された21棟の住宅の中から３つの住宅を選び、通年で実施された環境測定とエネルギー消費のデータを紹介しました。安定した温湿度の維持、太陽熱の暖房利用に関する有効性などについて、優秀な技術者の皆さんと意見交換することができました。皆さん、ありがとうございました。

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北海道建設新聞に潜熱蓄熱材「e－プラスター」が紹介されました

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2013年9月27日発刊の「北海道建設新聞」に、「e－プラスター(R)」の紹介記事が掲載されました。

木造住宅の室内環境生成にパラダイムチェンジを引き起こすことができるのか。室内気候研究所の新たな挑戦が始まります。11月にはセミナー、現場見学会、製品発表会といくつかの行事も予定されています。詳細が決まり次第、ブログでもご紹介させていただきます。

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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。

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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）

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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。

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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/m²・K)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5～10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。

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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

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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。

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室内気候研究所のコンセプト

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　現代人は一日のうちの何時間を、人工的な環境の中で過ごしているのでしょうか。住宅、事務所、学校、病院、そしてバスや電車などの交通機関・・・。人工環境での生活行動は年々長時間化、高度化する傾向にあり、その滞在割合は一般的なオフィスワーカーで一日の96％、小中学生でも92％に達しています。人生のほとんどを人工環境で暮らす・・・。人間が自然と隔絶された環境に、これほどまで長時間おかれることは、数百万年にも及ぶ長い歴史の中でも希有の経験といわざるを得ません。社会環境の大きな変化が原因とはいえ、これが我々の受けている心理的、生理的な強いストレスの原因のひとつとなっていることは疑いのないところです。

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　文明は長い発展の歴史の中で人間を豊かにしてきました。一方で機能や能率の盲目的な追求によって、人間を自然から孤立させもしました。たとえば室内の温湿度や明るさを常に一定に維持することを環境づくりの目標にすることで、『室内気候』からは経時的な変化という自然の最も偉大な魅力が失われてしまいました。かつて人間の生活にしっくりと溶け込み、人間を暖かく包み込んでいた自然が、いつの間にか遥か彼方に追いやられ、手の届かないものになってしまったのです。自然に対する喪失感は、人生のほぼすべてを室内で過ごす現代人から、創造への活力も奪い去ろうとしているのかもしれません。

　太陽の光や自然な風、暖かさと涼しさ、爽やかさや清々しさ、植物のにおいや潤い、これら豊かな自然の創造をいつも感じることのできる室内環境。室内気候研究所が探求している『室内気候』は擬似的な自然の変化を建築の内部に創り出すというコンセプトから出発しています。
　では、室内気候とは我々にとってどのような意味を持っていて、どのように計画されるべきなのでしょうか。やまと言葉の「うち」には「家」という意味に加えて「自分」または「自分の所属している社会的集団」、そして「うちがわ」など、いくつかのことなる意味があります。自分や自分の大切な家族や仲間のライフスタイルに寄り添い、ともに成長してくれる装置としての「室内気候」。真の意味での「良いうち」とは、「良い室内気候を作るということ」ことと再定義できるかもしれません。

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　一方で、「室内環境」は建築によって自然から切り取られた人工的な領域であり、人間を内包する物理的・地理的環境であるといえます。人間を含む全ての生命活動は自然界の物質・エネルギー循環に支配されていますが、自然環境は必ずしも至適快適性を保証してくれるものではありません。人間は原始の頃からシェルターshelterとしての建築によって、自然の変動を生存可能な範囲まで減衰させることで至適快適性を手に入れ、社会的な適応を獲得してきました。しかし、人間の生活領域が拡大し、さらに室内空間における活動が長時間化・高度化することによって、室内の至適快適性の範囲は狭められ、現代建築は次第に設備技術を前提条件とするようになってしまいました。

　このように、室内気候のデザインは自発的自己矛盾を内包しているのですが、気候計画の最適プロセスに関する答えは日本の伝統的家屋の「良いうちづくり」のなかに隠されているように思います。伝統的家屋計画の前提は建築周囲の自然環境の特徴を十分理解して、調光、通風、断熱などの建築的技術で対応することですが、建築の足らざるところを道具や設備技術で補完するといった自制的な概念が不可欠だと思います。また、設備の利用にはエネルギーの消費が伴う訳ですから、建築、設備、エネルギーをバランス良く組み合わせて利用者のライフスタイルをサポートするといった態度が重要になるのです。これらのうちのいずれか一つの要素で力ずくの解決をしようとすれば、室内気候のデザインは醜悪なものとなってしまうということを忘れてはいけません。

　室内気候研究所は、建築、設備、エネルギーを有機的、総合的にデザインして、室内の温度、湿度、空気質という生活に不可欠な生活環境を研究し、より質の高い人生の場を創造していきます。

■室内気候研究所

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