実験棟の改修が、ようやく終了しました。

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9月の末に開始した、北海道職能大の実験棟の改修がようやく終了。
冬季の環境測定がようやく開始できることになりました。



7年前に建設してから、躯体内部や断熱材の状況を確認していませんでしたが、
非常に健全な状態で実験棟が維持されていたのに驚きました。
吹雪の中で建設工事をしていた2007年の晩秋を懐かしく思い出します。



7年間お世話になった潜熱蓄熱壁と窓を撤去して実験棟も衣替えです。
しっかり付着した7年前の「e-プラスター」を撤去する工事が思いの外難航します。
今年の壁材料は、漆喰ベースに珪藻土をPCMを調合して蓄熱・調湿建材を目指します。
初めて左官工事に挑戦する学生も、あっという間に上達していきます。



今年の目玉の一つは、日射取得率η値の高いトリプルガラスの採用です。
日射計も5台体制に充実し、窓の熱収支の実測も可能になりました。



室内環境性能、省エネルギー、取得したダイレクトゲインの分析と
今年の卒研も楽しみになってきました。

 

☆室内気候研究所

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調湿建材に挑戦中です。

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今年から、室内気候研究所のテーマに調湿建材の開発が加わりました。
昨年度、予備的な研究を開始したのですが、今年は新たなデシカント材を提供いただき
従来品よりもさらに調湿効果が高い建材になりそうです。



調湿能力の測定用サンプルを調製するまでに、約半年の時間を投入。
うやく目指す性能の調湿建材がようやく完成です。
サンプルが完成したら、JISを参考にしながら調湿量の測定を行います。



恒温湿チャンバーを使って相対湿度を変化させながら、吸放湿量を測定します。
湿度のプログラムも初めてですので、学生も緊張気味です。



チャンバー試験と並行して、小規模な室内に調湿建材を施工して
実用時に近い調湿効果を定量化する実験も計画されています。
この日は、学科の1年生にも手伝ってもらいながら、実験室を作成します。
初めて金槌を握る割には、手早く綺麗に実験室の骨組みが完成です。



作品が完成したら、恒例の記念撮影。
12月には、調湿建材の施工も完了して室レベルの実験が開始されます。

 

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Netatmoを設置してみました。

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 久しぶりのアップになります。

クラウドベースの環境測定装置Netatmoをアマゾンで入手。
早速自室にセットしてみました。いま評判の測定器ですね。
梱包は、とってもマックライクで上質です。
梱包
早速、開封の儀。アルミのつや消しで、使い慣れたMacbook proみたいな仕上がりです。
室内機と屋外機
屋外機を玄関ポーチの壁に取り付けました。
ビス1本でとめてありますので、強度はどうなんんでしょうか?
でも、一見すると防犯装置のようで、泥棒よけになるかもしれませんね。
屋外機
室内機を自宅のWIFIに繋いで設定します。5分くらいで測定準備が完了です。
室内機
PC、タブレット、スマホでもリアルタイムでデータが確認できます。
データのダウンロードもExcelのブックで簡単に。
遠隔地の環境測定には威力を発揮しそうです。
PCで確認

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潜熱蓄熱材「e−プラスター」で安定した温・湿度環境が実現。 インフルエンザの増殖予防。

高断熱・高気密住宅の悩みに冬場の「過乾燥」があり、全国的に暖房時の相対湿度が30%以下になる住宅も、数多く報告されています。
これまで冬期間の低湿度は、乾燥した外気の大量な取り入れにあると言われてきましたが、室内気候研究所では「e−プラスター」を施工した住宅の環境測定を実施して、過乾燥の原因と対策を検討してきました。
 
室内の相対湿度は人間の健康と密接な関係があることは、経験的にも知られています。「乾燥」が風邪や呼吸器疾患、乾燥肌の原因になるからです。
一般的な乾燥対策は加湿器の使用ですが、器機の選定や使用法を間違えると結露やカビが発生します。各家庭で洗濯物や濡れタオルの配置、植栽の導入など、様々な生活の工夫がなされているようです。また、マスクや保湿クリームの使用なども対処として効果的ですが、原因を解消することはできません。
 
環境弱者である子供たちの冬の健康管理のためにも、低湿度対策はとても重要です。


 
 
 
 
竣工現場のページでも紹介した「I-project」の環境測定データから、冬の低湿度対策について考えてみることにします。この住宅では潜熱蓄熱内装材「e−プラスター10」を壁と天井に施工して、躯体に熱と水蒸気を蓄積する機能を持たせています。「e−プラスター」は熱と水分の「デポジットカード」。室内に取り込んだ暖房機や日射、調理、家電製品、人体からの熱と水蒸気を壁にチャージしておき、必要に応じて取り出して利用するパッシブシステムです。
 
一般的な高断熱・高気密住宅の内装地上げはビニールクロスです。汚れにくく耐久性にも優れていますが、化学製品であるビニールには熱や水分を吸収保持する能力がありません。これが過乾燥の原因の一つと考えられるのです。
 
石膏プラスターと潜熱蓄熱材PCMを主原料とする「e−プラスター」は、室内の熱を呼吸しながら室温を安定させるだけでなく、入浴や洗濯乾燥、調理などで室内に放出された水蒸気を一時的に吸収。乾燥空気が室内に流れ込んだときに放出して相対湿度の低下を抑制する機能があります。
 

 
 
 
2012年12月から2013年5月までの環境測定データをまとめてみたところ、薪ストーブを主暖房に使用しているこの住宅の室内温度は19℃から23℃で、しかも非常に安定して推移していることが分かりました。外気温が−10℃にもなる厳寒期に朝まで暖房を停止していても、「e−プラスター」からの放熱で室温が下がりません。
 
また、加湿器を使用していなくても相対湿度は40%をキープ。壁と天井に施工した「e−プラスター」の保湿効果で、安定した湿度環境が維持されています。小学生と幼児の二人のお子様も、全く風邪を引かなくなったそうです。
 
 
 


既往の研究では、人間の快適性と健康にとって最適な相対湿度の範囲は40〜60%である事が明らかになっています。また、相対湿度が40%以下になると、ウイルスやバクテリアなどが非常に増殖しやすい環境となります。
 
「e−プラスター」を施工した住宅の測定結果では、壁面の調湿作用で相対湿度が40%以上であり、加湿器にかかる電気料金もフリーで、健康的な環境が維持されます。






「e−プラスター」を施工した住宅と、一般的な高断熱・高気密住宅の室内環境データを比較してみました。いずれも札幌市に建つ住宅で、断熱性能はほぼ同じです。下のグラフは、最寒期である2月の室内環境を示しています。
 
国際規格であるISOの室内環境基準と比べてみると、ビニールクロスを施工した高断熱住宅では、昼間の室温が30℃近くまで上昇し、またその時の相対湿度は30%を切ることが分かります。人間の活動時間帯では、おおむねISO基準を満足することができていません。
 
一方、「e−プラスター」を施工した住宅では、測定期間中ほとんどの時間でISO規格の範囲内に温湿度が維持されていました。「e−プラスター」の熱と水蒸気を呼吸する機能が、安定した温湿度生成に寄与した結果と考えられます。快適範囲の環境ではインフルエンザ菌の活動が活性化する相対湿度以上の値が得られていますので、「e−プラスター」の健康維持への機能が期待される訳です。





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西区の住宅で潜熱蓄熱の魅力を体感してきました。

2012年に竣工した札幌市西区にある住宅(かってにつけた愛称:I-project)にお邪魔して、冬の室内環境を体感してきました。
竣工から2年が経過して、住宅の外観も周囲の環境にしっくりと、よくなじんでいます。
オーナー様がご自身で薪の集積施設や遊具などを次々に設置されており、毎回訪問が楽しみです。
パッシブなライフスタイルは、人間のアクティブさも活性化させてくれるのかもしれません。




30坪の住宅のメイン暖房設備は1台のストーブ。
燃焼効率や燃焼時間の調節も可能な優れものに、新しい道具が追加されていました。
ペルチェ効果を利用したファンですね。ストーブの温度が60℃くらいになるとファンが自動的に廻りだします。
もちろん電気代フリー。ストーブにのせるだけで暖かさを運んでくれる優れものです。
なんだか、ストーブの温度管理の目安としても使えそうですね。





竣工時からオーナ様のご協力をいただきながら、室内の温湿度データを収録してきました。
今回のデータは昨年10月から1月30日までのデータです。
薪ストーブの熱はもちろん、太陽や調理、家電からの排熱も潜熱蓄熱材を施工した壁と天井にチャージ。
夜間、必要になったときには自動的に室内へと放熱されるシステムです。
最寒期の1月は、一日に15本程度の薪を数回に分けて燃やしているそうです。
カレンダーには研究用にと、その日使った薪の本数を書き込んでいただいていました。ありがとうございます。
今年の冬も室温は20℃から23℃を安定してキープ。冬場の過乾燥とも無縁のこの住宅。
相対湿度は45%以上とインフルエンザなどのウイルス増殖の予防にも効果的で、お子様もほとんど風邪を引かないそうです。



特に寒さが厳しかった今年の札幌ですが、「外に出てみないと寒さが分からないほど快適な環境になっている」
と喜んでいただきました。木造住宅にRC造建築並みの熱容量を加える事で、非常に安定した環境が維持できていました。

測定の後は、お子様の積み木遊びにも参加させていただきました。
秋にお伺いした時は、お母様にだかれていた未来の紳士くんも、すっかり自立されてきたようです。



この春からは幼稚園に通われると教えていただきました。
お子様や家族の健やかな成長を優しく包み込むような室内環境。
そんな環境づくりを目指して、更なる研究を積み上げていきたいものです。

あ、それからお菓子もいただいちゃいました。



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新しいデシカント調湿壁材の実験に参加しました。

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2013.12.18  北海道職業能力開発大学校の研究チームが開発中の、デシカント調湿壁材の施工試験を見学してきました。この壁材は、漆喰や珪藻土に新規開発したデシカント材を混合。中湿度領域での吸放湿性能を2倍以上に高めた高性能調湿建材です。



この日は、新規開発壁材の施工性を定量化する実験が行なわれました。施工者の主観的評価と材料の物理特性で施工性を定量化する試みです。北海道左官協会の協力を得て、熟練の施工者による主観評価が行われました。



施工試験の結果、デシカント材料を混合した材料では珪藻土より粘りが予想以上に強く、骨材調合を工夫する必要がある事が確認できました。



冬期間の過乾燥が指摘される高性能住宅。デシカント調湿建材の使用で安定した湿度環境を維持し、冬のインフルエンザ対策としても注目される技術です。

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「塗り壁で木造にRC並み蓄熱性〜PCM蓄熱材『e−プラスター』発売」



2013年12月5日発行の「北海道住宅新聞」に、「e−プラスター10/20(R)」の記事が掲載されました。
「e−プラスター」の特徴と魅力が余す事なく紹介されています。木造高断熱住宅が抱えるオーバーヒートや過乾燥などの問題を解決する工法として、今後とも啓蒙・普及活動に精一杯チャレンジしていきます。

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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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