断熱性能と快適性・経済性の関係、神奈川県川崎市の建築家

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断熱性能解説

1.室温で考える断熱性能

室温.jpg

左側の大きな矢印は東京や神奈川の比較的温暖な地域(6地域)の断熱基準を示しています。2020年に義務化される断熱基準は平成11年告示(次世代省エネ基準)で熱損失係数Q値は2.7W/ m2Kになります。
熱損失係数Q値の意味を解説してもおそらく一般の方には直感的に理解することはできないと思うので、暖房室と非暖房室の温度差という関係で断熱性能を解説することとします。東京や神奈川でお住いの住宅は人が居る居室だけ冷暖房して人が居ない部屋は無暖房の状態で暮らしている住宅がほとんどです。この冷暖房方式を部分間欠冷暖房と言います。これに対し人が居ない部屋や廊下なども含め家中すべて冷暖房するシステムを全館冷暖房といいます。全館冷暖房の場合は部屋の温度はどこも均一化されますが、部分間欠冷暖房では冷暖房している部屋としていない場所は温度差が生じますよね。この温度差を表示したものが写真の四角の中の温度です。
この温度差は私が所属している自立循環型住宅研究会で数百の事例を実測調査した結果導きだされたものです。実際には家の大きさや暖房室面積割合、居住人数などにより上下しますが、同じ条件であれば四角の中の温度差になるという断熱性能の性能差とお考えください。

例えば平成11年告示(次世代省エネ基準)の家では暖房室と非暖房室の温度差は5℃程度、暖房室が20℃だった場合には非暖房室は15℃程度になることが分かります。非暖房室とは人が居ない寝室や廊下、洗面脱衣室やトイレになります。暖房している部屋から廊下へ出てトイレに入った時に寒くて凍えるなんて状況ではとても不快ですしヒートショックの原因にもなってしまいます。非暖房室はいくら寒くても15℃は欲しいと考えれば平成11年告示(次世代省エネ基準)が最低基準であることは理解できます。私は寒がりなので15℃でも寒いと感じるのでもう少し断熱性能を上げたいと思いますが、皆さんはいかがでしょうか?

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2.断熱性能と上下温度の関係

HEAT20設計ガイドブックより1.jpg出典:HEAT20設計ガイドライン

次に断熱性能と室内上下温度の関係をご説明します。上の図は断熱性能と上下温度をシュミレーションした結果です。実際の測定でも同様の結果となっています。
右の図ほど断熱性能の高い住宅で、一番右の断熱性能(6地域ならばQ値2.1W/m2K)までいくと床面の温度が上がりエアコンの効率も上がることが分かっています。加えて物陰の壁等の結露リスクもかなり下がることが分かっています。床面が冷えているということは足元が寒い底冷えする環境であることが視覚的に理解できると思います。この図表からも最低基準をQ値2.1W/m2Kと考えるべきであることが認識できます。

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3.断熱性能と健康性の関係~温熱に無関心な建築家は殺人マシーンを作っているのと一緒だ!!~

快適健康.jpg

断熱性能と住人の健康性に明確な因果関係があることが分かっています。また脱衣室やトイレの低温度によるヒートショックも問題として認識されているのことをご存知でしょうか?

写真のグラフは健康維持増進住宅の研究の中で断熱性能と健康性の関係について調査した結果です。喉の痛みや喘息、乾燥肌などの疾病のある方が断熱性能の高い住宅に住み替えた場合の疾病改善率を示しています。この調査によると、省エネ等級5(6地域ではQ値2.1W/m2)以上の断熱性能まで高めることで、調査対象とした全ての疾病改善率が上昇していることが分かります。健康性を考えるなら省エネ等級5以上の性能が欲しいです。

ヒートショックに関する調査では、消防庁の調査で年間1万7千人の方々がヒートショックにより死亡しているという報告がなされています。脱衣室など裸になる場所は最低室温を15℃以上に保つ必要があります。理想的には20℃以上です。6地域で非暖房室の室温を15℃以上とするには平成11年告示(次世代省エネ基準)以上の性能が必要ですが、安全率を考えると省エネ等級5(6地域ではQ値2.1W/m2)が欲しいところです。
ヒートショックによる年間死亡者数1万7千人と言われてもピンと来ないかもしれませんが、交通事故による年間死亡者数が4千4百人であることを考えるとその多さがよく分かると思います。このような事実を知らず、または知っていながら改善しようとしない設計事務所や工務店を私は絶対に信用できません。

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4.断熱性能と建設コストの関係~僅か80万円の追加投資で快適性が格段に向上する!!~

工事費.jpg

上の資料は東京や神奈川など比較的温暖な地域での断熱工事に関わるコスト差を示しています。現在一般的な基準とされている平成11年告示(次世代省エネ基準)Q値2.7W/m2を基準として、Q2.1W/m2Kに上げるには30万円のUP、Q値1.5W/m2Kに上げるには80万円のUPとなります。この金額を聞いて意外に安い(低い)と感じる方も多いのではないでしょうか。設計者の中にも断熱性能を上げるには大きな費用が必要と思っているこ人が多くて、この額をお話しすると「えっ、そんな額で出来るんですか」という言葉をよく聞きます。

住宅1軒の工事費のうちで30万や80万円ですよ。快適性が格段に向上するのだから余りある投資だと私は感じます。
上記コストは最もコストパフォーマンスの高い高性能グラスウールと国産樹脂サッシなどで試算したのものなので、他の断熱材や輸入サッシを使った場合は差額が大きくなります。また、開口部面積は15%と仮定して試算計算による確認が不可欠であることは重ねて申し上げておきます。

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5.断熱性能と冷暖房費の関係~断熱性能の向上と省エネ設計で冷暖房費年間3万円減!!~

空調費.jpg

断熱性能と冷暖房費の関係をご説明します。。冷暖房方法は一般的なエアコン、床暖房、石油ストーブ、パネルヒーターなど各家庭によって違います。もっとも多くの家庭で使っているのはヒートポンプエアコンです。そこで、私の事務所がある6地域(東京や神奈川など比較的温暖な地域)での断熱性能とヒートポンプエアコンでの年間冷暖房費の関係を試算しました。冷暖房方式は家全体を冷暖房する全館冷暖房と居室だけ冷暖房する部分間欠冷暖房がありますが、金額は部分間欠冷暖房で試算したものです。全館冷暖房の場合はおおよそ表の金額の2倍になります。また冷暖房費は設定温度で大きく変わりますので、同じ生活をした場合の性能差としてお考えください。

試算した金額をもう少し詳しくご説明しましょう。赤枠が2つあります。赤枠左は窓方位や窓の大きさ、開閉方法など考慮せずに設計した場合の冷暖房費です。赤枠右は日射取得と日射損失のバランスを考えた窓位置や大きさ、通風方向を考慮した窓位置を開閉方法など省エネ設計した場合の冷暖房費です。同じ断熱性能でも省エネ設計の有無で年間約1.5万円の差があるのです。断熱性能最上段のQ値1.5W/m2Kでは断熱性能向上により夏場の冷房費が上がるため省エネ設計による削減額は1万円となっています。
試算結果を見ると断熱性能が上がると年間冷暖房費が下がることがよく分かりますよね。もっと着目してほしいのは省エネ設計による削減額の大きさです。ハウスメーカーも徐々に高断熱かしてきてはいますが、一般的な基準とされている平成11年告示(次世代省エネ基準・6地域Q値2.7W/m2K)の年間冷暖房費は省エネ設計無しで年間約5万円です。断熱性能をQ値1.5W/m2Kに上げてさらに省エネ設計することで年間冷暖房費は約2万円となります。年間冷暖房費が3万円削減できるのですから10年で30万円、30年で90万円の削減額になります。

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6.断熱性能の向上と省エネ設計で空調関係費10年で120万円減!!

20150618空調費.jpg

次に年間冷暖房費と空調機器の交換費用を合算した空調関係費と断熱性能の関係についてみてみましょう。断熱性能が向上すると能力の低いエアコンで快適環境となるので、基準となる平成11年告示(次世代省エネ基準)仕様の住宅と比較すると空調機器の交換費が10年で20万円削減できます。年間冷暖房費と空調機器の交換費用を合算した空調関係費の削減額は、10年で50万円、30年で150万円もの削減額となるのです。
高効率給湯器を導入することにより10年で40万円削減、高効率家電と照明器具を導入すれば10年で30万円削減、空調関係費の削減額50万円を合計すると10年で120万円の削減が可能になるのです!!
断熱性能の向上と自然エネルギーを有効活用する省エネ設計により、快適性能が格段に向上し財布にも優しい住宅になるのです。

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