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【デザイン住宅の外皮性能】窓や壁の断熱など省エネ実例を解説

ジェイホームズのコンセプトハウスWHITE CUBESは、快適で健康な暮らしをおくるために、温熱環境の設計・施工にも力を入れています。室内温度差の少ない住宅は、冷暖房コストの削減や二酸化炭素の排出量削減、壁体内の結露の防止、さらに部屋間の温度差によるヒートショックを防ぐなど、人にも環境にも優しい快適な住空間を実現します。

これからの時代の住宅は、「省エネルギー住宅」が基本です。省エネルギー住宅を建てることは、住宅の付加価値も高まり、経済合理性もあり、健康リスクも下がるということで、基本的にはメリットしかありません。

このコラムでは、WHITE CUBESの外皮性能をもとに、デザイン住宅や注文住宅の省エネ、快適な住環境には何が必要なのかをお伝えします。

 

パッシブデザインのポイントは外皮性能

パッシブデザインとは出来るだけ機械設備に頼らず、自然エネルギーを利用して快適で省エネな建物を造る技術です。具体的には日照の制御、通風、植栽の利用などです。

一つ一つの効果はそれ程大きいものではありませんが、きめ細かいデザインの積み重ねでトータルではかなりの効果を上げる事が可能です。しかし小さな自然エネルギーを効果的に使うには、あくまで建物本体の断熱気密性能を上げることが先決です。

パッシブデザインは、太陽の光を積極的に取り込んで室内の空気を暖め、電気を使う量を減らします。徹底した断熱・気密・日射コントロールによって、室内の温度や湿度を一年を通してなるべく一定に保ち、部屋ごとの温度差も和らげます。

パッシブデザインが、日々の暮らしを快適にするのはもちろんのこと、大切な家族のからだへの負担も軽減でき、さらには省エネルギーで地球環境を守ることにもつながっていきます。

そのパッシブデザインを実現するためのポイントが、住宅の外皮(がいひ)性能です。

 

なぜ、外皮性能の高い家を建てるのか

デザイン住宅 外皮性能

外皮性能とは

外皮とは、住宅の内部と外部を隔てる境界部分、住宅の外周を指します。外皮性能は外壁、床、屋根、天井、窓、その他開口部分といった外皮の断熱性、気密性、遮音性、耐久性の性質や能力を数値で表します。

室内温度差の少ない快適な家=断熱性、気密性の高い家であることが重要です。外部の環境が屋内に影響しないよう、熱が出入りする外皮の性能を高める断熱構造に設計された住宅が理想です。

 

ZEH(ゼッチ)の外皮性能

高い外皮性能(断熱)に加え、省エネルギー設備を採用して極力エネルギーを使わず、太陽光発電や蓄電システムでエネルギーを創出して、年間に使われる一次エネルギー消費量が正味=ネットでゼロになる住宅、ZEH(ゼッチ)が国の政策で推進されています。

「ZEH」とはネット・ゼロ(Zero)・エネルギー(Energy)・ハウス(House)の略語です。

「ネット・ゼロ・エネルギー」とは、その家で使われる年間の一次エネルギー消費量が正味=「ネット」でゼロになることです。

つまり「ZEH」を簡単に言うと、

・高い断熱性能と高効率設備を採用し、可能な限り省エネ化する

・太陽光発電システムなどを搭載し、エネルギーを創出する

というステップで、「創出エネルギー」-「使うエネルギー」=0(ゼロ)、

または限りなくゼロに近くなった住まいのことなのです。

ZEHの考え方

政府のエネルギー基本計画では、2020年までに標準的な新築住宅がZEHに、2030年までに新築住宅の平均がZEHとなる目標が掲げられ、補助金制度が設けられて、認定されたZEHビルダー、ZEHプランナーからZEH基準に合致した住宅が建設されています。

<ZEH関連記事>

ZEHって何?これからの省エネルギー住宅のカタチ

ZEHを建てるために必要なこと

ZEHには、光熱費以外にもメリットがある理由

このように、ZEHは全国で省エネルギー住宅普及に向けた取り組みが広がっていますが、ジェイホームズではZEH基準を上回る外皮性能をジェイホームズのコンセプトハウスWHITE CUBESで実現し、快適でコストパフォーマンスの高い省エネルギーデザイン住宅を提案しています。

 

完成事例でみる省エネルギーなデザイン住宅の「高断熱・高気密」

住宅の省エネルギー性能の基本は「高断熱・高気密」です。

省エネルギー住宅に必要な外皮性能(断熱・気密性)をWHITE CUBESをもとに解説します。

WHITE CUBESは、夏涼しく、冬暖かい住環境のために、外断熱工法や高性能なアルミサッシを採して、次世代省エネ基準をクリアしています。また、高い外皮性能は夏の熱気や冬の冷気を効率的に遮断し、少ないエネルギーで住空間を快適に保つことができ、ランニングコストも軽減できる仕様です。

 

ハイブリッド断熱

WHITE CUBESの屋根、外壁、開口部の断熱は、壁厚いっぱいのウレタン充填断熱に加えて、外断熱工法を付加したハイブリッド断熱です。また、夏の暑さ対策で重要な「遮熱」には、断熱の上に太陽熱を反射するシートを施工しています。

まずは「内断熱」の部分を説明します。

・屋根下面をウレタン充填断熱で施工した状況です。(ウレタン吹付160㎜)

ウレタン充填断熱 屋根

・壁面をウレタン充填断熱で施工した状況です。(ウレタン吹付90㎜)

ウレタン充填断熱 壁

・基礎外周部の断熱施工です。(スタイロフォーム65㎜)

基礎外周部の断熱施工 スタイロフォーム

隙間にウレタンを吹付することにより、ヒートブリッジを起こさないように配慮しています。

 

次に「外断熱」の部分を説明します。

・柱の外側に構造用合板を施工、その外側に板状の外断熱用の断熱パネルを施工します。

板状の外断熱用の断熱パネルを施工

・断熱材の継手、接続部分は全て気密テープにより隙間を無くします。

断熱材の継手、接続部分は全て気密テープにより隙間を無くす

・断熱材に通気用の部材を施工します。この部材に構造用合板を貼ります。この施工により、断熱材と合板との間に18㎜の隙間が空きます。この部分を「通気層」と呼びます。通気層は、断熱性能、遮熱性能に効果を発揮する重要な役割を果たします。

構造用合板断熱材と合板との間に18㎜の隙間 通気層

・構造用合板が施され、さらにサッシが取付けます。サッシには更に防水テープを貼ります。

サッシには更に防水テープ

・サッシの下側にも雨対策も施します。

サッシの下側にも雨対策

この上にモルタルを施工し、外壁を仕上げていきます。

 

WHITE CUBESのUA値は0.45W/㎡K

住宅の断熱性能を表す数値に「UA値」があります。

UA値とは、「外皮平均熱貫流率」のことで、建物の内外の気温差が1℃のとき逃げていく熱量を、壁や窓、屋根、床など外部に触れているところ全部の面積(外皮面積)で割ったものです。単位はW/㎡Kです。

UA値 外皮平均熱貫流率

UA値は、数値が低ければ低いほど、熱が逃げにくく断熱性能、省エネ性能が高いことを示します。

現行の省エネルギー基準(平成28年基準)のUA値は、東京都や神奈川県のほとんどは0.87W/㎡K以下が求められています。ZEHは0.6W/㎡K相当以下と定められています。

WHITE CUBESのUA値は、0.45W/㎡Kです。高い外皮性能、断熱性が定量的に証明されたデザイン住宅といえます。

省エネルギー基準地域区分(建築物省エネ法)は、こちらのリンクをご確認ください。

 

窓・サッシなどの開口部

注文住宅 窓 性能

省エネ住宅の重要なポイントが「窓の性能」です。

興味深い調査結果があります。日本建材・住宅設備産業協会の調べでは、住宅で生じる熱の損失を部位ごとに相対化してみると、窓などの開口部を通して、冬に暖房の熱が逃げる割合は58%、夏の冷房中に熱が入ってくる割合は73%にも及びます。暑さの原因の7割、寒さの原因の6割が窓なのです。

熱の出入りが最も多い開口部、とりわけ窓の外皮性能の向上は、省エネ住宅のプランニングで欠かせません。

省エネ住宅の窓を考えるとき、ポイントになるのがアルミサッシの選択です。高性能なアルミサッシでも、十分な断熱性能をもつ壁に比べれば比較にならないほど性能は弱いので、アルミサッシはより高性能なほど断熱効果が高いと言えます。

WHITE CUBESでも、高性能なアルミサッシを採用しています。熱貫流率の低いアルミサッシに、遮熱ガラスも使用しています。ガラスは、ペアガラス(ガラスが2枚)とトリプルガラス(ガラスが3枚)を併用しています。

夏の涼しさ確保には、徹底した日射遮蔽が求められます。直射日光を徹底的に遮ることがポイントになります。窓を含めた開口部の設計が省エネ住宅のポイントです。

開口部の設計においては、庇もしくはアウターシェード(窓の外側に設けるブラインド)の設置を検討したり、開口部の大きさ、ガラスの種類などを慎重に決定する必要があります。

冬の暖かさの確保には、室内の熱を外部に逃さないことが求められます。

冬の日射を取り込むために南側にある程度大きな開口部を設けながら、シャッターを設けたり、もしくは室内側に断熱ブラインドの設置を検討する必要があります。

ジェイホームズのWHITE CUBESの窓は、大開口でも夏は侵入する熱を遮断し、冬は室内から熱が出ていかないよう断熱された、一年を通して熱損失の少ない居住空間を作り出しています。

 

高気密・換気

「断熱」はとても重要ですが、実はその「断熱」と同時に「気密」をきちんと考える必要があります。壁で断熱して開口部の性能を高めても、家の隙間から空気が漏れてしまっては温熱性能を保てないからです。

住宅の気密性能を知る上で、手がかりとなる数値が「C値」です。「C値」は相当隙間面積と呼ばれ、同じ面積の中にどれだけ隙間があるかを表した数値です。C値も数字が低いほど、気密性能が高いことを表しています。

C値 相当隙間面積

熱を逃したくない(侵入させたくない)にもかかわらず、空気は入れ替えたい、という矛盾を両立させなければ、快適な住宅にできないのです。

そのため、住宅が高断熱、高気密になればなるほど、その一方で換気計画が重要になります。一般的には、1時間のうちに家の容積の半分の空気が入れ替わる換気計画が求められています。

 

家族をヒートショックから守る家

ヒートショック モデルハウス

デザイン住宅、注文住宅の省エネルギー、外皮性能の強化が求められる理由に、環境面やコスト面以外の大きな理由に、実は「健康面」への配慮、要望があります。

日本の家は、諸外国と比較しても「とても寒い家」が多く、国の調査でも寒い家に住むことが健康に悪い影響を与えることが分かってきています。

健康と温かい家(=断熱)には関係があります。日本では交通事故で死亡する人よりも、住宅の中で死亡する人の数が多いという事実があります。

日本の住宅の多くが必要な断熱レベルに届いていない「寒い家」なので、こういった家ではヒートショックの可能性があり、発病リスクが上昇します。

国土交通省が発表している「住宅内の室温の変化が居住者の健康に与える影響とは?調査結果から得られつつある「新たな知見」について報告~断熱改修等による居住者の健康への影響調査 中間報告(第3回)~」によると、下記のような内容が発表されています。詳しくはこちらのリンクをご確認ください。

 

ヒートショックを高断熱・高気密で防ぐ

冬の寒い時期、暖房で暖かい居間と、暖房のない冷え込んだ脱衣所や浴室との温度差が10℃以上になることがあります。

ヒートショックとは、このような温度環境下で入浴する場合、暖かい居間から寒い脱衣所や浴室への移動、そして熱い湯船への移動という一連の動作で、急激な温度変化が短時間のうちに起こり、これに伴って、血圧の急激な上昇や下降が引き起こされる現象のことです。

ヒートショックは体に大きな負担をかけるため、冬の入浴中に起こる突然死の大きな要因となります。

このような事態にならないためにも、WHITE CUBESは外皮性能を高め、室内温度差の少ない居住空間を実現しています。

 

WHITE CUBESのランニングコスト、光熱費

モデルハウス 光熱費

WHITE CUBESは、ジェイホームズの技術を結集させたコンセプトハウスであると同時に、ジェイホームズ代表の牧野の自邸でもあります。

高い外皮性能を備え、厳しい省エネ基準をクリアした次世代提案型の二世帯住宅に親夫婦、子夫婦、子供1人の5人が暮らしています。

高断熱、優れた気密性能による遮熱の効果を得て、温度差のない部屋(地下室含む)で家全体が夏は涼しく、冬は暖かいです。家族の満足度も高く、快適な住まいは、低ランニングコストで光熱費も抑えられています。

外皮性能を高めることに加えて、全館空調システムを採用しました。一年を通じて快適な温熱環境を保つためには、高効率なエアコンによる冷暖房が最もコストパフォーマンスが高いからです。

またエネファームも採用しています。エネファームは、家庭用燃料電池のシステムの愛称で、「エネルギー」を「ファーム(農場)」の造語です。

都市ガスあるいはLPガスなどの燃料から水素を取出し、空気中の酸素と化学反応させて電気を作り出します。その発電の際に発生する熱を利用してお湯を作り給湯に利用するというエネルギーをフルに活用するシステムです。

さらに、エネファームは各家庭でエネルギーを作り出しますので、エネルギーを作る場所と使う場所が同じため、損失が少なくエネルギーを有効に利用することができるのです。

パッシブデザイン、高い外皮性能、全館空調、エネファームなどの要素を組み合わせた結果、使い方や気候に応じて毎年多少変動することもありますが、おおむね子世帯の1ヶ月の電気料金は5,500円前後です。

 

高断熱・高気密のデザイン住宅を体験する

ジェイホームズのコンセプトハウスWHITE CUBESは、見学会を実施しています。自邸として家族と住まう代表の牧野が、WHITE CUBESのプランニング、施工方法、実際の住み心地などを直接お伝えいたします。

断熱工事·空調工事等による省エネルギーの実現がデザインに影響しないか、設計と施工のバランスを確認しながらデザインと機能を両立させた、ジェイホームズの哲学「意匠と機能美の調和のとれた家」がWHITE CUBESです。

プロからの評価も高い建築家の設計力と美しいデザインを、専属の大工と職人の技術力(施工力)で支える家づくりは、建築家と施工者が、お施主様の住まいに対して同じ思いを共有しているからこそ実現できるのです。

ぜひWHITE CUBESにご来場いただき、一年を通じて快適な温熱環境、住空間を体感してみて下さい。

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