底冷えのメカニズムを解説
C値0.1を達成した超高気密住宅で底冷え。
こだわりぬいた超高気密住宅、計測した値は、C値は0.1。
業界関係者も驚くC値をたたき出したものの、廊下で、脱衣場で、あちこちで底冷えが発生。
「心から落胆しました・・・」と語る工務店社長。
C値0.1、業界最高水準の超高気密住宅で、なぜ底冷えが発生するのか?
その発生メカニズム、そして、Air断が底冷えを回避する仕組みを解説します。
底冷えの主な原因は、コールドドラフト現象と呼ばれる冷気による下降気流だと言われています。
どれだけ気密性能がアップしても、底冷え、つまりコールドドラフト現象を回避することは出来ません。気密性能と底冷えは無関係だからです。
まず、底冷え、コールドドラフト現象のメカニズムを解説します。
冬は、サッシやガラスが冷たい外気に接触して冷やされます。
冷えたサッシやガラスに室内の空気が接触。
接触した空気は、すぐに冷たく冷やされ、下降気流となって下へ下がり、床一面に広がります。
この床一面に広がる冷たい空気が、”底冷えであり、コールドドラフトと呼ばれる現象です。
サッシやガラスで発生したコールドドラフト現象は、サッシやガラス一面を冷たい気流が覆って、暖気を寄せ付けません。暖かい空気と冷たい空気は混ざりにくい事が理由です。
サッシやガラスは冷気で覆われ、室内の暖気が接触出来ません。
暖気が接触しないので、サッシやガラスは外気同等まで温度が下がります。
この冷えたサッシやガラスに、室内の水蒸気が接触。一気に冷やされ水へと変化。
これが結露です。
さらに、床に広がった冷気は、床を冷やし、底冷えを発生させます。
そして、床一面に広がった底冷えの空気層は、暖気と混ざり合う事なく、逆に暖気を跳ね返します。これも暖かい空気と冷たい空気が、混ざりにくい事が理由です。
エアコンでどれだけ暖めても、底冷えの層は、暖気を跳ね返し、床面に到達できません。
暖かい空気と、冷たい空気、2層に分かれて鎮座し、冷たい空気は床面を徹底的に冷やします。
これが底冷えの主なメカニズムと考えられています。
だからこそ、床下の断熱材をどれだけ高価なものに変えても、基礎断熱をどれだけ行っても、どれだけ気密性能を高めても、底冷えの解消には繋がらないわけです。底冷えは、床下からではなく、サッシやガラスそして、壁から発生しているわけですから・・・。
そこで考えられたのがAir断です。
Air断は、このコールドドラフト現象で発生する下降気流を、壁に取り付けた換気扇で通気層へと吸い出します。
直接吸い出す事で、床を覆ったり、サッシやガラスを覆う下降気流が無くなります。
すると、室内の暖気が床やサッシ、そしてガラスに接触。
サッシやガラスを直接温めるので、温度が上昇し、結露が発生しにくくなります。
さらに、床に溜まる冷たい空気層が無くなるので、エアコンの暖気が直接床に届きます。床に届いた暖気は、床を暖めるので、底冷えの解消に繋がります。
「Air断」が暖かい!と言われるのは、このコールドドラフト現象の発生を抑えるからだと考えられています。
外気温1℃まで下がった状態で、窓際に置いた温度計を動画撮影しました。
温度が下がりやすい窓際でも、22℃を保つAir断住宅。
マイナス18℃まで下がる北海道でも、エアコンだけで室内24℃をキープし、底冷えは一切ありません。さらに、室内で鍋を楽しんでも、数人で同じ部屋に寝ても、一度も窓が結露した事がありません。
必ずしも、この解説が正しいとは言い切れませんが、愛知、北海道、東京モデルハウスのデータを見る限り、高い確率で正しいと考えています。
今後も各モデルのデータを解析して、ご報告させていただきます。
「窓を開けて換気すること」の弊害と「Air断のメリット」
「窓を開けて換気」することの弊害
そして
「Air断フィルターの交換時期は？」
に関してお伝えします。
「窓を開けて換気」することの弊害
大気中には、花粉、チリ、砂塵、などが大量に含まれています。
3月～5月は黄砂なども多いですよね。
窓から入り込む空気には、これらが含まれているわけです。
そして、網戸をすり抜けて、小さな虫も入り込みます。
引き違いサッシの場合、完全に窓を閉めても、2ミリぐらいの虫であれば、簡単に入り込みます。
虫は、室内の明かりを求めて集まるので、エリアによっては、夜間カーテン、雨戸まで閉めないと虫が入り込んでくるそうです。
引き違いサッシから開き窓へ変更することで、虫などの侵入を防止できます。
小窓は思い切ってfixに変更することで、コストを抑えることが可能です。
窓を開けて換気するのではなく、換気はAir断に任せて、できる限り窓を開けない方が、”花粉、チリ、砂塵”などが入り込まなくなります。
「Air断フィルターの交換時期は？」
一般的フィルターの場合、壁から直接吸い込むので、ホコリ、砂塵、そして光に群がる虫たちも吸い込みます。
一般的フィルターからは、夜間光が漏れるので、虫が集まりやすいのも特徴。
ホコリ、砂塵、虫等で、早ければ1か月でフィルターが目詰まりすると言われています。
「Air断フィルター」は、基礎外周部に設置されています。
外周部全体がフィルターとなるので、その面積は一般的フィルターの20倍程度。
そして、ユックリ、ユックリと空気を吸い込むので、ホコリ、砂塵などを吸い込みにくくしているのが特徴です。
そして135ミリ上昇して吸い込むことで、大きなホコリなどを吸い込みません。
さらに内部通気壁では、2.4m上昇して吸い込むので、ここでもホコリなどをふるい落とします。
このふるい落とし効果により、奇麗な空気を室内に取り入れています。
窓を開けて換気する場合は大量のホコリや砂塵が含まれています。
Air断は、これらのホコリや砂塵をフィルターや上昇によるふるい落としで、効果的に除去します。
さらに、人にくっ付いて入り込んだ花粉や、家内部で発生するホコリを、いち早く外部に排出します。
クリーンな環境を作るのがAir断です。
室外の空気を暖めながら取り込む動画
室外の空気が、床下、通気壁、天井を通り抜けて、天井ガラリから入り込む様子を、赤外線温度計で計測した動画です。
外気-8.2℃の時
通気壁床面10㎝付近13℃
通気壁床面20㎝付近15℃
通気壁床面30㎝付近16℃
通気壁床面50㎝付近17℃
通気壁床面150㎝付近18℃
天井エアコン150㎝付近20℃
天井エアコン100㎝付近21℃
天井エアコン50㎝付近21℃
天井エアコン吸気口24℃
デジタル温度計の移り変わりを動画で確認可能です。
天井吸気口からは、1時間に1,725㎥の、外部の空気が入り込んでいます。
しかし、
※地盤熱さらに、
※エアコンで暖められた壁、天井の熱
を奪いながら、天井吸気口から入り込む事で、-8度の外気も、24℃まで加熱されて入り込みます。
この24℃の空気を、エアコンがあっためるから、どれだけ換気してもエコな暖房が可能・・・。
これがAir断のメリットです。
「そんなバカな話があるわけない」
「そんなバカな話があるわけない」
と全否定していた建築家が愛知Air断ハウスを見学しました。
全否定していたのは、
「高性能断熱材と安価な断熱材の性能が変わらない」
と題した動画、その他諸々。
断熱材に関しては、ミクロな視点では、高性能断熱材と安価な断熱材では差が生じます。
しかし、マクロな視点、ざっくり言うと、人が感じる差は生じていないのが現実。
(人が感じる差とは、1～2℃程度)
断熱材別比較データを細かく説明、
24時間観測データを説明、
1ヶ月観測平均値を説明、
1年漢族平均値を説明
高性能断熱材と、安価な断熱材に差が生じていない事を、観測データでご理解頂きました。
さらに、実際のAir断ハウスを体感。暖房していない2階の部屋も、22～23℃あることに驚いていました。
さらに、北海道Air断ハウス中継。
外気がマイナス2℃の時に、床下を通して通気層から入り込む空気が、15℃→16℃→17℃→18℃、天井付近で20℃→21℃→22℃、吸気口付近で24℃まで上昇するライブ中継に驚いていました。
さらに、暖房していない北海道の2階でも、23℃前後あることに驚愕していました。
「ライブたから、ごまかす事できませんよね!?」
「ハイ、本当にライブです、直接何か聞いてください」
「では、浴室の温度は?」
「23℃でーす」
「暖房はエアコン1台のみですか?」
「ハイ、こちらのエアコン1台のみでーす」
「底冷えはしてませんか?」
「床も22～23℃でーす!靴下だけで十分。冷たさは感じません!」
「ホントだ…グラスウールだけでこんなに…」
「他には?」
「もう十分です…ふぅ～(深いため息)」
「これまで全て間違えていた!ってことですよね」
「実は我々も数年前まで知らなかったんです。大切なことは、この様なデータをもとにして、より良い家を作ることだと思います」
「来て本当に良かった、ありがとう…」
笑顔で帰って行かれました。
誤解が解けて本当に良かったと思っています。
今後も私たち営業が、丁寧に情報発信を続け、多くの建築家に理解してもらえるよう努力を重ねます。
「あんな緩やかな風量で、効果があるとは思えない」
「あんな緩やかな風量で、効果があるとは思えない」
Air断通気層部分の対流に関しての質問がありました。
エアーカーテンと表現しているので、玄関に取り付けるエアーカーテンの風量をイメージされて“緩やかな風量”と仰っているのかもしれませんので、以下数字でご説明します。
一般的な35坪程度の通気層部分は、5.7㎥程度の隙間となります。
この隙間に、換気扇1台で1時間あたり、70㎥の空気を送り込んでいます。
Air断住宅の場合、最低でも16台の換気扇が稼働するので、1時間で1120㎥の空気を、5.7㎥の隙間に送り込んでいることになります。
動画では、“緩やかな風量”に見えるかもしれませんが、1時間となると通気層体積の196倍にもなる空気を送り込んでいる事になります。
1時間に196回、通気層の空気を入れ替えているため、決して緩やかな風量ではありません。
ガスバーナー実験
ガスバーナーの熱を、対流が遮断してる動画です。
対流がないと、20秒ほどで風船が破裂。
対流がある方は、10分経過しても風船が破裂することはありませんでした。
（対流って凄いですよね！これと同じことがAir断通気層で起きているとは言えませんが、似たような事が起きていると想定しています）
次回は、風船の位置を正確に合わせて、風船が破裂するまで撮影する予定です。