その他

「ドアが開けにくいほど、気密性が高いという事ですか?」



「ドアが開けにくいほど、気密性が高いという事ですか?」
と、ご質問がありました。

玄関ドアが開きにくいのは、気密性が高いワケではなく、吸気が足りていない状態です。
想定の換気が出来ず、壁体内結露リスクが高まり、木部腐食にも繋がる危険な状態と言われます。
もちろん、吸気口を開ければ、解消されると思いますが、今度は冬の寒さが室内を襲います。
吸気口から入り込む外気は、冬の外気よりも冷たいと言われています。

特に雲のない冬季の夜間は、放射冷却が進行。
屋根材や外壁材が一気に温度を下げます。
日本では、最大20℃下がる事もあるそうです。
つまり、外気が5℃の時でも、屋根や外壁表面は、-15℃にまで下がってしまう。
この冷たい外壁に接触した、冷気が、24時間換気の吸気口から室内へと入り込みます。

室内に入り込んだ冷気は、一気に床面に沈殿。強烈な底冷えを発生させます。

たまりかねて、吸気口を閉じると、「ドアが開けにくく」なり、知らず知らずのうちに、
家庭臭がきつくなり、壁体内結露を誘発して、家の耐震性を下げる事にも繋がります。

更に、吸気口を閉じたからと言って、強烈な底冷えから逃れられるワケでもありません。
直接入り込まなくても、壁伝いに冷たさは伝わります。
どんなに高性能な断熱材を使っても、確実に熱は伝わり、底冷えとなって室内の床面を冷却します。
この強烈な底冷えを抑え込むには、現状では、Air断しかありません。
Air断は、壁の吸気口から空気を取り入れていません。
床下、家内部通気壁を通って、1階天井部分から空気を取り入れる事で、放射冷却の影響を回避。
更に、壁に接触して入り込む冷気を、各所の換気扇が真っ先に吸出し、底冷えの原因となる冷気を、通気層へ排出。
極寒北海道でも、エアコンだけで、家中を暖めます。リビングだけではありません、
キッチンも、お風呂も、脱衣所も、トイレも、2階の部屋も、そしてクローゼットまで、まさに家中を暖めます。



気密性は高める必要があります。
しかし同時に、室内換気も重要。

「ドアが開きにくい!」
場合は、吸気が十分ではない事をご理解ください。

これらの情報が、これから家を建てる皆様のお役に立てれば幸いです。

「熱伝導率の低い断熱材の方が、断熱性能が高いんですよね!御社の見解は違ってると思いますが・・・」




「熱伝導率の低い断熱材の方が、断熱性能が高いんですよね!御社の見解は違ってると思いますが・・・」

ご質問を受けました!
熱伝導率の問合せなので、熱伝導率を使ってご説明します。

熱伝導率とは、厚さ1mの板の両端に1℃の温度差がある時、その板の1uを通して、1秒間に流れる熱量!と定義されています。
単位はw/mk 数字が小さいほど、伝わる熱量が小さくなる!つまり、熱が伝わる「時間が増加する」!となります。

ここで重要な事は、熱が消えているわけではありません。
熱はエネルギーの移動形態であり、消える事はありません。


熱がユックリ伝わる!か、早く伝わるか!!
これが、熱伝導率が低いか高いか!の定義だと言われます。
決して伝わる熱が消えるわけでは無い事をご理解ください。

まず、熱伝導率0.02w/mkの断熱材と、熱伝導率0.04w/mkの断熱材を比較します。ここからはw/mkを省略してお話します。
熱伝導率の差は、0.02w/mkです。

つまり、断熱材両端に1℃差がある時、1秒間で熱伝導率0.02wの差が生じる事になります。
仮に外気温度が10℃から0℃に下がった場合、-10℃×熱伝導率0.02となり=-0.2wの差が生じます。
これは1秒間の差です。つまり、熱伝導率が低い、0.02w/mkの断熱材の方が、1秒間に-0.2w得をする!と考えられます。冷たい熱が、1秒間に―0.2wずつ伝わりにくくなってると考えてください。
仮に8時間かけて10℃から0℃に下がった場合、-0.2w×8時間=-5760wとなります。実際には8時間中、-0.2wずつ伝わりにくくなる事はありませんが、分かりやすくするために8時間で計算します。
つまり、8時間で-5760w得をする!と考えられます。
しかし、これは、熱伝導率の定義で考えると、1uの計算です。
35坪の家の場合、400uほどの外皮面積を有します。
この外皮面積全てに断熱材が施工されるので、掛け合わせる必要があります。
つまり、-5760w×400uとなり、=-2,304,000wの差が生じる事になります。
結果、10℃から0℃に下がった場合、0.04w/mkの断熱材と、0.02w/mkの断熱材とでは、8時間で‐2,304,000wの差が生じる事になります。
結果、0.04w/mkの断熱材より、0.02w/mkの断熱材の方が、-2,304,000w得をする事になります。
これを無理やり電力に変換すると、‐2,304,000w=-2304㎾
1Kw30円で計算すると、10℃下がる事で、-69,120円得をする計算になります。

しかし、外気温度は下がりっぱなしではありません。
必ず上昇します。
つまり、0℃から10℃の上昇した場合の計算も必要です。
計算は、先ほどの―10℃を、+10℃にするだけです。
+10℃×0.02=0.2w
つまり、暖かい熱が、1秒間に、0.2wずつ、伝わりにくくなっているわけです。

8時間かけて0℃から10℃に上昇した場合の、0.2w×8時間=5760w
5760wに×外皮面積400uをかけた=2,304,000wが、逆に、損をする計算になります。

10℃下がった時に、2,304,000w得をして、10℃上がった時に、2,404,000w損をする。つまり、行ってこい。


熱伝導率0.02w/mkの断熱材は、熱をユックリ伝えます。
冬、外気温度が下がっても、その温度をユックリ伝えます。
しかし、日中温度が上昇する時も、上昇する熱をユックリ伝えてしまいます。
寒くなるのもユックリですが、暑くなるのもユックリ・・・

熱伝導率0.04w/mkの断熱材は、熱を素早く伝えます。
冬、外気温度が下がると、その温度を素早く伝えてしまいます。
しかし、日中温度が上昇すると、上昇した温度を素早く伝えます。
すぐに寒くなりますが、すぐに温かくなる。

もう少し別の伝え方をします。

熱伝導率は、熱が伝わるスピードととらえると分かりやすいと思います。
1℃差が、1秒間で0.04w/mkと定義される断熱材は、
1℃差を0.04w/mkで割って出て来た25秒が、1℃差を伝える速度と言われます。
10℃差の場合、250秒、4分少々・・・と計算出来ます。

1℃差が、1秒間で0.02w/mkと定義される断熱材は、
1℃差を0.02w/mkで割って出て来た50秒が、伝える速度。
10℃差の場合、500秒、8分少々・・・
つまり、熱伝導率0.04w/mkの断熱材と、熱伝導率0.02w/mkの断熱材とでは、温度の伝わり方に4分ほど差が生じている!
これは、単なる計算結果ではなく、弊社の実験値とも酷似しています。

つまり、外気温度が10℃から0℃に変化した場合、4分後に0℃を感じる断熱材と、8分後に0℃を感じる断熱材。

しかし、0℃から10℃に上昇した場合、4分後に10℃を感じる断熱材と、8分後に10℃を感じる断熱材。

どちらも行ってこい


結局、トータルエネルギーで考えるとどちらも同じ!
安価な断熱材を使用すれば良い!となります。



事実、断熱等級4から5にアップさせた、Air断愛知モデルも、冷暖房費、体感、室内温度、全く変わりませんでした。
足場、諸々の費用を含めると、300万円弱の費用をかけたにもかかわらず、その効果を感じ取る事が出来ない!
もちろん、上記の計算からも推測出来ていましたが、実物でやってみないとわからない!!と判断して、断熱等級5へのアップグレード施工を行なった経緯があります。

住人曰く
「5pの断熱材を家外周部全てに貼り付けたワケですから、間違いなく効果があると思いました。見てると爽快でしたから。工法も特殊だったと聞いてます。
特殊接着剤で断熱材を接着!仕上げはジョリパット!
あんな接着剤で、飛ばないのか?と心配しましたが、2回の台風直撃でも全く問題有りませんでした。
300万円と言ってますけど、ジョリパット含めると450万円かかってます。

更に天井はグラスウール300oを追加。出来上がった時は、冬、暖房不要なのでは?と思ってたぐらいでした。
そんな想いもむなしく、去年より2週間ほど早い、10月4日に暖房を入れた事を、今でも鮮明に覚えています。5pの断熱材は何だったの??と思いながら、暖房入れました。・・・よくなった事と言えば、サイディングから塗り壁に変わって、おしゃれ感が増した事ぐらいでした、暑さ寒さは、全く変わらず」

これが、住人の感想です。

弊社の見解が正しいとは言えません。
しかし、弊社実験データ、実物データ解析、そして、上記計算から考えると、熱伝導率の低い断熱材を使用したからと言って、断熱性能が高まるとは言えないと判断しています。

こちらは、弊社断熱実験棟の各断熱材内部温度推移です。
こちらが、2024年1月7日外気温度。
こちらが、熱伝導率が最も低いと言われるキューワンボード。
外気温度とほとんど同じ温度推移。
スタイロフォームの温度推移がこちら。
ロックウールの温度推移がこちら。
セルロースファイバーの温度推移がこちら。
フェノールフォームの温度推移がこちら。
グラスウールの温度推移がこちら。
外気温度が上昇すると、各断熱材内部温度も、ほぼ同時に上昇!
外気温度が下降すると、各断熱材内部温度も、ほぼ同時に下降

計測は30分単位。
つまり、30分の計測では、外気温度とのずれを計測出来ないほど、ほぼ同時に温度が伝わっていると考えられます。上記計算で示した「4分のズレ」はあながち間違えていないと判断しています。

結果、どんなに熱伝導率が低い断熱材でも、トータルで伝わる熱量は変化しない!と判断しています。

だからこそ、断熱材ではない方法で断熱する方法を模索するべき!

この吉田の思いが、対流断熱Air断に繋がりました。

また、解説内の計算は、あくまでも、弊社独自の計算です。
必ずしも正しいとは限りません。
皆様に伝わりやすく説明している部分がある事をご理解いただけたら幸いです。

熱伝導率より最高温度最低温度が重要



こちらは、この夏最も温度が上昇した日の、各断熱材内部温度。
断熱材の設置場所はどれも同じ。
断熱材の大きさも同じ。
中央に温度センサーを配置して、24時間温度変化を記録しています。
最高温度は45℃から52℃の断熱材までバラバラ。
そして、熱伝導率順でもありません。
最も温度が上昇したのはスタイロフォームの52.5℃、熱伝導率は0.03
熱伝導率0.04のセルロースファイバーの最高温度は46.2℃
熱伝導率が低いスタイロフォームのほうが、温度が上昇しています。
これは、熱伝導率が、熱が伝わる“目安、理論値”であることを意味していると思います。
人は、0.03グラムと、0.04グラムの違いを感じ取る事は出来ません。
0.3グラムと0.4グラムの差も感じ取る事は出来ません。
100倍になる3グラムと4グラムの差を感じ取ることも、難しいと言われます。
もちろん熱伝導率0.03と0.04の違いも、感じる事は不可能。
つまり、熱伝導率はあくまでも、目安。重要な数字は、実測値の“最高温度”だと判断しています。
熱伝導理が低くても52.5℃に達するスタイロフォーム
熱伝導率が高くても46.2℃までしか上昇しないセルロースファイバー。
そして、熱伝導率が0.07、断熱材の中で、最も高いジェル断は、37.1℃までしか上昇しません。
他の断熱材とは、異次元のグラフ推移を見せるジェル断。

しかし、平均値はこちら!
どれも、全く変わらない・・・。
つまり、断熱材内部に伝わるエネルギー量は、全て同じ!と言う事。
それなら、どの断熱材を使っても同じ!と言う事になります。
実際、熱量で考えるとそうなります。
しかし平均値は同じでも、最高温度が高ければ高いほど冷房料金が高くなる事がわかってきました。
最高温度52℃に達する断熱材の場合、適温28℃にするには24℃下げる必要があります。
対して最高温度37℃のジェル断の場合、9℃下げれば適温になります。
最大24℃下げる断熱材と、最大9℃下げればいい断熱材。

エアコンは、1℃上がるごとに、2割、消費電力が増すそうです。
これが、エアコン消費電力の差に繋がります。

わかりやすく例えると、同じ距離でも、アップダウンが激しいコースと、平坦なコース。
消費カロリーが多いのはアップダウンが激しいコースですよね。
先程の最高温度52℃をコースに例えると、それは、登山に匹敵するアップダウン。
人なら、平坦なコースの3倍以上カロリーを消費するそうです。
これが、エアコン消費電力を増加させるポイント!

次に冬季の場合。
一般的な断熱材は、外気が−20℃に下がると、約1時間で同じ−20℃まで下がります。
しかしジェル断は、37時間経たなければ、マイナス温度になりません。
理由は、ジェル断が氷に変化しているから!氷に変化する37時間は、マイナスの温度が伝わらない!
これをグラフにすると、こうなります。
他の断熱材よりも、圧倒的に冷気が伝わりにくい・・・
この時の平均温度がこちら!
外気がマイナスまで下がるエリアでは、平均温度が違ってくるのがジェル断のポイント。
それはジェル断だけが持つ、形態を変化させる特徴によるもの。
他の断熱材は、温度の変化で形態が変わることはありません。
しかしジェル断は、マイナスになった時にだけ、水から氷へ形態を変化させます。
この時、マイナスの温度を大量に吸収するのがジェル断!
ジェル断で包まれた家の場合、この間はマイナスの温度が伝わらない!事になります。
これが断熱性能を高め、エコな暖房につながると考えています。

現在全方位ジェル断で囲まれた家は、Air断九州モデルハウスだけ。
来春には、冬季、断熱コストを解析しお伝えする予定です。

これらの情報がこれから家を建てる皆様のお役に立てれば幸いです。

Air断報告会 第12回工務店グランプリ YouTubeライブ配信のお知らせ

Air断報告会並びに第12回工務店グランプリを、YouTube ライブ配信にて開催いたします!
本年も、YouTubeライブ配信にて入賞ビルダー様を発表させて頂くこととなりました。
尚、昨年同様、順位制ではなく基準点を設けたグループ制での表彰となります。
他にもAir断の最新情報などお届けする予定です。
詳細は下記をご参照頂き、ぜひともご覧頂けますようお願い申し上げます。

日時  : 2023年12月7日(木)14:00〜
方法  : YouTube ライブ配信
      【URL】https://youtube.com/live/eucPzSOgZIE?feature=share
      下のQRコードから直接アクセスできます。
住宅検査 ホームリサーチ
Air断報告会並びに第12回工務店グランプリQRコード

冷暖房コストについて



冷暖房コストを比較するには!
@断熱コスト
A冷暖房機器コスト
を加算する必要があると思います。

「Air断の冷暖房コストを教えてください!」
と質問がありました。
冷暖房コストを比較するには、実際にかかる毎月の冷暖房コストに「断熱及び、空調コスト」を加算して比較する必要があります。
加算する額は、引き渡し後30年(360ヶ月)を一区切りとして、「断熱及び、空調コスト」の総額を月割りして算出します。

「断熱及び、空調コスト」が最も安価になるAir断が、冷暖房コストが最も安価になります。
詳しく解説します。

まず断熱コストから解説します。
断熱コストとは、断熱工事に関連するコストの総額です。
例えば断熱等級7(国の認定で最高レベルの断熱仕様)の場合、
@基礎断熱100万円プラス。
A付加断熱120万円プラス。
B樹脂サッシトリプルガラスで100万円プラス。
C天井断熱で30万円プラス。
D断熱関連工事費として100万円プラス。

トータル450万円ほどの、プラス料金がかかると言われます。

しかし、弊社の聞き取り調査では、断熱等級7の家でも、冷暖房コストは1割も、削減できていませんでした。
他の家とほとんど変わらない!
更に、断熱等級4から5に、200万円かけて断熱性能をアップさせたAir断愛知モデルハウスでも、電気料金は全く変化しませんでした。
2017年1月、断熱等級4の時の暖房料金が24,630円。
2018年1月、断熱等級5の時の暖房料金が24,690円。60円増加。
2019年1月の暖房料金は28,260円。
2020年1月の暖房料金は、22,950円。暖冬でした。
2021年1月の暖房料金は、31,080円。10年に1度の寒い冬でした。
このデータを見る限り、断熱等級4から5に性能を高めても、暖房費にはほとんど影響しないことを確認しています。
暖房設定温度は24℃、24時間フル稼働させています。
更に冷房に関しては、
2016年8月、断熱等級4の時の冷房料金が8,010円。
2017年8月、断熱等級5の時の冷房料金が8,940円。
断熱等級5の時の方が、冷房料金は高くなっています。

この年以降、冷房設定を変更しているので、冷房に関する検証はここまでですが、このデータを見ても、断熱等級4から5に高めた影響は、電気料金には反映されていないことがわかります。
仮に、断熱等級7の家で、冷暖房費を、1割削減できたと仮定します。
一般的に、日本の、年間冷暖房平均コストは、10万円ほどだそうです。
(総務省、資源エネルギー庁データより算出)
1割削減できたとしても、年間1万円のコスト減です。
10年で10万円、30年で30万円のコストを削減するために、断熱工事費として450万円使用するのは、少々抵抗を感じます。

断熱等級6の場合は、断熱工事費が300万円ほど増加。
断熱等級5の場合は、200万円ほど増加すると言われるのが一般的。
しかしこの増加分を、冷暖房費の削減で取り戻すことは、引き渡し後30年では不可能だと判断しています。

更に、冷暖房設備費も加算する必要があります。
極寒北海道を、エアコンだけで底冷えなく快適な環境にするAir断と、パネルヒーターや床暖房を使わなければ、快適な環境にできない家とでは、冷暖房設備費に大きな違いが出てきます。
Air断の場合、1階にリビングエアコン、2階に2台のエアコン、トータル3台、40万円程度が、冷暖房機器のコストになります。
引き渡し後30年、月額になおすと、1,120円が冷暖房設備費となります。

しかし極寒北海道の一般的な家は、パネルヒーター、床暖房が必須、各部屋の配管、パネル、そして床暖房システム、外部ボイラーまで入れると、160万円以上がかかります。
更にボイラーの点検、交換費用50万円が15年に1度発生。
夏の冷房対策としてエアコンが40万円程度。
トータル250万円が、冷暖房設備費になります。引き渡し後30年、月額になおすと、6,960円が冷暖房設備費となります。
これらの費用をプラスしなければ、正しい冷暖房コストとは言えません。

断熱等級7の場合、毎月12,500円を冷暖房料金にプラス。
断熱等級6の場合、毎月8,340円を冷暖房料金にプラス。
断熱等級5の場合、毎月5,560円を冷暖房料金にプラス。
床暖房、エアコンを使用する場合、毎月5,850円を冷暖房料金にプラス。
床暖房、パネルヒーター、エアコンを使用する場合、6,960円を冷暖房料金にプラス
エアコンだけの冷暖房の場合、月額1,120円を冷暖房料金にプラスして考える必要があると判断しています。

Air断の場合、Air断費用に200万円必要ですが、防蟻処理を兼ねるので、防蟻処理や再塗布が不要。1回20万円防蟻剤塗布が、30年で6回必要とされるので、120万円が不要。
更に、フィックス窓を推奨しているので、網戸4万円程度が不要。
吸気口2万円が不要。
基礎断熱50万円が不要。
これら不要金額を差し引くと、トータル24万円のプラス料金。
月額670円程度のプラス料金です。
他のシステムの場合、そのシステム総額を30年月額になおしてプラスする必要があります。

ここまでの費用をわかりやすくすると、
@Air断の場合、670円とエアコン1,120円で1,790円が冷暖房基本月額料金
A断熱等級4、床暖房、エアコンの場合、5,850円が冷暖房基本月額料金
B断熱等級5、床暖房、エアコンの場合、11,410円が冷暖房基本月額料金
C断熱等級6、床暖房、エアコンの場合、14,190円が冷暖房基本月額料金
D断熱等級7、床暖房、エアコンの場合、18,350円が冷暖房基本月額料金となります。
E断熱等級7、床暖房、パネルヒーター、エアコンの場合、19,460円が冷暖房基本月額料金となります。(北海道仕様)
この冷暖房基本月額料金に、毎月使用する冷暖房料金をプラスしたのが、本来の冷暖房料金だと判断しています。

一般的に多いのが、断熱等級4、床暖房にエアコンの家。毎月の冷暖房料金に、5,850円をプラスして計算する必要があります。
この計算から判断すると、最も安価になるのが、Air断です。
エアコンだけで、冷暖房できるメリットはかなり高く、高性能断熱材や基礎断熱、樹脂サッシなどの高価な断熱関連商品を使用しなくても良い点も、冷暖房月額基本料金を下げるメリットになります。

特に極寒北海道では、断熱関連費用も、冷暖房機器費用も、最も安価で済ませるAir断に、冷暖房料金で勝る家は皆無。

もちろんこれは、弊社が勝手に計算した結果です。必ずしも正しいとは言い切れません。
しかし、断熱を、断熱材の性能や、厚みで高めるのではなく、
特許を取得した給排気経路で、断熱性能を高め、
冷暖房した熱を限りなく効果的に活用し、
どうしても入り込む底冷えを完全に抑え込み、
エアコンで冷暖房できるシステムは、
Air断以外では無いと判断しています。

冷暖房コストは、断熱コスト、冷暖房設備費を加算して考える事が正しいコストだと判断しています。

これらの情報がこれから家を建てる皆様のお役に立てれば幸いです。

第二の底冷えのメカニズム!




第二の底冷えのメカニズム!
強烈な冷気が入り込む理由!

こちらの動画を御覧ください。
10月中旬、秋晴れの夜間、外気は22℃。

この時、すでに外壁表面は11℃まで下がっています。晴れた夜間の外壁材表面は、グングン温度が下がります。これは、放射冷却と呼ばれる現象!
しかし、基礎部分は17℃!ほとんど温度が下がっていません。
放射冷却しやすい部分と、放射冷却しにくい部分があるのが特徴。

さらに、驚くのは屋根材。
屋根材は5℃まで低下。外気よりも17℃も低くなっています。

放射冷却とは、
晴れ上がった夜間、屋根材や外壁材が、空に向けて熱を放出する現象。

基礎よりも壁、壁よりも屋根材のほうが、温度が下がります。


この、温度が下がった屋根材に接触した空気は、一気に温度が下がり、壁伝いに下降。
その途中にあるのが、24時間換気の吸気口!です。この吸気口から、17℃も低い空気が、室内へ侵入。
素早く下降して、床に沈殿。
外気より17℃も冷たい冷気が床に沈殿することで、強烈な底冷えが発生します。


これが「底冷え」第二のメカニズムと言われます。

冬季の場合、温暖なエリアでも、屋根材は−10℃近くまで下がることもザラ。
そこに接触した空気が壁伝いに降りてきて、24時間換気口から侵入。
−10℃の空気が、床面に広がる事で、強烈な底冷えが発生します。

この底冷えを、高性能断熱材や、2重3重の断熱材、さらには、高気密で防ぐことは出来ません。外気より17℃も低い空気が、直接入り込んで来るわけですから・・・
そして、この時の底冷えは、床暖房すら太刀打ち出来ないと言われます。
床暖房のパイプ部分と、それ以外の温度差がはっきりわかるほど、強烈な底冷えを起こすそうです。この温度差にストレスを感じる人も多いそうです。


これを克服したのがAir断です。
Air断は、全ての吸気を、放射冷却が起きにくい、床下から取り入れます。
だから、極寒北海道でも、家中暖かい。
玄関、脱衣所、浴室、2階まで暖かさをキープ出来るのは、放射冷却による強烈な冷気を、一切取り入れない事が理由でもあります。

「足元が強烈に寒い…」

これは、第二の底冷え!「放射冷却」により、キンキンに冷えた空気が入り込んでいる事が原因だと考えています。

ならば

「夏の夜間は、放射冷却の影響で、冷たい冷気が入り込むのでは?」

と思うでしょうが、夏は放射冷却が発生しにくい事が知られています。
昼間は晴れていても、夜間は雲が発生しやすいのが夏の特徴。
これには湿度が影響しているそうです。
夜間温度が下がることで、水蒸気が雲へ変化。
雲があると、放射冷却は発生できなくなり、屋根材壁材の温度が下がらず、ムンムン熱気が入り込む事になります。
だから、夏でも床下を通して空気を取り入れる方が温度が低く、エコに繋がると考えています。
これらの情報が、これから家を建てる皆様のお役に立てれば幸いです。