エアコン畳数と断熱性能の関係(一般的な住宅の場合)

エアコンを選ぶ際の目安として畳数表記がありますが、これには多くの問題があります。必要なエアコン能力は、エアコンを使う場所、日射・断熱条件、気密性、エアコンの使い方などによって変わるからです。特に問題なのは、この畳数表記の基準が制定されたのが 1964 年であり、当時の断熱材もない住宅が基準になっていることです。

家電量販店ではそんなことはお構いなしに、大は小を兼ねるとでも言わんばかりに大き目の機種を勧めてきます。そのほうが売上は増えるし、「エアコンが効かない」というクレームのほうが怖いからです。

しかし、必要以上に大きいエアコンは非効率であり、導入費用だけでなく電気代まで高くなってしまう問題があります。

参考 高断熱住宅に最適なエアコン能力を検討する(全館空調は非効率?)

以前、当サイトで暖房負荷から必要なエアコン能力(kW)を計算するツールというものを公開したところ、意外にも今でも多くのアクセスが集まっています。しかし、このツールで計算できる条件は限られているため、一般的な住宅ではあまり参考になりません。この計算は、まだ実践する人が少ないエアコンの連続運転を想定しており、これができるレベルの高断熱・高気密住宅は日本の温暖地ではまだまだ普及していないからです。

一般住宅で最適なエアコン能力を知りたいという方にまずお勧めしたいのは、電力中央研究所のエアコン選定支援ツール(ASST)です。断熱性能以外のことも考慮できるからです。

ただし、ASST では断熱性能の選択肢が少ないうえ、選択肢の意味もわからない人が多いと思われます。

そこで、この記事では、一般的な住宅の断熱性能とエアコン畳数(能力)の関係について補足しておきたいと思います。

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一般的な住宅の断熱性能・気密性能

エアコンの効きやすさには、住宅の断熱性能が大きく影響します。断熱性能が高いと、熱が移動しにくく、温度を保ちやすくなるので、エアコンがよく効くというわけです。

住宅の断熱性能に大きく影響するのは、の性能、そして壁の断熱材です。エアコン畳数表記が制定された 1964 年には、住宅に断熱材を使用することすら普及していません。

また、住宅の気密性能についても無視することはできません。低気密=すき間が多い住宅では容易に外気が出入りして冷気や暖気が逃げてしまうので、エアコンが効きにくくなるからです。

住宅の断熱性能・気密性能の基準は少しずつ強化されていて、過去に大きな節目が 3 回あります。そこで、建てられた年代ごとの断熱性能・気密性能について見ていきたいと思います。

昭和55年(1980)~:(旧)省エネ基準

この頃に建てられた住宅からは、とりあえず断熱材が使用されています。しかし、戸建住宅に多い在来木造軸組工法で建てられたほとんどの住宅には気流止めがなく、気密性能が低いために熱が逃げてしまい、断熱材が効果を発揮できません。

住宅性能表示の省エネルギー対策等級でいうと、等級2のレベルです。

平成4年(1992)~:新省エネ基準

この頃に建てられた住宅で推奨(優遇)されていた水準です。求められる断熱レベルは上がっていますが、在来木造軸組工法で建てられたほとんどの住宅には気流止めがなく、断熱材の効果が発揮されない問題は解決されていません。

住宅性能表示の省エネルギー対策等級でいうと、等級3のレベルです。

平成11年(1999)~:次世代省エネ基準

この頃に建てられた住宅で推奨(優遇)されている水準です。断熱レベルは旧省エネ基準の倍近くまで上がっています。窓にはペアガラスが採用されていることでしょう。気密性能は十分とはいえませんが、気流止めが設けられるようになったため、断熱材も効果を発揮できるようになっています。

住宅性能表示の省エネルギー対策等級でいうと、等級4のレベルです。

この基準のレベルは 2020 年に義務化される予定でしたが、まだ対応できていない工務店なども多いことから、一般住宅での義務化は見送られています。

省エネ住宅の専門家に聞くとまだまだ低水準といわれる断熱・気密性能の基準ですが、大手ハウスメーカーを含め、一般的な住宅のレベルは上記のような感じになっています。

ちなみに同じ木造住宅でも、1970 年代から導入されたツーバイフォー工法は気密が確保しやすいので、古くても断熱材の効果は発揮されるものと思われます。また一般に、鉄骨住宅の気密性能は木造住宅よりも劣り、鉄筋コンクリート造の住宅は気密性能に優れています。

鉄筋コンクリートのマンションや集合住宅の場合、断熱だけでなく位置関係や蓄熱なども影響するので、詳しくは「マンションの断熱性能を考える」をご参照ください。

参考記事:
断熱性能はどこまで求めるべきか(Q値とUA値)
H25省エネ基準の最高等級4で高断熱住宅と言えるか
高断熱住宅の経緯と最新事情がわかる『本音のエコハウス』

エアコン畳数と断熱性能の関係

そのようなわけで、いまの住宅は昔より断熱性能が高いからエアコンが小さくていい、というのが当てはまるのは、主に平成11年(1999)以降に省エネ等級 4 以上で建てられた住宅になりそうです。それ以前に建てられた木造住宅や、最近建てられた住宅であっても基準を満たしていない住宅では、これまでの畳数表記を目安とし、他の条件を考慮してエアコンを選ぶのがよいかもしれません。

先に紹介した ASST では省エネ等級 4 までの住宅で最適なエアコン能力を算出できますが、それ以上の高断熱住宅では Q 値(熱損失係数)に比例してさらに小さいエアコンを選択できるものと思われます。

この方法で決めたエアコン能力は家電や設備業界の常識に反していて弱すぎると思われるかもしれませんが、いろいろな事例を見た感じでは、たぶん、大丈夫です(責任は取れないので、ご自身で納得できた場合に限りそうしてください)。

ただし、一点だけさらに補足しておきたいのが、日射熱の影響です。

エアコンの負荷と日射熱の関係

冬の日射熱は暖房負荷が小さくなるだけなので、日射熱のせいでエアコンの能力が足りなくなる心配はありません。日射熱の影響でエアコンの能力不足が懸念されるのは、夏の西日です。

日除けなどの対策をしなかった場合に窓から入る日射熱の量は、太陽高度の関係から、夏では南面より東西面が大きくなります。東大准教授の前先生の資料(日経記事の図2)によると、夏至に垂直面に入射する日射量は、南面の最大が 12 時に 200 W/m2 であるのに対し、東面と西面はそれぞれ朝と夕方に最大 600 W/m2 にもなります。東面の日射が強い朝の時間帯はまだ気温が低いのでマシですが、西日が入る時間帯はまだ気温が高いので問題です。西日が嫌われるゆえんです。

この時間帯にエアコンで冷房を効かせるには、温度差に加えて日射熱分の冷房負荷が追加されることになります。その量は、例えば西面 1.8m x 1.8m = 3.2 m2 の窓であれば、次のようになります。

3.2 [m2] x 600 [W/m2] x (窓ガラスの日射熱取得率)

窓ガラスの日射熱取得率は、ふつうの単板ガラスで 0.85(85%)、近年普及している遮熱型Low-Eペアガラスで 0.40(40%)程度なので、侵入する日射熱は、単板ガラスで 1.6 kW、遮熱型Low-Eペアガラスで 0.8 kW となります。

6 畳用(2.2 kW)と 12 畳用(3.6 kW)の冷房能力の差が 1.4 kW なので、南西面や西面に窓がある場合の日射熱の影響がいかに大きいかがわかります。この面の窓は極力小さいほうが快適ですし、シャッターがあれば閉めてしまったほうが快適でしょう。

ASST では方位しか選べませんが、窓の量や日除け対策(窓の種類、すだれ、サンシェードなど)によって大きく変わることにご注意ください。また、断熱材が少ない場合、日射熱で高温になった屋根や壁から入ってくる熱量も大きくなりがちなので注意が必要です。

関連記事:
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日除け方法ごとの数値で見る夏の日射遮蔽の重要性
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