高断熱住宅は暑くてエアコンが欠かせないという問題【中間期の暑さ対策】

高断熱住宅は冬に暖かいのが一番の売りです。住宅を高断熱にすると、冬の室内の最低温度が高くなります。

しかしここで疑問に思うかもしれません。夏の室温も高くなってしまうのではないか、と。

実際、高断熱住宅に住んでいる人からは、高断熱住宅は夏だけでなく中間期(春、秋)まで暑いというデメリットが語られることがあります。一方で、高断熱住宅は冷房費も安いという話もあります。

これはどちらかがウソということではなく、このように個々の家によって事情が異なるのには理由があります。
このことについて考えてみました。

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わが家で感じる暑さと冷房代の問題

わが家では、夏に限らず、外気温がちょうどよいか涼しいと感じるくらいの日に、家の中がやや暑いと感じるときがあります。

これは、そこそこに高断熱な住宅に住み始めてから初めて気づき、驚いたことです。以前の住宅(マンション)では、このように「家の中だけが暑い」ということはほとんどなかったため、違和感がありました。

古い木造住宅では高温になった屋根などからの伝熱で 2F が暑いことはありましたが、これは断熱が弱いためで、この感覚とも違います。家中が均一に暑いのです。

以前の住宅であれば、室内だけが暑いのであれば、迷わず窓を開けて換気していたことでしょう。しかし今はそうする気にはなれません。

それは、通風にもデメリットがあるからです。

24時間換気で窓を閉めて換気することの快適さを知ってしまうと、窓はなるべく開けたくありません。窓を開けなければ、砂ぼこり、騒音、プライバシー(外への音漏れ)、農薬、煙、防犯(閉め忘れ)、洗濯物の状況と天気の変化など、すべてを気にしなくて済むからです。窓を開けないことで、さまざまなストレスが減ったように感じています。

参考 「高断熱住宅では窓を開けない」は本当か?【設計上の反省点】

そのため、家が少し暑いと感じるようなときは、いつしか冷房(またはドライ)を入れるようになっていました。

ただ、この場合に気になってくるのが冷房代です。わが家の全館空調の月別電気代を見ると、年間で冷房費は暖房費と同じくらいかかっています。

高断熱住宅はなぜ暑くなるか

高断熱住宅が暑くなる理由と対策は、自然温度差を考えるとよくわかります。

自然温度差とは、冷暖房を使用しない場合の室温と外気温の温度差のことです。つまり、夏などに冷房を付けない場合、室温は自然温度差の分だけ外気温よりも暑くなるということです。

この自然温度差は、簡略化すると以下の式で表すことができます。

自然温度差 = (日射取得熱 + 内部発熱)÷(Q 値 × 延床面積)

C 値などを含む詳細は、松尾和也先生の書籍『ホントは安いエコハウス』p.187 以降で説明されています。そこでは日射取得量と暖房の関係を説明するために使用されているのですが、この視点は春夏秋にも重要です。自然温度差があることは冬にはメリットばかりですが、春夏秋で空調を付けないときにはデメリットになるからです。

細かい数値計算はしませんが、この式を考えることにより、高断熱住宅で暑い問題の解決策がわかってきます。

この式からわかる暑さ対策のポイントは、以下の 4 点です。

Q 値が小さいほど無冷房時に暑くなる

高断熱住宅を勧める人は Q 値(熱損失係数)が小さいほど優れているといいますが、必ずしもそうではありません。

他のパラメーターが一定であれば、高断熱住宅であればあるほど、無冷房時の暑さは厳しくなります。Q 値が半分になれば自然温度差は 2 倍になるので、その生活感はかなり変わってきます。

そのため、他の部屋よりも外気温に近いほうがいい部屋は、そこだけ断熱性能を少し落とすのもアリではないかと思っています。たとえば寝室は、夏は暑くなりにくく、冬はやや室温低めになるほうが熟睡できるので、そこだけトリプルガラスではなくペアガラスにするとか、窓面積を大きくするという選択も可能です。

そんなことをしている人は知りませんし、寝室専用の部屋がある住宅は少ないと思いますが、条件によっては検討の余地はあるのではないでしょうか。

日射取得熱と内部発熱は小さいほどよい

従来の住宅では、日射取得熱や内部発熱を気にして生活する人は少数派だと思います。私もほとんど気にしていませんでした。

しかし、高断熱住宅では前項の事情があるため、大いに気にすべきです。

方位別の日射対策(特に西面での外部遮熱)は最重要です。

内部発熱は照明のLED 化で改善されましたが、油断しているとキッチン周辺や洗濯乾燥などで大きくなりがちなので、それなりに注意が必要です。

参考
日射の管理で実現する省エネ住宅
冷房が効かない原因?内部発熱の影響をワット単位で考える

床面積が大きいほど(日射取得熱+内部発熱)の影響は小さくなる

内部発熱のうち、どうしても削減できないのが人体発熱です。一人当たり 100W 程度と少量であり、室内ドアを開放するなどオープンになっている場合はマシですが、寝室などで戸を閉める場合には、この影響が局所的に大きくなってしまいます。冷房に頼りたくない場合は、床面積を広くとるというのも改善策の一つでしょう。

参考 エアコン1台での全館冷房が全館暖房よりも難しい理由

追記:ここは数値的に考えたほうがわかりやすいので、計算例を補足します。

夜間の人体発熱が 300W(3人)、その他の内部発熱が 300W とし、Q 値は 1.4 [W/㎡K] とします。
床面積 120 ㎡ の住宅全体で計算すると、その自然温度差は、(300 + 300)/(1.4 x 120) により、3.6 ℃です。

しかし部屋単位で考えると、10 畳(18.2 ㎡)の寝室を閉め切って 3 人で寝た場合の自然温度差は、人体発熱だけで考えても、300/(1.4 x 18.2) により、約 12℃にもなります。

自然温度差がこれだけあると、夜間の気温が 16℃のときに室温が 28℃になるため、5月には暑さで寝苦しくなってくるでしょう。

窓を開けると寒いかもしれないので、寝室の室内戸を開けたりエアパスファンを付けたりして室内空気の循環を強化したり、熱交換オフの機械換気量を増やしたり、エアコンを付けたり、といった対応が求められるというわけです。各自のケースで計算してみるとわかりやすいと思います。

Q 値には換気による熱損失が含まれ、これは増やすことができる

Q 値は定数だと思われているフシがあります。確かに設計上はそうですが、実態としては違います。
UA 値は別として、Q 値には換気による熱損失が含まれるからです(参考:Q 値と UA 値の違い)。

換気分の熱損失係数は 0.4 [W/㎡K] くらいですが、これは換気回数を毎時 0.5 回とした場合の話です。換気風量を強めたり、キッチンの換気扇や風呂場の換気扇を回したり、窓を開けたりすれば換気回数は増やすことができます。

一番強力なのは窓を開けることで、通風を利用すればすぐに外気温に近づけることができます。

ただ、いずれにしても、外気を取り入れると空調による除湿が効かなくなることには注意が必要です。

熱交換換気のデメリット?
わが家では、暑いときに送風の風量を強にしてみたことがありますが、給気口から入ってくる空気はどうも生ぬるく、涼しくなる気がしませんでした。これは熱交換換気のせいかもしれません。換気の熱損失を減らしてくれるのは冷暖房時にはメリットですが、外気の涼しさを取り入れるために熱損失を増やしたい場合、それができません。熱交換をオフにできればよいのですが、わが家のシステムではそれができません。わが家の場合、窓を開けないのであれば、風呂場の換気扇を強めるしかないかもしれません。

冷房代が高いか安いかは通風の利用しだい

鎌田紀彦先生の著書『本音のエコハウス』p.224 に、「断熱を厚くすると冷房負荷が増加?」という節があります。一部を紹介すると、蒸暑地では断熱を厚くすると冷房負荷が増えると言う人がいるが、それは窓を閉め切ったままの場合の話であり、

外気が比較的涼しい中間期に、窓を閉め切ったままにして、暑くなったからといってエアコンを付ける人などいない

とのこと。

おっしゃるとおり、窓を開けて通風を利用する場合、夏の冷房負荷は断熱性能が高いほど少なくなるわけです。

しかし前に述べたとおり、私のように、外が涼しくても「暑くなったからといってエアコンを付ける人」も現にいるわけです。窓を閉め切る場合、自然温度差が大きいほど冷房が必要な期間が長くなってしまいます。冷房の使用はできることなら控えたいですが、通風のデメリットを考えると、実は意外と難しい問題です。

高断熱住宅で中間期に通風を利用している人のなかには、エアコンを使う夏と冬のほうが快適で、中途半端な季節のほうが不快という人もいらっしゃいます。

また、通風を利用しようにも、高断熱住宅では、「家にいると外の気温が暑いのか寒いのかもわからない」という問題もあります。窓を開けたり閉めたりして通風を利用する場合には、現在の室温と外気温の差、これからの気温の変化、天気の変化などを調べたり考えたりする必要があるわけで、住んでみるとこれが面倒臭いのです。夜間の冷え込みで風邪を引いたりするのも勘弁です。

以下のように、室温と外気温の両方を室内から確認できる便利な温湿度計はあります。でも、湿度が換気によって上がるのか下がるのかは絶対湿度で考える必要があるし、私としては、やっぱり面倒くさくて通風を積極的に活用する気にはなれません。

こんな換気システムが欲しい

外気が快適なときに通風を利用せずに冷房に依存するのはエコではなく、もったいないことなので、何とかならないかな、と思います。窓を開けることなく、いろいろ考えたりせずに冷涼な外気を適宜取り入れることができるのであれば、それに越したことはありません。

あくまで個人的な意見ですが、通風利用を機械換気のシステム側で自動対応してくれればいいのに、と思います。

室温と外気温の両方をセンサーで測り、「エコ涼風換気モード」(仮称)にすると、空調オフ、室温>設定温度、室温>外気温の 3 条件を満たすときに自動的に換気風量が強くなるシステムとか。たとえば、熱交換換気がオフになって換気回数が 2.0回/h になれば、熱交換換気時で Q 値が 1.0 くらいの住宅の Q 値は 2.4 くらいまで落ちるので、自然温度差で暑くなった室内温度を下げることができます。

簡単にできそうなものですが、いかがでしょうか?(あったら教えてください)

追記:コメントで教えていただいたように、通常換気と熱交換気を自動調整する換気装置はあるようです。非熱交換換気の風量をどこまで大きくできるかにも依りますが、このような換気なら中間期の冷房使用を控えられるかもしれません。ただ、外気を直接取り入れると高湿になってしまう時期も多いので、閉鎖的な部屋の局所的な暑さ対策としては、まずは部屋間の空気循環を促すことが大切なように思います。

コメント

  1. 匿名 より:

    スティーベルとかの外国製はバイパス機能付いてるの多かったと思います。

    • さとるパパ より:

      コメントありがとうございます。スティーベルのバイパス機能について調べてみたところ、外気温が室温より低いときに熱交換をオフにできるモードのようですね。熱交換をオフにできる熱交換換気システムはいくつかありますが、風量が大きくないと換気による熱損失を大きく増やすことはできないのと、日本の夏は湿気(潜熱負荷)が多いので、効果的に機能する条件は限られる気もします。ただ、ないよりはあったほうが良い機能と思います。

  2. 匿名 より:

    こんばんは。
    いつも勉強させていただいております。

    こちらのサイトで夏場の日射遮蔽のことを知り、東西の窓を極力減らした住宅を建てました。
    西面の窓は9畳の部屋に対して、0.76m2ですが、この時期からはもうすでに他の部屋よりも1℃高くなっています。
    そして、西面の壁全体からじんわりと暖かい輻射熱を感じます。
    就寝時には通風しないと子供達は汗をかいています。
    いかに西日を遮るかの重要性を、実際に家に住んでみて感じました。

    断熱材もきちんと施工されていて(屋根は壁の2倍の厚さ)、西面の窓も小さくした我が家でこれなので、何も考えずに窓を大きくつけてしまったら大変なことになりますね。

    • さとるパパ より:

      コメントありがとうございます。返信が遅くなり申し訳ございません。
      西面の窓は大きさも遮蔽も共に大事ですね。壁から輻射熱を感じるというのはわが家では感じたことがないのでよくわからず、外壁の仕様や表面温度が気になるところです。高断熱住宅は従来の住宅と住み心地や住み方で異なることがあり、特有の注意点などは住んでいる人でないとわからないことも多いので、これからも気付いたことを書いたりサイト内容を改善したりしたいと思っております。

  3. マナ より:

    せせらぎの「ナイトパージモード」だと、通風換気が出来るようです。先にコメントされているスティーベルのバイパス機能と似たようなものでしょうね。

    自動ではないので手動ではありますが、熱交換せずに外気を取り入れ継続の換気をしたい場合に利用するようです。ちなみに、現在出荷されているコントローラーは湿度調節もある程度行ってくれる仕様だそうです。(熱交換時のみ)

    現在新居を建築中で、せせらぎを導入します。お金をかけた実験ですね。楽しみですが、不安もあります。

    • さとるパパ より:

      情報ありがとうございます。ダクトレス第一種換気だと寝室の換気設備を大きめにして局所的に内部熱の排出を促すことができますね。せせらぎがどうなのかはよくわからず、換気の効果は体感ではわかりにくいところですが、うまくいくといいですね。

  4. 住宅検討中 より:

    パナソニックのiaq制御搭載熱交換気システムだと、通気と熱交換を自動で切り替えられると書いてありますがいかがでしょうか

    • さとるパパ より:

      情報ありがとうございます。メーカーページによると、室内外の温湿度から風量を含めて最適な換気を自動調整するようですね。
      コスパは不明ですが、手動で判断するのも面倒なので、うまく機能してくれれば快適性重視の高性能住宅に良さそうだと思いました。

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