パッシブデザインのゼロエネ・エコハウス:自然の恵みを生かす家づくり

太陽,風など自然の恵みを生かす地中熱利用のパッシブデザインによる、ゼロエネ・エコハウスと庭づくりに力を入れているSUR都市建築事務所です。

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天窓の通風効果

2014/05/07 Wed [Edit]

パッシブデザインでは、冬は比較的対処しやすいものです。
なにしろ、太陽という強力な熱源を利用できるのですから
後は工夫次第というわけです。

しかし夏の暑さを解決するのは難しい。
なにしろどう頑張って通風をとった所で、35度を超えるような
真夏日や夜でも30度を下回らない熱帯夜ではほとんど効果はありません。
冬の太陽と違って、まわりに冷やしてくれるものなど無いのですから。
(地熱住宅は地面から冷やすことが出来るので実はちょっと違うのですが)

しかし一般的には、そんな時はエアコンに頼るしかありません。
今のヒートポンプエアコンは非常に電力消費は小さいですし、
次世代基準以上のしっかりした断熱の建物であれば
ごく弱く冷房しただけで快適な温度まで下がります。

そうは言ってもひたすら高気密高断熱にしてゆるゆると
エアコンつけっぱなしと言うのも能がありません。
通風もあまり役に立たないと言っても、わずかでも空気が動いていると
体感温度が下がりますし、少しでも温度の低い所から空気を取り入れれば、
何もしないよりは体感的に2度ぐらいは涼しくできますから、
熱帯夜は無理にしても多少条件がましな時なら、
上手く通風が取れればエアコン無しで過ごせるかもしれません。

さて前置きが長くなりましたが、今天窓会社のVELUXでは、
天窓をいかに有効に通風に役立てるかいろいろ考えていて、
民家に良くあった「越屋根」の通風効果に着目しています。

越屋根
越屋根とはこの写真のように屋根の高い位置に載っている通風用の小屋根で、
ここを通過する風で室内の熱気を抜く効果があるのです。

この効果を天窓を利用して出そうというわけで、
温度センサーと連動して天窓を開閉する制御装置を開発中です。

VELUX制御
これはまだ試作の段階で、機能は問題ないものの、
体裁は考えられてませんが、もう少しきれいに収めてテストの予定です。
その1台をSUR設計の既存住宅でもモニターすることになりました。

この住宅は都心から少し離れた郊外ですから
通風が上手く取れればかなりエアコン無しで過ごせるはずです。
どの程度効果があるか、もうすぐモニター開始予定ですから
この夏の様子をレポートできると思います。

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ネットゼロエネルギーハウスのスペック

2014/04/29 Tue [Edit]

最近のSURが設計した何軒かの住宅のエネルギー使用データを見て
ネットゼロエネルギーの住宅、
(その住宅で使うエネルギーが作り出すエネルギーより小さい住宅)
がついに実現できつつあることを確信しています。

ここで皆さんの参考に具体的なスペックを開示しようと思います。

・まず、ゼロエネルギー実現のためには断熱気密性能が大事です。
長期優良住宅などの次世代省エネ基準ではまだ不足です。
十分な充填断熱+外張り付加断熱(ハイブリッド断熱)が必須です。

・日射の取り入れ、十分な軒の出、通風経路の確保、植栽の有効利用など
きちんとしたパッシブデザインも当然のことです。
もちろん地中熱利用も大事です。

・開口部(窓)は大きな熱負荷の掛かる部分ですから
断熱サッシとペアガラスは当然のこととして、
断熱と遮熱のLow-eガラスを使い分け、大きな窓は
シャッターと断熱ブラインドで保温をします。

・電気の使用量を減らすことも大きなポイントです。
つまり、空調、給湯、照明などを出来るだけ高効率の省エネ機器とすること。
具体的には給湯器はエコキュート、空調は深夜運転を中心とした
ヒートポンプエアコン(SURでは、床下に設置)、照明はLED。

・しかしいくら使う量を減らす努力をしても、
エネルギーを作り出さないことにはネットゼロエネルギーにはなりません。
創エネルギー装置としてはやはり太陽光発電が一番効率的です。
一般的な住宅の場合5kw前後の発電量が必要です。

・もう一つ創エネルギーの装置として、太陽光集熱パネルである
ソーラーウォールで補助すすることも多いです。


以上が建築の主なスペックですが、
実は一番大事なのは住み手の協力です。
節電を意識して、無駄を省き、空調も必要最低限にするか
構わず使い放題にするかでは大きな開きがあります。

そのような意味では、電気の使い方を細かくモニターできるHEMSと言う装置は
結構意味のあるものだと思います。
これからはだんだん設置が標準化されることでしょう。
そして、ネットゼロエネルギーハウスも当たり前のこととなって行くでしょう。


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寒冷地では使えない?・ヒートポンプエアコン

2014/02/25 Tue [Edit]

何度か書いていますが、現在SURの地熱住宅は床下エアコンが最新スペック。
計画中の御代田山荘にも適用可能か、色々調べている所です。

一般にヒートポンプエアコンは寒冷地には向かないとされています。
ヒートポンプという仕組みは、空気中の熱を拾って暖房するわけですから
寒冷地になるほど効率が悪いのは当然です。
事実、北海道では圧倒的に少ないとのことです。

しかし、エアコンは冷暖房が一つの機械でまかなえるという点が
大きなメリットの一つですから、冷房がほとんど不要な北海道では
単に暖房だけ考えればよいと言う事がエアコンが普及しない一つの原因でしょう。

ですが、最近のエアコンの性能向上はめざましい物があり、
寒冷地仕様のエアコンは外気温がマイナス25度でも十分暖房が可能との事。
これなら、日本中ほとんどの地域で使えます。
そして、ヒートポンプですから電気代も非常に安くて済みます。

という訳で、最低気温がマイナス15度程度の御代田では
能力的にはヒートポンプエアコンで十分行けそうです。

もっとも、常に居住しているわけではない別荘という事になると
それがベストの選択かは検討の余地がありそうです。

そして、忘れてはいけないのは、以上の話は
高レベルの断熱気密性能を持っているという事が大前提だという事です。

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ソーラーウォール(ソーラーこはるび)の能力

2014/02/05 Wed [Edit]

SURでは、太陽熱利用の手法として、
ソーラーウォール(ソーラーこはるび)という集熱パネルを時々使います。

大沢ソーラーパネル
右上、高い位置の黒いパネルがソーラーこはるびです。

今日はその能力がどれほどの物か
しっかり計算してみました。

結論は?

約30坪の延べ床面積、次世代基準を上まわる
Q値2.0程度の高断熱の住宅を全館20度程度に暖房するとした場合、
約10㎡のパネルがあれば暖房に必要な全エネルギーを
まかなえるという結果でした。

でも、問題があります。

そのエネルギーは太陽が出ているときだけ供給されます。
つまり、うまく蓄熱できないと昼間ばかり暖かくて夜は寒い、
あるいは晴れた日はいいが、悪天候の時は寒いという事になります。

そこで登場するのが、地熱住宅。
床下の地中に無限と言って良いほどの蓄熱量があります。
ここに、ジワジワとうまく熱をためる事が出来れば、
太陽熱の恩恵を昼夜を問わず、また天候によって
大きく変化することなく利用できるのです。

しかし、理屈ではその通りでも、なかなか完璧には制御できません。
そのあたりはまだまだ課題として残っている所です。

これからも、地熱住宅はもっともっと進化しますよ(笑)

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地熱リフォーム完了

2014/01/16 Thu [Edit]

年末に竣工した津市の地熱住宅リフォームの完了検査に行きました。
すでに稼働していて、足元の冷え込みがだいぶ違うと連絡いただいていたので
機能的に問題はなさそうだと思っていましたが、
外観の出来具合チェックと取扱説明の必要がありました。

外観は写真のように始めからそうであったように馴染んでいて
まったく違和感がありません。
工務店が細部まで気を使って収めてくれたので
とてもきれいな収まりで、雨仕舞いなども不安はありませんでした。

外観全景

これが標準サイズの「ソーラーこはるび」を5ユニット取り付けた外観で、
とても綺麗に収まっています。
しかし一点問題点が・・・。結構音がすると言うのです。
始めは換気扇の振動音だと思い、工務店の方でも取り付け部分に防振ゴムを入れ
ちゃんと対策を施したのにあまり変わらないとの事。

外観ダクトカバー

外に出て良く聞いていると、ゴーッというジェット機のような音ですが、
風の具合によって大きくなったり、鳴り止んだりします。
これは、機械音ではなく、風切り音だと程なく気がつきました。
ソーラーこはるび集熱器の空気取り入れ口が鳴っているようです。
ちょうど笛のようなはたらきで、集熱装置が共鳴しているのです。
予想もしなかった事ですが、ともかく原因がわかり、一歩前進。
空気取り入れ口の形状を細工して見る事にしました。

そんな思わぬトラブルはありましたが、概ねうまく機能しており、
暖房は夕方の時間少しだけでほとんど空調無しで暮らしているとの事。
外が氷点下に冷え込むような時でも、明け方の最低室温が11〜12度で
ずいぶん良くなったようです。
それでも、一般的な標準からすれば暖房無しはチョット寒いかなという所ですが
そこは、SURに賛同して下さるエコなお客様(笑)、
全然気にせず、特に暖かくなくても、寒くなければよいというスタンスで
上手く住みこなしていただけそうです。
時間がたって蓄熱量が上がればもっと快適になる事でしょう。

お施主様にも満足していただき、工務店もとても丁寧な工事をしてくれて
メデタシ、メデタシのリフォーム工事でした。


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地熱住宅進化形・空調方式

2014/01/15 Wed [Edit]

一つ前のブログに、「地熱住宅進化形・断熱方式」ということで
SURの地熱住宅の断熱方式の進化について書きましたが、
その続編という事で、きょうは空調方式の変遷です。

私の第1作から、暖房は床暖房でした。
当時から、必ずと言っていいほど吹抜にしていましたから
寒さ対策には必須と考えていたからです。

ガスや灯油の温水式、電気の面状発熱体など、色々試しましたが、
深夜電力を使い、土間スラブに蓄熱させるオリジナルの
「ESフロアヒーター」がしばらく定番でした。

このあたりから、地熱も意識し、床スラブ下の断熱を
やめる試みを始めています。

深夜電力なので、ランニングコストも抑えられ
イニシャルコストも程々、そしてメンテナンスフリーなので
なかなか優れた暖房方式です。

その後、設備配管のメンテナンス、シロアリ対策などから
床下空間をとるようにしてからは、よりイニシャルコストが低い
深夜電力蓄熱暖房機を床下空間に設置する方法に切り替えました。
これはイニシャルコスト、ランニングコスト、メンテナンスコストの
バランスが良く、かなりの間SURの標準仕様でした。

いずれの場合も、暖房の話で、冷房は別途、
通常のヒートポンプエアコンを使っていました。

しかし、深夜電力料金が少しずつ値上がりし、
以前ほどのメリットが無くなった事もあり、また
暖房と冷房の二系統が必要なこともイニシャルコストの面では
不利に感じられ、そのあたりを上手く解決したいと
ずっと考えてきました。

そして、現在の最新仕様は、床下に
普通の壁掛け型ヒートポンプエアコンを入れるというものです。
これは、冷暖両方に使う事が出来るので、
イニシャルコストの点で非常に有利ですし、
ランニングコストも、ヒートポンプですから、
3倍以上の熱効率があり、さらに深夜電力時間帯を中心に運転して、
床下に蓄熱すれば圧倒的に安くなります。

この方式はごく最近の物で、実際に竣工した物は
まだ3件、もうすぐ竣工の物が3件ほどですが、
うまく行く事が確認できました。

一番エネルギーが必要なのは暖房ですが、この方式によって
暖房のランニングコストをかなり下げられるので、
先に書いた「ハイブリッド断熱」と組み合わせ、ある程度の
太陽光発電を載せれば、ネット・ゼロエネルギーの達成が視野に入ってきます。
今のところ、この方式がもっとも良さそうで、
しばらくはこの方式のさらなる改良に努めたいと思っています。


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地熱住宅進化形・断熱方式

2014/01/08 Wed [Edit]

SURの地熱住宅も、少しずつ改良を加えていますが、
大きな進化のポイントは「断熱の仕様」と「空調方式」でしょうか。

断熱については、基本的にはより「高断熱化」
空調については、イニシャル、ランニングの「低コスト化」の方向です。

今日は先ず、断熱についてです。

当初、高断熱化は通常のグラスウールを
壁厚いっぱいに充填する所から始まりましたが、
防湿層の施工などに工務店が慣れていない事などから
壁体内結露に気を使わなくて良い外張り断熱をしばらく採用しました。

しかし、外張り断熱はあまり厚い断熱は難しいので、
より高断熱化を目ざして、現場発泡のウレタン充填断熱
あるいは、セルロースファイバーの充填断熱に移行します。
この断熱方式がしばらく標準でした。

ですが、この方式も限界があります。
普通に施工すれば、壁厚より厚い断熱は出来ません。
また、SE構法のような、太い軸組材だと、
結構ヒートブリッジが大きくなります。
木材は程々の断熱性がありますから、大きな問題にはなりませんが
ゼロエネルギー住宅を目ざすには、更に断熱性能を上げる必要があります。

そこで最新の物は予算に余裕があれば
「ハイブリッド断熱」としています。
これは、充填断熱と外張り断熱を組み合わせた断熱で、
壁厚いっぱいのウレタン充填断熱にプラスして20〜30ミリの
発泡系断熱材を外張りするのが標準です。

これなら、充填断熱と外張り断熱の短所を補い合い
かなり理想に近い断熱になります。

ただし、イニシャルコストはその分かさみますから、
予算の面では理想ではなく(笑)、
どうしても多少余裕がないと採用できませんが、
長い目で見ればランニングコストの低下で元が取れそうです。

本当の意味での「ゼロエネルギー住宅」つまり、
消費するエネルギーと作り出すエネルギーの収支がマイナスになる住宅とするには
この「ハイブリッド断熱」は有効な手段の一つだと思います。

空調方式の進化についても近いうちに書こうと思います。

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地熱住宅リフォーム・「ソーラーこはるび」の取付け

2013/12/08 Sun [Edit]

津市の地熱住宅化リフォームは順調に進み、
予定通りユニット型のパネル5枚を取り付け完了しました。

ソーラー1

ちょうど1階と2階のサッシの間にピッタリの寸法で
きれいに納まります。

そして、以前から気になっていたコントローラーの改良。
このコントローラー、停止、自動、手動の3モードあり、
夏場は停止、冬の運転時は自動、端境期の換気などに使うときは手動
といった使い方が標準で、機能的には問題は無いのですが
実際に運転している状態を表示するものが無く
作動が確認できないという問題がありました。

そこで、回路の途中にパイロットランプを組み込めないかと
工務店に相談した所この写真のようにわざわざコントローラーを加工して
見事にパイロットランプを組み込んでくれました。

パイロット2

始めからこうであったかのようにきれいな収まり!
これで懸案が一つ解決。

代理店さん、標準のコントローラーを
是非この形に改良してください。いいですよ!!


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太陽光発電、HEMS、蓄電池

2013/09/17 Tue [Edit]

最近はSURの設計した住宅の多くが太陽光発電を設置しています。
もちろん、省エネ、エコ、という目的が大きいですが、
3/11以来の非常時の備えという意識も大きいようです。

そんな時、いつもこれに蓄電池を組み合わせれば、
非常時、夜間にも電気が使えて良いのにと思っていましたが
(太陽光発電は太陽が出ている間だけですから)
住宅で使える蓄電池はまだ開発段階でかなり高額の投資になるので
実際の設置例はありませんでした。

ところが、最近堀切の住宅のクライアントから
こんな物があるのだけど、と教えてもらったのが
蓄電池のレンタルサービスです。
(結構お客様からの情報で知る事は多いものです:笑)

これは、今年の6月から始まったばかり、オリックスとNECの協力で
月額¥5145(東京都は¥3045)で10年間、5.5Kwの蓄電池を
レンタルするというものです。

この金額(特に東京都)だと、深夜電力と昼間電力の価格差で、
(つまり、料金の安い深夜に溜めて、高い昼間に使うという事で)
ほとんど月々の持ち出し無しに蓄電池を設置できる事になります。

ただし、東京都の金額はHEMS(Home energy management system)を
設置するという条件があり、20万円ほどの費用が掛かるのですが、
これも太陽光発電と組み合わせれば各種補助金があるので
新築の場合、持ち出し分は多くて5万円程度です。

HEMSイメージ
                     (図は家電watchさんから)

つまり、太陽光発電の設置費以外に始めに数万円の投資だけすれば、
月々の負担はほとんど無しに(使用量によってはプラスの場合もあり)
蓄電池とHEMSが使えるという事になるわけで、
調べれば調べるほど、これはかなりお得な条件というわけです。

ちなみに、HEMSというのは今のところ家庭の電気使用料を
モニターして、電気を無駄なく使おうというもので、
その節電意識だけで電気使用量が10%ほど減るそうです。
将来的には、いわゆるスマートハウスの
核としていこうという装置です。

そういうわけで、今工事中の住宅の多くに
この「太陽光発電+蓄電池+HEMS」を設置する予定で進んでいます。


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ヒートポンプの効率

2013/09/09 Mon [Edit]

3/11以降、ビジネスチャンスということでガス会社が元気です。
盛んにいろいろな宣伝をしているので、
良くお客様から電気かガスかと言う相談があります。

そこで、ちゃんと効率について考えてみましょう。

まず、発電ですが燃料の発熱量の約40%が電気エネルギーに変換されます。
さらに、家庭に送るまでに送電時のロスがありますから
家庭で使う段階では発熱量の約37%になっています。

一方、ガスを見るとそのまま熱として使えれば100%ですから、
この数字の比較だけでは圧倒的にガスが有利となります。

しかし電気の場合、給湯器は「エコキュート」という
「ヒートポンプ技術」を使ったものがありますし、
空調の場合も「エアコン」はヒートポンプです。
このヒートポンプ、詳しい説明は省略しますが
使う電気の3〜4倍もの熱を作り出します。
空気中の熱を取り込む仕掛けだからです。

一方ガス器具は、如何に燃焼時のロスを減らすかという事で
最新の高効率機器の効率は95%です。

つまり、電気のヒートポンプは
発電送電ロスがあって、家庭に届くときは37%の効率に落ちているが
ヒートポンプ技術でそれが3〜4倍になるので
37%X3〜4=111〜148%の効率になります。
一方ガスは高効率機器でも95%です。

つまり熱を作り出す効率は電気の方がかなり高いわけです。

ヒートポンプはつまり、自然のエネルギーを
有効利用する、もっとも省エネでエコな技術なのです。


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緑、光、風、地中熱・・自然の
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家づくり情報と事務所の日常、その他とりとめなく趣味や旅行などをお伝えします。文末にShiと入っているものは篠崎、その他は浦田が書いています。

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