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住宅のデザイン&技術

温熱環境と外皮

 
 

断熱・気密・省エネ性能の考え方

 

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*国交省ウエブサイトより

 私はひたすら窓を小さくして、高気密高断熱ばかりに特化した住宅には疑問を持っていますが、断熱、気密性能を上げること自体は快適性の向上や省エネの面で有利なことはもちろんです。省エネ基準は、ここ数年で大幅に改定され、2020年度には、全ての建築物において、省エネ基準の義務化が予定されています。断熱・気密・省エネ性能は、可能な限り、ゼロエネルギー住宅やHEAT20の仕様をクリアできるように設計しています。

 
 断熱部位については、構造体の外側に断熱するのが外断熱、内側に断熱するのが内断熱、間に断熱するのが充填断熱です。断熱というと外断熱が万能のような論調が目に付きますが、いちがいにそうとばかりも言えません。建物に要求される性能は多岐にわたりますので、断熱ばかりを考えても意味がなく、「防火」「構造」「防湿」「耐久性」「健康への影響」「仕上材との関係」などを総合的に考える必要があります。 
 
 構造体にとっては、木造、RC造、S造いずれの場合でも、基本的には激しい温度変化から躯体を保護できる外断熱工法が有利です。内部結露についても一般的には外断熱の方が有利です。居住性という観点からは、外断熱はRCの場合はコンクリートの蓄熱効果がいい方にも悪い方にも作用します。一定温度が保てれば快適ですし、暖まりすぎたり冷えすぎたりすると熱容量の大きさが災いして、快適温度に達するまでに時間がかかります。在宅時間が長い場合は外断熱が有利ですが、昼間いない場合は内断熱の方が良い場合もあります。コスト的には外断熱の方が高いですし、一般的には納まり寸法も外断熱の方が多く必要です。
 
 

断熱仕様・・・木造の場合

 

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通気層

 

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ポリエステル充填断熱

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セルロースファイバー充填断熱

 木造在来工法については、柱と柱の間の空間を利用しない手はないので、柱間の充填断熱を基本としています。関東あたりの気候ではそれでも内部結露は起きませんし、通気層を取れば躯体保護の面でも問題はありません。寒冷地では断熱性の向上と結露防止を兼ねて、充填断熱+外断熱とするのが良いと思います。木造でも門型ラーメン構造等の場合は、外断熱としています。なお、断熱によって懸念される壁体内結露対策として、内部からの湿気の侵入を防止し外部側には湿気が掃き出しやすくする、外壁側に通気層を確保します。
 
 屋根の場合も原則壁と同じですが、天井を貼る場合は、夏場の熱だまりや冬の小屋裏内結露を生みやすい天井面での断熱ではなく、屋根面で断熱することを基本としています。
 
 床の断熱は床下断熱と基礎断熱の方式に分けられます。床下断熱の場合、床下換気は換気口でなく、基礎パッキン(ネコ土台)を標準としています。基礎断熱(基礎の立ち上がり部分で断熱する)は床下が室内扱いになるため、床下を乾燥状態に保つためには良いのですが、熱容量が大きくなるため冷暖房の負荷が大きくなるのが欠点です。また断熱材を伝ってシロアリが上がって来ないような対策が必要です。「白蟻対策さえきちんとすれば、基礎断熱の方がメリットが多いので、原則は基礎断熱を採用」しています。
 
 断熱材については、木造住宅の場合はグラスウールはできるだけ使用せず、「ポリエステル断熱材(パーフェクトバリア)を標準使用」しています。断熱性能はグラスウール並ですが、いったん入った水の放出性に優れている、長期的なヘタリがない、ペットボトルの再利用品なので環境にやさしい製品です。「より上位の仕様としては、セルロースファイバーも多く使用」するようになっています。吹き付けるので隙間が生じにくく、防音性、防火性にも優れるのがメリットです。コストの高さも火災保険の安さでカバーすることができます。
 
 その他、羊毛、押出法フォームポリスチレン(スタイロフォームなど)、断熱性の高いフェノールフォーム(ネオマフォーム)、基礎断熱については防蟻性に優れたミラポリカフォームなど、部位に応じて性能とコストを見極めながら使い分けています。
 
 
 

断熱仕様・・・鉄骨造の場合

 
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 鉄骨造の場合は鉄骨部分が結露しやすいので、ALCや断熱パネルなどで外断熱にするかあるいは発泡系の断熱材でまんべんなく鉄部をくるむことが必要です。
 
 耐火構造の場合は耐火被覆を兼ねて、ロックウール断熱材を使うこともよくあります。
 
 外壁材にALCや断熱パネルを使う場合はそれだけでは断熱性能が足りないので、発泡系の断熱材あるいはポリエステル断熱材などで補っています。
 
 

断熱仕様・・・鉄筋コンクリート造の場合

 
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 RC造は躯体を守るという意味で外断熱とする場合が多くなってきましたが、防火や仕上げ、納まり、コストの問題もあり、内断熱の方が適切な場合もあります。外断熱の場合は、防火の必要がない場合は木下地組の間にポリエステル断熱材などを充填していますが、準耐火構造以上にする場合はボード状、あるいは発泡系の認定品の断熱材を使用する必要があります。内断熱の場合はコンクリートに密着させる必要があるため発泡系の断熱材を使用します。
 
 
 

開口部

 

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アルミサッシュ

 

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木製サッシュ

 開口部というと熱の損失ばかりを考えがちですが、冬の昼間など熱の取得効果(ダイレクトゲイン)の方も考えないのは片手落ちです。夏の高い日差しを遮り、冬の低い光をうまく取り込むことができれば、真冬でも昼間はほとんど暖房はいりません。室内にうまく熱を蓄熱できればその効果は夜まで持続します。研究による比較データでも「窓の断熱性能が一定以上の場合は、南面の大開口は熱損失よりも取得の方が大きい」という結果が出ています。

 
 私の設計では、内部と外部を結ぶ開放感を重要視していますので、「テラスに面した主要な開口部などは必要に応じて大きく取る」ようにしています。開口は大きければ良いというものではありませんが、大きい開口は気持ちの良いものです。スペック一辺倒の発想では決して良い住宅にはなりません。
 
 ガラスは「ペアガラスを最低条件とし、より断熱性能に優れたLo-Eペアガラスや真空ガラスも使用」します。また、「開口部はガラス以上に枠からの熱損失が大きく、結露も枠で生じることが多い」ので、熱遮断性能に優れた木製サッシュやアルミ樹脂複合サッシュを積極的に採用しています。
 
 開き勝手については、主要開口部はできるだけオープンになるようにしています。出入りよりも視覚的なすっきり感を重視したい場合は、FIXガラスを大きく取りつつ換気用の小窓と組み合わせるようにしています。また、網戸は全ての窓に設けることを原則としています。
 
 断熱性については、アルミサッシュよりも、木製サッシュや木製建具の方が有利です。価格的にはまだまだ高いですが、性能以上に木製建具の良さも捨てがたいものがあります。性能と質感の両方を追える場合には、木製サッシュや木製建具も使用しています。
 
 

屋根

 

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金属板屋根

 

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瓦屋根

 

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南面の庇の出

◆屋根材、屋根工法

 屋根は木造の場合、長尺の金属板(塗装ガルバリウム鋼板)を多く用いています。金属なので長期的には塗装の塗り替えが必要ですが、継ぎ目が少なくて済み低勾配でも漏水が少ないこと、片流れなどデザインの自由度が高まること、板金加工で屋根どうしあるいは壁との取り合いなどの納めが容易なこと、軽いので地震に有利など多くの特徴を持ちます。低勾配、片流れ屋根は屋根面で水平剛性を確保できるので、その面でも耐震上有利です。ただし、金属は遮熱面では不利ですので、必ず通気層を設けることで排熱を考慮し、原則として遮熱鋼板を使います。金属の場合、雨音が気になる場合もあるので、ビルボードという断熱兼遮音材を使用しています。

 

 瓦屋根はなんといっても、落ち着きや質感、耐久性といった点では一日の長がありますし、遮熱という点でも有利です。そういう価値が重要になる場合には使用しています。コロニアル葺きは勾配をかなり取らないと、毛細管現象によって漏水が発生する危険があるので、いまのところは使用していません。

 

◆軒、庇

 日本は雨が多いので、外壁を守るという意味と開口部への雨がかりを防ぐという意味では軒は重要な役割を果たしてきました。また、日射しを遮る効果もあります。ただし、現代の住宅では軒を出せないあるいは出さない方がいい場合もあります。都市部では隣地との距離が迫っているので軒を出すと暗くなり、道路斜線や北側斜線にあたってしまうからです。伝統建築では軒を出さないとそもそも雨仕舞いができませんでしたが、現代の構法では軒はなくとも雨仕舞い的には問題はおきにくいようになっています。

 

 私の場合、「寸法的に余裕がある場合や開口部への雨がかりをなくしたい場合にはできるだけ軒を出すようにしています」が、デザイン的にすっきりさせたい場合や建物周囲の空間が少ない場合は軒は出さないことも多いです。開口部の雨がかりを防ぐためには、屋根の部分を軒としてを張り出すよりも開口部のすぐ上につける小庇の方が有効で、スチール、ステンレスを曲げただけの簡単な小庇を多用しています。

 

 「南面の庇は夏の高い日差しを遮り、冬の低い日差しはうまく取り込むことに有効」なので、敷地条件の許す限りつけるようにしています。

 

 
 

外壁

 

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ガルバリウム

 

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焼杉

 外壁材は、金属板(塗装ガルバリウム鋼板のスパンドレルなど)、リシン吹付、塗り壁、焼杉などをよく使います。

 
 ガルバリムは屋根同様に金属なので長期的には塗装の塗り替えが必要ですが、継ぎ目が少なくて済み、漏水が少ないこと、軽いので地震に強いことが特徴です。中でも角波板を使用することが多いのは、折りが深く強度があるのと継ぎ目がほとんどわからないというメリットがあるからです。
 
 リシン吹付や塗り壁は、劣化に強く、柔らかい表情を持ち、色の自由度が大きいですが、ひび割れの心配があるので、軒の出を出して屋根勝ちにするのが望ましいといえます。
 
 焼杉は、耐久性はガルバリウムに劣りますが、コストを押さえることが出来、なんといっても自然素材の風情のある質感が魅力的です。
 
 ハウスメーカーで一般的になっているサイディングはローコストで塗装の塗り替えもいりませんが、質感が今ひとつなのと、継ぎ目をシールに頼らざるを得ない点で採用は限定的です。
 
 RC造、S造の場合は、コンクリート打放し、長尺の角波金属板、ALC板、押出成形セメント板、タイル、金属パネルなど仕上のバリエーションも多くなります。
 
 
 

防水

 
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 防水については、現在さまざまな構法が入り乱れています。RCあるいはモルタル下地の場合はアスファルト防水、FRP防水、塗膜防水を使い分けています。木下地の場合はFRP防水、シート防水を使い分けています。変形が大きく防水層が切れる心配がある場合は、変形への追従性の良い複合防水(塗膜防水+FRP防水)の仕様にして安全性を高めています。

  
  
  

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