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暖房時 |
冷房時 |
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熱伝導 |
建物の中から外に熱が失われます。 |
建物の外から中に熱が侵入します。 |
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輻射熱 |
日射は暖房負荷を緩和します。 |
日射は冷房負荷を増加します。 |
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内部発熱 |
内部発熱は暖房負荷を緩和します。 |
内部発熱は冷房負荷を増加させます。 |
暖房負荷と冷房負荷がＱ値によってどう変わるかを示したものが次の図です。
Ｑ値の大きい建物では暖房負荷も冷房負荷もそのほとんどが熱損失や熱取得とほぼ等しくなっています。（下の図、上段）
Ｑ値を削減していくと暖房時の熱損失が内部発熱と等しい状態になります。
（下の図の左下）
このときに失われる熱は内部発熱と等しくなるので、こういう状態になると「無暖房住宅」と呼ぶことが出来ます。
このような家で冷房負荷はどうなるでしょうか？それを示したものが右下の図です。
冷房シーズンにこの家の熱取得も数分の一に減らされることになります。しかしゼロにはなりません。更に生活によって発生する内部発熱が熱取得と併せて冷房負荷になります。
良く断熱すれば「無暖房住宅」を造ることは出来ますが、冷房負荷がゼロになる「無冷房住宅」を造ることは論理的に出来ません。
ここまでの話は断熱だけで空調負荷を減らそうとしたときの負荷の大きさです。
断熱以外に太陽熱や地中熱といった自然エネルギーを使うことで、上に示した無暖房住宅型の省エネ住宅よりも断熱性能が低い状態でエネルギー消費の小さい家を造ることが出来ます。
床面積120ｍ2、内部発熱が470Ｗの家で内部発熱だけで暖房負荷をゼロにするにはＱ値を0.3以下まで下げる必要がありますが、自然エネルギーを使うことでＱ値が1.5程度でもほぼ同じ性能を持たせることが出来るようになります。
断熱性能を高めると屋外と屋内の熱移動量が小さくなります。
暖房では断熱性能を高めて熱損失を内部発熱と等しくなるまで減らすと｢無暖房住宅」になりまが、冷房では建物の外からの熱取得をどんなに減らしても内部発熱と僅かに残る熱取得の合計が冷房負荷となるので断熱だけで「無冷房住宅」を造ることはできません。
次に太陽熱や地熱を暖房用エネルギーとして利用することを考えます。
太陽熱は屋根のソーラーコレクターで温水を作り、あるいは窓から輻射熱を取り入れて利用することができます。地熱(地中熱)は、地下数メートルのところの冬の地盤温度が外気温度よりも高いことを利用して換気で取り入れる外気を予熱します。
太陽熱や地熱などの自然エネルギーを利用すれば、それほど断熱性能を高めなくても｢無暖房住宅」を造ることが出来ます。
冷房シーズンには地中熱を換気用外気の予冷につかうことで、「無冷房住宅」にすることが可能です。
地中熱を使って省エネ化するには少なくともＱ値を2.0W/m2･K以下に抑えておく必要があります。 |
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