 断熱仕様とＱ値・空調コストの目安 |
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空調コスト 建物を空調（暖房・冷房）しているとき、建物内外の温度差と各部分の熱貫流率に比例して熱エ ネルギーが移動（取得・損失）します。 私達が年間空調エネルギーを計算するとき、
この式は輻射熱の影響を受けない室温の安定した建物を一定の温度範囲に保つように冷暖房する ときに必要なエネルギーを示しています。 エネルギー計算式で配慮されないもの 上の計算式には建物の外側の温度は外気温度と等しいと言う前提があります。しかし、日射を受 ける屋根や壁の温度は外気温度よりも高くなるのが普通で、冬の昼間には暖房負荷を緩和し、夏の 日妻は冷房負荷を増加します。 また、雪の積もった屋根の表面温度は外気温度が上昇しても０度以上に上がることがありませ ん。 床や基礎など土に接する部分の温度は外気よりも変化の幅が小さく、土間や基礎から冷房負荷が あることは稀で、暖房負荷も計算値より小さいのが普通です。 熱容量と空調負荷 3-3-2断熱技術講座＞内断熱工法と外断熱工法に次のような内断熱工法と外断熱工法の外壁内側 の温度のシュミレーション結果を示しました。 熱容量の大きな建物と小さな建物では暖房負荷の特性に大きな違いはありませんが、冷房負荷の 特性に大きな違いがあります。 暖房時のピ−クには日最高気温・日最低気温ともに暖房温度を下回り一日中暖房負荷があるのに 対し、冷房時には日最低気温が冷房温度を下回り熱容量の小さい建物では冷房を入れなくても室温 が冷房温度以下に下がることがあります。 躯体温度が安定したときの外気温度の平均と室温の平均は同じになりますから、
なります。 ところが、外断熱工法の壁面温度は一日の温度変化にはほとんど追従せず２週間から２０日間程 度かけてゆっくり変化するのに対し、内断熱工法の壁面温度は一日小野外気温度の変化に追随して 大きく変動するので、空調に必要なエネルギーの量にも差ができます。 次の図は上の図で壁の表面温度（≒室温）が冷房温度を超える部分を青で塗りつぶしたもので す。塗りつぶした面積が暖房負荷に関係しますします。
図3-6-1-3の数日分を拡大したものが図3-6-1-5です。
ますが、内断熱工法の室温はオレンジ色の線のように冷房基準温度を跨いで上下に変動し、冷房が 不要となる黄色い部分の面積に相当するだけ外断熱工法よりも大きな冷房負荷が掛かります。 輻射熱のない場合の冷房負荷の求め方 はじめに日射による外壁表面温度上昇のない場合の空調負荷を考えます。
次のページ以降、上のＣＤＤ(あるいはＣＤＨを元に換算したＣＤＤ)に基づいて、建物種別ごと の空調負荷を計算しますが、 輻射熱の影響 「小屋裏や置き屋根は輻射熱の影響を緩和する！」 屋根や壁に日射を受ける場合、外気温度より屋根や壁の表面温度が高くなります。 そうなると、ＨＤＤやＣＤＤとＱ値から求めた熱移動量とは別に温度が上昇したことによる追加 的な熱移動が起こります。 冬の柔らかい日差しでも日中暖房が要らないほど家の中が暖かくなることがあります。輻射熱を 上手く利用すれば暖房負荷を減らすことができますが、夏の輻射熱は冷房負荷を大きく増加させま す。 最も輻射熱を受けるのは屋根です。また、外壁も日当たりによって輻射熱を受けます。 輻射熱の受け方は建物の周りの植栽や建物、天候、建物の向きなどによって大きく異なります。 断熱材の表面温度の上がらないよく換気された小屋裏を持つ木造住宅や、置屋根を持つＲＣ建築 物では輻射熱の影響を受けにくく、陸屋根形式のＲＣ建築物では輻射熱の影響を強く受けます｡ 輻射を受ける面からの熱取得のメカニズムを具体的に説明するための充分なデータは揃っていま せんが、真夏の日中に60〜70℃まで温度が上昇すると太陽から受ける輻射熱と物体(屋根や壁)が放 射する輻射熱が等しくなってそれ以上温度が上昇しないそうです。 日照を受ける部分の平均温度が日平均気温よりもどれだけ高くなるかが判れば、当該部分からの 熱取得を計算できますが、ここでご紹介できるような客観的データは揃っていません。 日射が強い日に屋根の温度が外気温より30℃高くなったとすると、1時間あたりの冷房負荷は次 の表に示すように増加します。
いるからですが、輻射熱による負荷のピークが数時間しか続かないことに配慮しても冷房負荷の大 半は輻射熱が原因になっていることが判るでしょう。 また、輻射による冷房負荷が私達の経験的に感じているエアコンの能力にほぼ一致することにも 留意してください。 換気の良い小屋裏を持つ木造住宅、屋根とコンクリート躯体の間の空気を換気可能な置き屋根の 建物では輻射熱の影響をほとんど受けることがありません。 なお、年間冷房負荷の計算は諸条件を整理できないためここに示すことはできませんが、上の負 荷に一日あたり負荷時間（4時間程度）、夏の晴天日数などから計算が可能だと考えています。 余談になりますが、この表を見るとマンションの最上階には暮らしたくありません。 |
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