田口建築設計事務

・・・３．空調計画・・・

3.AIR CONDITIONING

この建物の最大の特徴となるのは階間エアコンを利用した全館空調システムです。

　

■ 階間エアコンとは

　
新住協代表理事の鎌田先生が考案された、２階床下をチャンバーとするエアコン冷暖房の方法です。
１階天井と２階床に特殊なファンを設置して、階間の空気を上下階の各部屋に同時に送り込むことが可能です。
この方式を利用すれば、一般的な壁掛エアコン１台で家全体を冷暖房することも可能となります。
　

２階床下の空間を、階間エアコンと換気兼用のチャンバーとして利用することで、各部屋の温熱を同質のものとすることを目的としました。

　
※しっかりとした高断熱・高気密住宅で機能するやりかたです。
この建物はＱ値1.0、Ｃ値0.7、年間暖房用消費エネルギーが省エネ基準の約26％となっています。
階間エアコン：
三菱電機 MSZ-BXV2819(8畳用)
暖房能力：3.6kW
冷房能力：2.8kw
予備エアコン：
三菱電機 MSZ-BXV2219(8畳用)
暖房能力：2.2kW
冷房能力：3.2kw

■ 各階の空気の流れ

　
１階
　

　
エアコンは図の中央、キッチン流しの上部天井内、熱交換気は右上洗面脱衣室の壁に設置。どちらも天井内に吹き出す。
１階天井内階間エアコン
熱交換気
換気天井内吹き出し部分
寝室1・玄関ホール・ＬＤＫ1・洗面脱衣室の天井に設置したブースターファン（図中黄緑の四角）から、天井内の空気を部屋に吹き出す。
ファンから吹き出した空気は、各部屋を通り洗面脱衣室の熱交換気で回収される。一部は階段を通じて２階へ。
天井ガラリ
ブースターファン
２階
　
図の中央エアコンは床下に吹き出す。熱交換気は右上W.I.Cの天井に設置。ダクトで各部屋に吹き出す。
熱交換気
ブースターファンはＬＤＫ2の２ヶ所は床設置、洋室1・洋室2・寝室2は天井に設置している。
ＬＤＫ2床
ブースターファン
洋室2天井
『冬』は、ＬＤＫ2の床ガラリからの暖房がホールで小屋裏に上昇し、小屋裏からブースターファンで各部屋に吹き降ろすことで全体的に温度がほぼ一定となる。
『夏』は、ＬＤＫ2の床からブースターファンで吹き出し、小屋裏のエアコンを利用して２階の各部屋のブースターファンやホールのスノコ天井から吹き降ろす。
スノコ天井
小屋裏
　
小屋裏のエアコン（図中上部中央）は基本的に冷房用として使用。冬季の寒さが厳しいときは臨時的に暖房として使用。
３ヶ所の床ブースターファンは、２階の洋室1・洋室2・寝室2に吹き出す。
床ガラリ
ブースターファン
取り出した様子

■ 現時点での課題・注意点・その他

　
入居して２か月程度なので、このシステムは試運転のような状態ですが、現時点で気が付いた点です。

　
● 階間エアコンの温度センサーの位置に注意
基本的に１階居室の温度調整をするので、図の赤丸の位置に壁付のリモコンを設置してエアコンと配線でつないでいます。

このリモコンに温度センサーが付いていて、階間エアコンの運転を調整する仕組みになっています。
しかしこのリモコンの位置はあまり良い場所ではなかったようです。
特に夏に冷房を使用するとき、２階のほうが温度が低いと階段から冷たい空気が１階に流れてきます。この流れてきた冷たい空気の温度をセンサーが感知して、１階ＬＤＫの気温が高いときでも階間エアコンは冷房を停止してしまいます。
そのため、２階の温度設定を１階よりも少し高めにする必要があります。
　
● 屋外の気温を把握することが大事
高気密住宅では計画換気が重要ですが、熱交換気を持ってしても室内の気温は屋外の気温に左右されます。

　
下のグラフは、屋外：10℃、屋内：23℃の時に暖房を止めて熱交換気を続けた場合、換気扇から吹き出される空気の温度の変化を示したものです。

熱交換気をしても給気されるたびに15%～20%の熱損失があるので、時間と共に室内の温度は下がっていきます。
冬の就寝時にエアコンを切ると、換気によって室内の気温が下がります。屋外の気温が高い夏の場合は逆に室の気温が上がることになります。

　
条件を変えて、室内の温度をエアコンで23℃に保ち屋外の気温が徐々に下がったときに、換気扇から吹き出される空気の温度がどのように変化するかを示したものです。
この場合は、取り込む空気の温度の変化によって熱損失が変化し、屋外の気温が低くなるほど換気扇から吹き出される空気の温度が低くなっていきます。
これによって、外の気温が下がれば下がるほど、室内の温度と換気扇の吹き出しの温度差が大きくなり、風が肌に触れたときに、より寒く感じるようになるため、どこに吹き出し口を取り付けるかが重要となってきます。
夏の場合は逆に暑く感じるようになります。

【エアコンの可動の仕方を考える】

　
2ヶ月近くこの家で生活してみて、快適に過ごすことができる屋内環境は、気温が25℃～26℃、湿度が45%～55%くらいではないかと感じています。これは家族全員がおおむね共有している感覚です。
外の気候が上記の気温・湿度の範囲内に当てはまる日には、窓を開け放しにすればエアコンをつけなくてもよさそうですが、そううまくはいきません。
気象庁のホームページで2019年の横浜の気象データ（日ごと）を見てみると、まず気温だけを見た場合25℃～26℃となる時間がありそうな日は5月～10月の間に120日くらいはありそうでした。
では、その期間で湿度が45%～55%となると、（気象データからは判断が難しいですが）およそ半分の60日くらいではないかと思います。
これに雨が降るなど窓を開けることができない時間を考えると、エアコンをつけずに快適に過ごせる日数は、延べ時間にして30日にも満たないのではないかと考えられます。
　
１年中快適に過ごすためには、その大半を窓を閉め切って過ごさなくてはならないので、効率よく冷暖房を行う必要があります。
以下はあくまでも関東以南の、それほど寒さが厳しくならない地域での考え方です。

　
・・・冬・・・
夜寝る前に暖房を停止して、朝起きる前にタイマーで暖房を運転するというやりかたが、今のところ主流ではないかと思います。
ですが、日中それほど寒くなることがない地域では、むしろ夜間に暖房を運転さて日中は停止させるやり方がいいのではないかと思うのです。
超高断熱・超高気密の住宅では昼はほとんど暖房が必要ないので、夜中に部屋の温度をガクンと下げて朝暖房で急激に温度を上げるよりも、夜間も室温を一定に保っていた方が効率が良いのではないだろうかというのが私の考えるところです。
次の冬に確認してみたい課題です。

　
・・・夏・・・
夏は通常通り、日中は冷房運転、夜間は停止（送風）という使い方で良いと思います。
テレビなど内部発熱や熱交換気の影響で、室内の温度が下がるまで時間がかかるため、外気温度が23℃～24℃くらいになったら冷房運転を開始するようにすると、室温を大体25℃～26℃に保つことができるようです。
また夕方など外気温度が23℃～24℃くらいで湿度が高くない時には、窓を開けて外の空気を取り入れてもいいかもしれません。
● 内部発熱に注意
人や電気製品による発熱の影響は思ったよりも大きいです。高断熱・高気密全般に言えることですが、性能が良くなるほど家の中の熱をため込みやすくなります。
冬は暖かくなってもよいのですが、夏は要注意です。

２階寝室2の壁をサーモグラフィカメラで撮影した画像です。
右の壁の表面温度が左と比べて1～2℃高いのが分かります。実際手で触っても違いはほとんど分からないのですが、このように計測すると温度の差が見えてきます。
実はこの右側の壁の向こうに冷蔵庫が置かれているのです。

冷蔵庫を正面から撮影した画像です。
冷蔵庫背面の壁の角の部分が30℃近くまで温度が上がっているのが分かります。
　
サーモグラフィカメラを持って家の中を歩くと、いたるところに発熱源があることに気付きます。
テレビ、ブルーレイレコーダー、パソコン、スマートフォン、コンポ、照明器具、コンセント、ＡＣアダプター・・・
これらの電気製品はそれぞれ人と同じかそれ以上の熱を発しています。夏の冷房を考えるとき、電気製品をどのように配置するのかを検討する必要があります。

● 断熱ブラインド
南側の窓先にアパートの出入口があるので、視線対策として断熱ブラインドを設置しました。
使用してみて、思っていた以上にその断熱性能の良いことに驚きました。
ハニカム構造の不織布を使用した断熱ブラインドは、現在各社から様々な製品が販売されていますが、我が家では楽々ブラインド（マーベックス）とハニカムサーモスクリーン（セイキ総業）の２種類を使用してます。
どちらも２重の空気層となっていますが、左右に取り付けられる断熱レールの形状が違っています。

楽々ブラインド

　

ハニカムサーモスクリーン

　
ハニカムサーモスクリーンの写真は、スクリーンの上部も上げ下げすることができるツーウェイタイプという仕様のものです。正面からの視線や夏の日射を遮りつつ、外の眺めを取り入れることができます。
主に視線対策として採用した断熱ブラインドですが、今ではほとんど開けたくないくらい温熱環境の安定に貢献しています。
冬のコールドドラフトに対してはもちろんですが、夏の熱の進入にも効果を発揮します。パネルヒーターのような窓からの輻射熱が断熱ブラインドでピタリと遮断されます。
また障子のような、ほんのりとした灯りも趣があって閉めっぱなしでも圧迫感をあまり感じません。

ハニカムサーモスクリーンのサーモグラフィ画像です。（４月の比較的寒い日に測定。エアコン暖房可動。）
サッシとスクリーンの間の冷たい空気が下のほうにたまっているのが分かります。中心付近の表面温度は24.2℃となっています。

同じ面にある勝手口ドアのガラス面です。表面温度が24.1℃となっています。
断熱ブラインドはアルゴンガス入りのLow-Eペアガラスと同じくらいの表面温度になっているのが分かります。