KH Architects
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エコハウス 高気密・高断熱住宅 省エネ住宅 サステイナブル建築 環境建築 の設計・デザイン
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エコ仕様の基本技術
エコロジカルな建築をつくる上で省エネ性能は重要な指標になります。ここではシンプル + エコの建築で重視している指標や技術について解説します。
省エネ性能の設定
建築のエネルギー消費を少なくする為には、断熱や気密性といった基本性能を高めることが重要となります。例えば魔法瓶のような容器では、外部と内部を遮断することで中に入った液体の温度を長時間一定に保ちます。建築でも同様に、断熱と気密の性能をあげることで外と内の熱のやりとりを遮断すると外気の寒暖に左右されずに室温を一定に保つことができます。エコハウスの基本はこうした高気密・高断熱を実践することになります。このような建築技術は寒さの厳しいドイツや北欧といった北ヨーロッパで主に発展してきました。
日本においても高断熱・高気密住宅は北海道や東北などの寒冷地エリアを中心に普及してきました。日本の戦後の一般的な木造住宅では、断熱材が十分ぶ入っていない状況が長く続いていましたが、近年の異常気象や温暖化によって、東京などの温暖エリアにおいても夏季は冷房、冬季は暖房が欠かせない環境になってきました。また、こうした異常気象に対応すると同時に地球環境に対する負荷をかけずに持続的（サステイナブル）な生活することに関心が高まっています。
シンプル + エコの建築では、バランスの良い高気密・高断熱仕様とすることで省エネ性能を向上させ建物の基礎的な性能を向上させることを原則としています。
具体的には、断熱性能の民間規格HEAT20のG2レベルをひとつの性能指標としています。HEAT20G2レベルは温暖地域で冬季に概ね13℃を下回らず、H28省エネ基準より約50％の省エネになる性能の断熱レベルになります。
エコロジカルな視点からすると「オフ・グリッド（＝電気、ガス、水道といったインフラ配管設備を接続しない）」で完全に自律した建築がひとつの目標になると考えられますが、現実的には大変高いハードルになります。とはいえ、多少なりとも省エネ性能の高い建築を実現してゆくことがエコロジカルな視点で重要と考えています。HEAT20G2レベルは高気密・高断熱の仕様としては中上位程度の仕様といえますが、壁厚がさほど厚くならない点やコスト的な負担も過大になりすぎない点から温暖エリアではバランス良い仕様の為、シンプル + エコの標準的な仕様としています。
充填断熱 + 付加断熱
省エネ性能を向上させる為には第一に断熱性能を向上させることが重要となります。木造の場合、柱と柱の間に断熱材を入れる充填断熱が一般的で、まずはこの部分に高性能の断熱材を使用します。ただ、柱間のみに断熱材を充填すると柱や梁といった構造体の部分は断熱材が途切れてその部分から外気温が伝播する（熱橋＝ヒートブリッジといいます）為、熱橋が発生しないように断熱材を外部側へ付け足します。この付け足した断熱を付加断熱といいます。こうして充填断熱と付加断熱を組み合わせることで断熱性能を向上させるのが一般的な方法です。
断熱性能は断熱材の素材自体の熱伝導率と断熱材の厚みにより決まってきますが、性能向上の為に断熱材を厚くすると壁の厚さも増すため、建物の使い勝手が悪くなるケースがあります。
そのため、機能性と環境性能のバランスを取るような計画をすることが肝要となります。温暖エリアでHEAT20G2レベルの断熱性能とする場合は、数センチ程度の付加断熱材のみの厚さが足される程度なので、一般的な木造建築と見た目の違いはほとんどありません。
断熱サッシ
外皮の断熱性能を計算した場合、窓からの熱の流出入はかなり大きな比率を占めます。これはガラスや枠に使用されるアルミの熱伝導率が高い為ですが、こうしたガラス・サッシの弱点を補うのが断熱サッシです。
断熱サッシではコーティングしたガラスや二重、三重の真空層を持つガラスを使用し、枠部分に関しても内外で熱が伝達しないように絶縁してあったり、熱伝導率の低い樹脂材を使用したりして熱が伝わりにくいようにしています。
昨今の温暖化対策やエコへの関心の高まりから各社ともに断熱サッシの製品開発に力を入れており、徐々に普及しつつある状況になっており、製品の選択肢が増えています。
アルミと樹脂による複合タイプの断熱サッシ
樹脂製の断熱サッシ
全熱交換の換気設備
高気密・高断熱仕様とする場合、内外部の熱の往来を制限して熱の損失をなくすようにするのが原則です。しかし汚れた空気を外に出し、新鮮な空気を室内に取り入れる為の換気は必須となるため、どうしても内外の空気の入れ替えが必要となります。そのため、高気密・高断熱仕様の建築では換気の際に熱の損失がきわめて少ない、全熱交換型の換気設備を使用することが標準的な仕様となります。
全熱交換の換気設備は単独の換気扇やダクトを使った大掛かりなものまで様々な種類があります。
HEAT20G2クラスを基準とするシンプル・エコの建築では、建物全体の空気の流れを考慮した全熱交換型の給排気システムを使用しています。これは建物内の数カ所に全熱交換型の換気扇を設置して空気の流出入を建物全体でコントロールするシステムですが、ダクト等の大きなスペースを必要としない点が長所です。
室内に設置された給排気ファン
（右上の白い方形のボックス）
全熱交換型の給排気ファンによる換気システムの例
（阿佐ヶ谷ライトエコハウス）
その他のエコ技術
上記のエコ技術は主に建物の器の基本性能を向上させる為の基本的な技術で、高気密・高断熱による省エネに主眼を置いたものになります。
エコ技術は多岐にわたる技術・設備があり、例えば太陽光発電、太陽熱温水器、風力発電、地熱利用、蓄電池、バイオマス、スマートハウス等といったものがあります。これらは省エネのみならず、創エネも出来る技術であり、使い方により非常に有効となります。シンプル + エコの建築では、技術至上主義に陥ることなく個別の条件に最適なスペックを選択してゆくことを重視し、デザインとスペックのバランスを考慮しながら設計してゆきます。