3.「東京」に相応しい建物とは?
3-2 建物と断熱(熱帯夜の抑制)
室内の温度(室温)を屋外の温度(外気温)と異なる温度に保つ場合に、「断熱」が効率(省エネルギー)上、有効です。暖房や冷房をしないのであれば、断熱があっても、「断熱」の意味はありません。
特に、「冬期」には有効で、前述したように、
@外壁等からの貫流熱負荷が、冬期の大きな割合を占める。
A冬期の室内設定温度は、普通20〜22℃、外気温は0〜7℃、温度差は22〜13℃。
夏期の室内設定温度は、普通26〜28℃、外気温は33〜37℃、温度差は11〜5℃で、冬の温度差の方が大きい。ただし、「外壁等に日射が当る」場合、夏期の外壁の表面温度は50〜70℃になるため、その場合、夏期の方が「断熱」の効果が高くなります。
古来、日本の建物は「軒の出」を大きくとり、夏の日差しが直接、外壁に当らない工夫をしていました。または、以前の丸の内のように同じ高さの建物を寄せて建てることで、隣りの建物の陰で外壁に日射が当らないので、同じ効果が発揮されます。
新宿新都心のように高層の建物を間を空けて建てると、「冷房負荷」と「暖房負荷」の両方に不利となります。
・断熱箇所 |
表3-2-1 内断熱と外断熱 | |
内 断 熱 |
外壁の内側(室内側)に、グラスウールやポリスチレンを設置したり、ウレタンを吹付けたりする。外壁の内側に設置するので「内断熱」と呼ぶ。 | ![]() |
外 断 熱 |
外壁の外側に、同様の素材で施工する場合、「外断熱」と呼ぶ。 | |
表3-2-1に特徴をまとめました。 |
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図3-2-1 内断熱と外断熱 | ||
外壁表面の温度はどちらも同じになります。表3-2-1にも記しましたが、現在のように「間欠暖房」(人がいる時だけ暖房を行う。寝ている間や外出時は暖房を停止する運転)を行うと、「外断熱」では、室内の空気温度だけではなく、コンクリートの外壁(断熱材の内側)も温めないと、壁が冷えたままでは「冷放射(放射冷却)」(平均放射温度が低い状態)の関係で同じ室温では寒く感じます。24時間暖房が必要です。なにか勿体ない気がしますが、後述(「3-6都市排熱(その1:利用例)」)しますヨーロッパでは、ごみ焼却場の排熱等を使用しますので、日本では煙突から直接捨てている熱で「暖房」するので、勿体ないことはなく、しかも家全体を温めるので「ヒートショック」や「結露の問題」もありません。 夏期の状態は、室温はクールビズの「28℃」としました。何点か外気温を記入しています。上から、日射が外壁面に当ると、そこは50〜60℃、色や材質によっては70℃以上になることもあるため、外壁面を「50℃」とした場合が一点。2014年8月の最高気温「36.1℃」が一点、2014年8月の「日最高気温の月平均」「日平均気温の月平均」「日最低温度の月平均」の三点の計五点です。 「室内温度」と「屋外の温度」の関係が、「冬期」とはかなり異なる感じであることがわかります。「外壁に日射を当てない」と何度か記してきましたが、その理由がわかってもらえるのではないでしょうか。「最高気温」はその状態が1時間も2時間も続きませんので、外壁に日射が当らなければ「36.1℃」の線は実際には出現しない最高線ということになります。いっぽう残りの3点の内、2点は「室内温度」よりも低い値を示しています。 「内断熱」では、オレンジの矢印を記載しましたが、昼間、「熱」が「屋外→室内」と流れます。コンクリートは熱容量が大きい(熱しにくく冷めにくい)ため、その「熱」の一部がコンクリート内に蓄熱され、日没後に外気温が低くなると、その溜まっていた「熱」が逆に屋外に流れ出します。明け方近くまで「熱」がコンクリートから放出されるため、それが「熱帯夜」が頻出する原因です。「日最低温度の月平均」が微妙な温度になっています。「25℃」以上が「熱帯夜」の定義ですので、月の平均値はかろうじて「熱帯夜」ではありません。 「外断熱」では、青色の矢印を記入しました。その意味するところは「日平均気温の月平均」と「日最低温度の月平均」が「室内設定温度」を下回るので、夜間に窓を開けておくとその「夜気」をコンクリートに蓄熱可能で、昼間の「冷熱負荷」を削減できることを示します。特に住宅では「照明・器具発熱」「人体発熱」が少ないので、有効です。空気の比熱は小さいので、多くの熱量を蓄熱するためには大量の外気が必要です。夜間にファン動力を使用しないで、大量の外気を室内に導入するには、かなり「綿密な仕掛け(平面的な通風計画)」が必要です。 |
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・断熱の限界 |