自然の力を活かす住宅設計：省エネとパッシブデザインの融合
当社の業務は本日迄となりました。本年は大変お世話になりました。
2022年12月28日（水）より2023年1月8日（日）まで、年末年始休業とさせていただきます。
今年もblogの更新など、情報発信が少なかったのが反省点。来年こそはと考えています。
賛助会員として参加しているパッシブハウスジャパンもYouTubeにて情報発信をしています。
私もYouTubeチャンネルを登録しているのですが、YouTubeの仕様が変わったのか、最近になって過去のパッシブハウスについての動画があがってきます。
私は高断熱高気密に目覚めたのが遅く、過去のパッシブハウスの取り組みを詳しく知りませんでした。過去の動画があがってくることで、歴史を知ることができてとても参考になります。
忘備録を兼ねてリンクを紹介したいとおもいます。お時間のある時にでも是非ご覧になってください！
来年も変わらぬご愛顧のほど、よろしくお願いいたします。
私たちも賛助会員として参加しているパッシブハウスジャパンではこの時期、支部大会が開催されています。コロナウイルの感染状況を鑑みて、オンラインでの開催になっています。
各支部ごとに開催日をずらしているので、嬉しいことに全国の各支部大会に参加可能。実例発表では各支部の有名物件についてプレゼンを聞いたり、その後、グループ毎に分かれてのディスカッションもありで情報収集にと勉強になってます。リアル開催では全国各地を行脚する余裕はありませんから感謝です。
実例発表ではパッシブハウスや推奨エコハウスゾーンの建物を完成させるまでの様々な試行錯誤を直接聞ける機会は貴重。断熱材、木製サッシ、ガラス、空調、防蟻、リノベーション等の話題は多岐にわたります。
皆さん軽やかなプレゼンですが苦労されていることは想像に難くない。初めての建材や施工方法などもあり、情報のアップデートは必要だと改めて思います。本当に皆さん、勉強されているなというのが感想。
防蟻や床下エアコンの是非など、普段から疑問に思っていることを各方面から意見を交わせたので、次の実務に役立てそうです。
パッシブハウス認定は設計・施工の内容・建設コスト的にも難易度が高いことを改めて感じました。完成まで期間もそれなり必要になってきます。ですから建て主さまにも、それなりの覚悟が必要になると思います。当事務所ではパッシブハウス設計の実績はありませんが、実現できるような準備を心がげています
久しぶりの更新になってしまいましたが、今後ともよろしくお願いいたします。
STAY HOME週間中、Passive House Japan（PHJ）のメンバー有志が主催するDesignPH勉強会に参加しました。私自身はDesignPHライセンス未所持ですが、導入を検討中のため見学させていただきました。
DesignPHはSketchUpプラグインとして使用するソフトです。SketchUp+ DesignPHを使うことでパッシブハウスの設計を3D上（SketchUp）でモデリングできます。モデルを作成した後、そのデータをPHPP（パッシブハウス設計用のエネルギーバランスソフト）にエクスポートして、エネルギー設計を詳細に進めることができます。PHPPはExcelベースをデータをセルに入力する方式です。
※建物燃費ナビもPHPPがベースで、入力方法がCADベースになっています。このCAD機能をSketchUpに置き換えたものと考えると理解しやすいかもしれません。DesignPHは、PHPPのセルへの入力をSketchUp上で直感的に入力できるツールです。
※SketchUpはデスクトップ版のMake 2017、DesignPHはDemo版（2週間有効、機能制限有）を使っています。ソフトは実際に試してみることで理解が深まりますので、ぜひ試してみてください。
■SketchUp Make 2017 ダウンロードはこちらから https://www.sketchup.com/download/all（こちらからMake 2017を選択）
■DesignPH Demo版 ダウンロードはこちらから https://designph.org/DEMO_download（試用期間14日 機能制限アリ）
※DesignPHのDemo版を使っていますので、機能が限定されています。今後、正規版を導入しましたら追記予定です。
まずはSketchUpで簡単な外観モデルを作成します。この時、あまり複雑な形状で無いほうが良いです。開口等もサッシ開口だけで十分です。他のCADからDXF出力した場合、余分な線を整理しておくと後々の作業が楽になります。建物の方位や開口部の位置を検討し、簡単な外観モデルを作成していきましょう。
作成した外観モデルに壁、屋根、開口部ごとに属性を割当てます。この時、壁、屋根、開口部にワンクリックで属性を割り当てることができます。
※私はDemo版だったので属性をカスタマイズすることができませんでしたが 、Passivhaus Institutの認定済みコンポーネントを割り当てることができました。
窓についてはワンクリックで、サッシ枠とガラスが別々に表現されます。ボリューム作成段階ではサッシ開口のみで十分で、時間の短縮にもなるの便利な機能です。また庇などのサッシ開口部に影を落とす部位もモデル化できます
計算結果を見てみると庇などの端部からガラス中央にラインが見えます。これが計算部分ならば、屋根の厚み等は必要ないようです。まあ、これはこれで外壁面積等計算に影響しそうですが、難しいことは考えずに最後まで進んでみます。
建物の内部壁についてはモデル化する必要はありません。
暖房されていない部屋については、温度係数を入力するだけでモデル化できます。
※これは試すことができませんでした。
DesignPHでは周囲の建物等、障害物からの影響も計算してくれます。なので、計画建物に影を落とす、周辺建物等もモデリングする必要があります。
Google Earthからおおよその地形モデルをインポートすることもできます。その後、DesignPHは計画建物への日影の影響も考慮しながら、日射取得熱等を計算してくれます。
※Demo版ではこれも試すことができませんでした。参加者の中には広範囲の地形モデルをインポートして山からの日影の影響を確かめている強者も…
※気候データについては、プラグインでデータが用意されています。ですが日本ではあまり細かい分類が無いようでした。またアメダスから気候データを読み込むこともできないようです。
外観モデルを完成させたら、エネルギー計算を実行、建物のエネルギー消費量を評価することができます。DesignPHによる計算はソフト内で行われていて、PHPPへの出力は必要ありません。結果はPHPPほど正確ではないと思いますが、この段階で簡単に数値を把握することができれば良いでしょう。なので計算結果が15 kWh / m2であっても、計画した建物がパッシブハウスレベルかの判断はできません。この次のステップでPHPPでの計算が必要になるからです。そのためにもこの段階では、さらに建物性能を高めておく必要があるかとおもいます。
DesignPH内で事前エネルギー計算を実行後、データを.pppファイルとしてエクスポート、PHPPに直接インポートできます。
※この作業もできませんでした。
※今回はDemo版での感想になります。
・使いやすさ
DesignPHは、SketchUpのプラグインとしてとても使いやすいと思います。
認定パッシブハウスを設計する時はDesignPHだけでは足りません。PHPPでの計算等、複雑な検討が沢山あります。ですが初期段階からパッシブハウスの設計に利用すれば、失敗が少なくなると思います。
・設計者へのおすすめ
若手設計者や学生も挑戦しやすく、パッシブハウス設計の基礎を理解しやすいです。温熱設計に興味をもったらSketchUp+ DesignPHにチャレンジしてみてもらいたいです。パッシブ設計に馴れていなくても、DesignPH内ならば手軽に結果をみることができます。未来の設計者がパッシブハウスへ興味をもってくれると良いなと思います。
・非住宅建物への応用可能性
住宅以外の建物、複雑な形状の建物等は評価するソフトが少ないのでDesignPHが有効かと思います。普通の住宅レベルならば、もちろん”建物燃費ナビ”が早くて有効です！
今日は4月16日。緊急事態宣言が出てから約1週間がたちました。外出を少なくして他人との接触を80パーセントまで減らして爆発的な拡大を防ぐとの事。これが達成できれば爆発的な感染を避けることができるそうです。
業務打合せにはZOOMを主に使っていますが、お客様との打合せが目下の課題。PCを持っていないお客様とどのように打合せするのか多くて思案中です。
※緊急事態宣言が全国に広がりそうなニュースが入ってきましたね。。。
日当たりをシミュレーションするの続きになります。
前回は敷地に対するシミュレーションを行い、建物を配置してみたところ、思いがけない方向から日影が飛んでくることが判明したお話でした。
くりかえしますが、パッシブ設計のポイントの一つに日当たり条件があります。理想的には大草原の中にポツンと建つような、隣地に何もなくて建物を南側に正対する配置ができれば、日射について大きな問題は少ないでしょう。ですが、そういった条件の敷地は非常に限られています。
そのため、敷地の日当たり条件を丁寧に検討した後、建物形状や窓の配置を決める設計が必要になります。
次に、前回と同じようにシミュレーションを行い、その結果をご紹介します。
シミュレーションを行った結果、建物の半分以上が北側の建物からの日影の影響を受けていることがわかりました。この後、14:00には全体的に日射を受けることができますが、15:00には別の建物の影響を再び受ける状況になります。。
1階の窓からはほとんど日射熱を得ることができないことがわかりました。しかし、屋根面からは日射熱を取得できる可能性があるため、屋根面に窓を設置するという解決策を考えます。この場合、ハイサイドライトと呼ばれる窓を設置することで、北側建物からの日影の影響を避けることができます。
シミュレーションを重ねた結果、ハイサイドライトからの日射を得ることで、室内温度に大きな違いが生まれることがわかりました。日射熱の取得量は、ハイサイドライト設置時は7,200whで、設置しない場合の4,600whと比べて約1.5倍になります。また、室内の温度も14:00に約3℃の差が生まれ、最高室温は日射熱が最大になる12:00から約2時間後に達するという興味深い結果となりました。
日射熱の取得状況です。
ハイサイドライトに日射を受けることができて日射熱も得ることができそうです。
どうにか解決できそうです。
建物内の温度分布状況はこのようになります。
左図がハイサイドライト設置。右図は特に対策していない状況です。
日射熱はハイサイドライト設置7,200wh。対策なしだと 4,600wh。約1.5倍になります。
室内の温度はこんな状況です。
ハイサイドライトからの日射熱で14:00に3℃ほどの温度差が出てきます。
最高室温が日射熱最大の12:00から2時間遅れの14:00になることも興味深いです。
今回のような敷地状況では日当たりの条件が厳しいと思われるかもしれませんが、パッシブハウスもこのようなシミュレーションの延長線上にあります。「たかがシミュレーション」と言う声も聞かれますが、事前に検討を行うかどうかで設計の精度や建物の性能には大きな違いが出るのです。
パッシブ設計は「自然の力」を理解し、それを活かした家づくりです。これからも、「自然の力」を最大限に取り込める、丁寧な設計を心がけていきます。
これからも「自然の力」を取り込める、ていねいな設計をこころがげて生きたいと考えています。