エクセルギーで考える温熱環境:宿谷昌則先生の講演から

先日、PHJ関東支部のサブリーダーとして企画・運営した宿谷昌則先生の『人・建築・地球とエクセルギー』発刊記念セミナーを開催しました。新刊のコンセプトと同様に、講演でも数式を使わず、直感的に理解できる形でエクセルギーの視点が紹介されていました。

特に印象的だったのは、パッシブ型技術とアクティブ型技術の役割分担と、エクセルギーの原則から見る「断熱の新しい捉え方」です。

パッシブ技術の重要性:建築の基本性能を確保する

宿谷先生が強調されていたのは、建築の基本性能(パッシブ型技術)をしっかり確保することが最優先であり、アクティブ型技術はそれを活かす役割であるということ。

これは、まさにパッシブハウスの利点そのものです。

断熱・気密をしっかり確保することで、エアコンや空調の電気代を大幅に削減できる。

✅ 逆に、建築の基本性能が低いと、いくら設備を高性能にしても無駄が多くなる

例えば、エアコンの効率を上げるより、まず断熱・気密を整えたほうが、トータルで見て省エネルギーになるのです。

パッシブ型技術(断熱・気密)とアクティブ型技術(設備機器)の関係

パッシブ型技術を強化することで、アクティブ型技術の使用を最小限に抑えることができ、結果として一次エネルギーの消費を削減できます。
例えば、断熱・気密が優れた家では暖房・冷房の必要量が減り、電力やガスの消費が抑えられます。これは、エクセルギーを無駄にせず、エネルギーを最も有効に活用する設計アプローチと言えます。

エクセルギーとは?

エクセルギーとは、「エネルギーを有効に使える度合い」を示す概念です。エネルギーそのものは保存されますが、時間が経つとエネルギーの質(エクセルギー)が低下し、最終的には使えなくなります。

エネルギーとエクセルギーの違い

  • エネルギー(Energy) は変換しても消えません。(例:電気を使ってお湯を沸かす)
  • エクセルギー(Exergy) は「役に立つエネルギーの質」。エネルギーが広がるほど使えなくなります。(例:お湯が冷める)

エクセルギーの消費とエントロピー

エネルギーが使われると、エクセルギーが減少し、エントロピー(エネルギーの拡散・無秩序度)が増加します。

  • 例えば、熱いコーヒー(高エクセルギー)は冷めるとエクセルギーを失い、周囲の空気に拡散(エントロピー増加) します。
  • 建築でも、断熱が不十分だと、暖房のエネルギーがすぐに外へ逃げてしまい、エクセルギーの無駄が大きくなる

建築におけるエクセルギーの活用

🏡 断熱・気密を強化することで、エクセルギーの無駄を防ぎ、少ないエネルギーで快適な住環境を維持できる。
🏡 断熱材の役割は、熱エネルギーを有効に使うことで、エクセルギーの消費を抑えること。
🏡 建築設計の目的は、エクセルギーを最大限活用し、エネルギーの効率的な使い方を考えること。

エクセルギーの原則から見る「断熱の新しい捉え方」

講演の中で、宿谷先生が示したエクセルギーの原則に基づく考え方の転換が非常に印象的でした。

通常、私たちは壁の断熱性能を「熱を通しにくくする」ものと捉えることが多いですが、エクセルギーの視点では「加熱パネルを取り付けた状態」と考えることができるのです。

エクセルギーの原則

  • 断熱された壁は、壁からの放射熱によって室内を暖める役割を果たしている。
  • つまり、室内の人は、断熱壁からの熱放射を受けていることになる。
  • 断熱性能が低いと、熱が外に逃げるため放射も弱まり、室内の体感温度も下がる。

この考え方を理解すると、

断熱の目的は「熱を逃がさない」ことだけでなく、「壁そのものを放射熱源にする」ことでもある。

壁の断熱性能を上げることは、室内環境のエクセルギー効率を高めることにつながる。

これは、従来の「断熱=熱を遮る」という考え方から、「断熱=エネルギーを有効に活用する」という発想の転換になります。

まとめ & 今後の展望

今回の講演を通じて、エクセルギーの視点を取り入れることで、建築環境をより深く理解できることを再確認しました。

  • パッシブハウスの本質は、エクセルギーの考え方と親和性が高い。
  • 断熱気密をしっかりすれば、設備のエネルギー負荷を最小限に抑えつつ、快適な環境を維持できる。
  • エクセルギーの視点を取り入れることで、「断熱は加熱パネルである」という新たな捉え方が生まれる。
  • エネルギーは保存されるが、使える能力(エクセルギー)は消費され、最終的に使えない形(エントロピー)になり地球外へ放出される。建築設計においては、このエクセルギーの消費を最小限に抑えることが重要となる。
  • 今後も、エクセルギーの視点を設計や実務にどう活かせるか探求したい。

さらに、今回の講演をもって、PHJ関東支部のサブリーダーとしての役割を終えることになりました。これまで関わってくださった皆さまに感謝いたします。今後もパッシブデザインやエクセルギーの視点を大切にしながら活動を続けていきます。

過去にもPHJの仲間と「森のカフェ 軽井沢南ヶ丘」でエクセルギーを学ぶ機会がありました。パッシブ認定を受けた実際の建物でエクセルギーを体感しながらの学びは、まさに「理論と実践が一致する」経験でした。

その時の建物探訪の様子はこちら

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「パッシブ設計を取り入れたいが、どう進めればいいのか?」とお考えの方へ、エクセルギーの視点を活かした設計相談を受け付けています。

設計相談の詳細はこちら

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私たちが考える、自然と共生する設計の基本

自然と共生する設計は、単に「エコ」や「環境にやさしい」という言葉だけでは語り尽くせません。
私たちは、自然エネルギーを最大限に活かし、住む人の快適さと建物の持続可能性を両立させることを目指しています。その中でも特に注目しているのが、「日射取得」 の工夫です。


建物を設計する際、まず重要になるのが、敷地の日影を考慮したシミュレーションです。
このプロセスでは、太陽の動きを観察し、日射の角度や季節ごとの変化を検討します。そして、太陽光が効率よく差し込む窓の位置を慎重に決定します。

たとえば、周囲を建物に囲まれた敷地では、日射が届くポイントが限られることがあります。このような場合、ピンポイントで「日射取得」を確保する工夫が求められます。窓を設置する壁面の位置が建物全体の性能を左右するため、シミュレーションの結果をもとに、最適な配置を導き出します。


窓には日射取得の役割だけでなく、建築基準法を満たすための採光や換気を確保するという重要な機能もあります。
そのため、窓の配置を考える際には、自然エネルギーの活用と法規上の要件を同時に満たすことが必要です。これを実現するためには、設計者の技術と工夫が求められます。


自然と共生する設計は、単なるデザインの工夫や高性能な設備に頼るだけではなく、精密なシミュレーションを活用した自然エネルギーの利用が鍵となります。
今回ご紹介した日射取得を意識した窓の配置は、その一つの具体例です。
建物が自然と調和することで、住む人にとって快適で、環境にも配慮した住まいが実現します。

厳しい規制の中で生まれる創造性:カウフマン建築が教えること

先日投稿しました建築家ヘルマンカウフマン氏の講演会の続きになります。
今回の記事では、竹中工務店との協力による日本の施工現場での実践例に注目しました。

一方、前回の記事では、ウッドステーションやモックの技術進化について触れています。それらの技術が背景にあることで、本記事で取り上げるパッシブタウン第5期街区の事例にも、さらに深い意義が生まれています。


(※前回の講演記事はこちら

施工技術と設計哲学:パッシブタウン第5期街区

 YKK不動産が推進する「パッシブタウン」プロジェクトの最終街区が公開されました。このプロジェクトは、富山県産材を87%使用し、脱炭素建築を目指しています。RCコア構造により地震力を軽減し、耐火性を備えた木質ハイブリッド構造が特徴。Power to Gas技術やプレファブ工法の活用による効率的な省エネ設計が、持続可能な社会への一歩として注目されています。 

出所:YKK不動産、竹中工務店

記事のリンクはこちらから

木質ハイブリッド構造でつくる最先端の脱炭素建築(※日経クロステックより要約)」

YKK Passivetown, Kurobe Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbHより


環境と技術の最適解を求めて

カウフマン氏の日本の地震に対する法規や消防法への対応は、非常に大変だったとのことでした。(通訳の方が訳した「消防法」という言葉は、おそらく「防火規定」を指しているのでしょう)

講演中にカウフマン氏の基本図面と実施図面を比較する機会がありました。センターコアの占める割合や厚さ、カーテンウォールの厚さなどが大きく異なり、これらを比較することで、日本の規制が建築デザインに与える影響を具体的に理解することができました。またオーストリアのフォアアールベルク州にあるLifeCycle Tower (LCT ONE)との比較も行われ、コア(LCT ONEでは片側偏心コアでしたが)の割合の違いは一目瞭然でした。


カウフマン氏の設計では、スラブの薄さやカーテンウォールの軽やかさがとても魅力的ですが、日本の厳しい耐震・防火規定により、設計の見直しが必要となりました。その中で、竹中工務店と協力し、RCコアを増強しつつも木材の活用を最大限に引き出したハイブリッド構造という革新的な解決策が生まれました。

出所:YKK不動産、竹中工務店


建築設計において、与えられた条件の中で最適解を導き出すプロセスは、単なる制約への対応ではなく、新たな価値を創造する機会となります。このパッシブタウン第5期街区プロジェクトは、まさにその典型例といえるでしょう。このような厳しい制約の中から、新しいアイディアを生み出している姿勢がとても印象的でした。


施工中の雨とプレファブ工法の役割

また、カウフマン氏は講演では、施工中の雨による木材の濡れを極力避けることの重要性についても触れていました。木材は湿気を含むことで品質が低下する可能性があるため、建材の搬入スケジュールや現場の雨対策が設計と同じくらい重要だと強調しています。

オーストリアと比較し、『施工途中で雨が降っても雨漏りしない』という竹中工務店の施工技術を高く評価していました。この点は、日本の施工現場における優れた管理体制と技術力を象徴していると言えます。日本の施工現場では、雨のリスクを避ける工夫が投稿などで話題になるように、雨対策は日本の施工現場において、重要な管理項目の一つです。日本の施工体制の素晴らしいポイントの一つです。

迅速施工を実現するため採用されたプレファブ工法には、木材を湿気から守りながら作業効率を上げるという、カウフマン氏の哲学が反映されています。

出典:Hermann Kaufmann Architekten: Architecture and Construction Details

持続可能な技術としての可能性


カウフマン氏の設計は、シンプルなデザインと精緻なディテールなど、その意匠面に注目が集まりがちです。ですが、その設計を実現するために、直面した条件から逃げず、粘り強く問題解決を重ねるカウフマン氏の姿勢に強い印象を受けました。

竹中工務店の雨対策や迅速施工の技術は、プレファブ工法の可能性をさらに広げ、日本独自の建築価値をさらに深化させました。また、カウフマン氏が示した厳しい規制の中で創造性を発揮する設計哲学は、私たちの未来の建築を導く重要な示唆に満ちています。この技術の進化は、単なる効率化ではなく、持続可能な社会に向けた新しい価値創造の一環です。こうした建築の可能性を、私たちの生活や環境にどのように活用できるのか、一緒に考え続けたいと思います。

前回の記事はこちらからどうぞ

パッシブハウス認定と断熱性能の試行錯誤、北海道建築探訪 | 幸総合設計

パッシブハウス認定に向けた挑戦

パッシブハウス認定を目指して、ヒートブリッジやインストールψの解析に取り組んでいます。これはパッシブ設計における重要な要素であり、特に日本の寒冷地での性能を左右するものです。

案件が保留となり多少の時間ができたため、この機会に解析をマスターしようと考えていましたが、先輩コンサルの経験を追体験しているようで、その道の険しさを実感しています。

解析の試行錯誤

ソフトの習熟には時間がかかるタイプなので、解析作業にも多くの試行錯誤がありました。肝心なポイントを見逃して最初からやり直すこともあり、時間だけが過ぎていく日も多々ありました。それでも、パッシブハウス認定に求められるヒートブリッジやインストールψの解析は非常に重要な要素なので、粘り強く取り組んでいきたいと思っています。ソフトの習熟に時間がかかるタイプなので、ソフトの習熟だけでも精一杯。肝となるポイントを見逃して最初からなんて事も数回。時間ばかりが過ぎていくなんて日が多かったです。


北海道での建築探訪と温熱環境の発見

2月の後半は家族と一緒に冬の北海道へ。旅の中盤には寒波に見舞われ、冬の北海道の厳しさを味わいましたが、それでも楽しい旅となりました。

家族との旅行でしたので、建築オタク旅とはなりませんでしたが、外気温がマイナスでも建物内は半袖でも過ごせるような暖かい北海道仕様ならでは 名物 ”おうちアイス” も経験!
愛車の95プラドで峠を越えながら、旧いクルマを大切に使い続けることの楽しさも感じつつ、ゴールデンレトリーバーのテンテンとも一緒に網走で氷点下の散歩を楽しみました。寒さの中でも堂々と歩くテンテンの姿は頼もしい限りです。

雪煙でバックドアが真っ白。さらに過酷な雪道に…
愛車の95プラドで峠を越えます。旧いクルマを大切に乗ってます。4輪駆動車でも緊張の峠越えでした。
-6でも平気なワンコと凍える私
網走の能取湖湖畔をゴールデンレトリーバーのテンテンとお散歩。氷点下5度でも平気そうでした。

北海道の建築と温熱環境に関する発見

以下は北海道での建築や温熱環境に関する印象的なポイントです:

・樹脂サッシとペアガラス:樹脂サッシのペアガラスが一般的で、トリプルガラスはあまり見かけませんでした。特にYKKの製品が多かったように感じます。

・リノベーション物件:樹脂サッシ+ペアガラスの二重サッシが多く、旧い木製引戸や単板ガラスと組み合わせ、レトロな雰囲気を残しながら断熱性能も上げているのが見事な演出。少し室温が下がるものの、適材適所と感じられる工夫がなされていました。

・賃貸アパート:賃貸でも樹脂サッシ+ペアガラスが標準で、FIX窓とすべり出し窓の組み合わせが多く見られました。バルコニーや引違いの掃き出し窓は無く、暖房はFF式ストーブ(灯油)が主流です。

・非住宅の施設:パネルコンベクター(コロナ製)が多く使用され、網走の旅館でもFF式ストーブが採用されていました。また、宿泊施設では夏用のエアコンが設置されているものの、冬は使用されていません。

・パネルヒーターの快適さ:湿度コントロールがどのように行われているかは不明ですが、パネルヒーターによる室内環境は非常に快適でした。

北海道の建築探訪は、関東とは異なる熱源やサッシの設計を見るだけで十分に興味深く、温熱環境の違いを実感しました。

北海道の建築と温熱環境に関する発見

実際に北海道を旅してみて、書籍や講座で聞いた設計手段や設備について、体感することで少しずつ腑に落ちてきた気がします。「百聞は一見に如かず」とはこのことでしょうか。

この経験をさらに深めるため、次回は「ミライの住宅さん」主催の北海道断熱修行の旅にも参加を検討しています。より深く北海道の断熱技術を学び、自身の設計に活かしていきたいと思います。

パッシブハウスジャパン全国大会2023:発表の舞台裏

2023年11月16日に開催されたパッシブハウスジャパン全国大会2023で、実例報告として発表する機会をいただきました。壇上での発表は貴重な経験であり、今後同じような機会があるかどうかわからないため、特別な思い出となりました。

左から 池田組の池田さん 森代表 当日登壇したFabWorksの中さん 発表が終わって安堵する私

発表内容:NOIL新築工事の事例報告

発表では、現在進行中のプロジェクトNOIL新築工事についてご紹介しました。このプロジェクトは、ローエナジービルディング認定を目指す建築であり、私は解析チームの一員として、また池田組の池田さんは施工者代表として、二人で登壇しました。

発表当日の朝には、最新の現場写真への差し替えやDesignPHのリアル操作などもあり、緊張がピークに。しかし、出来栄えはともかく、無事に発表を終えることができました。

外部開口部の解析:高性能化への挑戦

このプロジェクトでは、外部開口部の性能と耐久性向上に力を入れました。

意匠設計→施工図作成→解析のフローを数回繰り返し、解析を重ねた結果、納得のいく仕様を実現しました。

外部開口部の解析では、Certified PH Consultantの高岡利香さんが多大な努力をしてくださいました。

また、外部開口部は山崎屋木工さんのキュレーショナー、木製サッシ+トリプルガラス仕様の高性能仕様となっています。ZEB認定の建物なのに、窓周辺に座ると何となく肌寒いということがあるのですが、本物件では快適に過ごすことが出来るはずです。

PHPPとDesignPHの活用

NOIL新築工事は非住宅の建物なのですがPHPP+DesingPHで性能を解析することが可能です。

DesignPHとは?

プレゼン中の画面に赤く塗られた建物が映っていましたが、これはDesingPHで解析した結果になります。赤く塗られた部分は断熱の外側になっていて、このデータをPHPPに読み込んで計算することができます。

PHPPのメリットと課題

PHPPは工法や建材を問わずに解析できる柔軟性が魅力です。悪い面は特に無いと思いますが、あえて言うならば国産ソフトと比較すると操作方法がアナログなことでしょうか。

厳しい環境下での現場進行状況

厳しい寒さと雪の中、また能登半島地震などありましたが、池田組さんの報告によると現場は着々と進行中とのこと。ホント、.雪国の方々の粘り強さには感服するばかりです。

厳しい環境下での現場進行状況

NOIL新築工事は、ローエナジービルディング(申請予定)を目指しており、工事の進行に合わせ、再解析等これから検討する要件が残っています。引き続きチームで力を合わせ、より良い結果を目指してコツコツと取り組んでいきたいと思います。

年末年始の休業日のお知らせ

YouTubeから歴史を振り返ってみる

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。

パッシブハウス・ジャパンYouTubeチャンネル

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。

パッシブハウス

パッシブハウス(PassiveHouse)特集_TVK

PHJ支部大会開催中

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。

パッシブハウス設計のためのDesignPHとSketchUp活用ガイド

1.Zoom勉強会でDesignPHの使用法を学ぶ

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。

2. DesignPHとは?SketchUpでの3Dモデリングに便利なプラグイン

DesignPHSketchUp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。

ソフトの準備

※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。

3.DesignPHでのモデリングからPHPPへのエクスポートまでの方法

SketchUpでモデリング

サッシ開口部は四角の外形だけで大丈夫

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

属性の割当て

簡単なサッシ開口の四角にワンクリックでサッシモデルを挿入できます

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。

周辺環境の入力

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。

4. エネルギー計算とPHPPへのエクスポート計算

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。

5. DesignPHを使ってみた感想

※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!

日当たりをシミュレーションする 建物編

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 建物編

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。

シミュレーション結果:12:00の状況

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。。

 

太陽から取得する日射熱

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。

 

ハイサイドライトの効果

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。

パッシブハウスとシミュレーション

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。

パッシブデザインは「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。

 パッシブ設計は「自然の力」を理解し活かした家づくりです。

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。

 「パッシブデザインには 日射のコントロール が不可欠です。」
シミュレーションを活用し、どのように 日射取得を最適化 しているのか、詳しく解説しています。
日当たりをシミュレーションする

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日当たりをシミュレーションする

パッシブデザインに欠かせない日射の検討

今日は4月2日。年度初めですね。今日はとても風が強かったです。桜は満開ですが強風に耐えてます。
コロナウイルスのニュースがいやでも飛び込んできます。色々不安なことが多いと思いますが自分でコントロールできることに集中して日々過ごしています。

私はリラックスするためにヨガを日課としています。ヨガを習い始めてから3年くらい、太陽礼拝を毎朝の日課としています。太陽礼拝を簡単に説明するとヨガのラジオ体操みたいなものなんですが毎日やることでその日の体調変化にも気づきやすくなったりします。

来年はコロナウイルスもきっと収束して、どんなことを書いているのでしょうね。

そんな中でも粛々と設計を進めています。今回は、シミュレーションソフトを使ったパッシブデザインに最も重要な、日射取得の検討についてお伝えします。

敷地状況を把握する

敷地の形状を地図で確認しました。

南北方向のずれが少なく、日射取得の条件条件は良好です。パッシブ設計では日当たり条件は重要なポイントの一つであり、建物が南面に正対するほど有利になります。

しかし、今回の敷地では、すべてが理想的というわけではありません。

現地調査の結果、次のような状況が判明しました。

  • 北面・西面 :道路に接している
  • 南面・東面 :宅地に囲まれている

市街地ということもあり、既存の建物が敷地に接近して建てられており、一見して隣地からの日陰の影響を強く受けることが判明しました。西側には6メートルの道路がありますが、驚きの結果が待っていました…。

更地の敷地をシミュレーションする

配置計画の前にやるべきこと

まず、現地で周辺の隣接敷地を調査し、隣接建物の配置や高さを計測しました。そのデータを基に隣地建物を配置し、建物の影響を検討します。

しかし、いきなり建物を設計するのではなく、更地の状態 でまずシミュレーションを行い、隣地建物の日陰の影響 を把握することが重要です。

このシミュレーションをもとに、隣接建物の日陰を考慮しながら、建物の配置計画を進めます。
「ここしかない」という配置計画を見極め、自然に素直な設計を目指す。
これが、パッシブデザインにおける重要なステップです。

シミュレーション結果:冬至での検討

基本案が決まったら、次に 冬至(太陽高度が最も低い日) でのシミュレーションを実施します

11:00頃

11:00を過ぎると、南西の角に日が当たり始めますが、1階の南面にはまだ日射がほとんど当たっていません。北側建物からの日陰の影響が大きく出ています。

 

 

 

14:00頃


14時になると、ようやく南面全体が日射を受けます。しかし、今度は南西の建物からの日陰が建物に影響を与え始めています。

 

 

15:00頃

15時には、南西の建物からの日陰の影響で、1階の南面には全く日射が届かなくなります。

 

 

 

 

日陰は予想しないところから現れる

シミュレーションを行う前は、北側建物の日陰が通り過ぎた後、11時過ぎには日射を邪魔するものはないと想定していました。しかし驚いたことに、西側道路を挟んで南西にある建物から、予想を超える日陰が広がっていたのです。

「これは?シミュレーションソフトの間違いかな…」と思いましたが、現地で確認したところ、ほぼ同じ状況が確認できました。この経験から、シミュレーションソフトの精度を改めて実感しました。

想像だけでは予測しきれない影響が、建物の設計に大きく関わってくるのです。。

外皮性能だけでは快適な家はつくれない

パッシブ設計には日射のコントロールが不可欠

冒頭でも触れたように、パッシブ設計では日当たり条件が重要です。この条件を満たすためには、シミュレーションソフトを活用することが不可欠です。いくら外皮性能を向上させても、冬に日射を確保できなければ、暖かい家にはなりません。

もちろん、暖房設備をフル稼働すれば室温を一定に保てますが、それでは経済的に非効率です。

だからこそ、太陽からの日射を最大限に利用し、自然に素直な設計、つまりパッシブデザインが求められます。
このシミュレーションを通じて、パッシブデザインにおける日射のコントロールがいかに大切か を改めて感じました。

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次回は、さらに詳しく シミュレーションを活用するポイント をご紹介します。

シミュレーションで設計を最適化する方法
パッシブデザインを実現するためのシミュレーション活用について、さらに詳しく解説します。
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