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。

敷地と環境を活かす建築デザイン: シミュレーションの力

建築デザインのプロセスでは、シミュレーションが理想の形を見つけるために重要な役割を果たします。
理想の形を実現するには、好みのスタイルや建築法規など、さまざまな要件があります。しかし、シミュレーションは自然環境を十分に活かすために欠かせないツールです。

例えば、あるプロジェクトでは、周囲を建物に囲まれた敷地が課題となりました。

そこで、日影シミュレーションを活用することで、採光を確保できる建物配置を見つけることができました。

このように、周辺環境の影響を把握するためには、シミュレーションが欠かせません。

建物の外皮性能(断熱材の厚さ)やUa値だけでは、燃費の良い建物は実現できません。
例えば、冬季に十分な太陽光を取り入れるための南向きの窓配置や、夏季の強い日射を遮る庇(シェーディング)の設計は、シミュレーションを通じた確認があって初めて適切に行えます。
パッシブハウスの設計では、断熱や気密などを重視した5つの基本原則があります。この5原則に加え、太陽光をどのように取り入れ、遮るかというバランスも重要なポイントです。

こうしたプロセスを経て、自然環境を最大限に活かした建物配置を実現しました。
シミュレーションは、理想のデザインを形作るための強力なサポートツールです。技術を活かして、より快適で持続可能な住まいを目指していきたいですね。

本記事では、シミュレーションの重要性について概要をお伝えしました。具体的な実例については、追記していく予定ですので、引き続きご覧いただければ幸いです。

— #建築デザイン #シミュレーションの力 #パッシブハウス

旧いクルマとパッシブハウス:日本の「クリーン・コール」を考える

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先日、Climate Action Tracker(CAT)の記事を読みました。


日本の「クリーン・コール(Clean Coal)」(クリーンな石炭)政策について批判的な視点でまとめられた内容で、その一部には頷ける点がありましたが、同時に「本当にそこまで単純な話だろうか?」という疑問も浮かびました。

今回の記事では、CATの記事をきっかけに、「クリーン・コール」の意義や矛盾点を日本の具体例と共に掘り下げてみたいと思います。
詳細はこちら Climate Action Trackerの記事

はじめに:旧いクルマ、パッシブハウス、そして「クリーン・コール」

私は旧いクルマを大切にしています。それは単なる趣味ではなく、「持続可能な選択肢の一つとして、今あるものを最大限に活用する」という信念に基づいています。一方で、私は建築士として、パッシブハウスという素晴らしい技術を普及したいとも考えています。パッシブハウスは、エネルギー効率を高め、自然との調和を目指す住まいづくりの理想形の一つです。

この二つの価値観は、一見すると矛盾しているように見えます。しかし、両者に共通するのは「無駄を省き、持続可能性を追求する」という考えです。

では、「クリーン・コール」はどうでしょうか?

この技術は、石炭という旧来のエネルギー資源を「効率化」し、持続可能な未来を目指す取り組みです。ただ、その可能性と限界を見極めることが重要です。


クリーン・コールとは?

「クリーン・コール(Clean Coal)」とは、石炭火力発電における環境負荷を軽減するための技術や政策を指します。具体的には、以下のような技術が含まれます:

  • 超臨界圧・超々臨界圧発電:燃焼効率を向上させ、CO2排出を削減する技術。従来の亜臨界圧発電と比較して、発電効率を約40%から最大50%まで向上させることが可能です。
  • 炭素回収・貯留(CCS):発電時に発生するCO2を回収し、地中に貯蔵する仕組み。理論上、CO2排出量の90%以上を削減できる可能性がありますが、高コストと技術的課題が実用化の障壁となっています。
  • 排ガス処理技術:硫黄酸化物や窒素酸化物などの大気汚染物質を削減。最新の技術では、これらの汚染物質を90%以上削減することが可能です。

これらの技術は、石炭利用を続けながらも環境負荷を軽減しようという試みです。しかし、冒頭のCATの記事のように、多くの環境団体や気候科学者は、「石炭自体の利用を継続する限り、パリ協定の目標達成は困難」と指摘しています。


日本の具体例:福島のIGCC発電所

福島県いわき市にある勿来(なこそ)IGCC(石炭ガス化複合発電)発電所は、日本のクリーン・コール技術の実証プロジェクトの一つです。この発電所では、石炭をガス化して効率的にエネルギーを取り出し、CO2排出量を従来の石炭火力発電所より約15%削減しています。
出典:TDKのWEBコンテンツ「テクマグ」第183回 進化する石炭火力発電より

しかし、この取り組みは持続可能性の観点からは賛否両論です。

一部では「震災復興のシンボルとしての役割」や、高効率発電技術の実証という観点から評価されています。一方、再生可能エネルギーへの移行を遅らせるリスクが指摘されています。

国際エネルギー機関(IEA)は、2050年までにネットゼロ排出を達成するためには、先進国は2030年までに石炭火力発電を段階的に廃止する必要があると提言しています。

これを、旧いクルマのレストアと例えるならば、「寿命を延ばす試み」としては意義があるものの、最終的に新しいエネルギーソリューションが必要であることに変わりはありません。

詳細はこちら 第183回 進化する石炭火力発電 〜環境にやさしいIGCC、IGFC〜


パッシブハウスとクリーン・コール:共存と矛盾

パッシブハウスは、「自然の力を活用しながらエネルギー消費を最小限に抑える」理想的な住まいづくりを目指しています。対して、クリーン・コールは「現存する石炭技術を効率化する」というアプローチです。

両者の共通点は、持続可能性を目指していることです。しかし、パッシブハウスが「未来のエネルギーの在り方」を象徴するのに対し、クリーン・コールは「現在の課題への現実的な対応」としての位置づけにとどまります。

持続可能性の観点から、最終的にはパッシブハウスや再生可能エネルギーの方が優位性を持つと考えられます。クリーン・コールは短中期的な移行技術として位置づけられており、長期的には再生可能エネルギーへの完全な移行が必要とされています。

やはり、持続可能性のための最終的なロードマップはパッシブハウスや再生可能エネルギーに軍配が上がるでしょう。


結論:古いものを大切にしながら未来を考える

私が古いクルマを大切にするように、今あるものを最大限活用することには大きな意義があります。それは、無駄を減らし、持続可能な選択をするための一つの重要な考え方です。しかし、「クリーン・コール」のような技術が持つ限界を正直に見極めることも必要です。

最終的に、私たちは再生可能エネルギーやパッシブハウスのような未来志向の選択肢に向かうべきです。 そのためには新しいものやテクノロジーを無条件に受け入れることではなく、今ある価値を活かしながら知恵を絞りよく考え、少しでもより良い未来を思い描き行動することです。

THERM解析で理解するヒートブリッジ:学生からプロまでの活用法

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THERMで進めるヒートブリッジ解析と設計改善

建物の外皮性能が向上すると、特に気になり始めるのがヒートブリッジです。ヒートブリッジとは、建物の構造部分で断熱性能が低く、熱が集中して逃げやすい箇所を指します。主に壁と床の接合部や窓枠、バルコニーの取り付け部分などで発生し、断熱性が弱い部分でエネルギーが無駄に消費され、冷暖房効率が下がるだけでなく、結露やカビのリスクも増えることがあります。

THERMは、このヒートブリッジをシミュレーションし、視覚的に解析できる非常に有効なツールです。このソフトウェアを使うことで、どこに熱のロスがあるかを明確にし、設計の改善に役立てることが可能です。


THERMの主な特徴

THERMは、建築部材の熱伝達を計算し、視覚化できるソフトで、特に教育や設計実務において有用です。主な特徴を以下にまとめました:

  1. 等温線と熱流束ベクトルの視覚化
    建物のどこから熱が逃げやすいかを示す等温線や、熱の流れを示すフラックスベクトルを通じて、ヒートブリッジや結露のリスクを視覚的に確認できます。
  2. 材料や構造変更の影響を解析
    木材や鋼材など、異なる材料が建物の熱性能に与える影響を数値で比較でき、設計段階での最適な材料選びに役立ちます。
  3. U値による断熱性能の評価
    U値は部位ごとの断熱性能を示し、建物の全体性能を決めるのに役立ちます。

グラフィックによる解析結果の可視化

THERMがシミュレーション結果は数種類のグラフィックで表現されます。その中でも、以下のグラフィック結果がわかりやすいです。

  • 等温線:カラーで表示され、断面の温度勾配や熱応力が視覚的に示されます。熱の出入りや結露リスクを予測するのに役立ちます。
  • フラックスベクトル:熱流束の量と方向を矢印の長さと向きで表現し、どこから熱が集中して出入りしているかを把握できます。
  • U値:全体的な熱伝達率を示し、断面の断熱性能を定量的に評価します。

例えば、基礎りの断面解析では、等温線とフラックスベクトルがどのように分布しているかを確認すると、基礎立上りと底盤のジョイント部分から多くの熱が逃げていることがわかります。また底盤から外部の地上面に熱が逃げている様子もわかります。底盤下の断熱材を全面に敷詰めるか、ペリメータのみにするか等もシミュレーションしても面白いですね。
このようにシミュレーションすることで問題点を特定して改善策を講じることができます


教育ツールとしてのTHERM

以上の情報は「teaching-2dheat-transfer-therm2-0」という資料から翻訳し、要約したものに私の感想を加筆しています。THERMを使った建築部材の熱解析や、エネルギー性能向上の学習に非常に有効だと思います。建築を学んでいる学生さん、温熱の勉強をはじめて間もない人など、理論と実践を結びつけるサポートになるのではないかと思います。
teaching-2dheat-transfer-therm2-0


実際の設計での活用

THERMを活用したヒートブリッジ解析を行うことで、設計の初期段階から建物全体のエネルギー効率を最適化し、問題箇所を明確にすることができます。シミュレーションを基に設計を改善することで、住まいの快適性や断熱性能が向上します。

私が大切にしている「あるべきところに自然に納まる」という考え方にも通じるところがあります。THERMのシミュレーション結果は、建物の各部分が本来持つべき性能を発揮し、快適でエネルギー効率の高い空間を実現するための道筋を示してくれます。このステップを重ねることにより、美しく調和のとれた空間を創り出しながら、エネルギー効率を高めることが可能だと考えています。

THERMで進めるヒートブリッジ解析と設計改善

温度分布

建物の外皮性能が向上してくると、特に気になり始めるのがヒートブリッジです。まずは、ヒートブリッジについてGPTに尋ねてみました。

ヒートブリッジとは?

ヒートブリッジは、建物の構造部分で断熱性能が低く、熱が集中して逃げやすい箇所を指します。主に次のような場所で発生します:

  • 壁と床の接合部
  • 窓やドアの枠まわり
  • 屋根やバルコニーの取り付け部分

これらの箇所では、断熱性が弱いためにエネルギーが無駄に消費され、冷暖房効率が下がってしまうことがあります。

ヒートブリッジの重要性

高性能住宅、特にパッシブハウスの設計において、ヒートブリッジの最小化はエネルギー効率を高めるために非常に重要です。ヒートブリッジを放置すると、断熱性能が低下し、エネルギー消費が増加するだけでなく、結露やカビの発生リスクも高まります。

ヒートブリッジ解析に使用するツール

ヒートブリッジをシミュレーションするためのツールとして、THERMという無料ソフトがあります。日本ではまだ知名度が低いですが、海外ではよく使われており、窓周りの解析にも使用できるようです。また、困ったときにはフォーラムでの情報交換も活発に行われています。

今回、私は基礎周りの解析にTHERMを使用してみました。最初の課題は、CADデータの読込で、ブロックが読み込まれない問題が発生しました。そのため、THERMで読み込んだ下絵を手動でトレースする作業が必要でした。また、シミュレーションの途中で強制終了が連発する問題にも直面しましたが、作図をやり直すことで無事に解析が完了しました。

結果と感想

THERMでの解析結果は、他のソフトに比べて数値が大きくなる傾向がありましたが、計算結果を視覚的に表現するグラフィックが非常に分かりやすく、解析内容を理解するのに役立ちます。

ヒートブリッジは、建物の断熱性能を考えるうえで見逃せないポイントです。パッシブハウスのような高性能住宅では、ヒートブリッジを最小限に抑えることが、快適さやエネルギー効率の向上に直結します。THERMのようなシミュレーションソフトを使うことで、どこに熱のロスがあるかが一目でわかり、設計の段階から対策を講じることが可能です。

シミュレーション結果は、ただの数字ではなく、グラフィックで分かりやすく表示されるので、クライアントにも説明しやすいのが魅力です。これによって、住まいの性能をさらに高める提案ができるのはもちろん、長期的に見てもエネルギーコストを抑えることができます。

ヒートブリッジの解析は、建物をより快適でエネルギー効率の良い空間にするための大切なステップです。

木造技術の進化と可能性 ~ ヘルマン・カウフマン氏の視点

240926 KHさん


先日、建築家ヘルマン・カウフマン氏(以下H.K氏)の講演会に参加してきました。
2018年にも同氏の講演を聴講しましたが、今回は6年ぶりの再講演です。(※2018年の講演記事はこちら

今回の講演テーマは以下の通りです。

「木造建築の未来 ~ 木造技術とモダン建築の融合:地域経済を拓く伝統と革新」

H.K氏の審美的な建築事例はもちろん魅力的でしたが、講演中に特に気になったいくつかのキーワードについて掘り下げてみたいと思います。

大工の仕事からスタート

H.K氏の講演では、フォアベルク州で主流となっている「住戸ユニットタイプ(3Dボリューム)のプレファブ建築」が紹介されました。このシステムは、大工の負担を軽減するだけでなく、若い世代の大工が仕事に就くきっかけにもなっているとのことです。工場内の環境は、デザイン性が高く、洗練された働きやすい場の印象を受けました。また、フォアベルクでは、住戸ユニットの陸上運搬も日本より大きなサイズが可能であるという点も興味深いです。

ちなみに、日本で運搬可能なサイズについては、ワンルームタイプの短辺がプランニングに影響を与えることが考えられます。
※日本で運搬可能なサイズ(道路交通法の制限内)
短辺:2,400mm
長辺:5,400mm(4トンユニック積載)、7,200mm(10トンユニック積載)
高さ:約2,700mm

日本ではどうだろうと考えた際、思い浮かぶのは千葉のウッドステーションやモックさんの千葉工場です。現在、日本では2Dボリューム(大型パネル)が主流で、モックの工場でも大型パネルを製作しています。

私自身も大型パネルを導入した経験がありますが※FB投稿です、建方の際に大工さんの重労働が軽減されるだけでなく、品質管理や工程管理がより正確になり、非常に良いシステムだと感じました。さらに、ウッドステーションやモックさんが導入しているシステム全体は、フォアベルク州の技術水準に非常に近づいていると感じました。これは木材の品質管理に限らず、製造工程や作業環境、大工の負担軽減に至るまで、フォアベルク州で実践されている技術やプロセスに近いものが日本でも実現しつつあります。

2018年の講演当時、ウッドステーションやモックさんの技術はまだ存在していませんでした。

それが今、これらのシステムが現実となり、実際に稼働していることに深い感慨を覚えます。
未来の可能性として描かれていた技術が、数年の間にここまで着実に発展し、現実のものとなっている様子を目の当たりにすると、木造建築の進化のスピードと、その背景にある「伝統と革新」の力強さを改めて実感させられます。

私自身も、この進化の一端に触れ、大型パネル技術を採用できたことに、静かな喜びを感じています。時代の流れと共に、私たちの仕事も少しずつ進化し続けていることを実感し、これからも建築の可能性を広げていければと願っています。

また、フォアベルク州では混合林が主流で、モノカルチャー(トウヒの単一林)は伐採後に全伐になってしまうため、環境への影響が大きく、望ましくないとの話がありました。ただ、少し聞き取りが難しく、十分に消化できなかった部分もあり、少し残念です。

次回は、黒部パッシブタウンについての話を書いていきたいと思います。

続きはこちらです: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

パッシブハウスジャパン全国大会2023:発表の舞台裏

1116

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

高性能を体感するには真冬が一番!パッシブハウスオープンウィークス2022

2022年も2週間が過ぎようとしていますが本年もよろしくお願いいたします。

PHJのメンバーがパッシブハウスを体験できるイベントを企画しています。

『パッシブハウスオープンウィークス 2022』

竣工時に行われるオープンハウスとことなり、このイベントのためにパッシブハウスを建てたオーナーさんが暮らされている住まいを提供してくれるそうなので、パッシブハウスの性能を体感できるはずです。性能を体感するには真冬が一番!と企画されたイベントです。寒い冬こそ日射取得した熱が建物内に残っていることを体感できると思います。

私もパッシブハウスを初めて体験した時は”えっ?こんなに静かで温かいの?”と驚いたことを記憶しています。足裏からも暖かさを感じ、”床暖房ですか”なんてとんでもない質問もしてました。私はパッシブハウスを設計する機会が無く参加物件がありませんが、家づくりを考えているならば是非参加を!

※追記 イベントの詳細が発表されました。オミクロンの影響により参加物件が少なくなってしまったようですが気になるようでしたら参加してみてください。

『PASSHIVEHOUSE OPEN WEEKS』開催のご案内

これまで毎年、11月に開催しておりました国際パッシブハウス・オープンデー、昨年もコロナ禍の中、残念ながら参加を見送りました。生活者や建築従事者が、パッシブハウスを体感できる機会が少ない中、開催を望む声を受けて、日本国内のパッシブハウス・レベルの建物が、 一同に見学会を行うPHJ主催「PASSHIVEHOUSE OPEN WEEKS」を企画致しました!!

パッシブハウスオープンウィークス2022

年末年始の休業日のお知らせ

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本年は大変お世話になりました。 
 
(有)幸総合設計は、2021年12月29日(水)より2021年1月6日(木)まで、年末年始休業とさせていただきます。 
 
今年も新型コロナウイルスの影響を受けて活動に様々な影響を受けた一年でした。
残念ながら「withコロナ」の状況はしばらく続きそうですができることを続けていきたいと思います。

そんな中でPHJ10周年記念誌が届きました。
コロナウイルスの影響で記念大会を開催することができないのでこちらの記念誌を作成したとのことです。
私たちは2018年の1月からパッシブハウス・ジャパンの賛助会員となっています。残念ながらパッシブハウスの実現はかなっていませんが、機会がありましたら是非チャレンジしたいと考えています。
年末年始は記念誌をじっくりと読んで過ごしたいと思います。
なおこちらの記念誌ですが、一般販売の予定がありません。もし気になるようでしたらお近くに賛助会員にお問合せください。

本年は満足のいく活動ができませんでした。
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。