日当たりをシミュレーションする

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おり、今日はシミュレーションソフトを使った日射の検討についてです。

敷地概要

地図を見る限り敷地形状は南北がほぼ振れていない良い条件。

パッシブ設計のポイントの一つは日当たり条件。南面に正対するほど有利になります。

ですが、当該敷地、有利な条件ばかりではありません。

現地を調査した結果が以下の通りです。

・北面、西面に道路

・南面、東面は宅地

市街地ですから既存の建物が当該敷地までかなり接近して建てられています。

一見しただけで、隣地からの日陰の影響を受け、日当たり条件は厳しい判定へ。

西側は6メートル道路を挟んでいるので南西側の建物からの影響はほとんど無いだろうと予想しました(後に驚きの結果に。。。)

配置計画

まずは現地で、建設予定地に隣接する周辺敷地を調査して、隣地建物の配置、高さを計測します。

そのデータをもとにして隣地建物を配置し作図します。

そして早速プランニングを開始します…ではなく、先走る気持ちを押さえて、隣接する建物からの日陰を検討します。

検討にはシミュレーションソフトを使います。検討結果を考慮しながら建物の配置計画をします。

何となく配置するのでなく、”ここしかない”配置計画を心がけます。

シミュレーション、シミュレーション、シミュレーション

基本案が決まったら、ここでもう一度シミュレーションします。

今回は太陽高度が一番低くなる冬至でのシミュレーションをご紹介。

11:00頃

11:00を過ぎると南西の角にようやく日が当たり始めます。
1階の南面にはまだ、半分以上日射がありません。北側建物からの日陰の影響を大きく受けています。

 

 

 

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。

ですが南西の建物からの日陰が 建物にあたり始めています。

 

 

 

15:00頃

15時には南西の建物から日陰によって、1階の南面の日射はなくなってしまいます

 

 

 

 

日陰は予想しないところから突然に

シミュレーション前、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日陰が生じないと想定していました。ですがなんと、西側道路を挟んだ南西にある建物から想定を超えるの日陰が浸食してきました。

ん?何かの間違いかな。。。”、6メートル道路ですからまさかの結果です。シミュレーションソフトを信じられずに半信半疑で現地に向かいました。そして現地を確認したところ、ほとんど同じような日陰を確認。

この経験でシミュレーションソフトの正確さを実感しました。すまん、シミュレーションソフト。。。

このように想像できなかったような日陰が影響を与える可能性があるのです。

外皮性能だけでは足りません

最初にお話をしたように、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。

このポイントを満足させるためにはシミュレーションソフトが必要になることは明らかです。

経済的に冬暖かい家を実現するためには外皮性能を上げるだけでは十分ではありません。暖房設備をフル稼働すれば同じ室温にすることができますが、暖房費用が大変なことになり不経済になる可能性が大です。

この例のように太陽からの日射を利用するために、太陽に素直が設計が必要になってきます。

それを実現するには経験だけではなくシミュレーションする必要があるんです。

それ以外にもこのシュミレーションで大切なポイントがあるのですが、それは次の機会にでも。

暮らしをアップデートする設計

住宅や建築の設計をして常々感じることは、究極の一品製作品だということ。

家電製品や自動車は各メーカーさんが巨額の開発費を投入して開発する工業製品。

一方、住宅は一品製作のオーダーメイドです。

土地の形状が同じでも、敷地の場所が変わると全く違います。同じものはほとんどないと言ってもよいです。

暮らしをアップデートする

少し言い訳のようですが、建物が完成し暮らし始めてから手を入れるところが出てきてしまいます。

そういったところに手を入れて自分達の暮らしに近づけていくことを楽しんでもらえたらと考えています。

住宅や建築建物は完成した時はまだ完成途中、手を入れることで完成に近づいていくものかなと。

とくに住宅は家族の成長に合わせて変化させたり、家族の好みに合わせながら手を入れることが大切だと思います。

住まいに手を入れることで、暮らしをアップデートする感覚です。

とは言え、全くの未完製品をお渡ししているわけではありません。

設計前段階では、ヒアリング等でご要望等は詳しくお聞きし、設計に反映しています。残念ながら予算等の関係で全てが叶うわけではありませんが。。。

設計時には温熱シミュレーションは必ず行い、建物性能面では満足するようにしております。

建物性能を左右したり、後から手を加えることが難しい箇所 例えば、構造の耐震等級、壁の内側になる断熱材等、についてはしっりとした設計をしてお金をかける。

ですが、後から交換できる内装部分については、変化していく家族構成、趣味趣向にあわせて手を入れるような設計が好ましいと考えています。

アップデートが難しい部分はしっかりとした設計を心がけています

建物性能を満足するために、現在、シミュレーションソフトを活用した新しい設計方法を試行錯誤しております。簡単に説明したいと思います。

一番最初にすることは日陰のチェック

まずは周辺環境が敷地にどんな影響を与えるかチェックします。特に敷地に接する建物から発生する日陰などの影響をシミュレーションします。使用するソフトは主にホームズ君を使います。

南側の建物はもちろんですが東側、西側の建物からも大きな影響を受けることがあります。シミュレーション前、私も頭の中である程度の予想をしています。

”この方向に空きがあるからこちらから日射を取り込めるな”などと予想するのですが、その予想を見事に裏切られる事もあります。

ですからシミュレーションソフトの計算無しでは、正確な設計はできないと考えています。シミュレーション結果を参考にして建物の配置や窓の位置を決める参考にします。

パッシブ設計の基本は効率よく太陽からの日射を取り込んだり、遮蔽することが基本になります。ですから日影の影響を検討しながら設計することが大切になります。

次にホームズ君と新住協さんのQPexを使いながら建物の性能を決定する屋根・外壁・床、開口部などの外皮性能を設計です。

QPexは各部の断熱材の種類、厚さ、開口部の仕様を入力すると比較的簡単にUa値、暖冷房エネルギーを計算できるので、とても優れた計算プログラムです。

※細かい点ですがQPexはエクセルベースの暖冷房エネルギー計算プログラムなので正確にはシミュレーションソフトとは違います。

その後にホームズ君を使って室温シミュレーションを行います。

※ホームズ君は使い始めて間も無いので入力に手間取ることが多いのですが丁寧なサポートがあるので助かっています。やはり日本語で手軽にサポートしてくれるのは安心です。

ホームズ君とQpexを行ったり来たりを繰り返し、グルグルしながら仕様を決めていくようにしています。

パッシブハウスのジャパンの会員ですから、建物燃費ナビで計算もしています。

このように温熱環境についてはきちんとシミュレーションすることが大切です。正しい施工方法を知っていることもちろんです。

 

建物探訪 森のカフェ 軽井沢南ヶ丘 

先日、森のカフェ 軽井沢南ヶ丘に建物探訪してきました。今年は暖冬ですが丁度寒冷前線の影響で軽井沢は―5℃との事前情報。パッシブハウスを体験するにはちょうど良いタイミング。

建物探訪だけでなく、寒冷地でパッシブハウスで建物性能を体感しながら、宿谷先生の講義で厳冬期の住まい暖かさを改めて学びなおすツアーでした。

森のカフェ 軽井沢南ヶ丘はパッシブ認定を受けた本物のパッシブハウス。設計者はオーナーで、建築士の菊池さん。

建物の性能はパッシブ認定で証明済み。それに加え、ディテールはもちらん、インテリアの分野でも活躍されているだけあり色彩のコーディネートが素晴らしい。

リビングの一面がドーンと本棚になっているのですが、一部が窓になっており目線が抜けて外の景色が見えるせいか、圧迫間が無い印象。事前に写真で拝見してたよりも軽やかに感じます。

外観はいたってシンプルですが、隣地との関係や、軽井沢独特の斜線規制等、クリアするべきことが沢山あり苦労されたそうです。

パッシブ認定を受けるにあたり、そのためのディテールも。

引き算されたシンプルな形ほどデザインに時間が必要な事はすべて一緒だなー とフムフムひとりで納得。

宿谷先生の講義は寒冷地の軽井沢で、建物内で暖かさを感じる仕組みをエクセルギーを交えながら、頭で理解し、そして体感することが目的。

菊池さんご夫婦が外出して室内に入ると感じる ”包まれるような感覚”をまさにそれがエクセルギーを感じていると先生は評されていました。

この勉強会は室内環境をシミュレーションソフトで結果を求めるだけで終りにせず、壁の中でどのような現象が起きていて、私たちがどのように受け取っているかを勉強しています。数値だけでなく人が感じる感覚を大切にする学びは新鮮。今までの知識をアンラーンしているような学びがありますがとても楽しい講義です。先生の講義についていくだけで必至なんですけどね。。。

そして菊池さんのご主人が腕を振るうランチで心とお腹に栄養補給。いまはカフェの営業はお休みしているそうですが、特別に。

サンドイッチのパンをトーストの違いで楽しませてもらったりと心配りを感じます。コーヒーも丁寧な淹れたてで美味しかったです。豆はなんだったのかな?勉強で余裕が無くて聴き忘れてしまいました。

お勧めはホットワイン。ぶどうジュースがベースで、ノンアルコールでも甘すぎず満足。軽井沢までクルマで来ても、ドライバーも楽しめると思いますので是非!

皆で記念撮影。画像は菊池さんからお借りしました。

会に誘ってくれたのはPHJの仲間の丸山さん。設計者だけの勉強会も楽しいですね。

毎日PCの前なので、気分転換と勉強ができて楽しかった。またどこかに行きましょう!

また菊池さんご夫妻には、貴重な場を提供していただき感謝しています。ありがとうございました。

BIS認定試験に合格

BIS認定試験に合格しました。

何歳になっても試験は緊張するし、合格すると嬉しいものです。ちなみにBISは北海道でうまれた、断熱気密や暖房・換気に関する技術者です。寒冷地に特化したした資格です。温暖な千葉では氷点下になることはほとんどありませんが、断熱気密などの理屈は同じはず。

千葉では少し間違っていてもどうにかなる?けど、北海道の気候では命取りになる厳しさがあり、しっかりとした技術、基本を知ることは必要と考えた次第です。いや、間違った知識では温かい家にはなりません。UA値は必要ですがそれだけでは温かい家にはならないのです。

この試験を受けなかったら、暖房度日数、暖房設備容量、灯油消費量を手計算するなんて事は無かったでしょう。普段使っているシミュレーションソフトの理屈をほんの少しでも理解できたので良かったと思ってます。

テキストとして使われた “北の住まいの熱環境計画 2015年” もとてもよくまとまっていて、温熱の勉強を始めてからつぎはぎ状態の知識も整理できました。あちらこちらから聞いた知識がこの一冊に!です。以前の現場で悩んだ事についてもまとまっていて、あの時この一冊があれば。。。と思う点もあります。

BIS認定 あらためて北海道で知りたいこと

無事テストは合格しましたが、始まりの第一歩。どうやって実務で生かして生きましょうか。北海道の実務者の皆さんが、寒冷地での技術をオープンにしてくれたように広めていかないとね。技術はオープンソースでひろまる時代ですから。

特にパッシブ換気については是非取り入れたい技術。建物内の上下の自然温度差によって生じる換気動力が主動力になるので、動力が不必要なのは魅力的です。

以下は個人的の目標。テストでまだまだ理解できていないことも見つかり、まだまだ勉強することがたくさん。

BISの本拠地、北海道での極限の状況を体感したいと思っています。やはりテストの合格だけでなく実地での体感が大切。

岐阜の森こうすけさんが開催されている北海道断熱修行の旅 来年は参加したいと考えてます。