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住宅の蓄熱利用による室温の安定と省エネについて③ 「蓄熱の効果・実測」

蓄熱が実際にどのくらいの効果があるのかは 実際的にはよくわからないというのが本音です

ですが 効果があるか無いかで言えば 間違いなくあるでしょう

蓄熱には

「顕熱蓄熱」というコンクリートなどによる蓄熱と

「潜熱蓄熱」というPCMと呼ばれる材料で蓄熱する方法があります

「顕熱蓄熱」は温度や熱の移動時間のコントロールが非常に難しく 「潜熱蓄熱」は温度設定がしやすいのですが

まだまだ開発途上なところがあり 一般的ではありませんので私は「顕熱蓄熱」を行っています

 

私は現在木造住宅8割 RC住宅が2割程度の割合で設計しています

木造の場合には木造住宅の中に RC壁やコンクリート土間を設けて 蓄熱を行っています

 

今回はRC住宅の実際に建てられた住宅でのシミュレーションと実測をお見せします

こんな外観のお宅です

 

 

 

外断熱が70mm 室内側に123mmの断熱材が入っています

プランはこちら

 

1階は貸しガレージとお仕事部屋

2階はLDKと寝室と子供室と水回りと中庭

3階は日射取得用の階段吹抜けと 畳コーナー となっています

名古屋注文住宅のホテルライクなリビング

1階エントランス 階段から 2階LDKと廊下 3階 階段の吹抜けが繋がっており

2階LDKのエアコンを効かせる 主たる居室は 120㎡と通常の住宅程度の大きさがあります

 

こちらが1階の蓄熱空間 壁と階段がコンクリート

こちらが2階階段ホールと廊下の蓄熱空間

外気に接する壁はしっかりと断熱をし 間仕切り壁を コンクリート壁にして蓄熱をさせています

 

省エネ性能は下記の通り

UA値0.33と断熱等級7にはいっていませんが ほぼ7に近く Q値(換気と漏気を加味)は1.03 となっています

そして 今回のお題の蓄熱性能ですが

 

 

LDKの延べ床面積だけで計算していますが 182kJ/㎡Kと LDKだけで見れば 国の蓄熱利用の基準を上回っています

これが 事前の一次消費エネルギーの算定です

エアコンが国の設定温度と消費エネルギーになっており さらに運転時間が異なるので 参考になりませんが

こんな感じ

そして実際に消費されたエネルギーはこちら

暖房は 連続運転に近い状態ながら 基準値ははるか少なく 設計値も少なくすんでいます

しかしながら 冷房は基準値は上回っていますが 設計値の2倍強使われています

ついでに 実は消費エネルギーの多い給湯は 設計値より少なくてすんでいます

回路測定の都合上 照明とその他を合わせて実測していますが

ここが実に多い・・・

これは 貸し駐車場の電気代と お仕事のパソコンが沢山動いている為です

仮に照明とその他が 設計値の値だとすると 31,864MJで 実測値は74486MJなので

その差の42,622MJを実測合計125,413MJから引いた 82,791MJが

貸しガレージや沢山のパソコンのない一般住宅との比較で妥当だと思います

吹抜けを含む延床面積が334.9㎡のじゅうたくなので 247.2MJ/㎡ とかなりの省エネ性能の住宅と言えます

 

とは言え その他の実際の消費エネルギーを含んだ年間消費エネルギーはこちら

仮に1kWh あたり30円で計算すると 年間の合計が385,499円となりますが

先ほどの貸しガレージやパソコンを除けば 254,480円程度の年間光熱費

全館的な連続運転の住宅で、この大きなお宅と考えれば かなり少ない消費エネルギーでしょう

 

次に室温を見てみます

まずは夏から

 

LDKは設定温度は冷房は20℃設定とかなり低く設定しています

夜中はつけている日とそうでない日があるようです

外気温が下がる夜に 8月は25℃台のようで LDK空間の蓄熱が効いていると思われます

日中も200W平均使っていません 気になるのは9月の方が 消費エネルギーが多い事・・・

平均室温が1℃高いので ひょっとしたら 遮蔽をされずに 陽だまりが室内にできているかもしれません

さらなるヒアリングが必要です

 

 

寝室は扉を開けて 脱衣・洗面・F-CLなどと一体空間で冷房を使用しているとの事

設定温度は22℃か23℃で 一日中つけているとの事 それで室温は25℃程度

ただ、この消費エネルギーが多い・・・ 8月は時間あたり300W

かなり涼しい状態で過ごされていますが 消費エネルギーは多いですね・・・

こちらは蓄熱がほぼ無いのも影響しているのか? さらなる解析が必要です

 

こちらは洗面の室温

扉を開けるだけの 全館空調的な冷房で 室温が27℃平均

全館空調的な冷房が 消費エネルギーを増やしているようです

エアコンのない洗面で27℃は確かに涼しいでしょう

1日の室温変化は7月から9月で0.3℃未満 蓄熱が室温安定に寄与しています

 

さて 次に冬を見てみます

LDKは21℃程度で過ごされています

しかしながら 何と! 1月で時間平均 154W !!!!

夏の消費エネルギーより 少ない!

これはパッシブデザインの設計だけでなく 蓄熱の利用がとても上手くいっているのではないかと思います

こんな数字は通常の蓄熱のない住宅ではありえません

 

次が寝室です

やはり21℃ 200W前後程度で過ごされています

(2月は低いですが 暖房エネルギーが少ないので留守の日が多く下げているかと)

これもかなり少ないです!!!

この住宅のオーナー様 非常に理解が深く

しっかりと連続運転をしてくれています

住宅の大きさや 性能にもよって変わりますが

蓄熱利用のある家は ある程度連続運転して 熱の収支は エアコンのサーモスタットに任せた方が

省エネになるようです

 

ついでに洗面の実測も

全館連続暖房的に使われているので

LDKと寝室の暖房と蓄熱により 21℃くらいの室温が安定的に変化しています

1月も2月も室温変化が0.2℃以内!!!!

やはり蓄熱は室温安定に繋がりますね!

 

設定温度と住まう方の体感温度差により異なりますが

パッシブデザイン(南窓を主たる居室の床面積の20%程度設ける)での蓄熱は

室温安定は夏も冬も大いにあり

省エネに関しては 冬の方がより効果があるようです

 

実測公開 どんどんしていきます!

 

 

 

 

 

 

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