四季を通した快適性能とは

日本には美しい四季があります。
世界中でも、四季折々の表情を持っている数少ない国のひとつ。そこに住む私たちは、とても幸せだといえるでしょう。
四季の移り変わりは日本に独特な文化を生み出しました。「家づくり」においても独特な様式が活かされています。
太古の昔から高温多湿な日本において、いかに蒸し暑い時期を快適に過ごすかという点において様々な知恵が絞られてきました。
奈良時代の建築、校倉造りでは家の床下をかなり高く取り、通気を良くし、湿気を逃がしていました。
簾や生垣も夏の暑い日差しを和らげるために工夫されたものです。しかし残念ながら「冬」の寒さも克服する家づくりはできなかったようです。
近年の住宅建築技術において、目覚しい進展がありました。それが夏涼しく・冬暖かい「高気密・高断熱住宅」です。住宅内に隙間風が入ってこないように「気密」をとり、住宅の外部と接する部分（外壁、屋根、窓）から熱を逃がさないようにするまさに「魔法ビン」のような家といえます。

私たちが快適に過ごすためにはつぎの５つの要素あります。

(1) 気温

天気予報を聞いていると、「昨夜は気温30℃で熱帯夜でした」とか「昨日は10℃以上に上がらない真冬日でした」など暑さ寒さ（気温）を表現しています。

(2) 湿度

気温が同じでも湿度が高ければ蒸し暑く不快感を持ち、低ければ過ごしやすく感じます。北海道と東京では同じ温度でも体感温度はかなり違います。この違いが湿度です。
環境工学の研究においては、湿度が50％以下の場合28℃快適ですが、湿度が70%以上だと23℃以下にしないと不快感を感じるそうです。

(3) ふく射

「ふく射」って何？と思われる方もいらっしゃると思いますが毎日皆さんが経験していらっしゃることです。
ふく射とは、物から物へ熱が電磁波として伝わる現象で、西面や南面の窓からの日射の影響で暑くなる部屋や、北側の壁面が外気によって冷やされ寒くなる部屋などはその代表的な例といえます。

(4) 気流

同じ気温であっても、そこに気流があると、その気温よりも体感温度は低くなります。
風により体温が奪われるスピードが速まるからで、冬は気流が少ないほうが暖かく感じ、夏は気流を発生さることで同じ温度でも涼しく感じることができます。

(5) 空気清浄

劇場・ホール、駅・空港、官公庁・企業などで分煙化が進み喫煙ルームにはエアクリーナーの設置が必須になってきました。春の花粉シーズンには家電メーカーは空気清浄機の販売競争が始まり、空気清浄機能付のエアコンの販売など空気の質に注目が集まっています。
また世界でも室内空気質IAQ（IndoorAirQuality）が注目されています。

窓を中心に考えられた空調

外壁に面している窓は外気の影響を受けやすいことはふく射の欄でご紹介したとおりです。
外壁に面している窓の近くで冷やされた空気は重いので、床面に沈みます。言い換えると窓から足元に向かい冷風が吹きます。暖房していても足元が寒いのはこのためです。これを「コールドドラフト」と呼びます。
「きくばり」では、できるかぎり各部屋の窓際近くに吹き出し口が取り付けられるよう設計しています。

穏やかな風づくり

「きくばり」のダクトは他社比2.25倍の断面積を持つ大口径ダクトを採用。これはたくさんの風を送る、吹き出し口から出てくる風のスピードを抑える（穏やかな風をつくる）ためです。「きくばり」では、ほとんどの吹き出し口は天井から床に向かって風を送るように設計されています。風速も暖房の風が確実に床に届くように設計されています。この穏やかな風で「コールドドラフト」を起こさないように空調設計を行っています。

空気の鮮度にムラを作らない工夫

温度差の少ない家にするためには、豊かな風量で空気を循環する必要があります。そのためには、必要最低限の風量があります。米国の全館空調の教科書には、風量の設計条件が決められています。「きくばり」は、それを日本仕様に合わせるために数々の実験が行われてきました。風量が足りないと温度ムラができるだけでなく、換気で取り入れた新鮮な空気が家じゅう行き届かず、空気の鮮度にムラができることがわかりました。そこで「きくばり」では空気の鮮度にムラを作らない工夫として、大風量の送風を行っています。

「きくばり」の導入にあたり、その住宅に最適な能力の空調機を選択するために空調負荷計算を行っています。
空調機の能力を決定するためには、各部屋ごとに綿密な計算が必要です。具体的には、壁や窓の断熱度、換気、漏洩空気の量、窓の方角、さらには屋根の色まで綿密に計算しています。もちろん冷暖房の設定温度だけでなく住宅のある場所の気温や湿度、寒暖の厳しさなどの気象状況を統計処理されたデータなども利用しています。「きくばり」では建築面積で機械の能力を決めてしまうことはありません。

除湿はこの空調機の能力に大きく左右されています。冷房には室内の水分を取り去る＝除湿する機能があります。大きな空調機を使うと、短時間で室内の温度が下がってしまいます。言い換えれば除湿時間が短いということになります。
「大は小を兼ねる」ということは「きくばり」には通用しません。

標準採用の電子式エアクリーナー

「きくばり」には電子式エアクリーナが標準装備されています。
空気中のじん埃除去は、快適性の向上、清掃費用の低減、機器の長寿命化、IAQ（IndoorAirQuality:室内空気質）の向上を目的としています。
電子式エアクリーナは１時間に４〜５回部屋をまるごとクリーニングし、家中を浮遊している、ホコリ、花粉、カビの胞子はもちろん、0.01マイクロメートルの煙草の粒子やウィルスの一部まで除去します。

高気密の住宅は、隙間が少ないので、隙間風による自然換気ができず、計画的な換気が必要になってきます。
換気装置は、汚れた空気や不必要な湿気を屋外に排出し、新鮮な空気を室内に取り入れる働きがあります。しかし、冷暖房した空気を、換気のために排気してしまうのはエネルギーのロスにつながります。そこで、外から取リ入れる空気を室内から排気する空気と熱交換する、熱交換換気装置が採用されています。
換気装置には「全熱型熱交換換気装置」と「顕熱型熱交換換気装置」の２種類があり、「きくばり」では顕熱型熱交換換気装置を採用しています。
ここで「顕熱」と「全熱」について簡単に説明します。「顕熱」とは温度計で計れる熱のこと。「潜熱」は湿度のことです。「顕熱（けんねつ）」と「潜熱」を合わせると「全熱」になります。

熱交換の仕組み

「全熱型熱交換換気装置」と「顕熱型熱交換換気装置」の違いは素材にあります。「全熱」は湿気を通しやすい素材を用いるのに対して、「顕熱」はアルミなど熱伝導性に優れた素材を使います。
「全熱型熱交換換気装置」は温度のみではなく、湿度も回収できますが、外から取り入れる新鮮な空気に排出する空気が浸入してしまうことが実験によって明らかになりました。
それは「臭い」も伝わってしまうということ。
これでは快適な暮らしは送れません。「きくばり」が全熱型熱交換換気装置を採用しないゆえんです。

家の中は、西面や南面の窓からの日射の影響で暑くなる部屋。北側の壁面が外気によって冷やされ寒くなる部屋など、様々な要因で温度差が生じます。家じゅうを快適環境にするためには充分な風量で空気循環が必要です。
そこで室内機のFAN（送風）機能が活躍します。「きくばり」は、快適と最適（省エネルギー）の両方を満足させるため、送風量の設計と送風の制御を行っています。

送風量の設計のための3つのポイント

(1) 熱量計算
外気を接している壁や窓、天井や床からの熱負荷を補うだけの風量を計算します。

(2) 温度ムラを抑える風量
空気の流れを計算した吹き出し口の向きや配置は設計段階から折り込まれています。

(3) 換気で導入された新鮮空気の搬送と拡散
山武は全館空調の様々な実験を行う実験住宅があります。高い濃度の二酸化炭素を注入する実験を行い、換気による濃度の変化を計測した結果、換気装置の風量ではなく、室内機の送風量の違いで換気効率に違いが出てくることがわかりました。

家中を快適にするためには、導入した外気をどの部屋にも同じように行き渡らせることが必要です。そのためには豊かな風量で空気の循環が必要です。