京都-土壁のトヨダヤスシ建築設計事務所-土と国産杉を使う住宅医の仕事

土壁を生かしたパッシブデザイン

土壁を生かしたパッシブデザイン、土パッシブとは?

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私達は、土壁を生かしたパッシブデザイン手法を、土パッシブと呼んでいます。土パッシブは、土を使ってパッシブ効果を発揮させ、機械に頼らず、冬は暖かく夏涼しくする手法です。土パッシブが目指すべきものは、「日々の生活で使うエネルギーを軽減する」ことであり、資源が乏しい我が国が目指すべき道であるといえます。

冬は、太陽の日射をたくさん室内に取り込み、土壁や土間など熱容量が大きい素材に蓄熱させます。土に蓄熱された熱は、すぐに冷めてしまうので、できるだけ熱を逃がさないように羊毛等で包むことで室内を暖めます。夏は、日射を軒庇で遮ることで、蔵のようなひんやりした住まいをつくります。冬は日射を取り入れ、夏は遮蔽するという基本を知っておかないと、夏はとても暑く冬とても寒い家になってしまうので注意が必要です。

冬は日射を取り入れ、夏は遮るということがとても重要なのです。

集熱×蓄熱×断熱 性能バランスを保つこと

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土パッシブを効果的に発揮させるためには、集熱×蓄熱×断熱のバランスが重要です。土壁はあるけれど断熱性が乏しかったり、断熱性はあるけど集熱が不足していたり。このバランスをどの程度にすれば良いかは、これまで研究があまり進んでいなかったのですが、昨今の研究により明確な数値目標が掲げられるようになりました。

まずは、集熱×蓄熱×断熱のバランスが悪い例として日本の蔵で例えてみましょう。

蔵は、土壁を20cm以上厚く仕上げることで、夏はとても涼しく快適ですが、冬は陽も入らないですし寒くて住むには適していません。モノや食材を保管する機能としてはバランスが良いといえそうですが、人が住むため住居としてはバランスが悪いといえます。もし、常時、蔵を人が住む快適な環境にするならば、集熱量を増やしつつ断熱性を向上させる必要があります。

集熱は、暖房器具でもよいのですが、薪や灯油、ガス、電気を使うとエネルギーや資源を無駄に使うことになります。一昔前は、それでよかったのかもしれませんが、東日本大震災後は、やはり次の世代へツケを回すのではなく、私達が今行動し少しでも良い方向に持って行かないといけません。

設計力が必要な集熱

集熱×蓄熱×断熱の内、設計力が必要なのは集熱です。断熱と蓄熱は、素材を変更することで比較的容易に性能を確保できますが、集熱は、立地条件や敷地形状に影響するため一番難しいのです。できるだけ機械に頼らない家づくりをするために、以下の通り、私達が行っている集熱シミュレーションを紹介 します。

私達は、設計を行う際、夏の日射は遮り、冬は日射を取り込むために2種のシミュレーションを行い、家の配置、形を決めるようにしています。

最近は、経済性を追求しなければいけない時代背景もあるため、工費が安価な四角い建物を建てる傾向があります。敷地の形状や隣家の位置は様々ですが、なぜか同じような建物を建てる傾向があります。本来であれば、敷地には、隣家や塀、石積み、樹木など、必ずといっていいほど太陽の日射に関わる制約があり、これを考慮しておかないと、家が建ってから日射があまり入らないということも起こりえます。一生に一度の大きな買い物ですから、建ってみてからじゃないとわからないでは困ります。

これまで日照計画は、高価なソフトでしかシミュレーションが出来ませんでしたが、それは過去の話です。今後は、シミュレーションツールを駆使し、自然エネルギーを最大限取り入れる工夫をしていかないといけない時代になって行くでしょう。

プロの中でも、設計力に格差がうまれはじめています。

日照のシミュレーション力は、それほど天と地があるということです。自然エネルギーを最大限取り入れて、日々の光熱費を節約したいと考える方はとても多いため、出来る限りの要望には答えていきたいと考えています。

まず、家を敷地のどこに配置するのか決めるための設計を紹介します。

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左図は、隣家を考慮した日照シミュレーション一例です。計画敷地の1階に隣家や塀等の影響で、どういう影を落とすのかシミュレーションをしています。日照が得やすいポイントに庭を配置し、庭北側のLDKに日照が長時間得られるよう計画しました。

右図は、2階のシミュレーションです。寝室と子供室を東西どちらに配置するか検討をしました。シミュレーションを見ると、東側の部屋の方が日照時間が長いので、こちらに家の滞在時間が長い奥様の部屋を配置しました。

隣家が密集している地域では、夏・春秋・冬ともに、このシミュレーションは効果的です。

3Dで日照検討

次に、家の計画を行う段階での日照設計です。

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家を3Dで表示し、どの時期まで日照を遮れるか、軒庇をどのくらい伸ばせばよいかを検討しています。

夏を考えると、軒庇はどのくらい伸ばせばよいのか?

例えば、夏の場合は、地域によってどのくらいの時期まで日射を遮りたいか大体の目安があります。「お盆まで遮りたい」という声もあれば、「7月末まで遮りたい」という声もあり、この地域性がとても重要になってきます。

よく、夏至の太陽高度で確認する方もいますが、これだと夏至の日は日射が入りませんが、夏至以降は、太陽高度が低くなるため室内に日射が入ってきてしまいます。とても寒い地域であれば良いかもしれませんが、温暖な地域であれば一考しないといけません。

下のグラフは、京都事務所の1年間の太陽高度を示しています。もし、7月30日まで日射を遮りたいということであれば、太陽高度を約74度で決めて計画を行えば良いということになります。ただ、注意をしなければいけないのは、7月30日と決めた時点で、夏至を中心に約40日さかのぼり、5月の中頃から日射が入らなくなります。

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冬は、軒庇がない方が有利?

冬は、室内から3Dで表示し、どの程度日照が得られるかをリアルタイム(下図)で見ていただくようにしています。軒や庇や袖壁は、夏には有効ですが、冬は日照を妨げます。冬の日射を取り入れうようとするなら、軒がない方が日射は得やすくなります。軒が深かければ深いほど、日射が入りにくくなるため、軒が深ければ良いというものでもないのです。

シミュレーションに時間はかかりますが、季節や地域性を踏まえた上、バランスよく自然エネルギーを効果的に取り入れることが重要となります。

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(2015-07-31更新)

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