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土井 脩史(京都大学・研究員)李 明香(立命館大学・研究員)
京町家における居住文化に対応した
断熱改修手法に関する研究
未来の京都創造研究事業最終成果報告会2016年 3月 22日
1.研究概要
◯京町家:内部と外部の繋がりによる居住文化
背景 (1):夏を旨とする京町家 1
夏を旨とする住まい
伝統的な京町家モデル
エネルギー消費を抑えつつ、冬の寒さを和らげる断熱改修が必要
• 最大限の風通しにより夏期の快適性を得る• 繊細な季節の変化を感じながら住まう
背景 (2):冬を旨とする省エネ住宅 2
京町家における豊かな居住文化を踏まえた京町家独自の断熱改修手法が必要
◯冬を旨とする省エネ住宅の考え方・外皮(外壁や窓等)の高気密・高断熱化
外皮の高気密・高断熱化
冬を旨とする住まい夏を旨とする住まい
伝統的な京町家モデル
京町家適用への問題点• 内部と外部の繋がりが
消失し、夏の快適性が失われる
• 京町家の景観の乱れ• 技術的・経済的に困難
外皮の高気密・高断熱化
冬を旨とする住まい
背景 (3):夏も冬も旨とする部分断熱改修 3
京町家における居住文化を継承しつつ、エネルギー消費を抑えた住まいの実現を目指す
◯部分断熱改修• 外皮だけではなく内側の建具などによって部分的
な範囲のみ断熱改修
夏も冬も旨とする住まい
入れ子型部分断熱改修
断熱建具
夏を旨とする住まい
伝統的な京町家モデル
メリット• 内部空間と外部空間の
繋がりの継承• 外観の変更がなく、町
並みへの影響が小さい• 改修費用の抑制
背景 (4):平成の京町家 4
◯京都市の省エネ政策:平成の京町家(新築住宅を対象とした認定制度)
(「平成の京町家コンソーシアム」パンフレット より引用)
新築住宅に対する省エネ政策が進む一方で、京町家を始めとする既存住宅の省エネ政策は十分とは言え
ない
研究目的・オリジナリティ 5◯研究目的京町家における部分断熱改修の効果と課題を温熱環境と住み方の 2つの視点から検証し、京町家における居住文化に対応した断熱改修手法を提示する。
◯研究の意義・オリジナリティ
• 外皮の高気密・高断熱化という全国的に推奨されている手法とは異なる京町家の特徴を活かした断熱改修手法の研究であること
• 建物の性能(環境工学分野)だけではなく、居住者の住まい方(建築計画分野)の視点も取り入れた研究であること
6研究対象
対象住宅の 1階平面図
◯研究対象:同一街区内の3住宅・「部分断熱改修」を実施: N邸・「部分断熱改修」を未実施: I邸, O邸
7研究対象: N邸
天井裏断熱材
断熱建具
◯N邸の断熱改修
N邸 1階平面図
座敷 2から座敷 1を見る
断熱建具の正面
太鼓張障子 太鼓張障子
太鼓張雪見障子
太鼓張雪見障子
8
凸側 凹側
研究対象: N邸
改修前 改修後
• 隙間風の減少(気密性能の向上)• 建具表面温度の上昇(放射熱環境の改善)
◯N邸の断熱改修
9研究対象: N邸
10研究対象: I邸, O邸◯I邸, O邸:不完全ながら断熱改修が実施されている・ I邸:屋根・床下の断熱、開口部を複層ガラスに変更・ O邸:屋根・床下の断熱、一部壁に断熱材
I邸
O邸
11研究方法とスケジュール
2.建物の断熱・気密性能に関する測定・分析
測定項目 12
■測定主旨
① 簡易な測定によって部分断熱改修の効果を定量化する。
② 部分断熱改修(居室単位での断熱改修)の評価指標を構築する。
■測定方法
(1)空調停止後の温度変化測定(夏期・冬期)
(2)換気回数の測定(冬期のみ)
N
AC
冬期実測:測定居室の選定
N邸:座敷 1・座敷 2
◯測定居室:居住者が主に使用する居室
AC
O邸:2階居室
AC
I邸:2階居室
13
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66
05101520253035
縁側 外気 座敷1 座敷2
経過時間 [min]
空気
温度[℃]
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66
05101520253035
縁側 外気 座敷1 座敷2
経過時間 [min]
空気
温度[℃]
改修後(断熱建具に変更後)
改修前(断熱建具に変更前)
冬期実測結果:空調停止後の温度変化
◯測定結果の一部: N邸の改修前後のデータ• 空調停止後の温度変化を測定
14
急な温度変化緩やかな温度変化
0 5 10 15 20 251
10
100
1000f(x) = 0.0223883054436027 exp( 0.655578487324319 x )R² = 0.99929432673265
f(x) = 2.8884984056418 exp( 0.376869909723318 x )R² = 0.997312294438159
f(x) = 0.202589104377434 exp( 0.258634925675214 x )R² = 0.999854885023117
f(x) = NaN exp( NaN x )R² = NaN
省エネ基準N邸改修前 (近似 )
室内外温度差 [K]
総合熱損失率
[W/K
]断熱
性能
低高
結果: N邸(改修後)の「総合熱損失率」が最も小さな値となり、優れた断熱性能を示す結果となった。
15冬期実測結果:総合熱損失率による評価
冬期実測結果:換気回数の測定
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.50.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
f(x) = 0.188706923187894 xR² = 0.988501800941822
f(x) = 0.245078006642419 xR² = 0.989889757988904f(x) = 0.152439471939135 x
R² = 0.98547691021994
f(x) = NaN xR² = 0
N邸改修前 Linear (N邸改修前 )
温度差の平方根 [ ]
換気回数
[回/h
]
√K
結果概要: I邸→ O邸→ N邸(改修後)の順で換気回数が小さくなり、気密性能が高い。
気密
性能
低高
16
3.居住者の住み方に関する調査・分析
調査概要 17
(1)季節ごとの住み方の分析( 3住宅)
(2)冬期におけるヒートショック調査( N邸)
調査目的:居住者が季節変化にどのように対応しているかを把握することで、部分断熱改修の住み方からみた意義を明らかにする。
調査内容:①一日の生活記録調査 ②生活中の室内温度変化測定 ③ヒアリング調査
調査目的:部分断熱改修で想定されるヒートショックが起こっているのかどうかを検証する。
調査内容:被験者実験の実施ヒートショック:急激な温度差によって発生する身体に大きな負担がかかること
18居住者の簡単なプロフィール
対象住宅の 1階平面図
◯居住者概要
N邸• 共働き子育て世帯• 40代・夫、 30代・妻、
子ども(小学生)
I邸• 共働き夫婦世帯• 30代・夫、 30代・妻• 夫は自宅で仕事
O邸• 共働き夫婦世帯• 30代・夫、 30代・妻• 夫婦共に自宅で仕事
夏期 冬期
19
◯建具替え
(1)季節ごとの住み方の分析( N邸)
夏期の建具の開閉
20
基本的に空調を使用しない 稀に座敷 2のみを空調する
基本的には室内建具を開放する
(1)季節ごとの住み方の分析( N邸)
冬期の建具の開閉
座敷 2のみ 座敷 1,2 DK
21
基本的には室内建具を閉めきる
来客なし 来客あり
(1)季節ごとの住み方の分析( N邸)
22
行為が色々な居室に分散
座敷 2に行為が集中
冬期の 1日( 2016/1/24)夏期の 1日( 2015/9/12)
(1)季節ごとの住み方の分析( N邸)
23
I邸における建具の開閉
① 建具の開閉による環境調整(夏期・中間期)
O邸における建具の開閉
(1)季節ごとの住み方の分析( I,O邸)
24
冬期の 1日( 2016/1/18)
暖房中も 20℃以上になっていない
②採暖による対応(冬期)
(1)季節ごとの住み方の分析( I,O邸)
25
夏期の 1日( 2015/9/8)
1階居間を使用
2階居間を使用
冬期の 1日( 2015/12/26)
③1階と 2階の使い分け
(1)季節ごとの住み方の分析( I,O邸)
移動測定項目① 各空間、経路の室温度度② 実測中の皮膚温度③ 各空間での血圧④ 各空間での温冷感・快適
感
座敷1座敷2
脱衣所※全身脱衣
トイレ※下半身脱衣
ダイニング(土間)庭
暖房居室 暖房居室非暖房居室
(2)冬期におけるヒートショック調査
ヒートショックに関する被験者実験概要
26
座敷2 廊下 ダイニング 廊下 座敷20
10
20
30気温
温度(℃)
座敷2 廊下 ダイニング 廊下 座敷2
気温
座敷2 ダイニング 庭 ダイニング 座敷2
気温
座敷2 ダイニング 座敷2110120130140150160 スリッパ
血圧(m
mHg)
座敷2 トイレ 座敷2
裸足
座敷2 庭 座敷2
トイレ
27
血圧変化が激しく、着衣量の変化が影響
○移動場所からみたヒートショック
土間に触れる裸足の血圧変化が大きい
温度差は大きいが、血圧変化は小さい
ダイニング トイレ※下半身脱衣 庭
(2)冬期におけるヒートショック調査
座敷2 廊下 脱衣所 廊下 座敷20
10
20
30
改修後
気温(℃)
座敷2 トイレ 座敷2110120130140150160
血圧(m
mHg)
座敷2 脱衣所 座敷2110120130140150160
血圧(m
mHg)
座敷2 廊下 トイレ 廊下 座敷205
101520253035
改修後 改修前
気温(℃)
28
温度差が小さい方が血圧変化が小さいものの、温度差の大小にかかわらず血圧変化が発生している。
○温度差の大小からみたヒートショック脱衣所※全身脱衣 トイレ※下半身脱衣
温度差大 温度差小 温度差大(暖房便座OFF)温度差大 温度差小
(2)冬期におけるヒートショック調査
4.結論と提言
(1)建物の断熱・気密性能の測定より① 簡易な測定によって型部分断熱改修の効果を定量
化し、優位性を示した。② 「総合熱損失率」という評価指標を提示し、対象
住宅の熱的性能を相対的に評価した。
結論 29
( 2)居住者の住み方調査より① 主要居室の断熱改修が冬期の寒さ対策として有効
であった。② 断熱建具を用いたことが季節に応じた住み方の実
現に有効であった。③ ヒートショック発生を抑えるために、着衣量が変
化するトイレや浴室の温熱環境に課題があった。
提言 30
「改修版」平成の京町家の提案部分断熱改修によって京町家の断熱改修に効果があることを示した。新築の「平成の京町家」と併せて、京町家の断熱改修の普及促進を支援する政策の展開が望まれる。
◯居住文化の継承に向けた具体的な提言内容• 住宅全体の断熱改修だけではなく、居室単位の部分
断熱改修も支援する。• 断熱・気密性能の向上だけではなく、通風経路の確保、間取りの柔軟性といった視点も評価する。
• 着衣量が変化するトイレや浴室における温熱環境の改善を支援する。
ご清聴ありがとうございました