ようやく実現した家の断熱 – 剛床工法の普及による断熱性能の改善
2000年頃に大きな変化が訪れます。根太を省略して、分厚い合板を土台、大引き、梁に直接載せる「剛床工法」が一般的になります。この工法によって、間仕切壁と外壁の内部空間が外気から遮断されたのです。
断熱性能は大幅に改善されました。廊下は間仕切を通してリビングダイニングの熱をある程度もらえるようになりました。1階天井も温かくなりました。
皮肉にも、剛床工法は断熱性能改善のために考案されたわけではありません。根太の省略によるコストダウンと、耐震性能の改善を狙ったものです。
* この問題は以前から学会や業界の一部の人達は認識していました。空気の流れを減らすための改善策も提案されてきました。しかし煩雑で現場の工数も増え品質を確保も簡単ではありません。実際に改善策を行った家の割合は少なかったと推測します。
木造在来工法に断熱材が使われ始めてから30年後に、やっと本来の断熱性を発揮できるようになったのです。ちなみに以前から剛床工法と類似した工法の2×4工法や木質パネル工法の住宅にはそれなりの断熱性能があります。
ウィークポイントなった窓
剛床工法により家の断熱性能が大幅に改善した2000年以降、ウィークポイントは窓となりました。この頃主流だった窓はアルミ又はアルミ樹脂複合枠に空気層厚6㎜の2層ガラスを入れたものです。躯体の断熱性能が改善したため、窓と換気が熱損失の2/3以上を占めるようになったのです。2000年以降。窓もそれなりに改善しました。空気層は6mm→12mm→16mmとなり、最近はアルゴンガス入りLowE2層ガラスが提供されるようになりました。窓枠は内側に樹脂カバーをつける事で若干改善されている程度です。窓枠からの熱損出が、ガラスからの熱損出を上回っているのです。
日本の窓に比べ、ヨーロッパの窓性能は著しく改善しました。この20~30年で大きな差が出来てしまいました。日本で高性能とされるアルミ樹脂枠アルゴンガス入LowE2層ガラス窓と比べ、断熱性能が3倍の窓が普及しています。20年前には想像出来なかった性能が、激しい競争と量産効果により、ごく当たり前となっています。壁の断熱性能が改善した今、窓の断熱性能が最大の弱点となっています。ヨーロッパも1950年代にアルミ枠窓が紹介されましが結露が問題となり普及しませんでした。結露を減らすためにアルミに樹脂をかぶせる窓が開発され、より高性能な樹脂枠窓へと進化しました。
仮にドイツの高性能樹脂枠窓を採用して全館連続暖房を行うと、アルミ樹脂枠窓と比べて断熱負荷は大幅に減ります。しかし、暖房負荷はアルミ樹脂枠窓での部分間歇暖房と同程度とまでは下がりません。部分間歇暖房に比べ、全館連続暖房では換気による熱損失が大きいからです。
*この比較は床暖房、浴室暖房などの付加暖房が無い部分間歇暖房の場合です。付加暖房を使っている場合は暖房負荷が増えるので、高性能樹脂枠窓を使った場合の全館連続暖房と既に同程度になっている場合もあります。
最後のウィークポイント:換気
部分間歇暖房を全館連続暖房に変更すると、換気による熱損失が増えます。部分間歇暖房では非暖房空間が多く、室温が低いため、換気による熱損失は小さいのです。一方、全館連続暖房では家全体を暖房しているので、同じ換気量でも熱損失は大きくなります。
部分間歇暖房では居室間の空気の流れは殆どありません。家族全員がLDKで団らんしている場合には、他の居室の換気は役に立ちません。LDKだけを見ると換気が足りなくなります。
全館連続暖房では居室間の扉を開けている為、居室の間で、常に空気が流れ、混ざり合っています。家族全員がLDKで団らんしている場合でも、和室や寝室の換気がLDKに新鮮な空気を供給しているのです。
標準的な新築住宅の窓を高性能樹脂枠窓に変え、全館連続暖房をすると、換気による熱損失が窓からの熱損失より大きくなります。換気による熱損失を削減するため、熱交換器型換気設備を採用します。熱交換器で換気熱損失を1/4程度に削減する事が出来ます。
高性能樹脂枠窓と熱交換器型換気の採用によって、全館連続暖房が部分間歇暖房以下の暖房負荷で可能になります。