パッシブデザイン建築

「断熱構造（Thermal insulation structure）と
断熱工法（Method of construction）」について

■「RC外断熱構造」と「RC外断熱工法」の選択
「集熱・通風」　→　「蓄熱」　→　「放熱・輻射」をパッシブ建築デザイン的に意識した設計・工夫を行う。そのための最適な「構造」と「工法」を選択し、研究デザインする。　

⇒　閉じる技術（高気密・高断熱・蓄熱）と開閉のデザイン（パッシブ自然換気システム、自然の恩恵を取りいれるデザイン）を建築的に工夫をしたパッシブデザイン建築
①閉じるから「自然」を失う、しかし閉めなければ「自然」を味方にして取り込めない。
②「高気密」にすれば「換気」が必要になり、ところが、コントロールできる「換気」は「高気密」で成立する。換言すれば、高気密でなければ、適性・計画的に空気は動かず、効率的な「自然換気」と「計画換気」は不可能である。

■高性能の外断熱RC造り（躯体架構壁）と日本伝統の「開放的な家」
（１）（柱・梁の軸組構造で）大きな開口が取れる構造躯体、さらに間仕切り壁で各居室空間が繋がり自然の風任せ隙間通気を基本とした通風式の「開放的」な日本の伝統工法
（２）建物全体を切れ間なく外断熱で覆い、建物自体が構造体も含め蓄熱体として働く「蓄熱体を意識したRC外断熱工法」との融合。　
⇒　高性能の外断熱RC造り（躯体架構壁）の家に、日本伝統の「開放的な家」をスッポリ入れた、独自の日本型高性能住宅を研究する。




※　スケルトン（構造）とインフィル（設備・内装）とを分けた住宅設計を行い、建立後も、生活様式の変化にともなって「家づくり」が続く、「人生の伴侶としての家づくり」を進める。

■ＲＣ造りと木造りの架構（スケルトン）と造作（インフィル）の検討；　
木造の欠点；　①大型架講が困難、②耐火的でない、③木造軸組の剛性は高くない。
ＲＣ造りの利点と欠点；　木造と比較して、①大スパンが可能、②耐火的である、③床や壁の剛性が高いが、断熱性の点で欠点の方が大きい。①熱伝導率が大きく、②熱容量が大きいため、③冷えたら温め難く、熱を持つと冷め難い。

⇒　ところが、「外断熱」を行うことにより、欠点であったコンクリートの熱容量の大きさが利点の「蓄熱体」として活用でき（省エネルギーの実現）、その効果は全ての屋内の室温を安定させ、しかも結露を防止することが可能となる。　※「外張り断熱」と考えは同じですが、その「性能」は、まったく違う。

（　⇒　①「高気密」＋　②「高外断熱」＋　③「蓄熱体」　＝　RC外断熱が最適であるといえる。）

⇒　このようにして、木造とＲＣ造り双方の欠点を改良し取去り、双方の利点を結び合わせる。耐火性、剛性、断熱性と気密性などの物理的な性能と意匠と感覚的デザインの要素とを感じ考慮して、木造の伝統技術と現代の（高気密・高断熱）ＲＣ造りの技術を融合させたいわば「Intelligent混合構造」を構想・成立させ、未来に繋ぐ？
※炭素繊維混合タイプコンクリート　：　３０Ｎの設計強度でＡＥ減水剤と炭素繊維を混合、３ｍ以内にクラック誘発スリット、

■ＲＣ外断熱の工法・種類；
1. レンガ中空積み外壁＋通気層＋断熱材；　外断熱工法では、断熱材を厚くして重たい外壁をつけることが難しいため高い断熱性を達成できない欠点を、通気層を取り、中空積み工法によりＲＣ基礎からレンガを積み上げ、ＲＣ壁からも等間隔にＳＵＳサポートで揺れ押さえを設え、自立して積上げる。　⇒　「通気外断熱二重壁構造」、但し施工技術者に難？。
2. 「ＦＲＣ断熱パネル」；　コンパネの代わりに、耐アルカリガラス繊維補強コンクリートと発泡ポリスチレン板に繊維をモールドしたFRC型枠兼用断熱パネルを使う施工法。
3. 「エコサーム」　；　透湿型湿式外断熱システム（ＲＣ造り）、但し「屋根外断熱」は出来ない。

■外断熱での断熱欠損の対処；
① 断熱材欠損がなく適切に外断熱されているか。
② 構造材が外貼りの断熱材を貫通する部分は、熱橋になり対処が必要。（玄関ポーチの屋根、風除室、土庇、バルコニー、給排気口の筒等）
※バルコニーのヒートブリッジ対策；　①熱伝導率、②）強度、③耐久性、を考慮して、アウトフレームまたはステンレスの片持ち梁で建物本体と固定して、絶縁と強固な構造を確保する。　⇒　内断熱のバルコニーと比較して、1/6の熱損失（Germanｙ）
③ 桁と屋根の部分、下屋部分の屋根と外壁部分の断熱材が連続しているかが重要。
④ 設備配管が貫通する部分は断熱欠損がなく精度良く施工されているかに十分注意する。

■基礎外断熱：　基礎を外断熱にして熱容量の大きい床下の基礎のコンクリートや床下土間の防湿コンクリートを蓄熱層に活用する。地下水位が低い場合は、大地そのものを膨大な蓄熱層としてしまう。およそ地下３メートルでは、冬は約１８度、夏は約２３度程度と、冬に暖かく、夏は涼しい。地熱の利用で、省エネ性能でも、良好な室内環境づくりにも有利である。
また基礎外断熱は床下空間を利用して設備配管を露出できメンテナンスにも優れている。物置・収納にも利用できる。
※　基礎外断熱の強化において、土間床に断熱材を施工し、地盤への吸熱を防ぐ断熱強化は、住宅全体の熱損失で比較すると、例えば、床下温度が３０℃の場合で1～2％程度の熱損失を低下させるに過ぎない。この意味で特に、「基礎土間下」の断熱強化の必要性は少ないといえる。

■屋根断熱：　寄棟「屋根断熱」は施工しやすく、気密の性能が良い。パッシブデザイン的にも水平な天井面に断熱材を施工するのではなく、勾配のある屋根面に断熱施工する。すなわち、屋根裏が室内（気積）空間になり室内の気積が大きくなり（チャンバーの役割も兼ねる）、さらに床下の気積も足さされ換気や通風に有利である。また屋根裏部屋ができ便利であり、勾配天井に梁が露出し（排熱・排気の経路）、そして、デザイン的に豊かな内部空間が演出できる。外部空間としても天窓がついた大きな屋根は魅力あるデザインである。
※　RC屋根換気外断熱：　システム-Vi工法　（株式会社　カナメ）では、全く性能不足。

■屋根・天井部分の断熱について；　～屋根・天井の断熱の重要性とその目的　～
例として、冬（夜間の断熱戸有）に、高断熱・高気密に施工したＲＣ住宅の屋根・天井部位の熱損失は、全体にしめる割合が約6.55と面積の割には少ない。これは、屋根・天井部位の断熱材の厚さが他の部位の２倍から３倍にすることで、その分の熱損失を少なくすることによる。他の部位では、床が約12.69％、外壁が約26.05％、窓が約26.24％、換気が約28.47％である。それでも、熱損失の全体にしめる割合が少ないから、熱環境の面では、影響が少ないということではない。
重要なことは、断熱材を薄くすると、屋根面や天井面で空気が冷やされ下降気流が多くなり、自然対流の流速が早くなる。吹き抜けがあるオープン型の間取りでは、隙間風が無いのに、冷やりとした微流が感じられ不快な温熱環境になる。この不快を防ぐためには、室内の空気の流れの速度は０．２ｍ／秒以下に押さえたい。
　夏の暑さ対策のためにも充分な断熱材の厚さをもちたい。具体案として、押出発泡ポリスチレンなどの断熱材の種類Ｅの屋根断熱でも厚さが１３０ｍｍ（３種）必要である。また、断熱材の外側におよそ４５mm以上の通気層を設け、熱せられた空気はここを通り棟のスリットから排出させる。この通気層を挟むいずれかの面の熱放射（輻射）率を小さくする為に、アルミ箔を塗った低放射面で仕上げ「熱貫流率」を小さくして、断熱材を敷き、サーモプライ等で気密して野地板施工を行なう。
※熱貫流率（K値）とは、熱の伝えやすさを表した値。数値が小さいほど断熱性能が良い。

■ 屋根の形状；
1. 屋根の勾配と熱取得；　南面でのコレクター設置角度は、暖房用は緯度＋１５度、冷房用は緯度＋５度が目安。
2. 屋根の表面（温度放射）；　屋根料材の選定を①色（反射率）、②表面性状よる温度放射（長波長）を踏まえる。

■屋根の断熱と保温
1. 「断熱」による熱の流出入の抑制；　使用材料の「熱伝導率」ではなく、その材料の種類と厚さを加味した「熱貫流率」を小さくする。　
2. 小屋裏換気による排熱（夏モード）と結露の防止
3. サーモプライや防湿シートによる①湿気の小屋裏への侵入、②漏気の室内からの侵入防止

■屋根材として、ガルバリウム鋼板は軽量でよい。

■コンクリートの水養生と湿度との折合い対処；　
1. 一階ＲＣ造り室内側（室内壁）；　①ＲＣ壁 ＋ （石膏ボード１２㎜板の二重貼り） ＋ 漆喰、珪藻土等の内装仕上げ、②通風と換気
2. ベタ基礎の床下空間；　コンクリートの下に防水シート、上には防湿シートの敷設。


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