外断熱地熱住宅

完全外断熱工法で蘇る地中熱活用と日本伝統民家の知恵


アイヌ伝統民家「チセ」研究により、「地中は半年先まで熱を持ち越す事ができる」事を発見しました。
つまり「地熱活用住宅」は、住宅の床下地中に夏の熱(冬の冷熱)を冬(夏)まで持ち越し、床下土間表面前面から自然放熱で住宅内部が暖房(冷房)されます。
従来の「地熱利用」とは異なり、地中深くまで堀削して配管を埋設したり、大掛りな設備は必要としません。
不快と思われがちな「夏の暑さ」と「冬の寒さ」をそれぞれ半年先に活用することで、「冬の暖かさ」「夏のい涼しさ」という長所として活用できる快適住宅になりました。
地中のように、年間の温度差、一日の温度差、住宅内の温度差が少ないので「自然冷暖房空間」ともいえる快適さです。
何世代も住み継がれた伝統民家が教えてくれるように、日本の気候風土に適した住宅に必要なことは、木を呼吸させる事でした。
つまり、梅雨があり、高温多湿(夏)・低温乾燥(冬)で地震国という気候風土の日本では、木材を長持ちをさせるために通気を優先させ、冬の寒さ対応を切り捨てていました。
このため、冬は「すきま風」により寒いのが当たり前でした。
戦後、この伝統民家の知恵を軽視した安易な断熱工方により、「家の寿命」が30年になってしまいました。
発想を変えた「完全外断熱」工法は、伝統民家の知恵に現代の技術を取り入れ、「木部の呼吸」と「高断熱・高家密」を両立することを可能しました。

外断熱工法

日本の気候に合わせ、通気確保した完全外断熱工法

通気・放湿のための外断熱。
外断熱は、構造材の外側に断熱材を途切れる事もなく外張りするので、居住空間だけでなく木部も外界からの寒暑や湿気から守ること出来ます。
加えて、私たちの外断熱は、基礎も外側から断熱する「完全外断熱」です。
床下~壁空洞~小屋裏の通気を確保して木部の呼吸と方質を図っています。
住まいの耐久性を飛躍的に向上させ、なおかつ、地中熱活用が可能な高性能の住宅に施工することができます。
空間を有効に活かします。
外断熱の家は、小屋裏や床下など、これまで使われていなかった空間が断熱材で覆われた室内になりますから、床下面積を大きくせずに、同じ予算内で広い収納スペースや趣味の部屋などもつくることができます。

自然気流と圧力差を活かした独自の換気システム(特許)

夏と冬で逆転する自然気流を活用した独自の効率的な換気システム(特許)です。
必要に応じて大量換気ができるので、万一のシックハウス症候群からも解放されます。

構造図

活用例

夏の暑さを冬の暖かさに、冬の寒さを夏の涼しさに活かす、地中熱活用

日本では「夏暑く、冬寒い」という気候条件ですが、地下-5mでは安定した温度ながら夏冬が逆転しています。
エコシステムでは、住宅の床下地中を地下5mと同じような状態にする工夫をしました。これにより冬季の住宅で室温が地中のように安定しました。
冬季、外気温が急激に下がり、これにつられて室温が下がりそうなると土間表面から室内に自然放熱が起こります。
(夏季いは呼吸をします。)ですから一般的な地中熱利用とは異なり、地中配管などの大掛りなシステムは必要ありません。

戸外の地下1mや地下2mの温度は、季節変動に応じて大きな振幅で変動。
一方地下5mは、初冬に最高温度(18度あまり)、初夏に最低温度で夏冬が逆転しています。
エコシステムは、床下地中温度を地下5mレベルに近づけるのを目標としました。
結果、冬のモデルハウス地下1mの温度が地下5mの温度より高くなっています。(19度~20度)

地中温度

地中熱とは・・・・。

夏の熱・冬の冷静が地中に伝わったものです。これは「土の蓄熱屋が大きい」ために地中深くに熱が届くのが遅れるからです。洞窟や井戸水が冬に暖かく、夏に冷たいのもこのためです。この地中の熱(冷水)を地中熱と呼んでいます。

地中熱活用を補助する床下システム

(夏)地中冷熱による冷却効果活用と床下除湿
住宅上部のエアコン1台を、床下を含む家中の除湿器としてドライ運転(27℃前後)します。
床下システムで、1階床面付近にたまる除湿された空気を、床下に引き込み、地中冷熱でより一層冷やされたこの空気を汲み上げ、2階ホールから室内へ放出します。
これによって「地中冷熱の効果的な活用」と「床下含めた家中の除湿」を同時に行うことができます。
(冬)日中の暖気を床下に放出して夏の熱を冬まで地中に維持する
床板によって空間が分断される床下は、日射熱や生活熱が届きにくく、家中の冷気がたまりやすいので、床下システムで住宅上方に溜まりがちな日中の暖気を床下空間に吹き降ろします。
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