2×4工法・省エネルギー住宅

2×4工法のご説明や省エネルギー住宅基準について。

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省エネルギー住宅とは?

地球温暖化防止といった時代背景のもと、エコ意識が高まる中、省エネルギー住宅が注目されています。
地球にやさしい省エネルギー住宅とは、どのような住まいですか?
冬は暖房エネルギーを逃がさず、夏は日射熱の影響を受けにくく冷房エネルギーをムダにしない。
「冬暖かく、夏涼しい」が実感できる快適な住宅のことを言います。
冬の暮らし

「省エネルギー住宅」は、窓等の開口部や壁、床、天井といった居室を囲む構造部分をしっかりと断熱し、隙間風が入らないよう気密化して、暖房エネルギーを逃げにくくします。
それによりトイレ、風呂場等、暖房のない場所と暖房室の温度差が小さくなるので、急激な温度変化によるヒートショックがなくなり、温度のバリアフリー化がはかれます。

夏の暮らし

西日を受ける二階の部屋が暑くなり過ぎて、夜もエアコンなしでは過ごせないといった話がよくありますが、断熱化で外部からの熱の侵入を防ぎ、冷房の効きを良くすることが可能です。
このほか日射を防ぐ工夫、例えば、庭木で日陰を作ったり、大きな庇やすだれ等で日差しを遮る、窓ガラスは日射を通しにくいガラスにすることや、または風通しを良くする間取りにすることで、少しの冷房エネルギーでも快適に暮らせます。

冬暖かく、夏涼しい快適住宅

住宅の省エネルギー基準/性能規定と仕様規定

省エネルギー住宅にするには、どれだけ断熱すれば良いのでしょう。
何か目安になる基準はありますか?
目安となるのは、"住宅の省エネルギー基準"です。
この基準に沿って住宅を設計し、建築することで省エネルギー住宅が実現します。
40年前のオイルショックを機に、省エネルギー対策が法律に。

昭和45(1970)年頃、中東戦争の影響で我が国への石油の輸入が止まるという事態があり、昭和55(1980)年には「エネルギーの使用の合理化に関する法律」(通称省エネ法)が制定されました。この法律に基づく2つの告示、「建築主の判断の基準」と「設計、施行の指針」* が省エネルギー住宅を建てる目安の基準になっています。
「建築主の判断の基準」は「性能規定」、「設計、施行の指針」は「仕様規定」と呼ばれています。
*建築主の判断の基準:住宅に係るエネルギーの使用の合理化に関する建築主及び特定建築物の所有者の判断の基準
設計、施工の指針:住宅に係るエネルギー使用の合理化に関する設計、施工及び維持保全の指針

省エネ住宅を建てるには基準があるのですよ。 住宅の省エネルギー基準 ・建築主の判断の基準 ・設計、施行の指針
「建築主の判断の基準」と「設計、施行の指針」は、どう違うのですか?
また、どちらを選べば良いですか?
「建築主の判断の基準」は、住宅全体でどれだけの省エネルギー性能を持たせるかを計算して設計する「性能規定」で、「設計、施行の指針」は、屋根、外壁等の必要な断熱性能、開口部の断熱性能、日射遮蔽性能が定められた「仕様規定」となっています。
住宅を設計、建築する際にはいずれを選んでもかまいません。

省エネルギー住宅のメリット

省エネルギー住宅を建てると、どういうメリットがありますか?
 
省エネルギー住宅には、4つのメリットがあります。
  • 暖冷房費が削減できる
  • 家全体の温度差が小さくなり、ヒートショックの影響が減る
  • 窓、壁等の表面結露が改善、カビ、ダニの発生も抑制できる
  • 自然と親しめるエコな住まい方ができる
暖冷房費が削減できます。

住宅の断熱性能を高くすると、暖冷房費を減らすことができます。
それは開口部や外壁・屋根・床などから逃げ出す熱量を抑えることができるからです。
昭和55(1980)年に初めて制定された省エネルギー基準によって住宅を断熱した場合でも、まったく断熱しない住宅に比べると、およそ30%の省エネになり、より一層強化された平成11(1999)年基準によれば、約60%もの省エネ化が実現できるのです。
それを年間の暖冷房費に換算するとおよそ8万円得をする計算になります。
また、省エネルギー住宅にすれば、同じ面積の住宅でもエネルギー消費量が少なくなるので従来より小型の暖冷房機器にでき、イニシャルコストの削減にもつながります。

項目項目無断熱 S55年基準H4年基準H11年基準
性能基準熱損失係数 5.2W/(m2K)以下 4.2W/(m2K)以下 2.7W/(m2K)以下
仕様基準  断熱材(外壁)なしグラスウール30mmグラスウール55mmグラスウール100mm
断熱材(天井)なしグラスウール40mmグラスウール85mmグラスウール180mm
開口部(窓)アルミサッシ+単板アルミサッシ+単板アルミサッシ+単板アルミ二重サッシまたは
アルミサッシ+複層ガラス
年間暖冷房費 *約13万3千円/年約9万2千円/年約7万5千円/年約5万2千円/年
年間暖冷房エネルギー消費量 *約56GJ約39GJ約32GJ約22GJ

※一定の仮定をおいて、国土交通省において試算(Ⅳ地域)
GJ:ギガジュール
出典:「低炭素社会に向けた住まいと住まい方推進会議」資料(国土交通省)

暖房していない部屋でも寒くなく過ごせます。

図2:断熱性能の違いによる、暖房室と非暖房室の温度差の違い  低い断熱レベルの住宅では非暖房室の温度が下がり、外気温に近くなるが高い断熱レベルの住宅は、非暖房室の室温が下がりにくい。冬の暖肩時、寒冷地では家じゅうをいつも暖めておく全館連続暖房が一般的ですが、温暖地では、人が居る部屋を必要な時間だけ暖める部分間欠暖房が主流です。
断熱性の低い住宅で部分間欠暖房をするとトイレやお風呂場が寒いため、暖かい居室から移動した際に、寒さで急激に血圧が上がったりするヒートショックという症状になることがあります。
住宅の断熱性能を高くすれば、こうした暖房室と非暖房室との温度差が小さくなりますのでヒートショックなどの 身体への負担を減らすととができ、健康的に暮らすことができます。

3.壁や窓の表面結露が改善され、カビやダニの発生が抑えられます。

断熱性能の低い住宅で暖房した場合、冷えている壁の表面で室内の水蒸気が結露することがあります。
これを表面結露と言いますが、何度も繰り返し発生すると壁の表面にカビが生えてしまい、そのカビをエサとするダニが繁殖するととがあります。
こうなるとカビの胞子やダニの死骸で室内の空気が汚染され、健康を害することもあるので注意が必要です。
住宅の断熱性能を高くすると、壁の表面温度が上がりますので結露が発生しにくくなり、カビやダニの心配も減らすことができます。

左:窓ガラス、サッシの結露  右:表面結露でカビが生えた壁
4.季節によって日差しを遮ったり取り入れたり、自然と一体化した暮らしができます。

暖冷房の必要のない春や秋には、開口部を開けて風を取り入れるといった工夫でより自然と一体化した暮らしができます。日差しをコントロールする工夫には、庇を長く張り出したり、窓辺につる性植物を植えて緑のカーテンを作ったりすることなど、昔からの暮らしの知恵が生かせます。

住宅の断熱施工

住宅の断熱化とは、どの部分をどのように断熱すれば良いのですか?
 
断熱化の基本は、図3のように住宅全体をすっぽりと包み込むように断熱層を設けることです。
なぜなら、図4、図5にあるように冬は室内の熱が外に逃げ、夏は外気の暑さや日射熱が室内に入ってくるからです。
断熱材を施工し、窓等の開口部には断熱性の高いサッシ等を使用し、隙間風が入らないように気密性を高めることで室内外の環境をきちんと隔てることがポイントとなります。
床下や屋根裏といった目に付きにくい部分もしっかり断熱することが大切です。
図3:断熱構造とする部位
(左)図4:冬の暖房時に熱が逃げ出す割合  (右)図5:夏の冷房時に熱が入る割合

断熱工法の種類と特徴

断熱施工には、どういう種類がありますか?
 
住宅の断熱工法は、大きく分けて2つあります。壁の内部等に断熱材を充填する「充填断熱工法」と、躯体の外側に断熱材を張り付ける「外張り断熱工法」です。
住宅を建てる地域や目標とする断熱性能、そして予算によって断熱工法を選ぶことができます。
充填断熱工法について

柱や間柱といった軸組の構造躯体の間に、主にフェルト(綿)状の繊維系断熱材を充填施工する工法です。
板状のプラスチック系断熱材を使うことも可能です。住宅デザイン等への制約も少なく、比較的安価に施工できます。
断熱性能を発揮するためには、気流止めの設置や防湿層の連続性などに留意することがポイントです。

外張り断熱工法について

柱・間柱の外側に板状の断熱材を留め付けて施工する工法です。
断熱材の施工が容易で安定した性能が発揮できます。断熱材の外側に外装材を取り付けるため、外装材をしっかり支持する下地が必要です。
壁の内部が空洞になるので配管や配線には有利です。

充填断熱工法と外張り断熱工法

開口部の断熱性能について

窓は、採光や日射熱を取り込む働きがある一方で、冬は暖房エネルギーも逃げやすいと聞きます。
どのような窓を選べば良いのでしょうか?
 
採光や通風を考えると窓はなるべく大きく取りたいもの。しかし、窓を大きくすると、冬は熱が逃げやすく、夏はより多く入るため冷房が効きにくいという矛盾が起こります。
そこで必要なのが窓そのものの断熱性能を高めることです。
それにはサッシのガラスを日射侵入率の小さいものにしたり、ガラスの間に空気の層を設けた複層ガラスにしたりして、熱の出入りを減らすことが大切です。また、サッシの枠についても熱の伝わりやすい金属製からプラスチックや木製にするという工夫も有効です。
平成23(2011)年4月から、熱貫流率に応じて★の数が4つから1つまでの4段階で、窓サッシの断熱性能表示ラベルが製品につけられるようになりましたので、これを参考に断熱性の良い窓を選ぶことができます。
 
表示区分熱貫流率が
2.33以下のもの
熱貫流率が
2.33を超え3.49以下のもの
熱貫流率が
3.49を超え4.65以下のもの
熱貫流率が
4.65を超えるもの
等級記号 ★★★★★★★☆★★☆☆★☆☆☆
ラベル表示例 省エネ建材等級 ★★★★省エネ建材等級 ★★★★省エネ建材等級 ★★★★省エネ建材等級 ★★★★
断熱性能が高い← →断熱性能が低い.fw
図6:窓等の断熱性能表示の区分  一枚ガラスの窓を複層ガラスの窓にする

日射の有効利用について

窓からの日射の調整方法には、昔からの知恵も有効と聞きましたが、どういうものがありますか?
 
窓から入る日射については、室内に取り込んで暖かさが欲しい冬と、日陰にして日射を遮りたい夏では逆の働きをしますので、太陽の昇る高さを考えていろいろな工夫が施されてきました。
例えば、落葉樹の庭木を植える。あるいは、夏は窓辺が日陰になるように、冬は低い位置の太陽が部屋の中まで入るような庇の張り出し長さにするといったことです。
また、すだれやよしずを使って日射を遮る、朝顔やヘチマ、ゴーヤといったつる性植物を植えて緑のカーテンを作る、オー二ングや外付けのブラインド等の日射遮蔽部材を用いるといった対策も有効です。
昔からの住まい方の知恵のほか、エコ意識の高まりを背景にしたアイデアまでさまざまです。
●昔からあった日射対策  南面の日射は、庇のはり出しで調整する  西面の日射は、庭木(落葉樹)やスダレを利用

省エネルギー住宅の住まい方

省エネルギー住宅で暖房器具を選ぶ際に、どのような注意が必要ですか?
 
省エネルギー住宅は断熱性能が向上するために住宅から逃げる熱も少なくなりますので、暖房器具は、従来よりも小さい器具を選ぶことができます。また、石油ストーブやファンヒーターなどを使うと、部屋の換気量が増え、それにより熱損失も増えます。
暖房器具は、燃焼ガスを屋外に直接排出するタイプのものをお薦めします。
開放型の暖房器具は、室内に排気ガスが出るので換気量が増大します。 排気管のない暖房器具は、結露の原因にもなります。