技術報告

日本ヒートアイランド学会論文集 Vol.11 (2016)
Journal of Heat Island Institute International Vol.11 (2016)

街区の空間特性に基づく戸建住宅の通風可能性評価
Potential assessment of cross ventilation in detached house based on urban block characteristics
竹林 英樹*1

竹本 優貴*1

福岡 孝則*1

足立 裕司*1

板倉 浩二*2

埴淵 晴男*2

Hideki Takebayashi

Yuki Takemoto

Takanori Fukuoka

Yuji Adachi

Koji Itakura

Haruo Hanibuchi*1 神戸大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, Kobe University*2 積水ハウス株式会社 Sekisui House Ltd.
Corresponding author: Hideki TAKEBAYASHI, thideki@koube-u.ac.jp
ABSTRACTThe relationship between the housing arrangement, adjacent building interval and the average ventilation
ratio which is a location indicator of ventilation is analyzed intended for modeled residential district. The differenceof ventilation ratio between windward and leeward side houses which is occurred in the case of alignedarrangement, is reduced when the adjacent building interval increases or it becomes a staggered arrangement. In thereal housing estates, characteristics of the ventilation ratio are generally consistent with the calculation results in themodeled residential district, since the housing arrangement pattern is similar to the modeled residential district.
However, the ventilation ratio may change greatly due to a slight difference of open space and building form in theneighborhood. Local impact by the housing arrangement and district characteristics is also necessary to be taken
into account.
キーワード：通風，住宅，気候資源，住宅街区
Key Words : Cross ventilation, Detached house, Climate resource, Residential area

１．はじめに気回数が求まるものとする．本研究では以下の 2 点に注目して検討を行う．

著者らは既往研究において，大阪市の都心部を対象とし①実在住宅のプランをベースに，開口面積や主風向と建物て街区の空間特性が街路空間の風通し環境に及ぼす影響を性能指標である換気回数の関係を分析する．

分析し，街区のグロス建蔽率や建物高さのばらつきと街路②モデル化した住宅街区を対象として，隣棟間隔や住宅の空間の風通し環境の関係を明らかにした(1)．既往研究では配置と立地指標である平均通風量比の関係を分析する．

外部空間の温熱環境改善の観点より街路空間の風通し環境

なお，地域指標である地域風速については，WRF の計算を解析の対象としたが，本研究では住宅街区における住宅結果より抽出して用いることとする．

内の通風利用の可能性について検討する．

①については，既報で報告した(5)．具体的には次の知見

中間期，夏期において通風を利用することは，省エネルが得られた．実在住宅モデルを対象として，有効開口面積ギーを図りつつ，室内温熱環境を改善することに有効であと平均換気回数の関係を考察したところ，各方位に開口面る．通風利用による室内温熱環境改善効果に関する研究は積が大きく取られている場合は，明確な通風輪道が形成さ数多く行われており(2),(3)，可感気流による体感温度低下効れ換気回数が大きくなった．主風向側の開口部の面積が増果より，排熱効果が大幅に大きいことが赤林ら(2)により明加すると換気回数が増加するが，南側開口面積と換気回数らかになっている．本研究においても室内温熱環境改善効には関係が確認されなかった．全てのプランで南側開口面果を排熱効果（換気回数）により評価する．実際に想定さ積が大きく，十分に大きな換気回数となるためである．玄

れる換気回数についても，赤林ら(4)の方法に従って算出す

関方位などのプランによる影響より，地域の主風向によるる．具体的には，建物性能指標に周辺建蔽率 0%で基準風影響が大きいと考察された．本報では②について報告する．

速の場合の換気回数，立地指標に周辺の建蔽率などの街区

なお，一般財団法人建築環境・省エネルギー機構(6)の「自の 空 間特 性 に応 じた 平均 通風 量 比， 地 域指 標に WRF

立循環型住宅への設計ガイドライン」においては，自然エ（weather Research and Forecasting Model）の計算結果を用

ネルギー活用技術の 1 つとして昼光利用などともに自然風いた地域風速を設定し，これらの指標を掛け合わせて実換が位置づけられ，直接的な自然風取り込み手法，間接的な-1-

自然風取り込み手法，屋根面を利用した自然風取り込み手法，温度差換気の利用手法，室内通風性能向上手法の 5 つの手法が説明されている．著者ら(5)も既報において，実在住宅のプランをベースに，開口面積や主風向と建物性能指標である換気回数の関係を分析し，上述の通り実在住宅の自然風取り込み実態を明らかにした．
また，市街地内の風通し環境の評価についても多くの研究が行われており，加藤ら(7)は市街地の形態に応じた市街地内の風通し環境の評価方法を提示している．本報は，これら既往研究の考え方を踏襲し，住宅の配置と当該街区の住宅内の通風環境との関係を分析するものである．
２．計算の概要
赤林ら(4)は単純住宅モデルを用いて，周辺建蔽率を段階的に変化させたときの建蔽率と平均通風量比の関係を求めた．また，住宅団地内の隣接する 4 つの単純住宅モデルを対象に，室内通風デグリーアワーを算出し，建物の配置計画や建蔽率との関係を求めた(8)．本研究では，住宅団地の(a) 立面図（上：南面，下：東・西面）

宅地計画における通風への配慮を想定し，隣棟間隔および住宅配置（整列と雁行配置）に注目して検討を行う．通風量比は建蔽率 0%の場合の換気回数を基準として算出される．本研究では，住宅団地内での各住宅の通風量を考察対象とするため，基準換気回数で除す前の各住宅における換気回数を用いて評価する．
2 階建て単純住宅モデルを対象とする．単純住宅モデルの概要と寸法を図 1，表 1 に示す．既報(5)で対象とした 2階建て戸建住宅 12 プランの寸法の平均に基づき決定した．
一般的な戸建住宅団地を想定し，住宅は 5 棟×2 列を 1 ブロックとし，団地内の道路幅は 6m とした．東西に主要道路を持つ住宅団地と，南北に主要道路をもつ住宅団地を対象とする．住宅団地モデルの寸法の例を図 2，配置パターンを表 2 に示す． 各住宅の敷地も既報(5)の戸建住宅 12 プ
ランの玄関方位ごとの敷地面積より決定した．ただし，住宅団地モデルの寸法や，単純住宅モデルの敷地寸法は住宅団地モデルの配置パターンによっても変化する．東西と南北の隣棟間隔を 2m，5m，8m と変化させ，雁行配置の場合は東西（南北）に移動させる距離を変化させた．隣棟間隔を変化させる場合は解析対象領域以外の住宅団地モデルも同様に変化させ，雁行配置に変更する場合は，解析対象領(b) 平面図（上）とパース（下）域のみ変化させた．

図 1 単純住宅モデルの概要

計算領域の例を図 3 に示す．計算条件を表 3 に示す．計算領域や開口部の設定方法も既報(5)を踏襲した．住宅の配表 1 単純住宅モデルの寸法

置に対称性がある場合は N，NW，S，SW，W の 5 風向，対称性が見られない場合は E，N，NE，NW，W，S，SE，SW，W の 8 風向で計算を行った．詳細領域内部の住宅団地を解析対象領域とし，各単純住宅モデルに立地箇所に応じて①～⑩の番号を割り当てた．

-2-parameters
total floor space （m2）width （m）
depth （m）
height （m）
opening area of south side （m2）opening area of east side （m2）opening area of west side （m2）opening area of north side （m2）total opening area （m2）the average of 12 plans
118.7
7.7
8.8
8.2
7.5
1.1
1.2
1.3
11.1

the simple model
135.5
7.7
8.8
8.2
7.5
1.2
1.2
1.2
11.1

表 2 解析対象の住宅の配置パターン
East-west main roadadjacement building intervalcase A-1
case A-2
case A-3
case A-4
case A-5
case A-6
case A-7
case A-8
case A-9

2m2m
2m
5m
2m
8m
5m
2m
5m
5m
5m
8m
8m
2m
8m
5m
8m
8m
adjacement building interval

staggered arrangementcase A-10
case A-11
case A-12
case A-13
case A-14
case A-15
case A-16
case A-17

North-south main roadaligned arrangement

South side houses shifted to 3.5m east
South side houses shifted to 5.5m east
South side houses shifted to 5.5m east
South side houses shifted to 7.0m east
North side houses shifted to 3.5m east
North side houses shifted to 5.5m east
North side houses shifted to 5.5m east
North side houses shifted to 7.0m east

East-WestSouth-North

East-WestSouth-North

5m
2m
2m
5m
5m
2m
2m
5m

5m
2m
5m
5m
5m
2m
5m
5m

aligned arrangement

adjacement building intervalcase B-1
case B-2
case B-3
case B-4
case B-5
case B-6
case B-7
case B-8
case B-9

2m
2m
2m
5m
2m
8m
5m
2m
5m
5m
5m
8m
8m
2m
8m
5m
8m
8m
adjacement building interval

East-Weststaggered arrangementcase B-10
case B-11case B-12
case B-13
case B-14
case B-15
case B-16
case B-17

West side houses shifted to 6.05m northWest side houses shifted to 6.05m northWest side houses shifted to 7.55m northWest side houses shifted to 7.55m northEast side houses shifted to 6.05m northEast side houses shifted to 6.05m northEast side houses shifted to 7.55m northEast side houses shifted to 7.55m northSouth-North

East-WestSouth-North

2m
5m
2m
5m
2m
5m
2m
5m

2m
2m
5m
5m
2m
2m
5m
5m

表 3 計算条件
Simulation softwareTurbulence model
Inlet
OutletLateralBoundarycondition
Upperground surface
WallOpening
Flat terrain categories
Convergence criteria of residual

Wind direction

STREAM ver.8 and ver.9
Standard k-ε modelPower low
（reference height 17.2m，wind speed 3.8m/s）
Natural inflow and outflow
free-slip
Generalized log low

Pressure drop model : aperture ratio 70%
Ⅲ（power low index a=0.20)
10 -4
N, E, S, W, NE, NW, SE, SW

３．計算結果と考察
計算結果の風速コンター図の例を図 4 に示す．各住宅上
図 2 住宅団地モデルの寸法の例に示した数値は換気回数である．(a) Case A-5 の東西の住宅（上：東西主要道路，下：南北主要道路の場合の番号）（例えば①と⑤）では同じ換気回数になるはずであるが，必ずしも同じにはならず，この程度の誤差を含んでいる．
主要道路が東西の場合の標準的な住宅団地モデルでは，主要道路上で風速が大きくなり，開口が主要道路に面している住宅や風上側の住宅において風がよく流入する．流入風
向が 45 度（風向 SW，風向 NW）の場合，風上側の角地の住宅で特に風が流入する．東西・南北の隣棟間隔を広げると，住宅間に風の道が形成され風速が大きくなる．雁行配置にすると，整列配置の際に生じていた風の道に相当する箇所に住宅が位置するため，風下側の住宅でも風上側の住宅同様に風が流入する．南北主要道路の場合も，東西主要道路の場合と同様の傾向が確認される．
立地箇所別の平均換気回数（全ての風向での平均）を図5 に示す．東西主要道路の場合，角地，すなわち，南側住宅の①と⑤，北側住宅の⑥と⑩の換気回数が比較的大きい．
南側住宅（①～⑤）の換気回数は，北側住宅（⑥～⑩）より全体的に大きい．雁行配置にすることで南側住宅と北側住宅の換気回数の差が減少し，全体的に大きくなる．南北

図 3 計算領域（上）と詳細領域（下）主要道路の場合も，角地，すなわち，西側住宅の①と⑤，-3-

東側住宅の⑥と⑩の換気回数が比較的大きい．
西側住宅（①～⑤）と東側住宅（⑥～⑩）の換気回数にほとんど差はな

Case B-5E-W 5m
S-N 5m Inflow

Case B-5E-W 5m
S-N 5mCase B-4E-W 5m Inflow
S-N 2mCase B-5E-W 5m
S-N 5mCase B-5E-W 5m Inflow
S-N 5mCase B-13
E-W, S-N 5m
Inflow
Shift 7.5m

Case B-5E-W 5m
S-N 5m Inflow

Inflowい．

windspeed(m/s)

隣棟間隔別，立地箇所別平均換気回数を図 6 に示す．東西主要道路の住宅団地モデルの場合，東西の隣棟間隔を広げると，住宅間に風の道が形成されて風速は大きくなるが，換気回数は大きく増加しない．ただし，東西の住宅間の換気回数の差は小さくなる．雁行配置にすると，整列配置の場合に生じていた風上側と風下側の換気回数の差が小さくなる．また，東西隣棟間隔が 5m の場合，南側と北側の住(d) Case B-5宅間で生じていた大きな換気回数の差はほぼ無くなり，大きな値となる．南北主要道路の住宅団地モデルの場合，南Inflow

Case B-6
E-W 5m Inflow
S-N 8m

北隣棟間隔を広げると，角地の換気回数は大きく増加しな

windspeed(m/s)

いが，南北の住宅間の換気回数の差は小さくなる．

Case A-5
E-W 5m
S-N 5m Inflow
windspeed(m/s)

Case A-5E-W 5m
S-N 5m Inflow(e) Case B-4, 5, 6Case B-17
E-W, S-N 5mInflow
Shift 7.5m

windspeed(m/s)

Case A-5
E-W 5mInflow
S-N 5m(a) Case A-5
Case A-2
E-W 2m
S-N 5m Inflow(f) Case B-5, 13, 17

windspeed(m/s)

Case A-5
E-W 5m
S-N 5m Inflow

図 4 計算結果の風速コンター図の例（高さ 1.5m）

Case A-8
E-W 8m
S-N 5m Inflow(b) Case A-2, 5, 8Case A-5
E-W 5m
S-N 5m Inflow
windspeed(m/s)

Case A-13
E-W 5m
S-N 5m Inflow
Shift 7m
Case A-17E-W 5m
S-N 5m Inflow
Shift 7m

図 5 立地箇所別平均換気回数(c) Case A-5, 13, 17（上：東西主要道路，下：南北主要道路）-4-図 7 実街区の解析対象モデル
windspeed(m/s)

図 8 計算結果の風速コンター図の例
図 6 隣棟間隔，立地箇所別平均換気回数（高さ 1.5m，Case1，風向 S）（上：東西主要道路，下：南北主要道路）
４．実街区における検討
典型的な新興住宅地である芦屋市内の住宅団地を対象として同様の検討を行った．解析対象モデルを図 7 に示す．
住宅団地内の住宅を，単純住宅モデルに置き換えて計算を行い，換気回数を算出し，住宅団地モデルの計算結果と比較する．立地箇所に応じて選定した①～④の住宅を単純住宅モデルに置き換えた Case1～4 の 4 パターンの実験を行った．計算条件などは住宅団地モデルの計算と同様である．
計算結果の風速コンター図の例を図 8 に示す．芦屋市内の住宅団地は，典型的な新興住宅団地であり，住宅の形状のばらつきが少なく，住宅区画も整理されており，整列配置の住宅団地モデルに配置パターンが類似している．解析
対象領域の北と南に存在する道路沿いのオープンスペースから風が流入している．
風向別の換気回数を図 9 に示す．同様の隣棟間隔を持ち同じ立地箇所である，整列配置の住宅団地モデルの単純住宅モデルを比較対象として選定した．芦屋市の立地箇所①の住宅では，風向 0°の場合を除いて整列配置と同様である．
風向 0°の場合には南に存在する道路沿いのオープンスペースからの流入量が増加している．
実在の住宅団地においても，整列配置の住宅団地モデルに配置パターンが類似している場合には，計算結果の傾向と概ね一致する．ただし，周辺のオープンスペースやわずかな形態の違いにより，換気回数が大きく変化する場合もあるため，周辺の住宅配置や街区特性の局所的な影響にも配慮する必要がある．住宅団地内での住宅間の換気回数のばらつきが大きく，建蔽率などを手掛かりとして立地指標である平均通風量比を一律に抽出することは困難である．
-5-参考文献(1)

竹林英樹・山田俊明・森山正和，街区の空間特性が街路空間の風通し環境に及ぼす影響，気候資源としての風の利用を目的とした街路形態と街路空間の風通しの関係の分析 その 2，
日本建築学会環境系論文集，670(2011.12)，pp.1087-1092.

(2)

赤林伸一・坂口淳・細野淳美・佐藤英樹・久保俊輔，室内気流分布を考慮した通風性能評価に関する研究，室内通風デグ
リアワーを用いた戸建住宅の通風性能評価，日本建築学会環境系論文集，633(2008.11)，pp.1261-1266.

(3)細井昭憲・澤地孝男・須永修通，確率モデルによる通風可能な時間数と省エネルギー効果の簡易推定法，自然通風に関す

図 9 風向別の換気回数（Case1～4）る実測研究 その 4，日本建築学会環境系論文集，605(2006.7)，
pp.79-85.

５．結論

(4)

赤林伸一・佐々木淑貴・坂口淳・富永禎秀，通風性能の定量的評価手法に関する研究，日本建築学会環境系論文集，

本研究では，住宅街区における住宅内の通風利用の可能568(2003.6)，pp.49-56.

性について検討した．単純住宅モデルを用いた住宅団地モ(5)

Yuki Takemoto, Hideki Takebayashi, Takanori Fukuoka, Hiroshi

デルを対象として，隣棟間隔，雁行配置や角地などの立地

Adachi, Koji Itakura, Study on the Evaluation of Cross Ventilation

条件が換気回数に及ぼす影響を考察した．標準的な住宅団

Possibilities Based on the Simulation Results for Detached Houses,地を想定すると，北，南の風向の場合には，風上側と風下Journal of Heat Island Institute International, 9-2(2014), pp. 82-85.

側の換気回数の差が大きい．風向が住宅団地に対して 45(6)

一般財団法人建築環境・省エネルギー機構，自立循環型住宅

度の場合には，風上側の角地の換気回数が大きい．西，東への設計ガイドライン，http://www.jjj-design.org/design/（2016の風向の場合には，開口面積の大きい南側開口が道路に面

年 5 月 6 日閲覧）

しているため，南側の住宅の換気回数が大きい．隣棟間隔(7)

加藤信介・石田義洋・黄弘・豊原寛明・澤地孝男・勝又済・を大きくするか，雁行配置にすると，整列配置の場合に生石井儀光，市街地の風環境の研究(その 1)，Void の概念と 2

じていた風上側と風下側の住宅間の換気回数の差が小さく

棟間モデルによる道路上の風速の検討，日本建築学会大会学なる．

術講演梗概集，D-2(2005.7)，pp.823-824.

以上より，従来の配置形態（整列）では南側と北側の住(8)川崎みなも・赤林伸一・坂口淳・山口遵，戸建て住宅団地の宅間の換気回数に大きな差が生じるが，隣棟間隔を広くす

配置計画と通風性能に関する研究，戸建住宅を対象とした通るか，雁行配置にすると，住宅団地全体の通風状態が改善風性能評価に関する研究 その 18，日本建築学会北陸支部研される．主風向に応じて換気回数が大きくなる場合とあま究報告集，52(2009.7)，pp.251-254.

り変化しない場合があるため，対象地域の主風向に応じて配置の検討を行う必要がある．

(Received March 18, 2016, Accepted June 26, 2016)

建物個別の性能指標である換気回数は開口面積や主風向との関係に基づき整理され，地域指標である地域風速もメ
ソスケールの気象モデル等により整理されるが，立地指標である平均通風量比は，住宅団地内での住宅間の換気回数にばらつきが大きく，建蔽率などを手掛かりとして一律に抽出することは困難である．風上，風下，角地，隣棟間隔，雁行配置，住宅団地モデルには表現されないオープンスペースなどの要因を考慮して評価する必要がある．
謝辞
本研究は神戸大学持続的住環境創成（積水ハウス）寄附講座のプロジェクトの一環として実施したものである．本研究を実施するにあたってご協力頂いた積水ハウス株式会
社の関係者に謝意を表します．

-6-