特集◎「第５回サステナブル住宅賞」受賞作品紹介
特集◎「第５回サステナブル住宅賞」受賞作品紹介

一般財団法人 建築環境・省エネルギー機構理事長賞〈改修部門〉

３３年目の改庵快居
寒い庵から快適な住まいへ
応募責任者

金子建築工業㈱ 金子 一弘

外観

◇建築概要
作 品 名：３３年目の改庵快居◇設計の概要この既存住宅の改修工事は、明治 28 年（1895 年）

建 築 主：金子一弘

生まれの祖父（当時 85 歳）が昭和 53 年に母屋として設 計 者：金子一弘

建てた住まいを改修したものである。この住宅の建築

施 工 者：金子建築工業㈱のため祖父はヒノキの山を買い、ヒノキの無節材を揃

構

造：木造えた。竣工時には数年を掛けて揃えた無節の東濃ヒノ

階

数：平屋

キ柱を来客に自慢するのが楽しみな祖父であった。こ延べ面積：163.14㎡の祖父も亡くなってから、23 年が経過している。
「平竣工年月：2011 年 1 月

成 22 年長期優良住宅先導的モデル事業」の既存改修部門で補助金を頂き、祖父が残した昭和の建物を、次36

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一般財団法人 建築環境・省エネルギー機構理事長賞〈改修部門〉「３３年目の改庵快居」の世代へ耐震・省エネ改修して受け継ぐことにした。
建物を持ち上げ、無筋の基礎は新たに断熱した基礎として打ち直し、交換したヒノキの土台以外の構造材や土塗壁、造作材、襖、建具、畳、作り付け収納等、使用可能な部材は全て現状のまま再使用することとした。また、一部増築していた部分も当初の形へ戻して改修している。50 ～ 100 年後、この地方に残る伝統的な昭和の民家として子孫が住み継いでくれることを願っている。その為に耐震性能を高くし、快適な居住性と運用時のエネルギー性能はネット・ゼロ・エネルギー化が可能であることを目指した。

◇ゼロ・エネルギー化
改修工事の流れａ）調査と施工法の検討

図１

年間冷房負荷のシミュレーションと実測値の比較

ム B ―Ⅲ種 30㎜）を配置し、配筋した後にコンクリートを打設。
この新しい基礎に気密部材を挟み新材と交換したヒ
ノキ土台を敷き（外周部は蟻返しを設置）、この土台

省エネ改修工事では既存の建物の現状を調査し、改に建物を降ろしてホールダウン金物等で補強した。こ修後の省エネ・耐震性能の目標（小型ルームエアコンの後、外周部は荒壁と柱チリの隙間へ発泡フェノール１台の能力で全館の暖冷房が可能な断熱性能及び新築

フォーム 30㎜（防湿層を兼ねる）を充填した後、耐同等以上の耐震性の確保）から各部位の仕様詳細、施力壁と気密層を兼ねた耐力面材（MDF ９㎜）を施工工方法、工事予算等の検討と暖冷房負荷の試算を行う。

している。この外周の耐力面材の他、新たに筋交や間調査の結果、竣工後 33 年が経過した木造平屋建て仕切り壁に耐力壁を設け、建築基準法上の壁量の 1.5の建物は 4 ヶ所にシロアリが摂食した痕跡が発見され倍とした。また、耐力面材の MDF は、偏芯率を考慮た。また、一般的にシロアリ被害が多いといわれる玄し釘間隔を調整している。この面材の上に 45 × 60㎜

関周辺と浴室の他、西側外壁内部、広縁の床下等、冬の付加断熱材の下地材を 455㎜間隔で横方向へ取り付でも日当たりが良く壁体内の温度が上昇する部位や、け、32kg/㎥ 60㎜の GW を付加断熱として充填した。

浴室の浴槽周辺で冬でも暖められる部位も食害されて天井は桁上に下地を組み構造用合板 12㎜を張ったいた。その他は雨漏りの痕跡もなく、小屋裏は乾燥し後、防湿シート㋐ 0.2 ミリを連続して張り、セルローた状態であった。

スファイバー密度 25kg/㎥ 300㎜を吹き込んでいる。

非定常暖冷房負荷計算（AE-Sim/Heat）ソフトにｃ）換気

より、改修前と次世代基準相当及び暖冷房負荷が同量

換気はドイツ・インヴェンダー社製、第１種全熱交程度となる性能の３条件で試算を行った。改修工事は換型ダクトレス換気システムを常時換気として採用

暖冷房負荷が同量程度になる断熱仕様で実施した。図し、トイレや脱衣室・浴室・キッチンは第３種局所換

１は 1 次エネルギーの年間㎡当たり暖冷房負荷の３条気とした。常時換気に採用した換気扇は熱交換効率が件での試算値と、エアコン（２次エネルギー）によるカタログ値で 91％と高効率で、DC モーターを採用し年間暖冷房負荷の実測値である。ている為消費電力も少なく省エネ効果が期待できる。

ｂ）断熱・気密施工及び耐震補強ｄ）蓄熱部位

建物をジャッキ・アップし既存の基礎を解体撤去しこれまで木造住宅の高断熱化を進める中で、暖房エた後、建物を持ち上げた状態で基礎の外側及び底盤にネルギーの削減の為に熱損失を小さくすると、晴天日断熱材（立ち上がり部：ポリスチレンフォーム B ―Ⅲにはオーバーヒートや過換気による乾燥が問題となっ種 75㎜、基礎底盤外周部内側：ポリスチレンフォーていた。また、高断熱化をしても夜間には暖房が必要

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な為、暖房設備の選定や設備の保守点検、暖房エネル

高効率エアコン（2.5kW 1 台）の連続暖房運転で補ってギー量等、暖房設備の運用上の問題も残っている。

いる。このエアコンも厳冬期の夜間には暖房能力が不この問題は木造住宅に不足する熱容量をバランス良足する為、床下の蓄熱コンクリートブロック（628 個）く付加することで解決ができる。その具体的な対策とをエアコンの運転効率が良い昼の間に温め、蓄熱量をして、建物全体に広い面積で熱容量を付加し、吸・放確保し夜間の保温効果を得ている（図２及び図３）。

熱させて室温の安定を図ること（土塗壁と蓄熱ブロッ

こうした要素技術のバランスは室温を安定させ（図ク・断熱基礎コンクリートの採用）で解決している。

４）、ヒートポンプの定常負荷運転による高効率な室

また、土塗壁やコンクリートブロックは多孔質で調内への熱補給で熱損失分を補い、快適で安定した室内湿機能も併せ持つ為、床下の夏型結露の発生も防ぎ室温熱環境（図５及び図６）を実現している。

温と湿度を安定させる効果がある。木造住宅に欠落すb）冷房る熱容量を、温・湿度の調整機能を持つ土塗壁やコン

夏は庇による日射遮蔽の他、庭の植栽や西側窓の外クリートブロックを利用して補い、室温・湿度を安定部に設置した電動ブラインドや南北に風が通る地窓等させることで昼夜の温度差を小さくした上で、不足すにより日射の影響による室温の上昇を抑え、盛夏にもる暖冷房エネルギー分だけ小型エアコン１台を連続運室内発生熱を 1 台のエアコンの連続運転で処理し住宅転することにより、住宅全体の連続暖冷房を可能にし全体の冷房を可能にしている（図７）。この冷房期間のている。

消費電力は暖房期間の 1/4 以下である。冷房期間は昼◇暖冷房エネルギーのネット・ゼロ・エネルギー化

間の日照時間も長く太陽光発電との相性が良く熱容量の大きな住宅を小型高効率エアコンの定常負荷運転で連続冷房する手法は今後、普及するものと考えている。

住宅運用時に必要なエネルギーは冷房、暖房、給このエアコン 1 台の能力による全館連続暖冷房では湯、家電・調理と大まかに 4 項目に分ける事ができる。

約 1,700kWh/ 年の電力を消費した。この暖冷房に必

この中で暖冷房エネルギーは建物の断熱性能（熱損失

要な電力量は、住宅の屋根に設置した太陽光発電パネ量）、冬の南面開口部の窓面積（熱取得量）、熱を吸収・ル 1.6kW 分の年間発電量で賄うことが出来る。

放出する蓄熱体の表面積（吸熱・放熱速度）、熱を蓄こうした建物の断熱性能は気象データに基づき非定

える蓄熱体の蓄熱量（室温の安定性）の４つの要素の常暖冷房負荷（AE-Sim/Heat による）シミュレーショバランスが快適な室温を形成する。

ンを行い、改修前の一次エネルギーで 1/7、年間暖冷

一般的に木造住宅は、建物の高断熱化と南面開口部房負荷がほぼ同量に近い性能を目指した（図１）。図からの日射を利用したパッシブ設計による暖房負荷の８及び図９は改修工事後の熱損失係数（Q 値）の実測削減手法が用いられるが、中間期のオーバー・ヒー値で、試算値（1.27W/㎡ K）より小さな値（0.96W/トや、平均室温は高く出来るが日温度差（昼夜間で㎡ K）となっている。

10℃以上の室温差）が付くなど、快適な室内温熱環境とすることが難しい。こうした木造住宅の高断熱化◇給湯エネルギーの削減に伴い発生する課題を、我々は地元に残る土塗壁と基図10 から東海地方における暖冷房エネルギー量は礎コンクリートの熱容量を利用し解決（土塗壁木造住比較的少なく（部分間欠暖冷房が一般的）、照明・家宅の高断熱化）している。

電とほぼ同量のエネルギーが給湯に使われていることa）暖房が分かる。この給湯エネルギーを効率良く削減するこ

今回の省エネ改修工事では、33 年経過した既存住とが、住宅の省エネには重要である。

宅の土塗壁の熱容量と基礎の打ち直しによる断熱基礎

改修した住宅が建つ岐阜県東濃地方は年間の日照時コンクリートで熱容量を付加した。また、床面積に対間 1,941.6 時間と日照量が多く、暖房期間（外気温平し不足する既存の南面開口面積は床下に設置した小型均 15℃以下）の日照時間も 771.9 時間と比較的日照

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図２

図３

図４
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冬季暖房時のエアコン消費電力量

図５

エアコン暖房による暖房期間の室温の推移39

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図６

昭和52年建築の自宅の耐震・断熱改修の前・後
図10 運用時 2 次エネルギー消費量
家庭用エネルギーハンドブック 2007年版

量が多い気象条件である（図11）。また、冬には天空放射で冷え込みが厳しく、連日気温が氷点下に下がる。
今回の改修工事では、氷点下の外気温であっても集熱可能な真空管式太陽熱集熱器（PV パネルと DC モーター不凍液循環ポンプを組み合わせた）と貯湯槽を組み合わせた独自の太陽熱給湯システムを採用している
図７

夏季冷房時のエアコン消費電力量（図12）。この真空管集熱器は 1 月の太陽光入射角に合わせ、50°の角度で屋根に設置している。図13 は太陽熱給湯システムの給湯負荷削減率のシミュレー
ション値及び月別給湯灯油消費（１次エネルギー）実績である。８月、９月は水道給水温が高く、１ヶ月間の給湯灯油消費量は 10ℓ以下と太陽熱給湯システムの依存度が高い。
このグラフから、給湯負荷が季節により大きく変動することが解る。この冬場の給湯エネルギーの削減が、今後の住宅のゼロ・エネルギー化の鍵となる。

図８

図９40

平均室温及び SAT、外気温度の測定結果

熱損失係数（Ｑ値）の同定結果 0.96W/ ㎡ K

図11

研究の背景（岐阜県恵那市の気象特性）
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このグラフより太陽光発電パネル 2.9kW を増設すれば全館連続暖冷房しながらネット・ゼロ・エネルギー化が可能となる。
現在の 5,700 万戸の住宅ストックは国民 2.2 人に１戸の割合で住宅が充足しており、700 万戸以上の空き家があると言われ、住宅の飽和状態が定常化している。
しかし、数の上での充足状態は建物の質が伴わず、2020 年の新築住宅の省エネ基準の義務化、2030 年の図12

恵那市における太陽熱給湯システム実測値

新築住宅のネット・ゼロ・エネルギー化と共に 2,500万戸の戸建て既存住宅のネット・ゼロ・エネルギー化
改修工事等、住宅の省エネ化に関する仕事がこれからの地域工務店の重要な市場となり、こうした建物の省エネ改修に関する技術力が今後、地域工務店には求められると考えている。

図13

太陽熱依存率と給湯用ボイラー灯油消費量（月別）◇照明・家電（調理）の削減
改修した住宅では蛍光灯や LED 照明の採用、省エ

図14

既存改修木造住宅に高効率ヒートポンプ＋太陽熱給湯＋太陽光発電でゼロ・エネ

ネ家電（冷蔵庫、テレビ、ポット etc）への買い替えにより省エネを図っている。しかし、調理に IH ヒーターを採用した点ではエネルギー効率が悪く、今後は災害の停電時にも使用可能なガスコンロの導入を検討する。
暖冷房や給湯と同様に、照明や家電のエネルギー削減には生活者の省エネに対する意識が最も重要である。

◇まとめ
この既存住宅のネット・ゼロ・エネルギー化改修は、これからの地域工務店の取り組む分野を先取りした事業となっている。図14 には暖冷房エネルギー消費量及び給湯・照明・家電・調理を含む１年間の改修住宅のエネルギー消費量と太陽光発電量をグラフにした。
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