平成 25 年度に終了した研究開発【運営費交付金による研究開発】

２）－４

天井の高い住空間のための外皮・空調設備計画手法の検討【基盤】

Examination of skin and heating equipment planning methods for high-ceiling dwellingspace（研究期間
環境研究グループ

桑沢保夫

Dept. of Environmental Engineering

KUWASAWA Yasuo

平成 23～25 年度）

Adoption of high-ceiling dwelling space is increasing for the purpose of natural-energy utilization such as sunshine and naturalventilation. On the other hand, there are some problem about inner-thermal environment in the high-ceiling dwelling space. For
example, air temperature distribution and cold draft at the feet-height. As a countermeasure of these problem, it is indispensable toplan approaching by architectural and equipment side. In this study, Fundamental information about high-ceiling dwelling space
was arranged. And heating-load-correcting method according to the thermal environment was examined.
ことが懸念される。そこで、温熱環境を考慮した暖房負［研究目的及び経過］荷の補正方法の開発を行った。

省エネや低炭素化が喫緊の課題となっている近年、日照や通風などの自然エネルギー利用を意図して、居室［研究内容］に吹抜けや大開口を設けた開放的な空間を目にする機会（１）吹抜けを持つ住空間の類型化が増えている。また、ハウスメーカーなどでは狭小な住アンケート調査から吹抜けを持つ住空間の類型化を宅であっても、開放感を演出するために吹抜けを設ける行う。その際、特に以下の項目に配慮することとする。という動きもある。一方で、吹抜けなどの天井の高い住z

吹抜け空間の規模（床面積・吹抜け開口面積）と階段室の有無などの空間構成

空間では、空調時に上下温度分布や、暖房時には壁面やz

建物外皮仕様（断熱仕様・開口部の仕様と位置）

ど、温熱環境に関する問題点が指摘されている 。これz

暖房方法（機器の種類、設置位置）

らに対して、空調設備のみで対処しようとすると増エネ（２）シミュレーションによる温熱環境の把握

窓で冷やされた空気により足元にドラフトが発生するな
1)になるのは明らかであり、建物外皮性能などの建築サイ

上記で類型化した検討対象について、数値流体解析

ドの工夫が不可欠となるが、吹抜けを持つ住空間の空間により、上下温度分布やドラフトなどの温熱環境の諸問構成や導入されている設備などの実態は明らかになって題の状況を把握する。

おらず、外皮や空調設備をどのように計画すべきかにつ（３）上下温度分布やドラフトなどの不快要素低減策のいての知見が十分に示されていない。

検討

そこで、本研究では、天井の高い住空間を対象とし数値流体解析により、建物外皮性能（壁体断熱仕様・た温熱環境の質と省エネルギー性能の向上のための建物開口部面積と仕様）と暖房方法（機器・設置位置）に主外皮性能と暖房設備の計画手法の作成を目的として、吹眼を置き、上下温度分布やドラフトなどの不快要素の低抜けを持つ住空間について、外皮仕様や空間構成、設備減策を検討する。の仕様等に関する実態を把握・類型化し、温熱環境に関（４）温熱環境を考慮した暖房負荷の補正方法の検討
既往の実験結果等を踏まえ、温熱環境を考慮した暖する検討を行った。
また、熱負荷計算によって暖房負荷を求める場合、房負荷の補正方法の開発を行う。

居室内の空気温度は均一であると仮定することが一般的（５）実験住宅における検証実験であり、天井・床・壁などの表面温度や上下の温度分布

建築研究所内の戸建実験住宅において暖房時の温熱環などは考慮されていない。一方で、人間の体感温度は表境等に関する実証データを取得し、暖房負荷の補正方法面温度に作用されるとともに、上下に温度分布が生じて等の検証を行う。

人がいる空間は設定温度に達していない場合もあり、一［研究結果］

般的な熱負荷計算による暖房負荷は過小評価されているアンケート調査により抜けを持つ住空間の規模や空- 11 -

平成 25 年度に終了した研究開発【運営費交付金による研究開発】

間構成、外皮仕様、暖房設備等に関する実態を把握・類型化し（図 1、表 1）、その結果に基づきシミュレーシ
ョンにより外皮性能や暖房設備が温熱環境に与える影響の検討を行った。
また、温熱環境として放射温度（床暖房の効果を含居室間歇む）及び上下温度分布を考慮した暖房負荷の補正方法を開発した。補正方法は熱負荷計算で求めた暖房負荷に放居室連続射温度及び上下温度分布を考慮した補正係数を乗じるこ全館連続ととし、その補正係数を地域及び暖房運転方法（居室を断熱性能が低くなると暖房負荷の割増が大きくなる

間歇で暖房する方法、居室のみ連続して暖房する方法、建物全体を連続して暖房する方法）ごとに熱損失係数の図2変数として整理した（図 2、図 3）。なお、床暖房につ放射温度を考慮した補正係数（6 地域の例）

いては、居室面積に対する床暖房パネルの面積（敷設居室間歇率）を変数として補正係数を整理した（図 4）。

居室連続

温熱環境を考慮した暖房負荷の補正方法は平成 25 年

全館連続に改正された省エネルギー基準における住宅の暖房エネルギー消費量の推定方法に反映された。

断熱性能が低くなると暖房負荷の割増が大きくなる
a‐a'断面

aa‐a'断面aa‐a'断面

a

廊下等

図3

リビング等

リビング等

上下温度分布を考慮した補正係数（6 地域の例）

リビング等

吹抜け
下階平面

a'

吹抜け
下階平面

a'

吹抜け
下階平面

Aタイプ

Bタイプ

Cタイプ

吹抜け内に階段

吹抜け外に階段

リビング外に階段

図1

階段の位置による吹抜け空間のタイプ分類

表1

吹抜けのあるリビングで使用する暖房機器

a'

全館連続

暖房機器
ｾﾝﾄﾗﾙ空調
ｴｱｺﾝ (1 台め )ｴｱｺﾝ (2 台め )ﾌｧﾝﾋｰﾀｰ(電気)ﾌｧﾝﾋｰﾀｰ(ｶﾞｽ・石油)
ｽﾄｰﾌﾞ (ｶﾞｽ・石油 )FF式ｽﾄｰﾌﾞ (ｶﾞｽ・石油 )地域１ 地域２ 地域３03 (07%) 02 (06%) 02 (05%)
08 (19%) 17 (50%) 22 (52%)
00 (00%) 04 (12%) 06 (14%)
01 (02%) 02 (06%) 03 (07%)
04 (09%) 05 (15%) 10 (24%)
01 (02%) 02 (06%) 04 (10%)
09 (21%) 04 (12%) 01 (02%)
07 (16%) 03 (09%) 07 (17%)
床暖房
03 (07%) 01 (03%) 02 (05%)
ｵｲﾙﾋｰﾀｰ14 (33%) 03 (09%) 02 (05%)
ﾊﾟﾈﾙﾋｰﾀｰ
11 (26%) 08 (24%) 04 (10%)
蓄熱式暖房機01 (02%) 04 (12%) 02 (05%)
薪ｽﾄｰﾌﾞ・暖炉
03 (07%) 06 (18%) 04 (10%)
電気ｶｰﾍﾟｯﾄ
04 (09%) 03 (09%) 07 (17%)
電気ｺﾀﾂ
06 (14%) 05 (15%) 08 (19%)
ｼｰﾘﾝｸﾞﾌｧﾝ
02 (05%) 01 (03%) 02 (05%)
ｻｰｷｭﾚｰﾀｰ
地域 1：北海道・東北、 地域 2：北陸・山陰
地域 3：関東・関西・中部・近畿・中国・四国・九州

居室連続

床暖房の敷設率が大きくなると暖房負荷の割引が大きくなる
居室間歇

図4

床暖房採用時の補正係数［参考文献］
1） 岩本他：実大実験建物を用いたコールドドラフ
トの実態把握 その 1，日本建築学会大会学術講演梗概集，2010
平成 23 年度の課題名：
プランや空間構成に対応した居住環境とエネルギ
ー消費量の統合的評価手法に関する研究- 12 -