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【総合技術研究所~研究員たちの肖像 vol.4】家の“温度と空気質”を
コントロールして体と心を健やかに

地震や台風に強く、火災にも強い。
一年中健やかに過ごせて、静けさも大音響の音も楽しめる。
そんな良い家ができるまでには、地道な研究開発の積み重ねが欠かせません。

大和ハウス工業の総合技術研究所では、
日々、研究員たちがさまざまな「課題」の「答え」を探しています。
実験映像とともに「ダイワハウスの家」ができるまでの舞台裏をご覧ください。

第4回は「断熱・空気質」の研究開発をご紹介します。

Profile

総合技術研究所 建築技術研究部 性能・ストック研究グループ 研究員

田中 宏典

一級建築士

まるごと1棟の家で検証する

あなたの家は「冬は寒く、夏は暑い、住む人にやさしくない家」ではありませんか?近年、家の温熱環境が健康に与える影響について新たな知見が広まっています。

国土交通省の調査によると、冬に室温が低いほど「起床時の最高血圧が高い」、「健康診断で総コレステロール値が基準範囲を超える人・心電図の異常所見のある人が多い」、「夜間頻尿が多い」ことが判明しています。

国土交通省「断熱改修等による居住者の健康への影響調査 中間報告(第3回)」

「わが家は暖房を効かせているから大丈夫!」と思っても、足元が冷える家は安心できません。床付近の室温が15℃未満の場合、高血圧や糖尿病で通院する人が多いこともわかりました。

「私は温暖な地域に住んでいるから大丈夫!」と考えるのも早合点。ヨーロッパや日本においては、「寒冷地」より「温暖地」の方が冬季死亡増加率は高いとされています。どうやら鍵は外気温ではなく「室温」にあるようです。例えば北海道は全館24時間暖房の断熱住宅が普及し、真冬でも家の中では薄着という話をよく耳にしますが、冬季死亡増加率は全国で最も低くなっています。

国土交通省「断熱改修等による居住者の健康への影響調査 概要」

室温を快適に保つことにかけては、ダイワハウスの家も他に負けない自信があります。ポイントは2つ、「断熱性の高い建物」と「全館空調」です。断熱性にいたっては、「外張り断熱通気外壁」などにより外壁・天井・床・窓すべてを高断熱化。家を断熱材で隙間なく包み込んでいる様子をイメージしてください。

さらに、断熱性能の研究開発に実物大の家を使うところも、ダイワハウスの強みと言えるでしょう。総合技術研究所の「実大熱環境試験室」は、実物大の家を実験施設内に建て、さまざまな自然条件を再現してまるごと1棟の家を検証できるスケールの大きな試験室です。設定できる条件は日射1000kcal/m2・h、温度は−20℃から+50℃まで、湿度は30%から85%まで。実験映像では、その日の外気温5℃に対して、試験室内は真夏の35℃を再現している様子をご覧いただけます。ご案内するのは研究員の田中です。

(実験映像より)

「実大熱環境試験室では、沖縄から北海道まで実際にお客さまが住まわれている日本全国の環境を再現できます。実験の目的は、時間や季節の変化によって、家全体の暖まり方や部屋の熱の逃げ方がどう変化するかをシミュレーションすること。そうして保温性や断熱性、快適性を調べ、商品開発に生かしています」

一人ひとりに合わせた温度+クリーンな空気

田中は、学生時代から「住環境の熱」を専門としてきたスペシャリストです。大和ハウス工業に入社後は、省エネ設備や空気清浄装置の開発に携わり、最近では住宅の「全館空調 エアヒーリング」を世に送り出しました。

エアヒーリングの開発は、田中たち研究員と商品開発部の担当者が「今の住宅の問題点って何だろう?」と考えるところから始まりました。話す中で、一人の社員が「夏に洗面室で洗濯などの家事をしていると汗ばむほど暑いんです。田中さん、どうにかなりませんか」と嘆きました。そういえば昔の家は、夏になると2階がサウナのように暑くなり、冬は廊下やトイレが凍える寒さに。これまでぼんやりしていた不快感や不満が、課題として目の前にくっきりと浮かび上がりました。

「私たち研究員はそのような課題の解決に加え、より世の中に必要とされる付加価値をつけられないかと考えます。エアヒーリングの場合もそうでした。一般的に全館空調というと、家中の温度を常に一定にするものです。それでも十分快適になるのですが、“より良く”という観点で『温度+空気』に着目して開発を行いました」

エアヒーリングは、機械室にある高効率エアコンで温度調節した空気を、送風ファンで各室へ送ります。その際、家族一人ひとりの過ごし方や睡眠のリズム、室温の好みに合わせて、各部屋の温度を柔軟にコントロールできる機能を開発しました。

全館空調の長所である「温度のバリアフリー化」も実現し、外気温の影響を受けやすい玄関や廊下、洗面室も、冷気や熱気のたまりやすい2階も、快適な温度にキープ。ヒートショックや熱中症のリスクを低減しています。こたつに入ると動かない人にも、エアヒーリングはぴったり。国土交通省の調査では、リビングや脱衣所の室温が上がると、住宅内の活動が活発になることがわかっています。

国土交通省「『省エネ住宅』と『健康』の関係をご存知ですか?」

しかも、ダイワハウスの住宅「xevoΣ(ジーヴォシグマ)」のリビングは、天井高2m72cmの大空間。「通常のエアコン1台で、広い部屋を空調すると温度ムラができやすいのですが、全館空調は吹出口を分散して付けられるので、温度ムラができにくい。開放的な大空間にこそ、全館空調が適しているんです」と導入のメリットを挙げました。

家の空気は思ったよりも汚れている

エアヒーリングのもう一つの特長は、花粉やハウスダスト、PM2.5のような微粒子を取り除き、窓を開けなくても「クリーンな空気環境」をつくり出せることです。

「人は空気を常に吸って生きているため、快適に過ごすには“空気の質”が重要な要素になります。全館空調は家中の空気を機械室に集めて、その空気をまた家中に送るものなので、機械部にとても細かい粉じんまで除去できるHEPAフィルターを搭載しました」

0.3µm(マイクロメートル)の微粒子を99. 97%以上集じんする「HEPAフィルター」。花粉やハウスダストから、PM2. 5のような微粒子まで、しっかりと取り除きます。

出典:大和ハウス工業 調べ

  • HEPAフィルターの一般的な性能を表す参考資料です。 実使用空間での効果を示すものでありません。
  • 0.3µm未満の微粒子については除去の確認ができていません。また、空気中のすべての有害物質を除去できるものではありません。

フィルターは、建物内の空気が案外汚れていることを可視化します。田中はある時、研究開発の一環として、住宅展示場に取り付けたエアヒーリングの調査に向かいました。「住宅展示場は人が生活をしているわけではないので、フィルターもそれほど汚れないと思っていたのですが、掃除をしたら半年で500円玉程度のホコリがたまっていました」と驚きます。住宅展示場でさえそうなら、人が長く過ごす家は言うに及びません。

「水道水に浄水器を用いるように、空気も空調装置できれいにする生活が当たり前になったらいいですよね。人は絶えず呼吸をして、体内に空気を取り込んでいるので、水と同様に空気にも気をつかう必要があると思っています」

全館空調の普及に向けて、エアヒーリングのコストを下げることも開発目標の一つになりました。全館空調は光熱費が高いというイメージを持たれますが、エアヒーリングは人がいない部屋の運転を控えめにすることも可能。24時間365日運転しても、光熱費は部屋ごとにルームエアコンを設置する住まいとほぼ変わりません。さらに「高価な全館空調の専用機器ではなく、熱源にはエアコンを使用。汎用品を使うことで価格をかなり抑えました」とイニシャルコストの低減にも努めました。

※新省エネ基準を満たした住宅

また、空調のタイプも2種類用意。エアヒーリングの他、より低コストで、家族が集まる1フロア全体を快適にする「リビングフロア空調 エアサルーン」を開発しました。

エアヒーリング 概念図

エアサルーン 概念図

体にやさしい住環境を意識的に選ぶ時代

家に帰れば子どもたちのパパである田中は、親として、また研究者として、子育て世代こそ空気質にこだわった家づくりをしてほしいと考えます。

「子どもは大人に比べると呼吸量が少なく、空気に含まれる物質を吸い込む量も少量です。しかし、体重あたりに換算すると、大人よりも空気中の物質を多く吸っていることになり、空気が汚れていると体への負担が大きくなってしまいます。空気質を考えた家づくりは“子どものための家づくり”にもなるのです」

体にやさしい住環境は、心にも健やかな影響をもたらしてくれます。断熱性が高ければ、家の中が暑くてイライラすることも、寒くて動くのが面倒になることも、いつのまにか解消へ。全館空調で空気がきれいになれば、春や秋に舞い込む花粉で不快になることも減るでしょう。田中は「断熱性や空調は、一般的に夏や冬に役立つものですが、私たちは春や秋に求められる性能についても考え、一年を通じて居住性能の高い家を追求しています」と開発の方向性を示します。

そして、体と心にやさしい建物は、地球環境にもやさしい建物になります。国が普及を促進する「ZEH(ゼッチ)」住宅や「ZEB(ゼブ)」と呼ばれるビルは、断熱性を高めて、省エネ・創エネを組み合わせ、年間の一次エネルギー消費量をおおむねゼロにする建物です。ベースとなる「断熱性」の向上が、環境負荷の低減にもつながっていくのです。

※化石燃料(石油・石炭・天然ガス)やウラン、太陽光など自然界に存在する状態のエネルギー。これらを加工した電気などは二次エネルギーといわれます。

高断熱化のイメージ

こうした断熱性や空気質は目に見えないため、価値を実感しにくいものですが、ご自身やお子さまの健康を考えて、より意識的に選ぶ時代になっています。ダイワハウスの使命は、その先へ進むこと。田中は「住めば住むほど満足できて、良さを感じられる住環境をつくりたい」と今後の目標を掲げます。将来は、ダイワハウスの家で生活しているだけで体が強くなる、といった新しい付加価値もご提供できるかもしれません。断熱性と空気質のトップランナー、ダイワハウスにこれからもぜひご期待ください。

【vol.5】では、家を音楽室に変える研究員が登場します。

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