この年末年始の時期に帰省されている方、実家の寒さに驚きませんか?

今からおよそ30年前になりますが1980年代後半バブルの真っただ中、高騰しすぎた都心を避け、郊外に多くの戸建て開発が行われました。郊外の分譲地は緑も豊かで夏は涼しく気持ち良いものの、冬は寒く都心より2,3度程度低い気温です。こうした郊外型の戸建て住宅を購入した段階の世代の方々は、今では高齢者となりますが、この年末年始、子や孫が顔を見せるのを心待ちにしている方々も多いのではないでしょうか。

郊外高級住宅地のイメージ  高槻市南平台。大阪都市圏の郊外住宅地

一方、都心の集合住宅に居住している子や孫は、久しぶりに実家に戻ると、あまりの家の寒さにショックを受けます。バブル期に育った住宅は、むかしながらの古民家でもなければ、北国に立地しているわけでもありません。都心郊外に立地する、築30年程度の一般的な住宅です。

都心高層マンションのイメージ 東京都中央区の超高層マンション

東京や大阪などの大都市が立地するIV地域において、当時用いられていた旧省エネルギー基準(昭和55年(1980年)基準)と、平成25年(2013年)の改正省エネ基準における断熱材推奨厚さをざっくりと比較してみると以下のようになります。(そもそもそれぞれの算定方法が異なっているので、あくまでも参考としてお考え下さい。)

国土交通省 住宅・建築物の省エネルギー施策について および 一般社団法人日本サステナブル建築協会(IBEC) 幸せなエコライフ よくわかる住宅の省エネルギー基準 参照 グラスウールの断熱材区分は熱還流率が0.040~0.035程度(Cレベル)を想定

S55年基準については、一定の仮定をおいて国土交通省において試算された値を、H25年基準については、IBEC資料の断熱仕様例の参考値を参照しました。

夏を旨として断熱性能に特別の配慮が無かった時代から、30年の時を経て、少なくとも倍以上の断熱材の厚さが推奨されるようになりました。実は、一般的な床面積を持つ戸建て住宅では、これらの値はあくまでも

努力目標値!!

であって法的拘束力のある義務値ではありませんのでご注意を。言い換えると、悪質な建売住宅の場合、そもそも断熱材がほとんど入っていないかもしれません。。。

それでは築30年の郊外型住宅に代表されるような「寒い家」を、比較的簡単な方法で暖めることによって住みやすい住宅・住環境にすることができるか考えてみました。

そもそも室内は何度以上にするべきなのか?

寒さは人によってとらえ方が違いますが、基準となる室温はあるのでしょうか?

環境省では、地球温暖化対策のため、平成17年の冬から暖房時の室温を20℃で快適に過ごすライフスタイル「ウォームビズ」を提唱してきました。(20℃は目安です。暖房の適切な使用をお願いするものです。)(環境省 報道発表資料より)

環境省によると、推奨温度は20℃以上とのことですね。クールビズの設定温度28℃(室温)が、必ずしも作業時の最適温度ではないことを考えると、この20℃は適切なのでしょうか?

イギリスの公衆衛生庁(NIH)2018年の資料によると、

heating your home to at least 18°C in winter poses minimal risk to your health when you are wearing suitable clothing
健康リスクを最小限に抑えるために、着衣時を前提とした場合、室温を18℃以上にあたためること(筆者訳)

とあります。以上よりおおよそ18℃~20℃程度の室温を目標にするべきでしょう。

本当に日本の冬は寒いのか?

地球温暖化により、自然災害の頻度や深刻度が増しているように思います。このように温暖化する気候において、日本の冬は本当に寒いのか疑問に思う人もいるかもしれません。気象庁によると、

日本の年平均気温は、様々な変動を繰り返しながら上昇しており、長期的には100年あたり1.24℃の割合で上昇しています。特に1990年代以降、高温となる年が頻出しています。
気象庁 日本の年平均気温偏差の経年変化(1898〜2019年:速報値)より)

100年あたり1.24度とのことですが、思ったよりも上がり方が少ない印象です。

東京管区気象台(千代田区)における平均気温の長期変化

このように温暖化が進んでいる状態でも、東京の冬平均気温は、18℃をはるかに下回っていますから、健康リスクを最小限に抑えるためにも室内を温めることはとても大切ですね。

断熱性能を上げる

気温が低く、風も吹いているような寒さの厳しい時には、どのようにしたらよいでしょうか。一番簡単な方法は厚着をすることですが、これは建物についても同じことで、断熱性能を上げるのです。例えば断熱材のグラスウールは見た目もふかふかした布団のようです。この断熱材を外壁と内壁の間に充填していくのですが、あたかも住宅がダウンジャケットを着ているようで暖かそうですね。

グラスウール断熱材

余談になりますが、基礎や床下に断熱材を設置する場合、シロアリに食べられないようにするように注意することが大切です。ポリスチレンフォームや発泡ウレタンでの蟻害は深刻です。知らない間にあると思っていた断熱材が無かったこともあるかもしれません。防蟻処理された商品もあるので、検討しましょう。

断熱性能を上げると快適な住宅になるばかりではありません。実は、本州では、冷房費よりも、暖房費や給湯費の方がはるかにエネルギーを消費します。断熱性能を上げることによって熱が逃げにくくなるため、暖房費の節約にもなりますね。

国土交通省 住宅・建築物の省エネルギー施策について より引用

気密性能を上げる

築30年の住宅は、数々の地震や台風を経験したことでしょう。自然収縮も重なり、構造体や仕上げ材にもかなりひずんできているかもしれません。玄関や窓回り等から、すきま風が入る場合もあるでしょう。例えばいくらフカフカの綿で体を包んでも、冷たい風が吹き付けたら暖かくなりませんよね。風を遮るウインドブレーカーの役目をする機能が必要です。建物も同様で、断熱性能を上げるためには、機密性能の向上も必須です。

断熱性能・気密性能を上げると結露が心配?

昔ながらの家に住む人は、

「結露を防ぐために窓を開けて頻繁に換気を行う方が良い」

と考えている方も多いのではないでしょうか。室内の温度や湿度を下げることは、結露を防ぐことにつながりますが、せっかく温めた室内の空気がまた冷やされてしまいます。そもそもなぜ結露が起こるのでしょうか?

暑い夏の日、氷で冷やされたグラスの周りに水滴がつきます。グラスの内部を寒い外部空間としてみなして考えると、この水滴こそが室内のガラス面に発生する結露と考えることができます。夏には上の写真のような光景をよく見ますが、冬にはあまり見かけないと思ったことはありませんか?

空気には水蒸気が溶け込んでいます。この水蒸気の量は、気温が高いほど多く、気温が低いほど少なくなります。夏では湿度80%や90%とよく聞くことがありますが、冬ではこのように高い湿度をあまり聞きませんよね。

暖かい室温において多く溶け込んだ水蒸気が、コップのガラス面で一気に空気が冷やされることで、それまで溶け込んでいた水蒸気が水滴として現れてきます。これが結露です。

この状況を言い換えると、

ガラス面で一気に空気が冷やされない状況であれば結露が発生しない

と言えます。断熱性能と気密性能を上げて、室内と屋外の温熱環境を遮断することは、結露を防ぐ点からもとても有効なのです。

熱は開口部から逃げる

実は住宅では、窓まわりや玄関といった開口部から熱が流出するという資料があります。

一般社団法人日本建材・住宅設備産業協会ウェブサイトより

つまり、開口部を中心に断熱することによって家が暖かくなる(室内の暖房による熱が逃げにくくなる)と言えそうです。しかしながら、新築ならともかく、既存の建物の改修で外壁や床の断熱性能を上げるのは、かなり大掛かりな工事となって大変です。ここでは窓まわり(開口部)を中心に、家を暖かくする3つの方法について考えてみたいと思います。

1. 窓ガラスの性能を上げる

YKKLIXILといった大手サッシメーカーには、熱性能の高い住宅用サッシのラインアップがあります。住宅用サッシは、「樹脂サッシ」とか「アルミ樹脂複合サッシ」などとして、枠とガラス一体で販売されています。これらサッシメーカーは、サッシを製作しガラスを取り付けて販売する業態ですから、宣伝文句からもついついサッシの枠に目が行ってしまいますが、実は断熱性能の点から考えると

表面積の小さい枠そのものの性能よりも、大きな面積を占めるガラスの性能の方が重要

なのです。住宅用サッシは、枠とガラスのセットで販売されてるため、結果的に、高い断熱性能の樹脂サッシを選択すると、高い断熱性能のガラスがセットになってついてくるわけですね。以下参考まで、ガラスの性能をざっくりと比較してみましょう。

旭硝子カタログ参照(筆者作成)

空気層の厚みを変えたり、空気層にガスを混入したり、ガラスへのコーティングの種類を変えること等によって細かい仕様や性能は異なってきますが、あくまでも参考ということで。

熱還流率が小さければ小さいほど、断熱性能が高いことを示します。単板のガラスを複層ガラスにするだけで性能が2倍上がります。単板ガラスとトリプルガラスで、およそ8倍も性能が異なることが分かりますね。しかしながら、複層やトリプルにすることで、ガラスの量は2倍3倍と上がっていくため、コストはその分アップしていきますし、製作可能な開口部の大きさも制限されるようになります。

新築の場合は様々な選択肢がありますが、築30年の既存住宅を改修する場合はそこまでのチョイスが無いかもしれません。サッシそのものを取り換えるとなると大掛かりな工事になりますが、せめて開口部の断熱性能を上げたいと考えている方は、取り替えなくても、ガラスだけ替えることも可能です。

日本板硝子ウェブサイトより

通常の複層ガラスは12㎜程度あるものの、スペーシアは真空層が0.2㎜しかないため厚みを6.2㎜まで薄くできるという利点があります。既存サッシの溝幅にもよりますが、既存のサッシ枠をのこしたまま、特別なアタッチメントを付けることなくこの商品に入れ替えることが可能です。スペーシアにも、様々な異なる仕様があるため、興味を持った方はカタログを参照ください。

2. 開口部を二重窓にする

二重窓

ガラスの入れ替えよりは大掛かりな工事にはなりますが、外部足場を設置して既存の開口部を入れ替えるよりは簡単な方法です。それは、既存の開口部の内側にさらにサッシを取り付け、二重窓とする方法です。既存サッシと新設サッシの間がそのまま断熱用の空気層となるわけですが、その分場所をとるため、壁厚や間取りにゆとりのある住宅でないと、設置が難しいのが難点です。

ちなみに古い日本家屋には、座敷と外部空間の間に廊下(縁側)があります。このようなバッファゾーンがあるために、それぞれの建具が薄かったとしても内側の座敷を暖かく保つことができるわけですね。

3. カーテンやシェードを設置する

開口部そのものを改修しなくても、その内側に設置されるカーテンやシェードを工夫することも可能です。それでは、どのように設置すれば断熱効果が高いのでしょうか?

カーテンの取り付けと気流状態の概念 (財)建材試験センター 建材試験情報 1980.07 より
(筆者加筆修正)

この論文によると、

カーテンが床から天井まで設置され、サッシとカーテンとの間に密閉された空気層を作ることが重要で、カーテンの生地の違いはあまり影響がない

とのことでした。厚手のカーテンの方が薄いカーテンよりも暖かそうに見えますが、実は、

カーテンと床の間の隙間から冷気が染み出てくることの方が、断熱性能にとって問題

なようです。壁や床に対してある程度密閉された空気層を作ることができれば、単板ガラスを複層ガラスにする以上の効果が得られるようです。

北欧と英国の実例を探る

それでは、日本よりも気候の寒冷な北欧や英国では、どのような窓まわりのしつらえなのか、実例を挙げて紹介したいと思いますが、まずは、状況説明から。

自治省のホームページより引用(筆者加筆修正)

日本と北欧・英国を比較してみましょう。札幌でもスペイン北部あたり、東京はモロッコやアルジェリア北部と同じ緯度のようです。北欧・英国は、日本列島よりもはるかに北に位置することが分かります。

樹脂サッシ工業会ウェブサイトより引用

ちなみに面白い比較データがあったので、樹脂サッシ工業会さんより引用させていただきました。日本はまだまだアルミサッシが主流を占めますが、北欧では木製サッシやアルミ木複合サッシが、英国では樹脂サッシが主流を占めているようです。それでは以下実例です。

北欧にて

2019年9月中旬に、フィンランド・デンマーク・スウェーデンに訪れた時の写真です。現地は東京の秋から冬にかけてのような気候で、朝晩はやや寒かったです。

まずはフィンランドのヘルシンキにあるドミトリーです。

かなりシンプルな外観です
部屋の中から見た眺め
二重窓の閉まった時の様子
二重窓の開いた時の様子

学生寮としても使われている建物のようで、そっけない作りです。さすが北国だけあって二重窓が設置されていました。レバーハンドルを回すと外側のサッシも連動して内側に開くので、二回窓を開ける動作をする必要はありません。

 

赤外線カメラで、外観から温度を測定しました。壁面と窓面の温度差は2度程度しかありません。やはり二重窓の断熱の威力はすごいですね。

開口部は窓ばかりではありません。出入口の建具も開口部です。フィンランドの巨匠アールト自邸(1936年竣工)の2階に面白い建具がありました。

2階のリビングからバルコニーに通じる扉です

扉が二重に設置されており、外壁には外開き、内壁には内開きの扉がついています。北国フィンランドならではの工夫ですね。

アールト自邸の作業机
二重の単板ガラスによる木製サッシ

やはり木製サッシは美しいですね。複層ガラスという商品が存在しない時代に、空気層を確保するように単板ガラス2枚を使って断熱性能の高い開口部を実現しています。窓の下にはラジエーターも設置されていますね。

次はデンマークのコペンハーゲンにあるホテルです。

ちょっとポップな外観です
部屋の中から見た眺め

トリプルガラスのサッシでした。空気層の厚さは16㎜程度はあるでしょうか。かなり重厚感があります。外気温がそこまで寒くなかったので、3重ガラスの効果を実感するには至りませんでした。

次は、スウェーデンのストックホルムにあるホテルです。

中庭に面した屋根裏を改修したようなつくりです。

天窓がついているのですが、窓の下にある棒のようなツールを使って縦長の開口部を開き、換気をすることができるみたいです。北国らしく、窓下にラジエーターが設置されています。

複層ガラスでしょうか。空気層がかなり厚そうです。

冷気が下がってこないように、勾配天井用のシェードがついています。

赤外線カメラで、シェードの有無による違いを見てみましょう。

シェードを開けた状態 窓面11.9℃
シェードを閉じた状態 シェード面19.3℃

シェードの効果はてきめんです。たとえサッシの断熱性能が、二重窓ほど高くなかったとしても、シェードによって密閉した空気層を作り出すことができれば、断熱効果が格段に上がることが分かりますね。

ちなみにこのホテルのロビースペースを、内側と外側から撮影してみました。

歴史的建築物の保存からなのでしょうか、単板ガラスのままです。歴史的建造物には、このように意匠を継承するために、オリジナルのサッシを残している事例も多々ありました。環境性能と歴史的価値のいずれを優先するかにはその都度、判断が必要なようです。内側には分厚いカーテンがかかり、ラジエーターが設置されていました。

外から見て地面に近いほうが暖かいのは、室内に設置されているラジエーターの熱が逃げてきているからでしょうか。

英国にて

2019年11月下旬に、ロンドンおよびイギリス北部の都市ニューカッスルに訪れた時の写真です。スコットランドに近いイングランド北端の都市ニューカッスルは零度を下回る時もあり、かなり寒かったです。

ニューカッスルのホテルです。

目の前が壁!

ここでも天井から床までのカーテンによって、冷気を遮断しています。

20㎜近くの空気層です。ガラスに印字されたロゴから推察すると、日本板硝子の傘下にあるピルキントン社製のガラスですね。

このホテルのロビー空間です。

外観
内観

20㎜程度の空気層でしょうか。

ガラス表面は2.8℃程度

0度近い気温の中、ガラス面が10度以下に保たれている所を見ると、ガラスの断熱効果が効いているようです。

これは昔の郵便局だった歴史的建造物をオフィスビルに改装した建物です。NBSの本部が入っている建物です。

昔ながらのサッシを使用しています
窓から熱が逃げている

歴史的建造物の意匠を残しながらオフィスとして改修した建物であっても、英国の環境性能評価BREEAMの最高評価を得たとNBS職員の方から伺いました。「環境性能」とは、温熱環境の実現だけではありませんからね。

教会のステンドグラスはどうでしょうか。

これはさすがに断熱サッシにできません。。。

ステンドグラスの所のみ温度が高い

ステンドグラスの所のみ温度が低い

ステンドグラスを屋外側と室内側から赤外線カメラで計測した結果です。屋内からかなり熱が逃げていることが分かります。

最後に、住宅ではありませんが、ロンドンにあるイギリスの巨匠ノーマンフォスターの事務所を見てみましょう。

有名な川沿いのオフィスです

エントランスエリアを赤外線カメラで撮影しました。

こちらはノーマンフォスター事務所の新しい方の建物です。一階が模型製作所になっています。
窓ガラスに有機的な形をしたAlbion Riverside(2003年竣工)の建物が映り込んでいますね。この建物、いつできたのか良く分からなかったのですが、少なくともAlbion Riversideよりは後で竣工しているようです。

しっかりと確認できなかったのですが、3重ガラスでしょうか。美しいファサードであるとともに、高い断熱性能も確保しています。同じフォスター事務所の建物であっても、20年程度の時を経て、使用しているガラスの断熱性能が上がっていることが分かります。

まとめ

実は熱中症よりも凍死の方が多いことが分かっているようです。いつも有用で面白い統計をツイートされている舞田敏彦さんのブログより。

暖かい居間から寒いトイレや脱衣場に移動し、急激に血圧が上がることによって、脳卒中を起こし亡くなる方も含めると、寒さによってなくなる方の総数はさらに増えるかもしれません。

今回のブログでは

  1. 窓ガラスの性能を上げる
  2. 開口部を二重窓にする
  3. カーテンやシェードを設置する

ことによって、開口部の断熱性能を上げることについて書きましたが、是非、実家の寒い家を暖かくしてみてはいかがでしょうか。

最後に

環境性能を上げることは、自分自身が快適に過ごすことができるようになるばかりでなく、サステナブルな環境を次世代に伝えるためにも重要な取り組みです。世界的にも環境に配慮する意識が高まっています。建築物一般について 建築環境性能評価システム CASBEE と LEED の増加状況を比較してみた も併せてご覧ください。