2007年10月18日

排気とリターン (ダクト 7)


S邸では地下に食品庫が設けられた。
将来、換気量を必要最小限に絞って、ワインセラーとして使う予定。
しかし、地下室は、最初の2年ぐらいは除湿が肝心。


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そこで、通常の給排気のダクトとは別に、除湿を目的とした排気ダクトを単独で地下から上げ、1階の台所周りの排気も集めて2階を抜け、小屋裏にまで上げた。この排気が当初はフル回転をする。

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2階のユーテリティなどの天井面に付けられた排気口。

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まだ工事途中で雑然としているが、こうした排気が小屋裏で集められる。

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セントラル空調の場合は、新鮮空気だけを温めたり冷やしたりしたのでは絶対的な風量が足りない。
そこで新鮮空気の3倍から4倍の室内空気をリターンさせ、新鮮空気と一緒にかき混ぜて冷暖房し、各室へ送る。
このリターン空気はなるべくダーディゾーンを避ける。
その結果、階段室周りが多くなる。
リターン空気の吸い込み口には当然フィルターが取り付けられる。

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そして、300Фの太いリターンダクトが小屋裏で空調機に接続される。
これはまだ工事途中で、雑然としている。
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2007年10月16日

メインダクト (ダクト 6)


セントラル空調換気システムでの一番の問題点は空調や換気、分岐などの機械の置き場。
小屋裏を使う例がもっとも多かった。だが、トラスシステムだと小屋裏が使えない。また、小屋裏を使うには、断熱・気密層を屋根面でとり、小屋裏を室内側に取り組む必要がある。北海道などでは基礎が高いので地下を使うのが有効だろうが、この機械室の設置問題でほとんどのメーカーが悩んでいる。

それともう1つ大きな問題がダクトの配置計画。
残念ながら空調換気メーカーの設計士にも、セントラル空調換気計画の経験者が少なく、まともに使える図面が書けるのは、ほんの一握り。
このダクト計画図は、最初のプランの時点でよく検討をしておかないと、後でどうにもならなくなる。

ハーティホームでは、日本で先駆けて2階の根太に平衡弦トラスを採用したので、ダクト計画は画期的に容易であった。しかし、各社はセントラル空調換気が標準システムでないので、ツーバィフォーの大手各社でさえも今だに採用を控えている。
マイスターの標準矩計では、1階の天井高が9尺。したがって、廊下とかユーテリティ・浴室・便所などの天井を8尺に下げて、そのスペースダクトを配する計画を立てた。

ところが、マイスターの標準仕様は第3種換気のため、1階の天井面にもべバーバリアを入れて気密層としていた。
通常は配管や配線よりもダクト工事を最優先させる。
ところが、1階天井の気密層を守るため、一部先行してダクト工事は行ったが、メインダクトの設置はボードを張ってからとなった。
このため、先行工事の場合に比べ2〜3倍の手間暇がかかってしまった。
初体験で戸惑いがあったが学ぶ点も多かった。


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ボードにあける専用の機械。粉が散らないように透明の笠がついている。
こうして、両面の石膏ボードにあけられた穴。

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地下室への給排気ダクト。
これが廊下の天井で結ばれ、吊り木をして天井ボードで塞ぐと、綺麗に納まってしまう。

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廊下の天井にあちこちから8本もの給排気ダクトが集まってくる。
これが、洗面所の天井を抜けて浴室の天井へ。

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一方、小屋裏に上げるダクトが反対側の1階寝室から浴室の天井に配される。

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この両方からのダクトを浴室の天井で繋ぐ。
リング状の金物の半分に、一方のダクトがテープで固定され、さらにもう片方もテープで固定されて一体化。

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このように綺麗に一体化したダクト。

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このダクトが1階寝室の天井を這い、3尺角のダクトスペースを通って2階を通過し、
小屋裏まで運ばれる。
かつては、各階毎に分岐ユニットが設けられた。
しかし、フレキシブルダクトの開発で、機械室から各室へ直接ダクトで繋いだ方が風量調節が簡単に行える。
ということで、給気はほとんどが個別。そして、排気だけが集約して上がってくる。

しかし、このダクトは1階と地下室の分だけ。
反対側からも2階の給気や排気のダクトが上がってきている。

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2007年10月14日

外気給排気工事 (ダクト 5)


セントラル空調換気システムの外部給排気口は、一般に妻壁で行う。
そして、排気した空気がそのまま吸われることのないように、出来るだけ違う面に設けることにしている。やむを得ず同じ妻壁に給気と排気口を設ける場合は、カナダの基準に準じて最低2メートルは離すことにしている。

しかし、S邸は寄せ棟。妻壁がないため、収納室の一部を下げて設けることにした。
用いる熱交換機の容量が164m3。
1台では0.5回転の能力がない。このため2台を設置する。
したがって、給気口が2つ。排気口が2つ並ぶということになった。

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まず、給気口に150Фのダクト2本が配す。

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これをきちんと繋ぎ、それを大工さんがボード下地をやり、ボードで囲む。

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排気口も同じで150Фのダクトが2本。
左側にある100Фのダクトは地下室の排気ダクト。1階、2階を貫通して小屋裏まで上がっている。
きちんと繋ぎ、ボートで覆う。

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そして、壁の外側ではキャップを被せて綺麗な仕上がりとなる。

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2007年09月27日

ボードを張る前に (ダクト 4)


石膏ボード屋さんが天井を張る前に、ダクト屋さんが終わらせておかなければならない工事がある。

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1つは、排気ダクトの器具受け材の設置。
給気ダクトは壁から出すので問題はないが、排気は天井面からなされる。
受け材が不可欠。

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ところが、先に排気金物を付けた。これではボード工事が出来ないので外すことに。

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天井を下げ、ダクトが横に走る出口にも、受け材が取り付けられた。
1階の天井にもべバーバリアを施工するには、これがないときちんとした気密工事が出来ない。
第3種換気を前提に考えると、どうしても必要。

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2階の天井からφ400mmの太いダクトが降りてくる。
これは、階段室回りから室内のリターン空気の採り入れるため。
つまり、室外からの新鮮空気だけを冷暖房しても、これだけでは十分に機能が発揮出来ない。
新鮮空気の倍以上の室内空気を混ぜて空調して各室へ配される。

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地下室へのダクトの回りの気密処理。

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冷媒管もドレーン管も壁の中へ埋められる。
そして、ダクト用のスペースの端を使って、小屋裏まであげられているのがわかる。
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2007年09月09日

90%の熱回収ということ (ダクト 3)(追加改訂編)



S邸の性能が、準防地域のために低性能サッシを使わざるを得なかった。しかしそれでもQ値が0.9W/uKを達成出来たのは、新しい換気装置を採用したから。

つまり、第3種換気だと75坪のS邸では、換気だけで114W/Kもの大量の熱をそのまま吐き出し、損失している勘定になる。
これに対して、新しい換気装置は、廃棄する熱の90%を回収する。
ということは114W/Kの90%を回収するのだから、廃棄する熱は12W/K程度だろうと短絡的に考えてはならない。北海道などでのQ-1運動では、そのような間違いを犯している例があると指摘している人がいる。
日本の場合はIBECで「換気の熱計算式」が示されている。
機器の細かい性能値とか電気代も含めてのややこしい計算。文系の私などにはとても手に負えない方程式。
そこでビルダー研の1級建築士で熱計算の達人である久保田氏に計算をお願いした。

計算してもらった結果は、顕熱の冬期だけの90%の熱回収で34W/Kという数値になった。
今回の新製品は全熱交換機。したがって潜熱も回収しているし、夏期の熱回収もある。ところがIBECの方程式はそれらを無視している。
したがって、実際的な熱回収効果はこれよりはるかに大きいと考えられるのだが、それらを度外視しも素晴らしい数値。
114W/K−34W/K=80W/K
第3種換気に比べて80W/Kもの大量の熱損失が少なくて済む。
したがって、換気だけでQ値が0.32W/uKと大幅減少。
CO2の削減ということを考えると、これは大きな数値。
ドイツなどで、熱回収型換気装置の開発が急がれている理由が納得出来る。
それなのに日本の一部の学者や設計士や換気設備輸入業者は、この数値を無視させようと躍起になっている。
この大馬鹿者めが!

さて、S邸に試験採用した90%の熱回収換気装置は国産。
某社の試作品を、無理を言って使わせてもらったもの。
当分の間は市販される見込みが少ないので、残念ながら今すぐ貴家の新居計画で、このシステムの採用を前提に空調換気システムを計画することが出来ない。
しかし、日本の空調換気の技術力は世界一。
必ずや近いうちに、全家庭で採用出来るようになるものと私は確信。
そこで、S邸に採用された試作品がどのような性能をもっているのかという概略だけを述べておきます。
本来は写真も公開したいのだが、ひそかに使わせてもらっている身。
当分控えさせていただきますが、年内には発表出来るのではないかと考えています。

まず、新しい熱交換機は全熱型であること。
私は、今まで全熱交換機を否定してきた。
それは、台所・浴室・トイレ・シューズルームなどのダーディゾーンから室内の汚れた空気が排出される。全熱交換機だと、湿度も一緒に回収する。
その時、湿度に臭いとか細菌も混ざって回収される。
実験的に台所の排気口に強い悪臭いを吹きかけたら、たちまち全室が悪臭に染まった。
そんな実験を何度もやってこりたから、全熱交換機の採用には徹底的に反対してきた。

ところが、ご存知のように日本は世界に先駆けて「光触媒」という画期的な技術を開発した。小さな豆電気の光で、悪臭や細菌をシャットアウト出来る。
その光触媒を全熱交換機に搭載してもらった。
これで心配していた臭いとか細菌という最大のネックがクリアー出来た。
欠点がなくなると、全熱交換機のメリットが大きく浮かび上がってくる。

まず、何と言っても大きいのが冬期の湿度。
関東地域では冬期の外気の温度が5℃で相対湿度が55%前後。
ということは、絶対湿度が0.003kg/kg(DA)という異常乾燥。
この外気温度を22℃にまで温めると、相対湿度は20%を切ってしまう。
当然静電気が発生してゴミがつきやすくなる。ノドが乾いて風邪にかかりやすくなる。
とくに年寄りはインフルエンザに冒され易くなる。
今までの顕熱交換機では湿度を全部外へ捨てていたから、どうしても加湿器が不可欠。
透湿膜加湿器の開発で、電気代がほとんどかからないものが開発されてきているが、蒸発式だと電気代が馬鹿に出来ない。
それに日に2度も3度も水を追加しなければならない。その手間が大変。
全熱交換機だと湿度も90%回収するので、人体や調理などの内部発湿のことを考えると、人為的な加湿をしなくても相対湿度は30%程度が期待出来ると思う。
もちろん、まだ冬期のデーターがないので確言は出来ないが、加湿という面でもCO2削減効果が大きいはず。

もっともS邸では、念のために透湿膜の加湿器を予備的に装備している。
9年間、セントラル空調換気システムのR-2000住宅に住んできて、この透湿膜加湿器の快適さに施主が魅了され、絶対的なフアンに…。

ついでに蛇足ながら付け加えておくと、ドイツやスウェーデンなどで新しく開発されている熱回収率が90%クラスの熱交換機は、いずれも顕熱交換機。
ヨーロッパの冬期は毎日が雨模様。
夏期は相対湿度が低いが、冬期はやたらと高く、全館暖房化が進んできて冬期にダニ、カビが発生し、これが室内空気質の大問題となってきている。
化学物質の問題が解決したと思ったら、古典的なダニ、カビに悩まされている。
こんなエリアだから全熱交換機は必要ない。
絶対に顕熱交換機に限る。
ということで、ドイツのスティービル社の優れた新製品の採用を検討したが、異常乾燥の関東エリアには不向きだと私は判断した。

それと、これからの熱交換機に求められている重要な性能がある。
それは、バイパス機能。
超高気密高断熱住宅だと、3月になって陽が当たれば部屋の中が暖かくなりすぎる。つまりオーバーヒートとなる。
真冬に窓を開けないと生活出来ないと言う笑えない喜劇が現実に発生してきている。
これを避けるには、熱交換をせずに直接外気が入ってくるバイパス機能を熱交換機が持っていなければならない。
同じことが夏期にも言える。
外気温度が低くなった時、熱交換せずに外気を導入した方が省エネに…。
このバイパス機能をドイツの熱交換機は持っていなかった。

それと、夏期の冷房効果。
これからは、夏の冷房効果を論じる場合に、単に℃だけではなく「エンタルピ」という言葉が頻繁に使われるようになってくる。
設計士などは、今から猛勉強しておく必要がある。
潜熱までも取り除いてくれるから、冷房効果が画期的に高まる。

ただし、より除湿が問題になるが、現時点ではこの除湿機能がついていない。
しかし、近い将来に付加されることは間違いない。

現時点では、冷房では個別クーラーのCOPだけが問題視されていて、夏の空調換気システム全体の快適性が二の次にされている。
クーラーのCOP論議が、全体的に入居者の快適性を無視するという現象が生じている。
今の個別クーラーでは、いくらCOPの性能が向上したとしても、決して入居者の快適度と満足度を高めることは出来ない。
なぜなら個別のクーラーは、低気密・中断熱のプレハブ住宅などを想定して機器開発がなされている。
部屋の隅々まで冷やすために、吹き出し口の風速は早い。
このため、直接冷風にあたると冷たくて痛い風をモロに感じる。
女性は冷房病になる。

これに対して、超高気密高断熱の住宅のセントラル空調の風速は、個別クーラーの1/3から1/4。
これで隅々まで温度ムラがなく、ソフトな風で均等に涼しく対流してくれる。
したがって夏の空調の本格的な快適性は、風を感じさせない、風速が弱くて済むセントラルシステムでないかぎり難しい。
「涼風」という言葉を最初に使ったのはハーティホーム。近代ホームではない。
つまり、家を冷やす「冷房」では快適性に限界がある。
必要なのは「涼房」。
高原の木陰の、湿度が低く、ソフトでさわやかなそよ風の世界。


この目標に対して、全熱交換機によるセントラル空調換気システムはどの程度の可能性を秘めているか?
まだまだ問題点が多いと思う。
しかし、パイロット住宅での、今年の夏のとりあえずのデーターが間もなくまとまる。
乞う、ご期待というところ。
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2007年09月07日

冷房優先システム (ダクト 2)



東京杉並のS邸。
事前に冷暖房費をコンピューターシミュレーションしたら、冷房費が60%を占めており、暖房費の1.6倍にもなる。
東京以西では冷房をメインに空調換気システムを構築する必要がある。

一方、V地域の群馬や栃木、茨城の北関東では、暖房が中心になる。
暖房が中心のエリアでは、北欧で普及している給湯によるパネルヒーターのセントラル暖房プラス第3種換気システムが圧倒的に多い。そして、さらに個別エアコンを付ける二重投資で、なんとか夏を凌いでいる。
しかし、内陸の群馬は埼玉の熊谷地域とともに夏の最高温度は東京を上回ることもしばしば。
したがって、群馬の超高気密住宅の場合の冷暖房費は5分5分というところではなかろうか。

いずれにしても、第3種換気を前提にマイスターハウスの空調換気システムが構築されている。
この第3種換気システムの最大の利点は、排気ダクトだけでよいので設備費が少ないことと、アフターメンテナンスが比較的容易ということ。全設備を含めて10年保証をしているマイスターの場合は、メンテナンスの簡易度こそがポイントに…。

反面、第3種換気のデメリットは、全館の換気を完全にしようとすればするほど気密性を高めなければならず、気密性を高めると玄関ドア開閉困難とか引き違いサッシの空気音などが問題になってくる。また、工事費がどうしても高くならざるを得ない。
それだけではない。
あとで詳しく分析するが、S邸は準防地域のために性能の良いサッシが使えず、Q値は0.8W/uを切って0.7W/uに近づく予定だったのが、0.9W/uという数字にとどまった。
しかし、これは最新の換気装置を採用したから得られた数値。もし、第3種換気方式を採用していたら0.32W/uも増加して1.22W/uというあまりにも平凡な熱損失係数にしかならず、「パッシブハウス」とは言えない代物に…。

マイスターハウスにとっては、ダクトによるセントラル空調換気システムのS邸は、今までのシステムと全く異質のシステム。
セントラル空調換気システムの場合は、換気に必要な空気が計画的にダクトから供給されるので、気密性能は0.4cm/uもあれば十分。
しかし、今までの0.2cm/u以下という気密性能値を落とす雑な仕事はやりたくない。
今までの第3種換気のシステムを堅持しながらセントラル空調換気システムを採用するということになり、ダクト工事などにいくつかの問題点が派生してきた。
これは、新しいトライに欠かせない問題。

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まず、S邸のセントラル空調換気システムとはどんなものかを見ておこう。
まず換気。
1、2階で延べ75坪という大きな家なので、気積は651㎥。この0.5回転ということは325㎥の換気量が必要となる。とても1台の換気装置では消化出来ないので2台の全熱交換機を小屋裏のスペースに設置する。
このため、新鮮外気の採り入れ口が北側に並んで2ヶ所、排気口が東側に2ヶ所並んで設けた。
最初は東側を新鮮外気の採り入れ口をと考えていたが、1階東面に台所の換気扇がある。
煙などは問題ないが、同じ面に採り入れ口を設けたために、臭いの移転で苦労した苦い経験が過去に何回かある。
施主の指摘で、急いで北側へ変更した。

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そして、ゆとりのある東側に排気口。
ダクトの径は150φ。断熱材が巻いてあるので200φとなる。

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2007年09月06日

冷媒管 (ダクト 1)



先に紹介したように、空調換気工事として最初にやる仕事は、床下の冷媒管の設置と勾配をとってのドレーン管の施工。
そして、この冷媒管とドレーン管を壁の中に立ち上げ、小屋裏に設置される空調機までの長い距離を繋いで行かねばならない。
ドレーン管は簡単な接着で繋ぐことが出来る。
問題は冷媒管。
どうしても銅管を熔接しなければならない。


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カバーを剥いで、慎重に熔接。
この冷媒管が上下を結ぶ大きなダクトスペースから、小屋裏へと繋がっている様子が見てとれる。

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この冷媒管が正しく熔接されているかどうか。
それを確かめるために、室外機の置き場で、銅管に測定器をとりつける。

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そして、ボンベからチッソガスを注入し、30キロの圧を加え、終日様子を確かめる。
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