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「エアコン隠し」は厳禁 床暖房にも熱ロスの弱点

冬に備える家づくり 2015-2016(3)

日経アーキテクチュア
省エネを目指したエコハウスの常識には、実は暖房・冷房や断熱に関する様々な誤解がある。今回は、「設備を隠す」という設計の美学に対して、省エネの観点から疑問を投げかける。

「美に用は無縁のもの。家の中で最も有用な場所はトイレである」。こうした「レス・イズ・モア」の美学を前にしては、空調や給湯といった忌まわしい設備などに、居場所などあろうはずもなかった。その美学が生み出す「悲劇」を見ていこう。

エアコンは醜い、されど隠すべからず

隠されやすい設備の筆頭は、かの「醜い」エアコンだ。特に和室では、壁にガラリを設けて屋内機を押し込んでしまったケースをよく見かける(図1)。

図1 しばしば見られる、屋内機や屋外機を隠した例。左は壁に埋め込まれた屋内機、右はひた隠しにされた屋外機

見た目はスッキリであるが、これで暖房をすると空気は下に吹き出せず、暖かい(軽い)空気が上に滞留するだけで、全く暖まらない(図2)。暖房をきちんと行うためには、エアコンの屋内機は「飛び出さざるを得ない」のである。

図2 壁に埋め込まれた室内機では、床まで温風が届かない。壁埋め込みのエアコンは真横にしか温風を吹き出せないため、暖気は天井にたまり床に届かない(左)。下向きに温風を届けるのに、エアコンは飛び出さざるを得ないのだ(右)

さらに屋外機。これまた見栄えがせず、風も音も出すので嫌われるが、それもこれもヒートポンプが外気の熱を集めているからだ。この屋外機こそ、ヒートポンプの「心臓」であるコンプレッサーを内蔵し、外気と熱をやりとりする主役。見苦しいからと囲っては、夏の排熱・冬の集熱に必要な空気の流れを妨げてしまい、エネルギー効率が大幅に低下する。

なお、1 台の屋外機に複数の屋内機をぶら下げる「マルチエアコン」は、一般に形式も古く割高、おまけにエネルギー効率も低い。「屋外機を1つにしたい」からと安易に採用しないことをお勧めする。

床暖房ラブのホンネは「設備を隠せる」

エアコンとは対照的に、設計者に好まれる暖房といえば「床暖房」をおいて他にない。音や風を起こさず、温度ムラのない良質な温熱環境をつくることができる。

しかし設計者にとって最大の魅力は、「設備を完全に隠蔽できる」ことに尽きる。モダンリビングの必須アイテムとも言えるこの床暖房、実は弱点をいくつも持っている。

まず、加熱能力が小さいために立ち上がりに時間がかかる。床表面温度を上げれば加熱量を増やせるが、身体に直接触れる床暖房では低温やけどのリスクがあるので限界がある(図3)。

図3 床暖房は設計に要注意。低温やけど防止のために表面温度に上限があり、加熱能力が限られる。熱的に弱い大開口からのコールドドラフト防止効果も弱い(左上)。また屋外に露出した温水配管部分から熱ロスが多いため、きちんと断熱することが不可欠(下)。蓄熱暖房機はかつて、省コストで快適性も高いとされたが、1次エネルギー効率が非常に低いことから、平成25年省エネ基準では実質禁止される(右上)

結局、床暖房の加熱能力は1m2(平方メートル)当たり100~200W程度。放熱面の敷設率(通常60~70%)を考えると、10畳(18.6m2)では2000W以下の加熱量しかない。強制対流方式のエアコンやガス・石油ファンヒーターが6000W程度であることと比べると、3分の1程度の能力しかないことになる。

さらに、床暖房は放熱パネル下面や配管からの熱ロスが大きく、また熱源効率に限界があり、エネルギー効率が低くなりがちである。床暖房で省エネするには、高効率な熱源や放熱パネルの採用・床下や配管の断熱強化など、注意深い設計と施工が不可欠となる(図4、図5)。

図4 温水床暖房パネルでは40℃の温水を同じように流しても、表面温度は大きく異なる。熱抵抗の小さい仕上げ材を用いることが、効率的で快適な床暖房では重要になる
図5 床暖房は温度ムラの少ない上質の温熱環境をつくれる長所があるが、設計時に注意すべき点が非常に多い

寡黙な電気ヒーターのエネルギー効率は「最悪」

電気ヒーター式の「電気床暖房」や「電気温水器」はとても魅力的だ。メンテナンスフリーで抜群に長寿命、しかも安価。設置は電線をつなぐだけ、燃焼式やヒートポンプ式のように外気に接する必要もない。完全に無音・無臭で、どこにでも隠しておける…。

やたらと好都合なのだが、実は貴重な電気エネルギーをただ黙々とジュール熱に変換してしまうため、エネルギー効率は最悪だ。電気で暖房・給湯をする場合には、空気熱を集めて効率を稼ぐヒートポンプ式を絶対に選ぶことをお勧めする。

全ての細部が必然

ある有名自動車メーカーのモットーは、「全ての細部が必然」。設備の形態は物理の必然に真正面から向き合った結果の産物。なぜ「見える」のか、「出っ張っている」のか、「音がする」のか。設備のディテールを知ることが、真のエコ設計への近道なのだ。

前真之(まえ・まさゆき) 東京大学大学院工学系研究科建築学専攻准教授。博士(工学)。1975年生まれ。1998年東京大学工学部建築学科卒業。2003年東京大学大学院博士課程修了、2004年建築研究所などを経て、2004年10月、東京大学大学院工学系研究科客員助教授に就任。2008年から現職。空調・通風・給湯・自然光利用など幅広く研究テーマとし、真のエコハウスの姿を追い求めている。

(書籍『エコハウスのウソ[増補改訂版]』の記事を再構成)

[参考]「エコハウス」と聞いて思い浮かべる住宅のデザインや暮らし方の多くが、真の省エネにはつながっていない。東京大学で省エネ住宅を研究する気鋭の研究者が、実証データやシミュレーション結果をもとに、一般ユーザーや住宅関係者が信じて疑わない"エコハウスの誤解"をバサバサと切っていく。初版発行後に明らかになった新たな知見や、2020年の「省エネ基準義務化」などについて大幅に加筆した。

エコハウスのウソ[増補改訂版]

著者:前 真之
出版:日経BP社
価格:2,484円(税込み)

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