, ,

エネルギーパス 表・グラフの見方(その1)

エネルギーパスの見方と解説

enepass_at01


お客様にお出ししているエネルギーパスについて、当然お出しするときにご説明はするのですが、内容が難しくって聞いているときには分かったつもりだったんだけど、もう一回説明して下さいとか、WEBページを見たんですけど、エネルギーパスの表とかグラフがいっぱい出てきて一見分かりやすそうなんだけど、詳しくみてみると「?」が結構あるので教えてくれませんか?といった問い合わせを頂くようになりました。何度でもご説明は致しますが、家でWEBで見れた方がいつでも見直せるということで、ここでご説明させて頂きます。順を追って、何が書いてあるのか、お客様の図面をそのままに、断熱性能と換気・空調・給湯・照明設備をそれぞれに設定し①「世界標準の住ま居るの家」と②低炭素認定基準をクリアする、日本でいう最高の性能を持つ省エネ住宅「低炭素認定高断熱住宅」と、③新築住宅の6割以上を占める、低炭素認定をクリアできない「一般新築住宅」と、④日本国内の90%を占める昭和55年以降築の「既存住宅」それぞれについて順を追ってご説明致します。

検討図面:2LDK+P

enepass_ep13

立面図
enepass_ep14

1F平面図
enepass_ep15

2F平面図
EUで採用されているエネルギーパス

EUで採用されているエネルギーパス

エネルギーパス:EU圏内の国々では、賃貸・売買などの不動産取引時に、「家の燃費性能」がエネルギーパスにて明示されています。床面積1㎡あたり○○kW時必要という形で数値化されており、だれでも簡単に家の燃費を確認することができるため、立地やインテリアなどどと同じく「家の燃費」が住宅の価値基準として重要な判断要素となっています。なお、生活スタイルなどによる変動は考慮していないため、住宅の省エネルギー性能を比較する基準で有り、実際の燃費を保証するものではありません。

建物の概要

ここは読んで字の通りなので、余りご質問もこないことろです。吹抜があったり小屋裏があったり、天井高が高いと床面積より大きな面積になります。それに応じて気積も変わってきます。確認申請の延床面積(床面積)や登記の床面積とは異なり、エネルギー計算専用の床面積を算出します。空間の面積がエネパスには必須となります。発電量は太陽光パネルを搭載しているときに、その発電量の予想値が表示されます。建設地、方位によって数値が変わってきます。今回はお客様の建築予定の建物をそのまま載せているので、①~④まですべてのお宅に大容量10.2kWhもの太陽光発電が取り付けられるものとして計算しています。

①世界標準の住ま居るの家

enepass_ep01

②低炭素認定高断熱住宅

enepass_ep02

③一般新築住宅

enepass_ep03

④既存住宅

enepass_ep04


ここは簡単ですね。というより、全て同じです。

1㎡あたりの必要エネルギーの比較

グラフ1が、一番のエネルギーパス「エネパス」の肝です。1㎡あたりの基準は建物の概要に記載の面積です。確認申請や登記の床面積とは異なります。表1にはそれぞれの項目別のエネルギー量が示されています。

必要エネルギー:この住宅で室温を冬季20℃以上、夏季27℃以下、一定の給湯を使用するなどの、所定の生活を一年間過ごしたときに冷暖房、給湯、換気、照明を使用するのに必要となるエネルギー量のことです。給湯器や発電システムなどのアクティブな設備効率は含まれません。断熱性能や日射コントロール性能などのパッシブな省エネルギー性能です。この住宅自体の省エネルギー性能を示す値で有り、数値が少ないほどに高性能で有り、高い居住快適性や健康性能を持ちます。

①世界標準の住ま居るの家

enepass_ep05


合計欄の 13,710kWh年を面積で割ると、 119.5292066kWh/㎡年 と計算できます。以下同様です。
また、「この住宅の必要エネルギー」の下に「次世代省エネルギー基準」とあって、こちらは同じ設備機器を使用したとき、外皮性能(断熱性能)を次世代省エネ基準としたらどれぐらい必要エネルギーがいるかを示したグラフです。世界標準の住ま居るの家は、13,710kWh/㎡年なのに対し、次世代省エネルギー基準の家は228.8×114.70=26,243kWh年もエネルギーが必要になります。12,533kWh年もの差です。ほぼ半分!

次世代省エネルギー基準:1999年3月に、建設省により改正された日本の断熱化基準の通称です。2001年にスタートした「住宅性能表示制度」でも、温熱環境分野の中で、この「次世代省エネ基準」が参考ランク(等級4)に位置づけられています。
2020年以降は次世代省エネルギー基準が最低基準として義務化される予定です。税制優遇などの最低基準としても指定されることが多いため、住宅の資産価値を鑑みると最低でも超えておきたい基準値です。

②低炭素認定高断熱住宅

enepass_ep06


①住ま居るの家との差は、27,856-13,710=14,146kWh年と倍以上必要エネルギーが多くなります。

③一般新築住宅

enepass_ep07


①住ま居るの家との差は、36,739-13,710=23,029kWh年と桁違いの開きがあります。世界で笑われてしまうのが分かります。

④既存住宅

enepass_ep08


①住ま居るの家との差は、50,535-13,710=36,825kWh年と、ほぼ3倍エネルギーが必要になります。90%以上も占める既存住宅ですからここをどう改善していくかに国が動き始めています。

必要エネルギー・消費エネルギー・CO2排出量の比較

必要エネルギーは前述しました。CO2は二酸化炭素の排出量です。

消費エネルギー(最終消費エネルギー):住宅自体のエネルギー需要である必要エネルギーを導入予定、若しくは導入済の給湯機やエアコン、太陽光発電システムなどの設備機器を使用すれば「必要エネルギー」よりも小さく、反対にエネルギー効率の低い設備機器の場合は「必要エネルギー」よりも大きくなります。最先端の技術であるヒートポンプという仕組みを活用すると、1の電気で3のエネルギーを造り出すことが出来ます。この「最終消費エネルギー」からは実際に払うであろう光熱費を理論値で算出し、消費者にとってのランニングコストを評価するための経済的指標となる数値です。

①世界標準の住ま居るの家

enepass_ep09


このグラフ2では、家電・照明・給湯・換気・暖房・冷房別のエネルギー排出量が示されています。最先端の機器を使用すると、ヒートポンプ等の技術により、実際に使う(最終)消費エネルギーが少なくおさえられます。ですので、省エネ住宅の設計では、機器の選定に至るまで配慮が必要になるのです。また、その隣にはCo2の排出量が示されております。表2はグラフ2の根拠数値です。表3は、使用設備が示されています。設置年月は統一して1900年1月としました。計算上では意味を持ちません。

②低炭素認定高断熱住宅

enepass_ep10


グラフ2をみて、①世界標準の住ま居るの家と比べると、暖房に必要なエネルギーが圧倒的に増えています。左のメモリの数値が全然違うことに注視して下さい。冷房に必要なエネルギーは①住ま居るの家の方が多いのは、パッシブデザインといって、冬の日射を取り込む設計になっているからで、実生活では、オーニングやすだれ、よしず、たてす等で日射を遮り、消費エネルギーをおさえます。夏の日射コントロールは簡単で非常に有効なので、理想的な窓配置・選択なのですが、ほとんどの業者さんはLOW-Eの遮熱タイプのガラスを全方位に入れてしまいます。冬場の暖房エネルギーの方を減らすことに注力すべきなのですが、勉強不足だと単に数値上の性能がいい遮熱タイプを選んでいます。ここを読んで頂いた方は、南面だけは日射取得タイプのLow-Eガラスを採用することをオススメ致します。夏の日射はとっても強く、どんなに高性能なLow-Eガラスを採用しても、所詮ガラスなので気休めにしかなりません。どんどん日射は入ってきてどんどん部屋を暖めてしまいます。ところがオーニングやすだれ等、窓の外側で日差しを遮ると、ほとんど日射は部屋に入ってくることがなくなります。夏の日射は部屋の中に入れてはいけないのです。
enepass_ep20
表3の設備機器で①住ま居るの家と異なるのは、給湯にガス給湯機(エコジョーズ)を採用したことと、自然吸気で強制機械排気の第3種換気設備になっていることです。

一般新築住宅

enepass_ep11


まず、グラフ2のメモリをみると、①住ま居るの家とは比較にならないほど大きな数値となっています。暖房エネルギーが5,198→28,315となっているのをみると、冬がとっても寒そうです。温めても温めてもすぐに冷めてしまうでしょう。表3の設備機器は、低炭素認定高断熱住宅と全く同じとしてあります。設備機器はほぼ家電メーカーが造っていますので、①住ま居るの家も同等設備となっています。照明器具だけ、主要部はLEDにして、居室以外は白熱灯混合となっています。

既存住宅

enepass_ep12


グラフ2をみると、必要エネルギーと消費エネルギーで大きな差がありますが、これは設備機器が10年ほど前に全て取り替えたものとしたためです。特に冷蔵庫は、10年ぐらい前のものはどんなにキレイに使っていても、最新のものに取り替えた方がすぐに光熱費で元が取れてしまいます。冷房については①住ま居るの家とほとんど変わりません。夏の日射対策さえすれば、家を涼しくするのはとっても簡単ということです。表3については、照明器具は蛍光灯・白熱灯としています。

建物性能

ここを詳しくみていくと、それぞれの建物の性能がわかります。断熱性能や設備機器の選定により数値が変わります。それでは比較してみましょう。

用途別エネルギー需要

①世界標準の住ま居るの家

①世界標準の住ま居るの家:合計 13,710kWh ■冷房:18% 2,508kwh ■暖房:39% 5,306kWh ■換気:2% 331kWh ■給湯:34% 4,706kWh ■照明:6% 860kWh
②低炭素認定高断熱住宅

②低炭素認定高断熱住宅:合計 27,856kWh ■冷房:6% 1,729kWh ■暖房:73% 20,458kWh ■換気:0% 103kWh ■給湯:17% 4,706kWh ■照明:3% 860kWh
③一般新築住宅

③一般新築住宅:合計 36,739kWh ■冷房:7% 2,466kWh ■暖房:77% 28,315kWh ■換気:0% 103kWh ■給湯:13% 4,706kWh ■照明:3% 1,149kWh
④既存住宅

④既存住宅:合計 50,535kWh ■冷房:6% 2,817kWh ■暖房:82% 41,259kWh ■換気:0% 97kWh ■給湯:9% 4,706kWh ■照明:3% 1,656kWh

ここで比較して頂きたいのは、用途別エネルギー需要が占める割合(%)ではなく、その根拠となる必要エネルギー量です。①住ま居るの家だけ、全熱交換型第1種換気システムという設備を使用し、他の②~④は排気だけ機械を利用する第3種換気としています。換気による必要エネルギーは減りますが、換気は大きく熱を損失します。全熱交換型の換気システムは、換気による熱損失を防ぎます。問題は、換気による熱損失と、換気システムの必要エネルギーの差がどちらが有利かということです。高性能な全熱交換型の換気システムなら、必要エネルギーが小さく済みます。なので、暖房の必要エネルギーが①と②~④で大きく異なるのです。①:5,306kWh→②:20,458kWh→③:28,315kWh→④:41,259kWhと、②と③がさほど変わらないのに、①だけ群を抜いて小さなエネルギーで暖房がまかなえることが分かります。それが、何でなのかが分かるのが、次の・・・

部位別熱損失:どこからどれだけ熱が逃げているのか

※熱橋:ここは木造住宅には余り関係ないところなので、②③④とも飛ばします。

①世界標準の住ま居るの家: 熱損失計 174W/K ■外壁:31% 55W/K ■床:6% 11W/K ■屋根等:12% 21W/K ■開口部:30% 52W/K ■熱橋:ここは木造住宅には余り関係ないところなので、②③④とも飛ばします。 ■換気:21% 36W/K

①世界標準の住ま居るの家: 熱損失計 176W/K
■外壁:31% 55W/K
■床:6% 11W/K
■屋根等:12% 21W/K
■開口部:29% 52W/K
■換気:22% 38W/K
②低炭素認定高断熱住宅:  熱損失計 411W/K ■外壁:22% 91W/K ■床:24% 101W/K ■屋根等:11% 45W/K ■開口部:16% 64W/K ■換気:27% 110W/K

②低炭素認定高断熱住宅:
 熱損失計 411W/K
■外壁:22% 91W/K
■床:24% 101W/K
■屋根等:11% 45W/K
■開口部:16% 64W/K
■換気:27% 110W/K
③一般新築住宅: 熱損失計 571W/K ■外壁:20% 116W/K ■床:19% 111W/K ■屋根等:10% 58W/K ■開口部:21% 122W/K ■換気:29% 164W/K

③一般新築住宅: 熱損失計 571W/K
■外壁:20% 116W/K
■床:19% 111W/K
■屋根等:10% 58W/K
■開口部:21% 122W/K
■換気:29% 164W/K
④既存住宅: 熱損失計 777W/K ■外壁:18% 140W/K ■床:15% 120W/K ■屋根等:9% 70W/K ■開口部:21% 165W/K ■換気:36% 283W/K

④既存住宅: 熱損失計 777W/K
■外壁:18% 140W/K
■床:15% 120W/K
■屋根等:9% 70W/K
■開口部:21% 165W/K
■換気:36% 283W/K

ひとつづつ丁寧にみてみましょう。ここも占有率(%)ではなく、熱損失量を比較します。数値は小さい方が高性能です。

外壁

①55W/K ②91W/K ③116W/K ④140W/K
①世界標準の住ま居るの家は、遮熱×W(ダブル)断熱です。既存住宅は住宅用グラスウール10K50mmと、ちょっと前の住宅金融公庫仕様です。

①11W/K ②101W/K ③111W/K ④120W/K
①世界標準の住ま居るの家は、基礎外断熱(EPS60mm)に基礎内断熱(吹付断熱60mm)、さらに基礎内に900mm折返しで吹付断熱を60mm施工して、床下も室内と同じ環境にしています。一年を通して安定した地熱も活用し、床断熱と異なり床下が冷たくなりません。床下通気が必須な床断熱は、基礎の中とはいえ床下空間は外と同じです。ですので、①と②では1/10ともなる熱損失となるのです。床断熱は時代遅れと言っていいかもしれません。5年前ハウスメーカーは否定的でしたが、現在は徐々に基礎断熱が優れていると宣伝を始めました。かつて外断熱が優れていると宣伝したように。そして今では省エネ住宅では当たり前の外断熱となっています。

屋根等

①21W/K ②45W/K ③58W/K ④70W/K
暖かい空気は上昇します。冷たい空気は下にたまります。単純にいえば、床下や1階から冷たい空気が進入してきて、天井・屋根から熱が逃げています。数値をみれば、床下をどうにかした方がいいでしょう。①だけ屋根等からのほうが床下より熱損失が大きくなります。

開口部

①52W/K ②64W/K ③122W/K ④165W/K
外壁より当然面積は小さいのですが、ほぼ外壁全体と同じくらい窓だけで熱損失していることがわかります。面積が小さいのにいっぱい熱が逃げるということは、窓(開口部)の熱損失を防ぐと性能が大きく上がるということです。④既存住宅に①世界標準の断熱樹脂窓を付けると、②低炭素認定高断熱住宅と同等になるくらい性能が上がります。

換気

①38W/K ②110W/K ③164W/K ④283W/K
この数値をみると、①全熱交換型第1種換気設備の優秀さ、有効さがわかります。換気から大きく熱損失していることを、勉強しないと知ることはないでしょう。世界の常識を知らず、勉強せずにただ建てている日本の家は、寒くて当たりまえなのです。

冷暖房熱負荷・日射取得熱量

グラフ5は左目盛りが必要エネルギー量(合計すると各冷暖房の合計値となっています)、下の目盛りが月です。グラフ6も同様、左目盛りが取得熱量、下の目盛りが月です。日射熱取得量はよしずやすだれオーニングやたてす、レースカーテンさえも設置しない条件で計算しています。実際は冷房負荷が大分減ります。

①世界標準の住ま居るの家

enepass_ep25


表4には空調の設定温度、1年間365日稼働して、20℃~27℃を維持する設定です。表5が建物の性能値です。次世代省エネルギー基準のときの数値がQ値(熱損失係数)とC値(相当隙間面積)で、現在の一時消費エネルギー計算で使用するUA値とmC値、mH値があります。Q値を元にエアコン等の容量を決める計算が出来ます。

Q値×エネルギー計算用面積×最大温度差=逃げるエネルギー量W/秒

次世代省エネ基準のQ値が2.7、現在の最高レベルの基準UA値が0.87です。隙間があると換気性能も怪しくなるし熱損失に大きな影響が出るのですが、現在の基準から数値が除外されており、省エネ建築の先生方から大きな苦情が出ています。私も何故除外したのか分かりません。とっても大切な基準だと思います。C値2以下には最低でもしておきたいものです。

②低炭素認定高断熱住宅

enepass_ep26


型式認定で計算しない断熱でC値も考慮しないとこうなります。低炭素認定出来る高断熱住宅でもこんな結果になります。

③一般新築住宅

enepass_ep27


自然素材とか木組みとかデザインを謳っている建物はこれぐらいの性能です。本来なら、建物性能を上げて自然素材とか木組みとかデザインをするとベストです。高性能住宅はそう言った建物ととっても相性がいいのです。季節がいいときはいいですが、とっても寒くて暑い家となります。世界では受け入れてもらえません。

④既存住宅

enepass_ep28


真冬にどれだけ窓を閉めても、床下やあちこちの隙間からすきま風が入ってきている建物です。窓を開け閉めしても、途中の隙間から空気が逃げてしまい、計画的な換気が全く出来ない建物です。

冬の予想平均室温

平均室温ということに注意して下さい。人がいない部屋を暖めない日本の家では、無暖房の部屋と間欠暖房(人がいるときだけ暖房すること)とは温度差があります。これがヒートショックを招くのです。間欠暖房では、人がいない夜間など無暖房になるので、人がいる間は室温を20℃に設定していても、断熱性能の低い家では、暖房を止めたとたんに寒くなっていくのが分かります。

①世界標準の住ま居るの家

enepass_ep29


世界レベルの断熱性能の家なら、その温度差もたった4℃なのでヒートショックの心配もありません。無暖房で11.4℃、空間が続いていれば間欠暖房のお部屋と同じぐらいまで室温は上がります。実生活では、朝起きると18℃以上になっていることと思います。

②低炭素認定高断熱住宅

enepass_ep30


温度差は4.8℃ですが、11.9℃では寒すぎます。実生活では15℃前後となると思われます。ぎりぎりセーフのレベルです。

③一般新築住宅

enepass_ep31


②と比べても分かるとおり、室温を上げられればそれほどの性能差はなさそうに感じますが、室温を上げる過程での消費エネルギーが大分違うことをご理解下さい。

④既存住宅

enepass_ep32


交通事故死者数を遙かにしのぐ、ヒートショック死者数を生み出す日本の家の現状です。我慢強い日本人の気質と相まって、寒さを我慢して、我慢に殺されてしまう人がますます増えることが予想されています。夏の熱中症も含めれば、「日本の家は凶器である」とさえいう先生がいるのもうなずけます。
button01button02button03button04button05button09button06button07button08