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しなつひらみね
9 years ago
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1 2020 年を見据えた住宅の高断熱化技術開発委員会 Investigation committee of Hyper Enhanced insulation and Advanced Technique for 2020 houses HEAT 20 設計ガイドブック +PLUS の使い方旭ファイバーグラス渉外技術担当部長布井洋二

2 HEAT 20 HEAT20 の目指す家づくり GB+ P5 2

HEAT 20 G1 G2シナリオ 3 GB+ P4~11 HEAT20 G1 各地域において冬期間非暖房室での面結露等が生じないように住宅内最低温度を概ね10 以上に保ち暖房設備容量イニシャルコストを確実に低減できるように冬期間の暖房負荷を20 程度削減できる水準投資回収性Ｂ/Ｃを重視した水準 90 HEAT20 G2 各地域において冬期間住空間の温度むらを

3 HEAT 20 G1 G2シナリオ 3 GB+ P4~11 HEAT20 G1 各地域において冬期間非暖房室での面結露等が生じないように住宅内最低温度を概ね10 以上に保ち暖房設備容量イニシャルコストを確実に低減できるように冬期間の暖房負荷を20 程度削減できる水準投資回収性Ｂ/Ｃを重視した水準 90 HEAT20 G2 各地域において冬期間住空間の温度むらを数度以内に保つように住宅内最低温度を概ね 15 以上に保ち冬期間の暖房負荷を概ね 30 以上削減しゼロエネルギーハウス ZEH 等の優れた省エネルギーを目指す住まいの推奨水準温暖地において H25年基準レベルの居室間欠暖房モードと概ね同等のエネルギーで全館連続暖房が可能な水準住宅性能表示断熱等性能等級 HEAT20ではηACはどうするのか現時点では H25基準水準とする ηacのあり方に関しては開口部tgで検討中

4 HEAT 20 推奨外皮性能グレード G1 G2 4 外皮平均熱貫流率

HEAT 20 設計ガイドブック +PLUS の使い方 5 ツール参照ガイドブック家族構成の推移施主とのコミュニケーション生活スタイル ( 暖冷房も含め ) 住宅基本計画 2015 1 目標レベルの設定住宅シナリオ 2016 NEB EB そのレベル 2 地域や周辺環境を考慮し地域補正 2016 UA 値 η A 値の設定気象データ 2016 3UA η A

5 HEAT 20 設計ガイドブック +PLUS の使い方 5 ツール参照ガイドブック家族構成の推移施主とのコミュニケーション生活スタイル ( 暖冷房も含め ) 住宅基本計画目標レベルの設定住宅シナリオ 2016 NEB EB そのレベル 2 地域や周辺環境を考慮し地域補正 2016 UA 値 η A 値の設定気象データ UA η A 値の達成仕様の検討住宅細部計画 2015 日射遮蔽型か取得型か 2015 窓の考え方大きさはどうする 2015 日射遮蔽部材の効果は充填か外張か 2015 断熱の考え方床断熱か基礎断熱か 2015 熱容量の考え方断熱開口部仕様の決定断熱開口部仕様例 2016 拡張透湿抵抗比断熱工事施工マニュアル講習会 ( 断熱建材協議会 )

6 HEAT 20 設計ガイドブック

7 HEAT 20 設計ガイドブック

8 HEAT 20 1 目標レベルの設定 8 NEB(Non Energy Benefit) EB(Energy Benefit) からみた断熱水準 G1 G2 室内温度環境性能を重視するか暖房冷房エネルギーの低減を重視するか 2 つの断熱水準のシナリオを参考に決定する

9 HEAT 20 G1 G2 シナリオ (NEB) 1 目標レベルの設定 9 GB+ P9~11 NEB 冬期間の室内温度環境冬期間住宅内の体感温度が15 未満となる割合 ( 一定条件暖房式におけるシミュレーション ) 外皮性能グレード 1,2 地域 3 地域 4~7 地域 ( 参考 ) 平成 25 年基準レベルの住宅 4% 程度 25% 程度 30% 程度 G1 3% 程度 15% 程度 20% 程度 G2 2% 程度 8% 程度 15% 程度冬期間の最低の体感温度 ( 一定条件暖房式におけるシミュレーション ) 外皮性能グレード 1,2 地域 3 地域 4~7 地域 ( 参考 ) 平成 25 年基準レベルの住宅概ね 10 を下回らない概ね 8 を下回らない G1 概ね 13 を下回らない概ね 10 を下回らない G2 概ね 15 を下回らない概ね 13 を下回らない最低室内温度の考え方 : ここで示した最低室内温度環境は一般的な暖房条件のもと通年に渡る住空間の有効利用冬期厳寒期の住宅空間内における表面結露カビ菌類による空気質汚染の低減健康リスクの低減等の観点から設定したものであるなお諸外国では健康リスク低減の観点から最低室内温度が推奨規定されている国もある ( 以下参考 ) イギリス Housing Healthy & Safety Rating System 10 : 高齢者に低体温症が表れる温度 ( 後に 9 に変更 ) 16 : 呼吸器障害心疾患など深刻なリスクが表れる温度アメリカ 13 : 冬期夜間において維持すべき最低温度 (New York City Administrative Code) 15 : 冬期夜間に維持する温度 ( ペンシルバニア州 )

10 HEAT 20 G1 G2 シナリオ (EB) 1 目標レベルの設定 10 GB+ P9~11 EB 省エネルギー性能出典 :HEAT20 homepage 外皮性能を G1 G2 に向上させた住宅では温度むらの改善や放射環境の向上により暖房設定温度を低くするケースが多いこと暖房時間の短縮など住まい方などの工夫によりさらなる省エネルギー効果も期待できます代表暖房方式における暖房負荷削減率 ( 平成 25 年基準レベルの住宅との比較 ) 外皮性能グレード 1 2 地域 3 地域 4~7 地域 G1 約 20% 削減約 30% 削減 G2 約 30% 削減約 40% 削減約 50% 削減全館連続暖房方式における暖房負荷削減率 ( 平成 25 年基準レベルの住宅で代表暖房方式とした住宅との比較 ) 外皮性能グレード 1 2 地域 3 地域 4 5 地域 6 7 地域 G1 約 10% 削減約 10% 増加約 30% 増加約 50% 増加 G2 約 20% 削減約 10% 削減 H25 年基準レベルと概ね同等のエネルギーで全館連続暖房が可能暖房方式暖房時間地域区分 1 2 地域 3 地域 4~7 地域 LDK 主寝室子供室和室トイレ廊下浴室洗面室連続暖房 24 時間連続暖房平日 24 時間休日 19 時間在室時暖房 ( 深夜日中は除く ) 全日 :9 時間平日:3 時間休日:7 10 時間在室時暖房 ( 深夜日中は除く ) 暖房無し暖房無し暖房無し平日:14 時間休日 :13 時間全日:3 時間平日:3 時間休日:7 10 時間

11 HEAT 20 2 地域や周辺環境を考慮した UA 値の設定 11 暖房負荷の違い _ 県庁所在地都市比較 (2~7 地域 )

12 1,977 1,955 1,590 1,698 1,668 1,455 1,773 1,798 1,628 1,949 1,961 1,789 1,551 1,679 1,549 1,750 1,588 1,950 1,963 1,544 1,695 1,583 1,867 1,575 1,572 1, HEAT 20 水準値の地域補正 _ 地域内の差確認 2 U A η A 値の設定 [MJ/ 年 ] 6 地域 _G1,G2 各都市の年間暖房負荷と朝 5 時の LD 体感温度 20,000 18,000 16,000 14,000 12,000 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 (1 月平均 ) [ ] 熊谷府中東京千葉横浜静岡名古屋岐阜津金沢大津京都 G2(UA0.46) 暖房負荷 G1(UA0.56) 暖房負荷大阪神戸和歌山岡山広島松江鳥取徳島高松松山山口大分佐賀熊本 G2 朝 5 時の LD 体感温度 _1 月平均 G1 朝 5 時の LD 体感温度 _1 月平均外気温度 _ 朝 5 時 _1 月平均

13 地域補正 ( 目標室内温度環境から ) 2 U 13 HEAT 20 A η A 値の設定室温 15 未満の割合を満たす外皮平均熱貫流率 (U A ) 算出式 GB+ P42~47 U A =( R a15: 室温 15 未満割合 -b HDD: 暖房度日 -c Jh:12~2 月の水平面全天日射量計 -d )/a 拡張アメダス気象データまたは設計 GB+ APPENDIX4 にも一部都市掲載 R a15 : 室温 15 未満割合住宅シナリオを元に目標とする R a15 : 室温 15 未満割合を設定する a,b,c,d は係数設計ガイドブック +PLUS P34 表 3 地域区分 U A [W/ m2 K] の係数 HDD[ 度日 ] の係数水平面全天日射量 (12~2 月計 ) [MJ/ m2 ] の係数切片 a' b' c' d' 1,

14 2 U 14 HEAT 20 A η A 値の設定地域補正 ( 目標暖房負荷から ) 目標とする暖房負荷を満たす外皮平均熱貫流率 (U A ) 算出式 GB+ P42~47 U A =( HL: 期間暖房負荷 -b HDD: 暖房度日 -c Jh12~2 月の水平面全天日射量計 -d)/a 拡張アメダス気象データまたは設計 GB+ APPENDIX4 にも一部都市掲載 HL: 期間暖房負荷 = a U A +b HDD: 暖房度日 +c 12~2 月の水平面全天日射量計 +d) 各地域の推奨 UA 代表都市の HDD で HL を算出してみるその暖房負荷より 20% 負荷を小さくしたい等目標 HL を設定する a,b,c,d は係数設計ガイドブック +PLUS P34 表 2 地域区分 U A [W/ m2 K] の係数 HDD[ 度日 ] の係数水平面全天日射量 (12~2 月計 ) [MJ/ m2 ] の係数切片 a b c d 1,2 88, , , , , , , , , , ,253.3

15 2 HEAT 20 参考年間暖房負荷 ( 代表都市 ) U A η A 値の設定 15 各地域代表都市の年間暖房負荷 [MJ/ 年 ] 地域区分 1, 代表都市札幌盛岡仙台宇都宮東京鹿児島 H25 39,159 30,960 18,789 19,084 11,720 6,960 G1 30,618 22,471 12,246 10,329 7,373 4,317 G2 25,878 17,814 9,466 7,535 5,592 3,249 暖房方式 1,2 地域居室連続暖房 3 地域 LDK: 連続暖房 ( 休日深夜から早朝除く ) その他居室 : 間歇暖房 4~7 地域居室間歇暖房 ( 暖房時間は住宅シナリオのページ参照 )

16 HEAT 20 地域補正の計算例金沢の場合 ② UA ηa値の設定 16 HL 暖房負荷 HDD 暖房デグリーデー Jh 月の水平面全天日射量 Ra15 15 未満になる割合 6地域の式 EBシナリオ達成の式 UA HL HDD Jh+3,458.6 /15,501 NEBシナリオ達成の式 UA Ra HDD Jh / 金沢の場合 18082は補正式から算出しH25のUA 0.87 のときの金沢の暖房負荷 G1 EBシナリオ暖房負荷を省エネ基準レベル 18082MJ から約30%削減の場合のUA 18, ,458.6 /15,501=0.520 NEBシナリオ 15 未満の割合を20%程度にするときのUA / G2 EBシナリオ暖房負荷を省エネ基準レベルから約50%削減の場合のUA 18, ,458.6 /15,501=0.286 NEBシナリオ 15 未満の割合を15%程度にするときのUA /

17 地域補正 ( 必要データ ) 2 U 17 HEAT 20 A η A 値の設定 GB+ P138,139 気象条件に関するデータ ( 拡張アメダス気象データ1995 版標準年を参考にした気象データ ) U A 補正式に必要なデータ建設地に応じた U A 算出式に必要なデータ参考都道府県省エネ基準地域区分都市アメダス地名標高 [m] HDD18 ( 暖房デグリーデー (D18-18)) [ 日 ] 水平面全天日射量 ( 拡張アメダス気象データ 1995 標準年 ) 12 月 1 月 2 月の合計最寒月の平均気温 [ ] 最寒月の日最低気温の平年値 [ ] 北海道 2 地域札幌市札幌 17 3, 地域旭川市旭川 112 4, 地域北見市北見 84 4, 地域釧路市 ( 旧釧路市 ) 釧路 32 4, 地域帯広市帯広 38 4, 地域苫小牧市苫小牧 6 3, 地域函館市 ( 旧函館市 ) 函館 33 3, 青森県 4 地域青森市 ( 旧青森市 ) 青森 3 2, 地域八戸市八戸 27 3, 地域弘前市 ( 旧弘前市 ) 弘前 30 3, 岩手県 3 地域盛岡市盛岡 155 3, 地域釜石市釜石 15 2, 宮城県 4 地域仙台市宮城野区仙台 39 2, 地域石巻市 ( 旧石巻市 ) 石巻 43 2, 秋田県 4 地域秋田市 ( 旧秋田市 ) 秋田 6 2, 地域大館市大館 59 3, 山形県 4 地域山形市山形 152 2, 地域酒田市酒田 3 2, 設計 GB+ には全国 112 地点のデータを掲載

18 HEAT 20 3UA 値 ηa 値の達成仕様の検討 18 A. 窓の考え方日射取得型か日射遮蔽型か窓は小さい方が良いのか日射遮蔽部材の効果は B. 断熱の考え方基礎断熱か床断熱か遮熱材の効果は熱容量の効果は

19 HEAT 20 日射遮蔽型か日射取得型か? 3 達成仕様の検討 19

20 HEAT 20 窓は小さい方が良いのか? 3 達成仕様の検討 20

21 HEAT 20 日射遮蔽部材の効果は? 3 達成仕様の検討 21

22 HEAT 20 基礎断熱か床断熱か? 3 達成仕様の検討 22

23 HEAT 20 遮熱材の効果は? 3 達成仕様の検討 23

24 HEAT 20 熱容量の効果は? 3 達成仕様の検討 24

25 HEAT 20 4 断熱開口部仕様の決定 25 A. 断熱材開口部仕様例自立循環型モデル( 一般型 ) における各地域のG1 G2を達成する仕様例各種断熱材毎の仕様例 B. 拡張透湿抵抗比付加断熱仕様に対応

26 4 断熱開口部仕様の決定 26 HEAT 20 G1 水準仕様例 (6 7 地域 ) GB+ P119 グレード地域 U A 外気平均熱貫流率 [W/( m2 K)] タイプ躯体強化型開口部強化型外張 + 基礎断熱型 U 値の例屋根天井 [W/( m2 K)] 壁床土間床等の外気に接外気接外周その他の部分開口部断熱仕様例充填 HGW16K105mm HGW16K105mm - G1 6, 屋根断熱のとき外張 XPS3 種 75mm XPS3 種 45mm XPS3 種 110mm ( 外張のみ ) 天井断熱のとき HGW16K200mm または吹込み GW18K270mm HGW16K155mm または GW10K200mm - 充填 HGW16K105mm HGW16K105mm ( 充填のみ ) - 壁 + + XPS3 種 25mm 外張 1 - XPS3 種 50mm ( 外張りのみ ) 床土間床等の外周根太床のとき剛床のとき根太間 XPS3 種 45mm XPS3 種 45mm 大引間 XPS3 種 45mm XPS3 種 45mm 大引間 XPS3 種 95mm XPS3 種 95mm - 外気に接外気接 XPS3 種 100mm XPS3 種 100mm XPS3 種 100mm その他の部分 XPS3 種 35mm XPS3 種 35mm - - 開口部仕様例サッシ窓硝子設定樹脂製サッシ Low-E 複層 (A5 以上 ) 日射取得型樹脂製またはアルミ樹脂複合性サッシ Low-E 複層 (A10 以上 ) 日射取得型樹脂製またはアルミ樹脂複合性サッシ Low-E 複層 (A10 以上 ) 日射取得型ガラス η ドア断熱ドア (U2.91 以下 ) 断熱ドア (U2.33 以下 ) 断熱ドア (U2.33 以下 ) 1 代表例の充填 + 付加タイプは付加断熱部分に横桟設置を想定し上記熱橋で算出しています

27 4 断熱開口部仕様の決定 27 HEAT 20 G2 水準仕様例 (6 7 地域 ) グレード地域 U A 外気平均熱貫流率 [W/( m2 K)] タイプ躯体強化型開口部強化型外張 + 基礎断熱型 U 値の例屋根天井 [W/( m2 K)] 壁床土間床等の外気に接外気接外周その他の部分開口部断熱仕様例充填 HGW16K120mm HGW16K105mm 屋根断熱のとき XPS3 種 115mm 外張 XPS3 種 80mm XPS3 種 75mm ( 外張のみ ) 天井断熱のとき壁床開口部仕様例サッシ土間床等の外周窓硝子設定根太床のとき HGW16K220mm または吹込み GW18K300mm HGW16K200mm または吹込み GW18K270mm 充填 HGW16K105mm HGW16K105mm 外張 XPS3 種 45mm 1 XPS3 種 25mm 1 XPS3 種 70mm 根太間 XPS3 種 45mm XPS3 種 45mm 大引間 XPS3 種 65mm XPS3 種 45mm 剛床のとき大引間 PF100mm XPS3 種 95mm - 外気に接外気接 XPS3 種 100mm XPS3 種 100mm XPS3 種 100mm その他の部分 XPS3 種 35mm XPS3 種 35mm - 樹脂製またはアルミ樹脂複合性サッシ Low-E 複層 (A10 以上 ) 日射取得型樹脂製サッシ Low-E 複層 (G12 以上 ) 日射取得型 - 樹脂製サッシ GB+ P120 Low-E 複層 (G12 以上 ) 日射取得型ガラスη ドア断熱ドア (U2.33 以下 ) 断熱ドア (U1.9 以下 ) 断熱ドア (U1.9 以下 ) G2 6, 代表例の充填 + 付加タイプは付加断熱部分に横桟設置を想定し上記熱橋で算出しています -

28 HEAT 20 拡張透湿抵抗比 4 断熱開口部仕様の決定 28

29 HEAT 20 付加断熱における計算例 4 断熱開口部仕様の決定 29

30 HEAT 20 5 断熱工事 ( 断熱建材協議会 ) 30

A 計算に使用したモデル ( 平面図立面図面積表 ) 自立循環型住宅設計ガイドライン設定モデル住宅 ( 一般モデル ) 木造 2 階建延床面積 m2 1~3 地域 4~7 地域寒冷地モデル温暖地モデル部位面積 [ m2 ] 長さ [m] 部位面積 [ m2 ] 長さ [m

A 計算に使用したモデル ( 平面図立面図面積表 ) 自立循環型住宅設計ガイドライン設定モデル住宅 ( 一般モデル ) 木造 2 階建延床面積 m2 1~3 地域 4~7 地域寒冷地モデル温暖地モデル部位面積 [ m2 ] 長さ [m] 部位面積 [ m2 ] 長さ [m G1,G2 外皮水準と住宅シナリオ設定に用いた条件概要 1. 計算モデル設定項目設定内容自立循環型住宅設計ガイドライン設定モデル住宅 ( 一般モデル ) 平面図及び立体図はページ A をご参照ください 2. 構法木造軸組構法 3. 断熱仕様別表の仕様にて外皮性能 U A 値を確認したページ B 表 1 表 2 をご参照ください 4. 暖房負荷室内温熱環境計算に使用したプログラム AECAD