二酸化炭素などの有害物質を出さないエコな発電として、太陽光発電が注目を集めるようになりました。近年では太陽光パネルを設置した一般住宅も珍しくありません。そこから更に一歩進んだ「パッシブソーラーハウス」が注目を集めています。体にも環境にも優しい住宅とはどのようなものなのか、ここではそのメリットや特徴について解説しています。
自然光を取り入れて！パッシブソーラーハウスとは？
暖房や給湯に使うエネルギーを太陽熱でまかなう住宅のことを、ソーラーハウスと言います。太陽熱や太陽光を効果的に利用することで、快適な生活を手に入れることができる住宅です。一戸建て住宅に多いですが、最近では集合住宅や病院などの建築でも採用されることが増えてきています。ソーラーハウスは更にアクティブソーラーハウスとパッシブソーラーハウスの２つに分類することができます。アクティブソーラーハウスとは専用機器を揃えることで太陽光を他の用途にも利用する住宅のことです。よく知られる太陽光発電システムを備えた住宅はこのアクティブソーラーハウスの代表例と言ってもいいでしょう。太陽光パネルで太陽光を電気に変え、自宅で使用したり売電によって利益を得ることができます。一方パッシブソーラーハウスとは、機械や動力をできるだけ使うことなく自然光や太陽光を取り入れ、快適に暮らせるよう作り上げられた家のことです。四季の温度差が大きな日本で、冷暖房を極力使わないようにしながら、太陽や自然のメカニズムを上手く利用して快適な生活を送ることができます。
何のために？パッシブソーラーハウスの目的とは？
そもそも、パッシブソーラーハウスは何の目的で作られたのでしょうか。自宅で使うエネルギーを自分たちの家で、かつ自然に優しい方法で作り出すことに目的を置くアクティブソーラーハウスに対し、パッシブソーラーハウスはエネルギーそのものをなるべく使わないことを主な目的としています。その目的のため、パッシブソーラーハウスは通風や採光などを計算した上で建てられています。気密性の高い家は外気をシャットアウトし冷暖房効率もいいのですが、湿気が溜まりやすいというデメリットがあります。湿気はカビやダニを発生させる原因になり、家全体の耐久性を下げることもあるのです。
パッシブソーラーハウスでは、気密性を上げることなく風が通るような作りになっています。これによって室内と室外の温度差を小さくし、家の中に湿気が篭らないようになっているのです。風が通る、と聞くと昔ながらの日本家屋のように寒い家になってしまう心配がありますが、太陽光をしっかり取り込めるようになっているためその心配は無用です。更に家全体の断熱性が高いため、取り込んだ太陽光を太陽熱としてため込むことができるようになっています。魔法瓶と似たような働きを持っているため、暖かさをしっかりとキープすることができるのです。太陽が差さないときは補助の冷暖房設備が働くことになりますが、断熱性が高いため最低限動かすだけで快適に過ごすことができます。夏場の冷房装置についても、断熱性の高さが冷房の効きをサポートしてくれます。
パッシブソーラーハウスでは、冷暖房設備はあくまで補助的なものです。極力自然の力だけを使って冬は暖かく、夏は涼しく過ごせるような工夫がされているので、自然に即した生活を送ることができるのです。
小さい住宅向け！アクティブソーラーハウス
全ての住宅がパッシブソーラーハウスに適している訳ではありません。小規模住宅などでは、もう１つのアクティブソーラーハウスの方が向いていると言えます。
受動的という意味を持つ「パッシブ」に対し、アクティブには「積極的」という意味があります。アクティブソーラーハウスでは、集熱器を屋根などの屋外に設置し、そこから取り入れたエネルギーを空調や給湯に利用します。太陽光発電などがその代表例です。
パッシブソーラーハウスは、採光を工夫することで太陽光を積極的に取り入れる作りになっています。いくら工夫すると言っても、効率的に太陽光を取り入れるためには南向きの大きな窓が不可欠です。そのため、南向きに建てられなかった、あるいは住宅自体が小規模だという場合は、アクティブソーラーハウスの方が向いていることになります。
アクティブソーラーハウスは機器を使用するため、そのメンテナンスや維持費用が必要になります。故障してしまった場合は修理費も必要です。導入する際はそのことも頭に入れつつ機器や業者を選ぶ必要があると言えるでしょう。
パッシブソーラーハウスの代表的なシステム
パッシブソーラーハウスを構築する代表的なシステムとして「ダイレクトゲイン」「トロンプ壁」「グリーンハウス型」があります。具体的にどのようなシステムなのか確認していきましょう。
ダイレクトゲインとは、昼間にガラスなどを通して太陽光熱を屋内に取り入れて床材や壁材に蓄熱。夜間に放熱し暖房効果を得ることができるシステムです。床材や壁材に使用されるのは蓄熱効果の高いコンクリートやタイル材、レンガなどになります。仕上げの違いや厚みなどによって蓄熱効果は変わってきますが、熱容量が大きければそれだけ室内の温度は安定するようになります。床や壁だけではなく、太陽光の入り口である窓もダイレクトゲインの重要なポイントです。効果的に太陽光を取り入れるためには、日中最も多くの日が差し込む南向きの大きな窓が必要です。更に開口部から熱が逃げてしまっては台無しなので、窓は断熱効果の高いサッシが必要になります。
ダイレクトゲインは冬場に活躍するシステムです。夏は熱を溜めこんでしまうとかえって快適に過ごせなくなってしまいます。そのため、夏場は日射遮蔽を行うことで蓄熱を回避する必要が生じます。
トロンプ壁とは、住宅の南側に設置した集熱壁のことです。ガラス張りのコンクリート壁で、日中直射日光によって壁面を暖め、日が沈んでから放熱して室内を暖める仕組みになっています。特に冬場は、日照角度の影響で床のような平面よりも、壁のような垂直面の方がより効率的に熱を吸収することができます。トロンプ壁はその原理を上手く利用したシステムなのです。
トロンプ壁の上下には空気が通る隙間が空いています。ガラスとコンクリート壁の間で暖められた空気は自然現象の上昇気流によって上の穴から室内に入り込み、室内の空気は下の穴からまたトロンプ壁のガラス面に戻ってくることで循環する仕組みになっています。これによって夜間でも継続的に室内を暖めることができるのです。
トロンプ壁もダイレクトゲインと同じく、壁の外側に二重サッシなどを取り付けて断熱効果を上げる必要があります。これは夜間に溜めた熱を外に奪われないようにするためです。
グリーンハウス型とは、ダイレクトゲインとトロンプ壁を組み合わせた方式です。家の南側に文字通りグリーンハウス、すなわち温室を作ってしまう方法のことを言います。ダイレクトゲインとトロンプ壁双方のメリットを享受することができるため、より効果的に太陽光を集めることができます。単純に温室で園芸も楽しむことができるので、その点を魅力に感じる人もいます。
パッシブソーラーハウスのメリット1.ランニングコストの良さ
パッシブソーラーハウスにはいろいろなメリットがありますが、そのうちの１つがランニングコストの良さです。
太陽熱や太陽光が自然と入り込むように設計されているパッシブソーラーハウスでは、暖房機器などの機械を使用することがあまりありません。使わなくとも、夏も冬も快適に過ごすことができるからです。空調を使用する機会が少ないので、それだけ電気代もかからずランニングコストを低くすることができるのです。
電気代だけではなく、暖房器具を使用するための灯油などの燃料費も抑えることが可能です。また太陽光発電用パネルなど、太陽光や太陽熱を取り込むための設備も必要ありません。すなわちメンテナンスナンス費や維持費、修理費なども不要だということです。パッシブソーラーハウスは、経済的に見ても非常に優れた住宅であると言えます。
パッシブソーラーハウスのメリット2.体にやさしい
パッシブソーラーハウスの２つめのメリットは、体にやさしいという点です。
パッシブソーラーハウスには、日の光がたくさん入ります。自然の光は目に優しいため、パソコンやスマートフォンを使う時間が長い現代人にとってはありがたい効果を得ることができます。また日光を浴びると、人間の体はカルシウムの吸収を助けるビタミンDを作り出します。太陽の光によってもたらされる健康効果は数が多く、より健康的に生活することができるのです。
風の通りがいいことも、多くのメリットをもたらしてくれます。自然風は肌に優しく、冷房を使う必要も最小限にすることができます。冷え性の人にとって、夏場の冷房は天敵です。使用を最小限にすることによって、室内でも快適に過ごすことができるようになります。また夏風邪など冷房の使い過ぎによって生じる病気も回避することができます。
パッシブソーラーハウスの効果で風邪を引きにくくなるのは冬でも同じです。断熱効果によって暖かく過ごせるため、風邪のリスクが下がります。暖房器具もあくまでサポートとして使用することになるため、それによって引き起こされる乾燥も起こりにくくなります。
高齢者にとって特に嬉しいメリットが、ヒートショックを起こしにくくなるというものです。ヒートショックとは急激な温度差によって肉体がショック症状を引き起こすことで、心筋梗塞や脳卒中、不整脈などを起こすリスクを伴います。ヒートショックは冬場に起きることが多く、暖められたリビングから冷え切った廊下に出る、冷え切った浴室で熱いシャワーを浴びるなどしたときに、心臓に大きな負担がかかることでおこるのです。パッシブソーラーハウスは家中の温度を一定に保つことができるため、ヒートショックのリスクを小さくすることができます。家中どこにいても快適な温度なので、暖かい部屋にこもりきりになってしまうということもなくなり、自然と家の中で活動できるようになることも期待できるでしょう。
湿気がこもりにくいという特性も、体にやさしい一因です。過剰な水蒸気が発生しない上空気が通るので、温度だけではなく湿度も一定に保たれると言うメリットがあります。室内の過剰な湿気はダニやカビを繁殖させアトピーや喘息の原因になることもあるため、適度に湿度を逃がすことができるパッシブソーラーハウスは非常に健康にやさしい家なのです。
広い敷地が必要？パッシブソーラーハウスのデメリット
メリットがある以上、デメリットももちろん存在します。
パッシブソーラーハウスのデメリットとして挙げられるのが、南向きの大きな窓が必要不可欠だという点です。効果的に太陽光や太陽熱を取り入れるにはどうしても必要になるため、取り付けられないと効果がかなり少なくなってしまいます。
また広い敷地が必要になる点も注意が必要です。夏は軒を出すことで高い位置からの日差しをカットし、冬は逆に低い位置からの日差しもたくさん取り入れることが必要です。しかしこれを実現するには土地が広くなければなりません。都市部などの狭い住宅環境では難しいのです。
パッシブソーラーハウスは設計の段階から太陽の光と熱を効果的に利用できるよう考えられています。またその土地の風土や気候を熟知した上で設計する必要もあるため、通常の建築業者では限界が生じてしまいます。パッシブソーラーハウスの設計、建築に慣れた業者を探す必要があることも、デメリットの１つと言えるでしょう。
パッシブソーラーハウスのシステム1.冬の暖房機能
冬のパッシブソーラーハウスは、太陽熱を窓や屋根から多く取りこみ、床に設置された蓄熱パネルに集めます。更に屋根に当たる日差しで空気を暖め、その空気を床下に送り込むことで、床下コンクリートと床材に蓄熱します。
蓄えられた熱は床全体を暖めた後、住宅全体を巡って室内を暖めていくことになります。この仕組みによって、家のどこにいても暖かく快適に過ごすことができます。補助的に暖房を動かす場合も、少しのエネルギーで済むのです。
パッシブソーラーハウスのシステム2.夏の冷風循環機能
夏の熱気は屋根から侵入してきます。パッシブソーラーハウスでは屋根で熱気を外に出す仕組みになっているため、自然と熱気が入り込まないようになっているのです。
夜になると、屋根は熱を放射して冷たくなります。この放射冷却によって、屋根に接している空気も冷やされることになるのです。この冷えた外気を室内に取り込み住宅全体に循環させることで、冷房ほどではないものの、自然な優しい涼しさを得ることができます。
まとめ
パッシブソーラーハウスは、太陽の熱と光を効果的に利用することで、電気やガスといったエネルギー利用そのものを削減することを目的としています。更に太陽光発電も利用することで、単にエコというだけではなく、人の体にも優しい住宅になります。太陽の力で快適な生活を目指す仕組みを、ぜひ一度検討してみてください。
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