暖房用エアコンと冷気対策

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冬は家中の温度差1℃以内を目標とする

一条工務店の家に入居すると暖かさに感動すると思いますが、実は施主ごとに快適性に差がある事がわかっています。暖かいと感じている人と少し寒いと感じている人に分かれていると思います。

本当に快適で心から満足している人と前に住んでいた家より格段に暖かいからという比較した結果に満足している人の違いはどこにあるのでしょうか。間取りの違いという回答は半分は正解だと思います。

この違いは、家の中の冷気(コールドドラフト)が殺せているかにあると思います。暖かい空気は上に登り冷たい空気は下に自然と下がります。家の中に温度差があると、足元に冷たい空気が流れてくるのです。

間取りの違いとは何を指しているのでしょう?どのような間取りを設計すれば良いのでしょう?

冷気の発生する箇所は大きな窓と玄関ですが、それに加えて暖房の区画ごとの設定温度によって冷気が発生します。例えば二階を低い温度、一階を高い温度にしたり、同じ階であっても玄関を低い温度にしてリビングと高い温度にした場合も空気の移動が起きてしまいます。

一階にリビングがあり、さらに大きな窓やリビング階段があると、最も空気の移動を感じやすく、二階からの冷気が一階のリビングに流れ込んで来ます。室温が調整しずらい間取りにならないように設計する必要がありますね。

本稿では全館の温度を1℃以内にする事で空気の動きを止めて快適な生活が送れる間取りを考える方法を解説します。

床暖房の区画分けは日当たりで考えよう

南側にリビングを作る家が圧倒的に多いと思いますが、それは人や電化製品が南側に集中しているという事であり、それらからの発熱により南側の部屋は家の北側より暖かくなります。また、窓から日射が取れる家は南側の部屋は暖かくなります。

各家によって異なりますが、通常は北側は断熱が弱い玄関、二階から冷気が下りてくる階段が設計上集中しやすいため、一階リビングの家の場合、北側から南側の部屋にコールドドラフトが流れてきます。よって、基本的には日当たりの良い側と日当たりのよくない側で床暖房の区画を分けると良いと思います。

床暖房の区画は家の床面積に応じて、1フロアーで2~4個まで設定できるようですが、同じ部屋の中でも分ける事ができます。たとえばリビングの南側と北側というような分け方もできます。大きな部屋の場合は検討すると良いでしょう。

南側の部屋に北側からコールドドラフトが流れてくると南側の室温設定を上げる方が多いと思いますが逆だと思います。北側の室温を上げて、南側と同じ室温にすることで家の中の冷気の流れが止まります。

よって、玄関ホールや階段部分と人や日射で室温が上がる部屋の暖房区画を分けると良いと思います。通常は南と北で分ける事になると思いますが、東西に長い家の場合は東西に区画を分ける事になると思います。

  1. 玄関ホール、階段下、脱衣所、お風呂場等
  2. リビング等の居室

南側と北側の部屋では日射や家電による室温差がでますから、暖かい南側の居室の室温に合わせると北側の部屋は寒く、寒い北側の室温に合わせると南側は暑くなると思います。

室温が24℃ないと寒いと感じる家は問題あり?

室温は好みにもよりますが、通常は20型~22℃室温があれば暖かいはずです。室温が24℃ないと寒い家はコールドドラフト対策及び暖房設定の調整が不十分であると考えられます。間取りによっては室温調整がそもそも出来ない場合がありますので設計時は要注意だと思います。

一階リビングに大きな窓がある場合や冷気が流れて来てしまう間取りの場合はリビングの室温を高くして暖かさを得ようとすると思います。そうなると、電気代は上がりますし、空気が温まって膨張して相対湿度が下がってしまいます。

やはり、ポイントはコールドドラフト対策です。暖房の設定温度を見直して一階と二階の室温を同じ温度にしましょう。空気の動きが止まれば室温が20℃前後であっても寒くないはずです。

一条工務店の施主は冬は床暖房一本槍になる方も多いと思いますが、エアコンの運転を併用をした方が良いと思います。ヒートポンプ機器は各機器の負担を下げると燃費が向上するため沢山動かした方が省エネになります。

ただ、エアコンの利用目的や設置方法は従来の発想と全く変える必要があります。人に温風が当たるようなエアコンの設置場所であっては快適性を損ねるため意味がありません。

冷気が発生する方向に向けてエアコンを設置すると快適性が向上します。例えば一階にリビング階段がある家であれば、リビング階段の下を目がけて温風を流してあげれば階段から落ちてくる冷気が殺せます。

つまり、コールドドラフト対策としてエアコンを利用するのです。特に大きな窓や玄関から冷気は発生しますから、大きな窓を設置したい場合はそれなりの対策をした方が良いでしょう。

利用する暖房機器によって消費電力は全く変わる

まず、COP(シーオーピー、コップ)と言う成績係数の理解についてです。最近はAPF(通年エネルギー消費効率)表示が主流ですが、APFは通年の指標ですから、夏と冬で効率の異なる空調機器を扱うには夏と冬のCOPを個別に見ると良いです。

成績係数とは読んで字の如く1の電気を投入すると何倍のエネルギーになるのかというもので、そのまま消費電力の差になります。例えば、COPが4のエアコンはCOPが1のオイルヒーターに比べ消費電力が四分の一になります。

なぜ、倍数が付くかというとヒートポンプという技術を使っている機器は空気中からエネルギーを集めて取り出す事ができるため、掛けた電気以上のエネルギーを得られる=消費電力が下がるという事になります。

しかし、COPが1の暖房機器の中には、各電力会社が割引契約を用意している場合があるため、電力単価の安い深夜時間帯や高めの基本料金を払ったうえで安い電力単価を使える契約などを利用すれば消費電力は多くても電気代は高くならない場合もありますが、実際のkW当たり単価は電力単価÷COPとなりますので、安い単価でCOPの高い機器を運転するとさらにお得です。

  • 割引単価@17.46/kW÷COP1=@17.46円/kW
  • 通常単価@25.33/kW÷COP4=@6.33円/kW

一番電気代が上がるのは、特別な電気プランに加入せずにヒートポンプを使っていない暖房器具を利用する事です。代表例はオイルヒーターで機能は優れていますが、COPが1であるため長時間使うと凄い電気代になります。

以下に代表的な機器のCOPをご紹介しますが、オール電化住宅を前提とします。また、室内で水蒸気を発生させ結露の原因となる開放型の石油やガスストーブは対象外とします。費用対効果からみて廉価グレードのエアコンが暖房機器として優れていると思います。

名称 メーカー 型番 定格COP 最低運転COP 備考
オイルヒーター     1 1 特別な電力プランがない。
セラミックヒーター     1 1  〃
蓄熱式暖房機     1 1 深夜通電割引を利用。
電気ボイラー式床暖房     1 1 専用電力プランを利用。
ヒートポンプ式床暖房 長府 RAY-4037 4.2 一条工務店の温暖地用機種。
RAYエアコン 暖房 長府 RAY-4037 3.7
小型エアコン 寒冷地仕様 ダイキン S25TTDXS 5.7 7.0 8畳用モデル。
大型エアコン 廉価機種 ダイキン AN56TEP 3.6 5.2 18畳用モデル。
小型エアコン 廉価機種 ダイキン AN22TES 4.7 5.4 6畳用モデル。
小型エアコン 上位機種 ダイキン AN22TRS 5.6 6.4 6畳用モデル。

エアコン暖房は乾燥する?

常識的なエアコンの設置方法をした場合は乾燥を感じるでしょう。通常はリビングの壁上部に畳数の見合った大型エアコンを人の居住する方向に設置すると思います。これがエアコン暖房によって乾燥した空気が人間の顔に直撃する原因なのです。

大型と小型のエアコンの室内機の大きさには差がそれほどありません。そうなると大型と小型のエアコン違いは高温の空気を吹出せるかどうかという事になりますが、高温の空気とは相対湿度が低い乾燥した空気です。

床暖房は各部屋を低めの温度で均一に暖めるため、各部屋の相対湿度はほぼ均一になりますが、大型のエアコンをリビングなどの居室に設置して運転した場合は、そこだけ相対湿度が極端に下がり、不快な暖房方式になってしまいます。

エアコン暖房を利用する時は高温が出せない小型エアコンを複数台で暖房する事が乾燥予防になります。基礎断熱の床下などでエアコンを運転する場合は強運転しても居室の空気は乾燥しませんが、居室でエアコンを直接運転する場合は注意が必要です。

1階の1台のエアコンを補助暖房とするのではなく、二階に付けた全館冷房用の夏用エアコンも併用させることで、家の中の相対湿度の低下が偏らない運転が望ましいです。弱く分散してエアコンを運転する事が省エネと住み心地を両立させるでしょう。

小型エアコン複数台の連続運転が省エネ

一条工務店ほどの性能があると、床暖房がなくてもエアコンだけでも全館暖房できます。商品シリーズによっては床暖房がオプションである場合があり、設置しない方もいらっしゃると思います。

その場合は一階と二階に1台づつ、合計2台の小型エアコンの設置が良いと思います。二階のエアコンは夏は全館冷房に利用し、一階のエアコンは補助暖房として利用します。各部屋にエアコンを付けずに、全部で2台で済むので非常に初期投資が少なくて済みます。

エアコンは定格能力(100%)の60%~80%程度の運転が高燃費と言われており、負荷を掛けないと燃費が悪く、負荷を掛け過ぎると燃費が悪化します。ただし、暖房時にエアコン1台だけの運転は室内の温度ムラに繋がる可能性があります。

高熱を出せない小型のCOPの高い暖房機器を利用する事が省エネにつながります。消費電力が少ない=電気代が安くなるという訳ではなく、複数の電気プランを利用している人は、どの機器をどれぐらいの割合で利用れば良いか計算する必要があります。

大型機器は高温を出力するため負荷が高くCOPが下がります。一条の現在の床暖房はヒートポンプ方式ですが、大型機であるためCOPは小型エアコンに劣ります。低温しか出せない小型エアコンを連続運転すれば負荷が下がり効率が上がります。

我が家の2台のエアコンは二階の夏冬兼用は年間8か月、一階の暖房用は年間6ヵ月も24時間連続運転を5年間実施しておりますが、故障はしておりません。一般の家庭用エアコンですが耐久性は素晴らしいものがあります。

エアコンにはCOPの良い寒冷地用や上位グレード機器がありますが機器代が高いです。高性能で高額なエアコンにするか、廉価機種を複数台設置する事で各エアコンの負担を下げてCOPを向上させる方法を取るのか悩ましいところです。

もちろん、床暖房を設置している方も、エアコンと床暖房を併用する事が省エネと快適性の向上に繋がると思います。その理由としてエアコンにはファンが付いていて風を送れるからです。

エアコンをコールドドラフト対策のサーキュレーターやエアカーテンとして活用する事で暖房の設定温度を下げる事が可能になると思います。そして床暖房より小型エアコンの方がCOPが良いケースが多いです。

エアカーテンとしての意味を含めてエアコン複数台運転の方が家中の温度ムラを抑制できます。単純にエアコンを併用するだけではCOPの差しか消費電力は下がらないですが、冬はエアコンをエアカーテンとして活用する設計をすれば室温を下げても寒くない空間となり、温度設定を下げる事により消費電力が下がるでしょう。

コールドドラフト対策が結露に有効

トリプルガラスの樹脂サッシ単体では余程の寒冷地でない限りは結露する事はほぼないと思います。ただし、窓のハニカムを閉めた場合は室内の温度がハニカムによって遮られるため、ハニカムやサッシに結露が発生しやすくなります。

また、玄関は断熱性能の高いK1.5タイプを選択したとしても、ペアガラスの樹脂窓と同程度の断熱性能であるため、トリプルサッシの半分程度の断熱性能しかありません。私の場合は断熱を重視して玄関ドアには面積の大きい親子ドアは採用していません。

窓と玄関の結露は室内の絶対湿度を下げるか、結露する部分の断熱を補強する事で回避できます。断熱補強は素人には難しいため、室内の絶対湿度を下げる方法が現実的です。具体的にいうと室温を18℃~22℃程度にして、加湿をなるべくしないという事になります。

床暖房の設定温度が高い家では分からないと思いますが、設定温度を下げると室温がある程度高いにも関わらず寒いと感じる家があります。原因は二階と一階の温度差と大きな窓や玄関など断熱の弱い部分から発生する冷気(コールドドラフト)です。

この対応として、さらに家全体の室温を上げて対応する人と、家全体の室温は上げずに玄関や窓の冷気を抑えようとする人に分かれると思いますが、前者は消費電力が増え相対湿度が下がるため、対処療法であって根本対応は後者になります。

設定温度を低くできれば省エネですし、室温が下がれば相対湿度が上昇して過乾燥を防止する事ができます。高気密高断熱住宅は設定温度を下げても寒くない家が究極の姿だと思います。

二階の室温が一階より低い家は一階の暖気が二階に昇り、代わりに二階の冷気が階段経由で一階に下りてきます。これは二階の温度を一階と同じになるようにすれば治まりますが、二階の廊下に夏用エアコンがあればそれを稼働させて対応できます。階段がリビングにある家は特に注意です。

さらに、一階のエアコンは冷気の発生する大きな窓や玄関に向けてエアコンを設置するか玄関の天井にサーキュレーターを設置すればエアコンの冷気を殺す事ができます。冷気を感じなくなれば床暖房の設定温度が下げれるため省エネになります。

床暖房一本槍にならずに、エアカーテンとしてエアコンや天井サーキュレーターを併用する事が快適かつ省エネへの近道ではないでしょうか。まずは室温20℃相対湿度40%で寒くない家作りを目指したいものです。

キッチン換気扇には要注意

レンジフード(キッチン換気扇)は風量が大きすぎるため、基本的には最低限の利用にしないと、特に冬はコールドドラフトを招きます。そして、差圧式給気口とレンジフードの距離は離れすぎてはいけません。

誤解が多いのがIHクッキングヒーターの場合はガスコンロと違って一酸化炭素が発生しないため換気扇の法的な設置義務はないのです。IHなら一酸化炭素が発生しないため、キッチン換気扇は油モノでない場合は極力使う必要はないという事です。

料理をしているから大風量で換気扇を回すという発想はやめて、高気密高断熱住宅では換気扇は最低限の利用と考え、油モノでない場合は香りが家中に漂っても良いではないかと発想を変えましょう。計画換気がされているため匂いは後で排出されます。

強制同時給排型レンジフードを社外品で用意しない場合は、差圧式給気口はレンジフードの近くに設置してください。冬に換気扇を回した際に給排気口同士が離れていると調理している人がコールドドラフトを感じます。

設計士さんがレンジフードと差圧式給気口の距離が何マスも離れた提案をしてくる場合がありますが、必ず給排気口は近くに設置してください。

排気が給気からショートサーキットして戻って来ると困りますが、ある実験では45cm離した場合は戻ってこないようですが、一条の場合はそんなに近くに付けること自体できないようですから私の場合は90cmの距離です。

正直に言えばショートサーキットしたとしても寒さを感じるよりましです。調理時間はそんなに長くないため、ショートサーキットしたとしても、汚れた空気はその内に排気されます。それよりも室内に大量に冷気を取り込む方が問題だと思います。

差圧式給気口では、どうやっても給気不足になるため、キッチンの給排気口が近くに設置されていないと差圧式給気口よりも、お風呂やトイレの局所換気扇の穴から空気が逆流してきて臭いの問題が出てきます。

差圧式給気口をレンジフードのすぐ近くに設けて、差圧式給気口は外壁まで貫通させずに通気層から給気をしているビルダーもありますが、大手ハウスメーカーの設計士さんでは通気層が詰まるから保証できないと言われるでしょうね。

だから、差圧式給気口を使っている限り「換気扇のご利用は最低限に」としか言えません。

掃出窓は必要最小限に

窓は開き戸やFIXがお薦めです。引違窓や掃出窓は気密が良くないという事もありますが、特に掃出窓は窓の面積が大きくなってしまうため、窓の結露や窓からの冷気が床にコールドドラフトとして流れてきます。

特に寒冷地はトリプルガラスであっても掃出窓は必要最低限にして、屋外へは玄関や勝手口から出入りすると割り切った方が良いと思いますが、そんなに大きな家でなければ勝手口も不要でしょう。とくに全面ガラス張りの勝手口は熱損失が大きいです。

どうしても、大きな掃出窓が欲しい方はエアコンの温風が人に当たらずに窓に当たるように、エアコンの向きと高さに注意して設計すると良いでしょう。

また、採光のために玄関ドアのガラス面積を増やしたり、階段ホールに窓を付ける方が多いと思いますが、人感センサーで点灯する勝手にスイッチが付いている場所は人を感知して照明が点灯するため、採光は必要ないと言えます。

加湿は必要か?

体感的に加湿が必要がないと判断されるようであれば、加湿をしないほうが窓の結露防止になります。

冬は床暖を使おうがエアコンを使おうが、加湿をしなければ高気密高断熱住宅の室内は相対湿度が20~40%程度になります。これは外気の絶対湿度が少ない季節に室温を上げれば空気が膨張して相対湿度が下がり過乾燥になる物理現象です。

これまで本稿では室温を下げる工夫ばかりを記載して来ましたが、室温が下がれば相対湿度が上がるため加湿量が少なくて済むからなのです。室温を上げて加湿すると絶対湿度が上がって窓などで結露しやすくなってしまうからです。

人にもよりますが、私は相対湿度が30%台でも特に乾燥しているか分かりません。女性は肌が乾燥するために気が付くのかもしれませんが、加湿が必要かは人それぞれだと思います。

この状態で家族もインフルエンザに罹った事がありません。これがたまたまなのか、それとも日常から風邪を引き難い暖かい家に住んでいるため免疫力が高まってウィルスを跳ね返しているのか真偽の程はわかりません。

省エネ面だけではなく結露やカビの発生防止のためにも、室温が高くなくても暖かいと感じる家作りを追及し、加湿は最低限に抑えるという設計思想が必要だと思います。

補助暖房のエアコンはどこに付けるべき?

まず、二階に夏の全館冷房用のエアコンがあるとします。このエアコンのCOPが床暖房よりも優れるようであれば、二階の床暖房を停止するか設定温度を下げて夏用エアコンを冬も稼働させます。

二階の室温を上げないと、冷気が階段経由で一階に降りてきて一階リビングの家ではとても不快になります。一階のエアコンは夏の補助冷房として利用するのであれば、一階の壁上部の設置でも結構ですが、その場合は再熱除湿付きの機種にしましょう。

二階の夏エアコン1台で全館冷房できると自信がある場合は、一階のエアコンは暖房用のエアカーテンとして割り切り、床付近の低い位置に付けると床から部屋が温まるためより効果的です。エアコンニッチを作るかエアコンの上にカウンターを設けて固定電話置き場やリモコンの集合場所とすると良いでしょう。

このエアコンの下端は床から30センチの位置です。床上すぐの巾木の高さなどにエアコンの下端が来てしまうと、全面のパネルを開けて前からフィルターを取り外す事が難しくなると思います。

このエアコンはダイキン社の最廉価機種であるEシリーズの一番小さな6畳用(2.2kW)モデルです。

暖房用のエアコンはエアカーテンであるため家の隅っこに設置しては機能しません。冷気の発生する玄関からの通り道に向けて設置するべきで、そうなると多くの家では家の中心線に設置する事になるでしょう。そして人の頭にエアコンからの不快な温風が当たらない位置である必要があります。

日立などのメーカーから専用の床置エアコンも出ていますが、6畳用といった小型のものは用意されておらず、能力が大きいものが大半であるため寒冷地でもない限りは通常の壁掛けエアコンを床上設置した方がCOPとコストに優れます。

そしてエアコンの設置方向は冷気が発生する玄関からリビングへの動線にします。エアコンの取り付け高さに関わらず、エアコンの設置場所は玄関や大きな窓に温風を送れる場所、若しくは冷気を押し返せる場所という事になります。

豪雪地域はエアコンの室外機に屋根や雪囲いをつけよう

エアコンの室外機が雪に埋もれてしまうとエアコンの効率が著しく落ちるようです。よって、特に豪雪地ではエアコンに防雪のフードを付ける必要があります。

エアコンメーカーから室外機を故障から守るための防雪フードも発売されてますがDIYでも良いでしょう。また、豪雪な地域であれば室外機の二台置台は上部のエアコンからの結露水が下のエアコンの室外機の凍結に繋がるため単体の高置台に室外機を乗せて積雪や凍害から守る必要があります。拘る人は室外機を壁吊りにして、換気装置の排気口の傍にエアコンを付けて熱を回収している人までいます。

寒冷地はエアコンでは家は温まらないというのはウソです。ただ、エアコンは室外機に氷や雪が詰まる状態では性能を発揮できず、COPが2以下になってしまうため、雪除け等の対策が必要という事です。

また、寒冷地仕様でないエアコンは寒冷地ではなくても1時間に1回15分程度の霜取り運転が実施され霜取り運転中は温風がでません。寒冷地では寒冷地仕様ではないエアコンの単体での暖房は快適とは言えないと思います。

霜取り運転で発生した水が室外機のドレンホース内で凍結すると水が逃げ場を失い室外機の中で凍結してエアコンが止まる可能性があるそうですから、寒冷地は室外機にドレンホース(室内機のドレンホースではない)を付けないか、別途、室外機から結露水を外に出すオーバーフロー管を設置すると良いようです。

寒冷地仕様のエアコンを利用しない場合は、他の暖房機器と組み合わせるかエアコンを2台設置(一階と二階)して交互に霜取りが行われるようにすると急な室温低下を招かないのではないでしょうか。

北海道でも寒冷地用の1台の小型エアコンを床下につけて全館暖房している家もあります。床断熱の一条工務店であれば床上エアコンになりますが、一条の家ほど高性能であれば、寒冷地仕様でないエアコン暖房の利用も工夫次第で可能なのかもしれません。

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