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いくら冷房しても冷えない理由

2009 - 07/22 [Wed] - 21:33

エアコンの設定温度は28℃が推奨されていますが、
実際には何℃で冷房してるんでしょうか?
一例として、『省エネに関する意識調査』(2006年)を紹介しましょう。
三菱電機が関東と関西の主婦500名にアンケートしたところ、
各家庭のエアコン設定温度は次のような結果になりました。

エアコン設定温度

最も多いのは28℃(21.6%)です。 みなさん偉い! 
ただし、28℃~25℃でほとんど差がないでしょ?
全体の50%の方は「もっと下げたいが我慢している」と回答しており、
必ずしも28℃で快適というわけではなさそうです。

環境やECOのためなんていうのはきれいごと!
電気代を抑えるため、みなさんぐっと耐えて我慢してるんです。
それでも関東では25℃が22.0%と最多ですが、
関西ではやっぱり28℃が一番多くなってます。
いかにも、節約熱心な関西人らしい。

高温低湿冷房では【室温28℃】が目安です。
しかし、多くの方が【設定温度28℃】では暑いといいます。
なぜでしょう?
そのヒントは、実は昨日の話しの中に隠されていました。

標準新有効温度(SETという温熱指標を紹介しましたが、
そこでは「空気温度=放射温度」とされていました。
【空気温度】は室温のことです。
問題は【放射温度】というものですが、
室内を取り囲む壁や床、そして天井の表面温度とお考え下さい。
【輻射温度】といっても同じです。
わかりやすいように、【図】を使って説明しましょう。

平均放射温度

ここでは天井22℃、壁20℃、窓15℃、床19℃となっています。
表面温度は素材や部位によって一様ではないため、
周囲から受ける全放射量を均一に平準化した温度が20℃になったとします。
これが平均放射温度(MRT)というものです。

壁や床が冷たい、つまり平均放射温度が低いと、
表面温度の高い人間から冷たい壁や床へ放射熱が奪われます。
そうなると、実際の室温以上に寒く感じます。
反対に平均放射温度が高いと、暖かく感じるわけですね。
冬の快適性を考える際に取り上げられることが多く、
私も以前紹介したことがあります。 こちら
上の【図】でも、冬の室内環境が想定されています。

人間が実際に感じる体感温度は、
空気温度と放射温度(平均放射温度)によって決まります。
これを【Operative Temperature】といい、
作用温度、もしくは効果温度と訳されます。

  作用温度(OT)=[空気温度+平均放射温度(MRT)]÷2

仮に【図】の空気温度(室温)を18℃とすれば、
作用温度は [18+20]÷2=19(℃) となるわけです。

ただし平均放射温度で体感温度が左右されるのは、  
何も冬に限った問題ではありません。
夏だって同じ。
平均放射温度が高くなれば暑苦しさを感じます。

もし平均放射温度が32℃になったらどうなるでしょう?
空気温度28℃、湿度55%の快適空間も、
感覚上は30℃の暑苦しい空間に感じてしまいます。
そうなると体感的不快指数は79.1となり、
エアコンの設定温度を26℃に下げないとちょっと辛い。
平均放射温度が34℃になると不快指数はさらにUP。
81.8となるので、半数以上の方が不快と感じるようになります。
そうなれば、
エアコンの設定温度を25℃以下に下げたくなるのです。

放射温度が高くなると快適さを損ないます。
エアコンをフル稼働するので電気代もかさみます。
これを避けるには、どうしたらいいんでしょうか?
高温低湿冷房で快適に過ごすためには何が必要なんでしょう?

 家の断熱性能を上げましょう

壁の表面温度は断熱性能で決まります。
最初に、次の【図】をじっくりご覧下さい。

作用温度
図は「熱と環境」vol.08(2007.夏)より引用

真夏の太陽によって熱せられた外壁の表面温度は、
およそ50℃近くにも達します。
この熱が壁を”伝わって”室内に侵入するわけですね。
これが伝導です。

室内の空気温度を25℃とした場合、
断熱材のない壁の室内表面温度は31℃になっています。
空気温度より6℃も”熱い”わけですから、
これを平均放射温度とすれば作用温度は28℃になってしまいます。

一方、断熱性能の高い家はどうでしょうか?
同じように外壁が太陽に照り付けられても、
室内表面温度は室内空気温度にほぼ等しい26℃です。
作用温度は0.5℃の違いしかありません。
体感的には、ほとんど影響がないと考えて良いでしょう。

【図】の断熱材の厚さは50mmですが、
おそらく硬質ウレタンと思われます。
そうであれば厚さ100mmのグラスウール(16K)に匹敵しますから、
Ⅳ地域の次世代基準を満たした高断熱住宅です。

家の断熱性能が高いと、
伝導による熱の侵入をほぼ完璧に遮断できます。
そこで小峯裕己先生(千葉工業大学)もこう言ってる……

高断熱・高気密住宅で冷房機器を長時間連続運転すれば、周壁から人体への熱放射がなく、逆に、人体から周壁への放射熱損失を保持できるので、高温低湿冷房の条件が整えられます

ここで「長時間連続運転すれば」と但し書きが付いている点にご注目。
高断熱住宅は断熱性能に優れているため、
いったん家の中を暖めてしまうといつまで経っても冷めません。
すると高温低湿冷房どころか、
平均放射温度が高くなって非常に暑苦しい家になってしまいます。
一度でも暖めようものなら、”熱地獄スパイラル”の始まりです。

そうしないためには、できるだけ窓を開けないことです。
壁から侵入する熱はパーフェクトに防いでいるわけですから、
その次に注意すべきことは対流なんです。
つまり空気の移動にともなう熱移動であり、
窓を開けるから外の熱い空気が入ってきちゃうわけでしょ?
だから、窓は開けないで冷房する方がいいのです。
後で説明しますが、
高温低湿冷房なら電気代に腰を抜かす心配はありません。

 日除けをしましょう

もう一つ注意していただきたいことがあります。
壁からの伝導はなくなりました。
窓を開けなければ対流対策もバッチリです。
残るは……、放射です。
ここでいう放射は、壁や床からの放射ではありません。
太陽の放射のことです。

真夏の太陽の日射(放射)量は1時間に約1kWh/㎡ほどです。
μ値(夏期日射取得係数) を次世代基準並みの「0.07」とした場合、
延べ床面積40坪の家に侵入する日射量は約10kWhもの熱量に達します。
日差しが壁や床に当たれば、
これが全て壁や床に”蓄熱”されてしまうわけです。
そうなると熱くなった壁や床が熱を放射し始め、
作用温度が上がって暑苦しく感じるようになる。
こうして、ここでも”熱地獄スパイラル”が始まります。

これを防ぐには、日射対策をするのが一番です。
家の内側で日差しを遮るのではなく、
できれば家の外側で日射を遮蔽してください。
その方法の一つが緑のカーテンですが、
わざわざ”緑”にしなくても簾やシェードで十分効果あります。
断熱性能の高い家で日射遮蔽を行えば……

快適な高温低湿冷房にさらに近付く――のです。

でも、これだけじゃ~まだまだ”完璧”とはいえません。

ところで。
真夏の日中でも、日の当たらない床下の温度は25℃程度です。
この冷たい空気を利用して壁を冷やせば、
高断熱住宅のような効果が期待できそうです。
【二重通気工法】などと呼ばれるものがその代表で、
なるほど、それなりの効果があるかもしれません。

ただし高温低湿冷房を実現するには温度だけじゃダメ!
”高温多湿”の日本の風土に相応しいとかいいながら、
肝心の「湿気」の問題を理解してる業者は意外に少ないのです。
【二重通気工法】で対処できるのも温度だけです。
やっぱり、室内の「湿気」は減らせません。

除湿しない家は快適にならない

いくらもっともらしい説明をしようとも、人間の体感温度は騙せません。
そこで明日は、湿度という問題を考えましょう。



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