Air断マガジン

対流型ストーブで全部屋暖めた事に、北海道工務店が驚き！
そして、一切結露が発生しなかった事に驚愕！！

Air断北海道モデルで、
「大量の水蒸気が発生したら、結露するのでは？」と意見が出されました。


そこで、2台の対流型ストーブを使用して実験を行ないました。
(詳しくは80番の動画をご覧ください)
2台の対流型ストーブを使用した場合、1日に10リットル以上の水蒸気が発生する事になります。

もちろん、普通の家であれば、窓ガラス、サッシ、そして壁にも結露が発生するリスクの高い環境。
この環境で、北海道Air断モデルが、結露するのかを実験しました。

日時は2021年12月22日から24日の3日間。
外気温度は、日中でも氷点下、深夜は―10℃以下にまで下がる、結露発生条件が高い環境での実験でした。
しかし、ガラス、サッシ、その他、どこにも結露は発生しませんでした。


現在、北海道の新築住宅では、結露防止のために、パネルヒーターが主流となっています。

パネルヒーターとは、写真の様なパイプの中を、温水が流れて暖める暖房機器です。
外部に設置したボイラーで温水を作り、配管を通して室内パイプに温水を送り込みます。
温水がパイプを温め、温まったパイプが、室内の空気を暖めるので、水蒸気が一切発生しません。この為結露する事が少なく、家へのダメージが軽減されます。
これが、石油、ガスファンヒーターなどの、燃焼系暖房機器の場合、燃焼時に大量の水蒸気が発生します。
この水蒸気が窓ガラスやサッシで結露して、窓ガラスはビタビタ！
壁内部でも結露が発生し、水分が、凍結、膨張する事で、家を壁内部から破壊！
だからこそ、水蒸気を発生させないパネルヒーターが普及しました。
ただ、デメリットは、トータルコストと、壁を占領するパネル。
パネルは、設置後、移動させる事が出来ないので、間取りが制限されます。
コストでは、温水を作るボイラー、各部屋パネルヒーター、配管工事が必要となり、高額になります。そして、不凍液の交換、さらにボイラーの交換など、ランニングコストも高額。
それでも、
「結露で家が傷むよりもまし」
との理由で、パネルヒーターが主流になりつつあります。

そんな極寒の北海道で、
「対流型ストーブだけで、家中暖かく、結露が発生しない」
事は、北海道工務店を驚かせました。

「通気層に結露が発生しているのでは？」

実験当日、通気層をファイバースコープで確認、結露の痕跡は一切見当たりませんでした。
これが事実であれば、極寒の北海道の暖房形態が大きく変わると判断しています。

初期コスト80万円以上かかると言われるパネルヒーター。
さらに、不凍液交換に数万円、10年後には、ボイラー交換費用に40〜50万円必要。


対して、対流型ストーブのコストは2万円程度。
ストーブ芯の交換も2000円程度。
イニシャルコスト2万円、ランニングコスト2千円、芯を変えれば、ほぼ永久に使える事を考えると、コストパフォーマンスは対流型ストーブの方が、比較にならないほど安価。

前回は、3日間の実験でしたが、今回は1週間連続で実験して、結露の有無を確認します。
この実験で結露が発生しなければ、冬の北海道で、対流型ストーブの選択も視野に入ります。

弊社の憶測では、どれだけ経過しても、結露は発生しないと想定しています。
結露は、他より冷たい場所で発生します。
Air断北海道モデルの場合、外気が―10℃になる日でも、床下は氷点下になりません。
さらに小屋裏には5℃以上の熱があります。
床下、小屋裏の温度が高いので、結露が発生出来ない環境になっていると判断しています。

「小屋裏温度が高いのは、暖房熱が小屋裏に逃げている証拠」
と言う人もいますが、それは違います。
小屋裏を暖める事こそ、断熱の真骨頂！

もちろん、人が暖かさを感じるほど暖める必要はありません。
エリアによって差が生じますが、北海道であれば5〜6℃もあれば十分。
この熱が、結露を抑制します。

さらに小屋裏の熱が緩衝して、外気の影響を和らげます。
家の中で、夏最も温度が高く、冬最も温度が低いのが、小屋裏です。
小屋裏に、室内で使い切った空気を送り込み、夏は涼しく、冬は暖かくする事で、室内が影響を受ける熱を緩和し、断熱性、冷暖房効果を高めるAir断。
そして、意外な効果が、小屋裏熱が雪を解かす事。

こちらの写真は、2017年1月15日に降った愛知県Air断モデルハウスの様子です。
奥に建つ家の、急勾配の屋根には、雪が積もっていますが、Air断モデルハウスの屋根では雪が解け落ちています。
そして、こちらは2021年12月27日降った雪です。
どちらも、雪が解け落ちているのがお分かりいただけると思います。
周辺で雪が解け落ちている家は一軒もない中、Air断モデルだけが、真っ先に、雪が解け落ちています。
この雪が解ける原因こそ、小屋裏の熱です。

決して暖かい温度ではありませんが、屋根材を温め、雪を解かすには十分すぎる熱。
そして、結露を発生させない温度としても十分過ぎる熱です。

対して、雪が解け落ちない、Air断以外の家では、屋根材は、氷点下まで下がる事になります。
当然屋根下地、そして屋根ダルキや小屋束まで温度が下がり、そこに接触した水蒸気が結露、水分となって木部腐食に発展していきます。
Air断は、この様なリスクを、対流によって回避しています。

極寒の北海道で、大量の水蒸気が発生する対流型ストーブを2台使用しても、家のどこにも結露が発生しない！
そして、家中を暖めるAir断！

もし、同じ事を、高気密住宅で行なったら？
窓ガラスに結露、壁にも結露、そして小屋裏にも結露が発生し、木部腐食が広がると思います。
もちろん、対流型ストーブで、家全体が暖まる事はありません。
対流型ストーブの天板は300℃、
天板に接触した空気は、急激に膨張し上昇します。
この時膨張した空気は、1.8倍にも膨れ上げり、外へと漏れ出します。
冷たく動きにくい空気は室内、暖められ膨張した空気が外へと飛び出す悪循環。

さらに、ストーブが燃焼するには空気が必要。
外気が―8℃でも、燃焼を継続する為に、外気を取り込む必要があります。
取り込んだ外気は、冷たく重いので、床に沈殿。
床面を―8℃までキンキンに冷却！
対流型ストーブ周辺にたどり着いた冷たい空気が、対流型ストーブに吸い込まれて、急激に暖められて膨張！膨張した空気が外へと漏れ出す・・・
これが無限にループ。
これが、弊社に寄せられた情報と、弊社の実験結果からお伝え出来る
「高気密住宅における、対流型ストーブ周辺だけが暖まる、偏った暖房」です。

Air断の場合、対流型ストーブの天板に接触した、急激に膨張する空気をコントロール。好き勝手に逃げ出す事を許しません。
各部屋に拡散して、通気層から小屋裏へと対流。
小屋裏を暖めた空気は、再度通気層下部へ運ばれ、6割が床下に入り込み、4割は外部へと放出されます。
この吸排気経路が、家全体を暖め、結露を抑制、臭い、ホコリの少ない環境を作り出します。
次回は、実験期間を1週間に伸ばした結果をご報告いたします。

この情報が、皆様の家づくりにお役に立てれば幸いです。

「C値0.1でも寒い理由」
「対流型ストーブが寒い理由」

これは、暖房時の空気の膨張が関係してると考えています。
理由を、憶測も含めて解説します。

C値測定は、専用の機械で測定しています。
最大70ヘクトパスカルの力をかけて、測定するのがC値です。
70ヘクトパスカル！と言うと、分かりにくいかもしれませんが、70のパワーで圧力をかけていると考えてください。


まず最初にエアコン暖房時の、空気の膨張に関して説明します。
エアコン暖房時には、エアコン内部で、最大60℃まで空気を加熱して放出しています。
10℃の空気が60℃まで加熱された場合、ボイルシャルルの法則によると、体積が、1.177倍に膨張します。

ヘクトパスカルに換算すると、177ヘクトパスカルになります。
つまり、177ヘクトパスカルの力で空気が膨張するわけです。
冷たい空気は重く、動きにくいので、暖められた空気だけが激しく移動し、様々な隙間から177ヘクトパスカルの力で、外へと逃げ出すと考えられます。
つまり、C値測定時の2.5倍の力で、暖気が外へとに逃げ出しているわけです。

次に、石油ファンヒーターの場合は、温風吹き出し部分で120℃近くに達します。120℃に暖められた空気は、1.389倍に膨張。
ヘクトパスカルに換算すると、389ヘクトパスカルの力になります。
C値測定時の5.5倍の力で、暖気が外へと逃げ出していると考えられます。

次に、対流型ストーブの場合です。

天板は250℃にもなります。
接触した空気は、一瞬で250℃になり、同時に1.848倍に体積が増加します。
ヘクトパスカルに換算すると、848ヘクトパスカル！
C値測定時の12倍にもなる力で、暖気が外へと逃げ出す事になります。

暖められた空気だけが膨張し、冷たい空気を押しのけて、隙間から外へと出ていく。
対流型ストーブ、暖炉、薪ストーブなどが、「あり得ないほど寒い」と言われる理由は、急激に膨張した空気が、隙間から漏れ出す。
さらに、燃焼時に必要となる空気を、外部から補充。この時、外部の冷たい空気が隙間から室内に入り込む。
冷たくて重い空気は、床面を覆いつくして、床面をキンキンに冷却。
この無限ループが、「あり得ないほど寒い」に繋がると想定しています。


「隙間をゼロにしては？」

隙間をゼロにしても、人の出入りや、24時間換気により、空気が入り込みます。真冬に入り込む空気は、重く冷たいので、床を這うようにして、床一面に広がり、床を、外気同等温度までキンキンに冷やします。これが底冷えの主たる原因。


「24時間換気を止めてしまえば？」

24時間換気を止めた場合、6畳の部屋に、家族4人で寝ると、10時間ほどで酸欠、二酸化炭素濃度が上昇し、最悪死亡・・・と言われます。
さらにこの状態で、燃焼系暖房機器を使用すると、さらに短時間で室内環境が悪化します。
24時間換気は、人が生活する上で、必要最低限の換気だという事をご理解ください。

「熱交換型換気扇を使用すれば？」

一般家庭で使用する熱交換型換気扇は、費用対効果が得られないと判断しています。
詳しくは別動画をご覧ください・・・
さらに、コロナウィルスさえも通り抜けられないと言われる、熱交換フィルターは、室外から入り込む細かい粒子やウィルスをキャッチし、室内に入れません。しかし、人が室内に持ち込む微粒子の方が圧倒的に多いと言われます。
特にコロナウィルスなどは、人から発生します。
そのウィルスは、熱交換フィルターを通り抜ける事が出来ず、永遠に室内にとどまる事になります。さらに室内で発生したホコリ、カビ、なども室外に放出される事はありません。交換するまで、永遠に熱交換フィルターに溜まり続け、湿気を帯びる事でカビが発生し、異臭を放ち始めます。
さらに強力なモーターで空気を取り入れるので、飛び交う虫たちもフィルターに吸い込まれます。
異臭はさらに悪化、室内の衣類にも臭いが沁み込み、外出時に悪臭を漂わせる結果にも繋がります。

「どうすれば？」

Air断のように、吸排気経路を根底から考え直す必要があります。
Air断は、対流型ストーブであっても、膨張する空気を逃すことなく、家全体に広げます。
さらに、通気層に送られた空気は、小屋裏に運ばれ、さらに通気層に送られて、再度基礎パッキン部分から、床下に吸い込まれます。
この時、空気の6割は循環、4割は新しい空気を取り込むように設計されています。
そして床下から、通気壁、さらに1階天井を通り抜けて、再度室内へと流れ込む。
暖まりにくい！と言われる、対流型ストーブ、暖炉、薪ストーブであっても、膨張する空気を上手にコントロールする事で、温まる暖房機器へ再生させます。

「結露の心配は？」

結露は、温度差がある風の無い場所で発生します。
Air断は、通気層に空気を送り込む事で、通気層をほんのり暖め、結露が発生しにくい環境を作ります。さらに、対流が発生する事で、結露抑止にもつながります。
こちらの動画は、寒冷地北海道で、対流型ストーブを使った実験です。
各部屋の温度、そして、窓で発生する結露を観察しました。
外気が0℃以下になっても、窓やサッシに、一切結露は発生しませんでした。
さらに、17畳用対流型ストーブ1台で、リビングも、脱衣場も、浴室も、階段も、廊下も、2階の部屋も、ほぼ22℃〜24度。
通気壁の温度は、外気が0℃の時に、フロア付近が20度、徐々に上昇、天井は23℃、吸気口付近では26℃まで上昇して外気が入り込んでいる事が分かると思います。

寒冷地北海道の暖房は、現在パネルヒーターが主流です。
パネルヒーターは、外部のボイラーで温水を作り、室内のパネルヒーターに温水を送り込んで暖めます。トータル80万円ほどかかり、10年経過後には、ボイラーの交換で50万円ほどかかります。
さらに、パネルヒーターが壁を占領するので、間取りやデザインが制限されます。そして、夏は全く無用の長物。
それでもパネルヒーターが選ばれる理由は、結露が発生しない事。

石油ファンヒーターなら、1か月400リットル以上消費すると言われる、北海道の住宅では、毎月400リットル同等の水蒸気が室内で発生していることになります。これが原因で、大量の結露が発生、あらゆる部分にカビが発生。
壁内部では、木部腐食が発生、家の耐震性、耐久性を奪います。
これらを防止するために、パネルヒーターが普及し始めたと言われます。

しかし、対流型ストーブで、家が暖まり、結露が発生しないとなると家づくりが大きく変わるのではないでしょうか？

もちろん、対流型ストーブに関しては、1シーズン連続した実験を終えてから報告する予定ですが、すでにエアコン暖房で2シーズンを乗り越えた実績があるので、Air断が効果的な事はご理解いただけると思います。


これらの理由から、C値が良ければ、性能がいい！とは言えないと思っています。

特に対流型ストーブ、暖炉、薪ストーブの様な、自然対流型燃焼系暖房機器は、C値が想定する12倍以上の圧で、暖気が外へと逃げ出していると考えられます。
C値は、あくまでも目安と考える事が重要だと思います。

弊社の見解や憶測が、必ずしも正しいとは言い切れません。間違っている部分もあると思います。
しかし、実験データをうまく説明出来る事を考えると、全ての見解や憶測が間違っているとは考えにくいと想定しています。

これらの情報が、皆さまのこれからの家づくりにお役に立てれば幸いです。

「息子の家が、エアコン1台だけで家中暖かいんだ！
　数年に1度の寒波が来ているのに、朝起きると息子はTシャツ1枚、汗かいているらしい。
　自分の家も建て直ししたいのだが、2階リビングでも同じように暖かくなるだろうか？」

Air断で建てた息子さんの家が、あまりに暖かく、ご両親が実家の建て替えを検討。
その際、“2階リビング”を希望しているそうで、ご相談がありました。

2階リビング、2階エアコンとなるので、1階まで暖気が下がるか？がポイントですが、やはり2階の暖気は、1階には下がりにくいと判断します。
2階リビングの場合、1階にもエアコンが無ければ、全体を暖めにくいと判断しています。

一度愛知モデルで検証してご報告させていただきます。

「うちで使用する木材は、夏湿気を吸い込み、冬に湿気を放出するから、乾燥しないんです」と言われたのですが、本当でしょうか？
と、質問がありました。

無垢材は、湿度の高い時期に、湿気を吸い込み、乾燥し始めると、吸い込んだ湿気を放出します。
しかし、その量は極めて少ない・・・
そして、湿気を吸い込んでも吐き出しても、無意味な事を説明します。

まず、夏季から説明します。
夏季の絶対湿度は、1㎥あたり25gほどまで上昇します。
対する冬季の絶対湿度は、1㎥あたり5g程度。
夏季は冬季の5倍以上、湿度が上昇します。
木材は、この水蒸気を吸い込んで、パンパンに膨張します。
膨張により、ヒビが入ったり割れたりする事があります。
しかし、木材が吸い込む水蒸気の量は決まっています。限界値以上の水蒸気を吸い込む事は出来ません。

そして、限界値は意外にも早く訪れます。
湿度は、4月中旬から徐々に上がり始めます。
同時に木材も、徐々に水蒸気を吸い込み始めます。
6月梅雨時期に、ピークを迎え、木材の水蒸気吸い込み量は限界値に達すると言われます。
7月、8月木材は限界値を超えるので、水蒸気を吸い込む事が出来なくなります。

そして9月後半、10月中旬には、吸い込んだ水蒸気を放出し始めます。
11月中旬頃には、吸い込んだ水蒸気、ほぼ全てを放出。

12月、1月、2月の冬季には、木材に、放出できる水蒸気は残っていないと言われます。


夏季、一番水蒸気を吸い込んでほしい時期には、すでに限界値オーバーでパンパン。
冬季、一番水蒸気を放出してほしい時期には、すでにカラカラ・・・。

これが、無垢材の、水蒸気吸収放出サイクルと言われています。
水蒸気を吸い込んだり、吐き出したりするのは事実ですが、このサイクルでは意味がありませんよね。

この様な理由から、弊社では、機械的な除湿、加湿をしない限り、湿度コントロールは不可能だと判断しています。
もちろん、私たちの判断が正しいとは言い切れません。しかし、「夏、湿気を吸いこむ事で湿度を下げ、その湿気を、冬に吐き出すことで、湿度を高める」
と言った理屈は、春と秋が存在する事を考えると、私達には理解できませんでした。

これらの情報がお役に立てれば幸いです。

「通気層が雪に埋もれたら、雪かきが必要ですよね!」

はい、雪かきは必要ですが、よく見ると、通気層部分から排出される空気で、雪が解けていました。

少しわかりにくいですが、通気層部分は、空気の逃げ道が形成されている感じです。

外に逃げ出す空気が、雪を溶かしていると想定しています。

しかし、とりあえず、











こんな感じで雪かきはしています。

今年は少し雪が多いです!

「対流型ストーブ2台による結露実験を行ないました。
時は12月23日、外気温-7.5℃まで下がった北海道。」

「室内に入ります。玄関、いきなりの24.9℃、外気との温度差32.4℃・・・暖かいを通り超えていて、暑いです」

「手前に見えるのが、12畳用対流型ストーブ」

「奥が17畳用対流型ストーブ、この2台が、大量の水蒸気を発生させています。
そして、発生した水蒸気は、通常であれば、窓ガラスやサッシに接触して、大量の結露が発生します。
北海道の場合、この結露水が凍って膨張!水道管をも破壊する膨張力が、建物を内部から破壊します。
この為、燃焼系暖房機器の使用はご法度!が、北海道の通常」


「時刻は明け方6時14分」

「リビング温度は29.7℃、暑すぎます・・・」
「脱衣場も29.7℃、メチャ暑い・・・」
「浴室は、26.2℃、鏡に映り込んでる通り、暑すぎで、担当者はTシャツで撮影しています。」

「2階に移動しますが、2階では一切暖房機器は動いていません」

「2階北側洋間Aは、24.8℃」
「2階北側洋間Aに暖気を送り込んでいる排気口温度が24.5℃」

「2階南側洋室Bは、25.1℃」
「2階南側洋間Bに暖気を送り込んでいる排気口温度が26.9℃」

「2階主寝室が24.8℃」
「2階主寝室に暖気を送り込んでいる排気口温度が27℃」

「1階に降りて、各窓の結露を調べます。
　キッチンペーパーで、ガラス、そして窓を拭いていき、結露の有無をお見せします」

「玄関ヨコ、トイレ、ともに一切結露していません」

「リビング窓一切結露していません」

「窓全て、サッシにも、一切結露はありませんでした・・・」

「-7.5℃の時に、対流型ストーブで結露するか?実験。
　Air断では一切結露しませんでした・・・・」
　ッツーカ、対流型ストーブだけで、Tシャツでも暑すぎる室内でした・・・」


「こちらは、室内に空気を取り入れる「通気壁」の温度測定結果です。
フロア付近が24℃前後、天井付近では28℃前後
空気が室内に入り込む吸気口付近では、32.4℃まで上昇しています。
つまり、-7.5℃の外気が、32.4℃、温度差40℃で室内に入り込んでいるわけです。だから、大量に換気しても暖かい!
空気の入れ替えを常に行っているから、対流型ストーブでも空気が汚れない!
対流型ストーブ、凄い・・・・っ」

最後に、通気層内部に結露が発生していないか?を、ファイバースコープで撮影しました。
奇麗なドウブチ、そして防湿シートが映っていて、結露の跡は見当たりません。

2万円台の対流型ストーブ2台で、室内を夏に変えてしまう。
対流型ストーブ、凄いッ。。。。