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2010年 11月 25日
室温の変化
ちょっと古いデータで申しわけない。
このグラフは外気温が着実に低下していった時期一週間の
書斎の温度変化を示している。
冷暖房は一切使用していない。

お気づきのように、外気温の変化に忠実に対応して室温も低下している。
その差は5℃程度で次第に拡大しているようにみえる。
この時期はまだ日照はできるだけ遮蔽しているが室温の低下につれて
日射の遮蔽を気にしなくなっているからかもしれない。

一日の室温の変化はおよそ1℃と安定しているが面白いことに一日に
二回ピークがある。これは夕食の支度によるものと思われる
就寝のために書斎兼寝室に自分がいたためと思われる。
だとすると自分の発熱程度のことで台所から離れた書斎の温度も
左右されているのだ。
大風量空気循環のお蔭か。

c0215738_15203534.jpg

それにしても外気との差が5℃のままなら今頃(床暖房稼動させる以前)は
寒くて仕方が無かったはずだ。
しかし無暖房でも室温と外気温との平均温度差は10℃を維持できる感じだ。
それは寒くなってきたら日射を日中積極的に取り入れるからだろう。
特に西側に大きく開いた窓からの日射は暖房効果として非常に大きく、
空気を全館に回して分けてやらなければその部屋が少し暑くなってしまうほど。
日中の太陽光と生活熱で一日48Kwh程度稼いでやれば平均温度差10℃は
維持できる。
日射のない日はじわじわ低下するが、そこは熱容量で頑張ってまた日射の
ある日に回復する。
この辺のデータをきちんととる前に軟弱にも床暖房を入れてしまったことが少し
惜しまれる。

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by toshiohm | 2010-11-25 14:15 | 住み心地
2010年 11月 22日
床暖房4日目
床暖房開始後3日目(一昨日)は翌日暖かくなる事を予想して運転時間を一時間短縮して7時間とした。それでも日中の室温(2.5階リビング)は25℃を越えてしまったので、昨晩はさらに運転時間を4時間に短縮。
しかし最低気温が12℃と暖かだったせいか今朝起きがけ6時半の2.5階室温はまだ24.8℃あるのだった。
床下の温度(蓄熱コンクリート)を放射温度計で測定してみる。30℃だ。この程度の床下温度で一階から2.5階まで全体が結構暖まっているのか? 
暖かい日にはどうも床暖の有り難みも効果もわからない。今晩からまた寒くなるようだからだんだんと床暖の実力がわかってくるはずだ。期待しよう。

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by toshiohm | 2010-11-22 08:24 | 住み心地
2010年 11月 20日
床暖房始動
一昨日(18日)の予報では翌明け方は冷え込むという。かねてから床暖の運転をしたくてしたくてうずうずしていた。しかし最低室温はまだ無暖房で21℃台だ。まだまだ必要はなさそうだ。だが床暖を敷いてくれたモアの取説を読むと、「暖かさを実感するまでに最低でも24時間の運転が必要です」と書かれている。蓄熱コンクリートの加熱に時間がかかるからだ。とすればもうそろそろ始動してもいいころでは、と無理矢理納得してタイマーを夜11時から翌朝7時までセット。もちろん深夜電力利用の8時間だ。戻りの水温は40℃に設定した(推奨値45℃だが、いずれにしろこの出力では戻り水温は設定値には達しないと思われる)。
翌朝興奮して早く目覚めた。外気の温度はなんと今冬最低の5℃まで低下している。予報は間違っていなかった。ハニカムロールスクリーンのある三重窓もこの日ばかりはさすがに結露していた。二階の寝室から一階へと降りてみる。いつもはわずかに低いと感じられる一階の温度がその朝は心なしか高いように感じられる。床を踏んでみる。心なしか「冷たくない」ように感じられる。早速放射温度計だ。
一階 床温度 22.4℃
2.5階 床温度 21.6℃
二階 床温度 20.9℃
確かに一階の床温度は暖房前の20.1℃より2.3℃高くなっていて、床暖はちゃんと効いていたのだ。消費電力1.5KWで8時間フル稼動だ。5℃まで外気温が冷え込んだ割には、2.5階の室温も21.3℃とそれ程冷えていないのは、一階の床暖の効果だと思われるし、そう思いたい。
さて、今朝は床暖二日目だ。一階床の温度は23.1℃まで上昇している。今度はハッキリと暖かいと感じられる。やはり、蓄熱コンクリートが暖まるまでに時間がかかっている事は明らかだ。2.5階リビングの温度も22℃台で床暖の効果で暖まっていると思いたい。一階全体が非常に気持ちのいい空間になっている。床が暖かいというのはこういう事か。
計算してみると蓄熱コンクリートを10℃上昇させるのに必要な熱量は170000KJほどだ。COP=3で1.5KWヒートポンプ8時間運転で送られる熱量は130000KJだから、放熱を考えなくても一日では蓄熱できない。温水温度40℃まで、蓄熱コンクリートの温度を上げるためにはさらに170000KJほどの加熱が必要だから、床暖二日目でもまだヒートポンプは1.5KWフル稼動なのは仕方がない。三日以上かかる計算だ。
問題は外気温がゼロ℃付近まで冷え込んで、日射もない日が何日も続いたときに、これで家中の暖房が足りているかどうかだ。1.5KWのヒートポンプで計算上は大丈夫なのだが、これはCOPが3としての話だ。寒くなれば低下するし、しかもそのときに問題なのがエコキュートの室外機も傍にあるということだ。その付近の温度が下がり、双方のCOPを低下させる。と考えるとなんとなく心許ない気もする。
床下の温度湿度はデータロガーで長期に亘ってとっているので、その結果はまた後日。

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by toshiohm | 2010-11-20 11:37 | 住み心地
2010年 11月 15日
木枠窓の問題
c0215738_93665.jpg木枠窓には実は大きな問題がある。
写真をご覧いただきたい。テラスドアの上部(左上の写真、見上げたところ)と下部(左下、見下ろしたところ)がドアを閉じた状態でどうなっているかを示している。下部はシールゴム(黒い線状のゴム)と接触して閉じているのに上部は5mmほど開いている。この状態からドアノブを思いっきり引っ張って上部を引き寄せてようやくノブが回せる状態になる。これはかなりの力で引っ張らねばならないし、ノブを回転させてラッチボルトが受け側のストライクに入るときに引っ掛かったり、金属がこすれるような音がする。

c0215738_9335069.jpg現在閉まりにくい窓やドアが4カ所あるが、多かれ少なかれそうなっている。大きなドアほどそうなっているところを見ると、高さが高いために少しの狂いが拡大されることと、重さによって変形してくる事が原因として考えられる。しかしまったく大丈夫なものもあるから、最初の取り付け施工が悪かったとも考えられる。考えてみると今具合の悪い窓は全て最初から閉めにくいものであったのだ。一度直してもらったものがこのうち三つある。それがまた以前よりかなりひどくなったから、無理無理なおしてもまたもとにもどってしまうということだ。それどころかひどくなっており、和室と、キッチンのテラスドアは高齢の母にはもう閉められなくなっている。この変形の仕方はドアの蝶番についているネジをいじっても直りそうもないのだが、なんとしても直してもらわねばならない部分だ。ただ、閉まりやすいようにした結果周囲のゴムパッキンへの押し付け圧力が甘くなったりするのは絶対に避けなければならない。
通用口として取り付けたアルプラのドアは開閉頻度が他のものの数倍はあるが、こちらは全く狂いもなく、そういう意味での信頼性がある。物の優劣というのはそう単純にはつけられない。おっとこれは人間も同じか。。。

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by toshiohm | 2010-11-15 09:39 | 住み心地
2010年 11月 11日
訂正
昨日と全く同じ事を今朝のデータを使ってやってみると
三重窓と二重窓のアルゴン封入の断熱性能の比は昨日の120%が140%になってしまった。しかもハニカムロールスクリーンの断熱性は三重窓より10%上になっている。えらい違いや。一体真実はどこにあるのか。やはり温度差を精度良く議論する事は難しい。わずかな温度の測定誤差が拡大されて効いてくる。室内の温度分布もあるだろうし測定中にも室温は変化して行くので非定常問題なのだ。
ただ二重窓と三重窓の差は40%の方が計算上の予測値48%に近い。
無理矢理結論を持ってくるとすれば、三重窓の方がアルゴン入り二重窓より「かなり」断熱性が高い、ということと、ハニカムロールスクリーンの断熱性は三重窓程度はありそうだ。ということで定性的なものにとどめておくのが無難だろう。こう書けば結論は昨日と変わっていない。←失敗を認めてない^^;


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by toshiohm | 2010-11-11 07:55 | 住み心地
2010年 11月 10日
窓の結露とハニカムロールスクリーン
今朝の外気温は9.3℃、室内温度は23.9℃。暖房もつけてないのに14℃の温度差だ。今朝の冷え込みでハニカムロールスクリーンと二重ガラス木枠窓(もくまど、アルゴン封入)との間がついに結露した。一方同じくハニカムロールスクリーンを取り付けた三重ガラス木枠窓の方は全く結露していない。これは二つの事を意味している。ハニカムロールスクリーンがよく効いているということと、三重ガラス窓の断熱性が優れているということだ。

c0215738_9311727.jpg

AGC製「もくまど」 木枠、アルゴン封入(サンバランス)。
ハニカムロールスクリーンをあげると窓枠部付近のガラスで結露していた。
もちろんロールスクリーンがなければ、結露しない。
公称U値=1.4(w/m2/k)


c0215738_9315432.jpg

Cayen社製 木枠トリプル窓(はめ殺しタイプ)。
スクリーンをあげても全く結露は見られない。
公称U値=1.4(w/m2/k)

c0215738_932431.jpg

ハニカムロールスクリーンと窓との間の温度を測定しているところ。温度計は細いケーブルの先にあるセンサの温度を測定中(本体の温度も切り替えて測れる)


そうなると窓とスクリーンの間の温度を測ってみたくなるのが人情というものではないだろうか。測ってみた。
二重ガラス窓 15.6℃
三重ガラス窓 16.9℃
屋外気温 9.3℃
室内温度 23.9℃
三重窓とカーテンの間 20.3℃


これが何を意味しているのか。スクリーンを通しての熱の流れはもちろん三重ガラスの方が小さくその比は

(23.9-15.6)/(23.9-16.9)=1.19

すなわち三重ガラスの方が2割がた断熱性能がいいという事になる。一方外気温との差で見ると

(16.9-9.3)/(15.6-9.3)=1.21

やはり2割がた三重ガラス窓がよいという結果となり見事につじつまがあっている。これらの測定も結構信頼できそうだ。そうすると「もくまど」の熱貫流係数1.4(w/m2/k)とカイエン三重ガラス窓のそれがカタログ上同じというのは明らかにおかしい。「もくまど」がこれよりも悪いか、トリプルガラス窓がこれよりよいかのどちらか(あるいは両方)であろう。しかも20%も、だ。今朝の結露はまさにこの20%の差の間で起ったり起こらなかったりしたことになる。
ところで、ハニカムロールスクリーンの効果は意外に大きいのだ。トリプルガラス窓との断熱性能を比べてみると

(16.9-9.3)/(23.9-16.9)=1.09

で、なんと三重ガラス窓なみの性能だったのだ。「もくまど」よりむしろ高性能だ。これは断熱レールで一応キチンと窓枠との間が仕切られており窓とスクリーンとの間に空気層を作っている事と、スクリーン自体が15mmほどの空気層をもっている事で三重ガラス窓と同等の断熱性になることによるものと思われる。従ってハニカムロールスクリーンを取り付けるならガイドレール付きにすることがお薦めだ。
最後にカーテン(レースと厚手の遮光カーテンの二重で冷気が室内に逃げないように裾は床についている)の断熱性はどうなのかだ。ハニカムロールスクリーンとの断熱性能の比は

(23.9-20.3)/(23.9-16.9)=0.51

となり、約半分の断熱性能だ。半分しかないとみるか、半分もあると見るか。ただしこれはカーテン下から冷気が室内に漏れないように裾を床に引きずっており、しかもかなり厚手でたっぷりした生地を使っている場合のことだ。下から冷気が逃げ出すようなカーテンではハニカムロールスクリーンの2割程度の効果しかなかった。ないよりはもちろんマシだが。
うーん。ハニカムロールスクリーンをもっと取り付けたくなってきた。もう少し安くならないかなぁ。
大きさ約1600x1400mm、断熱レール仕様で、4割引で36000円ほどだった。OakRichで購入した。べらぼうに高いというわけでもないのだが。


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by toshiohm | 2010-11-10 09:38 | 住み心地
2010年 11月 05日
木枠トリプルサッシの威力
c0215738_8244156.jpg

写真のようにバルコニーには二つのテラスドアが並んでつくことになってしまった。トステム製アルプラの二重サッシ(アルゴン封入、写真右)とカイエン社製木枠のトリプルサッシ(左)だ。アルプラの方を通用口として使っている。これは正解だった。軽くて開閉が実に容易だし、丈夫そうだ。さて一昨日は日光が両方の窓をさんさんと照らしていたので、同一条件下でどれくらいサッシの断熱性に違いがあるのか調べるために温度を測定してみた。

c0215738_825456.jpgc0215738_828736.jpg

朝10時20分。驚いた。室内側から測定したアルプラの枠部(左の写真)の温度は38.4℃まで上昇しているのに木枠(右の写真)は26.6℃にしかなっていない(室温24.3℃)。窓枠の面積は結構大きいから、この伝熱量の差は断熱性能に結構効いている事が実感される。

c0215738_8284410.jpgc0215738_8291310.jpg

一方サッシ温度を外部(日光が直射している側)から測定してみると今度はアルプラが53.3℃、木枠が60.3℃と木枠の方が高くなっている。この原因は内側への熱の逃げがアルプラの方が大きいからだと思われるが、あるいは放射率がアルプラの方が小さいから温度が低く測定されている可能性もある。
サッシを通しての伝熱量が内外の温度差に比例するとすると、アルプラは木枠の2.3倍も熱を伝えている。ただこれを単に木とアルミ・プラスチックという材質の差と考えるのは早計かもしれない。なぜならこれは窓枠の厚みの差でもあるからだ。木枠は厚さ7.7cmもある。これはトリプルガラスの厚み分大きくしなければならないことと、その重量を比強度の小さい木材で支えるために必然的に厚くなってしまう事によると思われる。アルプラのサッシは厚み4.5cmだ。従って厚みだけでは説明できない。この分が材質の差ということになろう。アルプラは薄くて材質も軽いからこそ開閉が容易で気軽だ。断熱とは一見トレードオフになっているようだが、これは必然ではない。もう少し厚くして中に断熱材を充填すればいいだけの話で、それならそれ程重くもならずサッシ部の断熱性も犠牲にならない。何でそうしないんだろう。


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by toshiohm | 2010-11-05 09:27 | 住み心地
2010年 11月 02日
もっと木材が使われていた
一昨日書いたわが家の熱容量の話
考えてみるとガラクタや住宅設備だけで水相当8m3もの熱容量になるはずはない。きっと2x4の平米あたり木材使用量0.17m3というのが間違っているのだろうと思っていたら、使用された木材や石膏ボード(PB)の数量が見積書に記載されていたのでこれを使ってみる。

構造材
 ランバーSPF 53m3
 床合板 9.7m3
内装材
 PB 6.9m3
 構造用PB 4m3
 床材 1.4m3

使用した木材の合計は約64m3になった。平米0.17m3の計算では37m3だから相当の見込み違いをしていたことになる。2x6だから2x4より多く使われているのはわかるが、中二階などで構造的にも標準よりも多くなっているのかもしれない。
それと前回見落としていたのは石膏ボードだ。これは10.9m3ほどある。
木材も石膏ボードも歩留まりがあるだろうからそれを90%として総熱容量を計算し直す。石膏ボードの単位体積あたりの熱容量は木材より少し大きい程度だから全て同じ水の20%として計算すると
水相当 13.5m3
ということになる。それに床暖蓄熱コンクリートの4m3を加えると
わが家の熱容量=水相当17.5m3
先日家の温度低下から計算した熱容量の水相当21.3m3にかなり近づいた。
残りは水相当3.8m3になり、これならひょっとして住宅設備、家具、本類、家電製品などを合計した熱容量としてつじつまがあうかも知れない。これでもまだ多すぎる気もするが、これはおそらく放熱量がQ値から見積もられるよりも小さい(断熱性が高い)からだとすれば納得できる。例えば床の断熱は室内から見れば床下空間で断熱されているとも言えるから、ここからの放熱は本来ゼロに近いのだが、Q値では90mmのスタイロフォームで計算している。
驚くのはあんないいかげんな熱計算でも大体の事がわかるということだ。数値をあたってみる。やっぱりこれは理系の基本だなぁ。納得。


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by toshiohm | 2010-11-02 10:00 | 住み心地