現代の住宅は「高気密」
伝統的な日本の住宅は、日本の高温多湿の気候に合わせてすきまが大きく、床下や天井も風の通りの良い構造のため、冷房や暖房効率が悪く、電気代もかさんでしまいました。
現代の住宅は、省エネルギーの観点から、外の暑さ・寒さ、騒音などの影響を受けにくい「高気密住宅」に発展していきました。
｢高気密」住宅は、空気が汚れやすい
一方で、高気密の家は、風の通りが良くないため、室内の空気は汚れやすくなります。外気と空気の交換が行われなければ、室内空気中の二酸化炭素濃度が上昇したり、カビの胞子やダニなどが漂った状態になり、室内の空気環境はどんどん悪くなっていきます。
さらに、家を建てる材料や建材に含まれる化学物質が発生することがあります。
すきまの少ない現代の住宅だからこそ、室内空気は汚れやすくなります。
これがシックハウスの原因となります。
快適な空気環境を維持するためには換気が重要です。
換気をこころがけましょう
換気設備を活用し、室内の空気を排気するとともに、新しい空気を取り入れましょう。
換気は、空気に含まれた汚れや湿気を除去するため、カビ・ダニ対策に有効です。
家じゅうの空気を停滞させない
窓付近と部屋の中央の温度差があることで結露が発生しやすくなり、 家具の裏や押し入れの中など空気の流れが滞ることでカビが発生しやすくなってしまいます。
住まいの壁体内と室内の健康、そして気密・透湿・透気をつくる
密閉した壁には、空気と木材や現場ゴミなどの有機物がある、 湿気もある
その結果は 通風がないために湿気さえあればカビが繁殖する
それは 壁体内も室内も同じ
とくに 室内では有機物は豊富にある
よく別荘や空き家を 梅雨時に締め切っておくとカビだらけになる
そんな話をお聴きになったことはありませんか
もう一つ 生活していると 生活臭 湿気 炭酸ガスやホルムアルデヒドなどの空気の汚れ
という問題があります
これを 空気清浄機や乾燥機で解決する前に
建築そのもので改善しようというのがこれからの話です
換気はメンテが命
正常なのは1割
東北大学・吉野博名誉教授によれば、東北地方を中心に戸建住宅25戸の換気システムのメンテナンスに関する調査（2005-2006）を実施。その中のシックハウス法制定後に建設された18戸（熱交換換気15戸、3種3戸）で風量測定を行いました。その結果、換気回数が0.5回/時を満たしている住宅はたったの2戸（11％）に過ぎなかったといいます。
これらの家は高気密を意識した家で、換気にも関心があったと思われますが、驚くべき結果でした。これらはフィルターの汚れが原因で、清掃した後に再度測定してみると、風量が増加した住宅は11戸ありました。最も汚れのひどかった家は清掃前が0.1回/時で清掃後に0.45回/時に復活したといいます。
また、北海道科学大学・福島明教授によれば、北海道内の高性能住宅で熱交換換気を搭載した16軒の家を調査したところ、強運転で換気回数0.4回/時を越えた家は、ここでもわずか2棟（13％）だけだったといいます。
必要な換気量
0.5回/時の理由
必要な量の前に、まずは「きれいな空気」の定義づけが必要ですね。実は空気中に含まれる炭酸ガス（CO2）濃度が指標になっているのです。
人は酸素を吸ってCO2を吐き出すので、人が居ればCO2濃度は高まり、同時に人体から埃(粉塵)やニオイが出てきます。そこで、CO2濃度を取り上げて空気の清浄度を評価することになりました。
まず、室内の空気中のCO2濃度が1000ppm以下ならば空気は清浄だと考えることにしました。外気のCO2濃度は350ppm程度（今では400ppmに近づいているという報告がありますが）ですから、室内のCO2濃度を1000ppm以下に抑えるために必要な換気量は、起居時では一人当たり30m³/時以上、就寝時は20m³/時以上となります。
必要な気密性
安全な断熱化のための最低の気密性能とはどんなものでしょうか。
換気の原則の「出入り口を明確にする」ために必要なレベルということです。
給気も排気も強制する（第１種）熱交換換気なら、高気密でなくてもよさそうですが、実は熱交換換気こそ高い気密性が要求されます。
断熱すれば気密が必要で、気密にするから換気が必要になり、そこで求められる気密性は「換気が適正に働くため」のレベル・・なんだか換気に振り回されているような気がしてきますが、すべては健康で快適な家づくりの道筋なのです。
換気装置の維持管理
住宅の全般換気として専用の機械換気システムが普及しています。当然ですが、完成後には、保守が欠かせません。
そこで、15年ほど前になりますが、維持管理の性能を点数化する方法を考えてみました。換気システムの中で掃除をしなければならない部位について、その状態によって点数付けをする仕組みです。多くの熱交換換気システムでは、100点満点で20点がいいところです。どう考えても長期的な維持管理が期待できる装置とは言えませんでした。
24時間換気装置は働いているか？－換気装置が働かない訳－
ズバリ言いましょう。まともに働いている24時間換気は、極めてまれです。働かない状況や理由は様々ですが、根本的な理由は、人が室内空気質に対して鈍感であるということです。
テレビ番組の情報ですが、100戸程度のマンションで、何人かの主婦の方を目隠しし、幾つかの住戸を廻るのですが、全員が自宅を言い当てるのです。特有の匂いがあるから、と思われがちですが、そうではなく、自宅だけが臭わないのです。人間の匂いに対する順化はとても強力で、初めての人には感じても、住んでいると全く匂いとして認識しなくなるのです。換気量不足がクレームにならないのはこれが理由です。
暖房・冷房と換気
Ｑ．住宅の断熱気密が高くなることで実現できる、高効率な暖房設備とは？
Ａ．床下暖房
住宅の換気を計画する時、暖房・冷房との関わりは、とても大切です。換気を味方につければ快適性もエネルギー性能も格段に高まりますが、配慮なしに計画して、暖冷房の設備と喧嘩する結果になれば、快適性もエネルギー性能も阻害される結果になります。高性能住宅では、暖房に必要なエネルギーの半分以上を換気が占めるのですから、当然ですよね。暖房・冷房と換気の関わり、そして快適な室内環境と換気について考えてみましょう。
住宅の断熱気密性が高くなると、設備が変わります。換気と床下暖房との出会いは衝撃的です。ベランダ窓の下に床下暖房をしたら、床の表面温度が室温より少し高い温度で、全く均一な温度となりました。どんな高度な床暖房設備でも実現することが難しいのではないでしょうか？ここに外気を入れることで、換気による寒さを完全に防ぐことが出来たのです。
自然換気という選択
Ｑ．室内外の温度差を利用し、生活の知恵として古くから利用されてきた住宅換気の基本的な技術とは？
Ａ．自然換気
内外の温度差（煙突効果）を利用した自然換気は、世界中でその実例をみることができます。日本の伝統的民家では、棟に排気のための開口を設け自然排気を行う手法が共通してみられるし、欧米の古い住居では、住宅の屋根上には排気塔林立しています。高温乾燥の気候で知られるイランでは一般住居のほとんどに自然換気用煙突、バッドギアが備えられています。温暖な気候のバルセロナに建つガウディー設計の住居に見られる排気トップのデザインはあまりにも有名です。自然換気自体は、これらの例を待つまでもなく、生活の知恵として古くから利用されてきた、住居の基本的な技術なのです。
熱交換はお得か？
Ｑ．室内空気環境をより高めたい時、熱交換換気装置の果たす大きな役割とは何でしょうか？
Ａ．必要な場所に必要なだけの新鮮空気を計画的に供給することが可能
室内空気環境をより高めたい時、熱交換換気装置は大きな役割を果たす可能性があります。まず、ダクトシステムを持つものがほとんどですから、必要な場所に必要なだけの新鮮空気を計画的に供給することが可能です。単純な3種換気に比べて、室内の空気分布を大きく改善が期待できます。
より多くの換気をしようとする場合、一般に空気環境と省エネルギーは相反する関係にあると言われています。空気質を高めようとすれば換気量を増やすことになりますが、省エネルギーには反するというわけです。
ですから、換気量を増やしてもエネルギー消費量の増加が僅かな熱回収換気装置は、換気量を増やした時に絶大な省エネルギー効果を発揮するのです。
また、熱交換換気装置には、もう一つ大きな利点があります。それは取り入れ外気の予熱です。取り入れ外気による寒さは、断熱住宅にとって最大の課題です。図は、壁面の自然給気口から侵入する冷気の流れです。この寒さが換気装置を止める最大の原因の一つなのです。快適性を損なうことなく良好な換気を実現できる、そうした意味で、熱交換のメカニズムは、確かに大変魅力的です。
計画換気の原則
Ｑ．住宅に必要な量の換気の目安はどれくらいだと思いますか？
Ａ．2時間に1回
「必要な量」の目安は、日本では「0.5回/時」とされ、世界的にもこの程度が基準になっています。これ以上換気すれば熱損失になり、不足すれば空気汚染になります。でも今では「人が不在の時はもっと少なくてよいのでは？」という発想から、デマンド換気（湿度センサーで給排気量を調整）が注目を集めています。 0.5回/時といえば、床面積130㎡、天井高2.4ｍの場合、130×2.4×0.5回/時で約150ｍ³/時となります。トイレ2つ+浴室1つの局所換気で丁度よいことになります。この3つを連続運転すれば全体換気になります。気密とは穴を開けること。
さて、出入り口を明確にするために必要なことは何でしょう。ズバリ「高い気密性」です。詳細は次回に回すとして、高気密というと「息苦しいのでは」と想像する人がいます。竣工後も高気密だと思い込んでいるからです。
そんな人に私は、「高気密とは、いったん針一本通さないほど高気密につくっておいて、自分が開けたい処に穴（給・排気口）を開ける行為。穴を開けるのだから高気密ではありません」と伝えます。
換気の目的と気密
Ｑ．家の中を温めるためには「断熱と〇〇が必要です」。〇〇に入る言葉は何だと思いますか？
Ａ．気密
昔から日本の家は夏向きにつくられていたので、気密性には無頓着。隙間風が出入りして、ひどい寒さの中で我慢の生活をしてきました。我慢は美徳ですが、ヒートショックで脳卒中を誘発したり、肺を冷やして低体温症に陥れば美徳といってはいられません。
家の中を温める必要がありますが、大きなエネルギーが要求されます。そこで登場するのが断熱です。もちろん断熱しても隙間風が出入りしたままでは意味がありませんから、気密化が必要になります。断熱・気密は一体で考える必要があります。
空気が汚れているのは内・外どっち？
Ｑ．外の空気とお家の中の空気どちらが汚れていると思いますか？
Ａ．どちらも汚れています。
昭和45年、健康診断で交差点付近の住民の多くに鉛中毒の疑いがあることがわかり、大々的に報道されました。車の排気ガスが付近の住民の体を鉛漬けにしていたのです。
同じ年の夏、今度は杉並区の高校で運動中の女生徒達が目がチカチカすると訴えて、光化学スモッグによるものと報道されました。以来、交差点や工事現場に「空気環境測定器」が置かれることになりました。外の空気が汚れている時代でした。
ところがある日、空気環境測定器の数値が異常に高いことに気づいて調査がはじまりました。するとセンサーが家の中に入っていることがわかりました。「まさか、外より室内の空気の方が汚いのか」ということになって、家の中に換気扇が設置されることになりました。
公害も収まり、換気扇が設置されるようになって、外も内も空気汚染の不安は薄れましたが、今度は室内にある建材や家具、日用品から放散する化学物質がアレルギー症状を誘発していることがわかって衝撃が走りました。これが「化学物質過敏症」で、そんな家をシックハウスと呼ぶことになりました。政府は2003年に、いわゆるシックハウス法を発令して、建材の規制と機械換気の設置を義務づけました。
こうして公害も室内空気汚染も落ち着いたと思ったのですが、そんなわれわれに襲いかかってきたのが、はるか遠くの大陸から飛んでくるPM2.5。この微少粒子状物質がわれわれの体を蝕もうとしています。
設備を活用して空気質をコントロールする仕組み
家の基本構造は民家の智恵
土壁の利用 土壁には追いつかないが調湿力のある建材を使用する
木材の適切な活用を 再確認する
木を使えば すべて良いというわけではない
自然エネルギーを効率的に活用するためには
換気ファンとヒートポンプの活用も大切なこと
そして夜と昼の温度差を巧みに活用すること
昼の熱を夜に 夜の涼しさを昼に 活用する蓄熱による時間差利用の工夫も必要
さらに、季節的には
夏の熱を冬に使い 冬の冷たさを夏に使う工夫も可能であれば活用したい
考えてみると 動物たちの越冬の知恵
そして私たちの先祖である原始時代の越冬の知恵は 地熱利用にあった
驚愕の事実！外の空気はこんなに汚れていた？！
ご自宅でお手入れができるG12・18シリーズのフィルタ洗浄の様子をご覧に入れます。
みるみるうちに水が真っ黒に濁っていきますね。これはフィルタがしっかり汚れを取った証拠です。 フィルタ洗浄をしないままでいると、ご覧頂いた映像に見られるような汚れ（ゴミ）がフィルタに付着したままになり、外の空気の汚れを清浄することができずに、そのままお家の中に汚れた外気を取り込んでしまうことになります。
PM2.5や花粉を防ぐ換気方法について
Ｑ．PM2.5や花粉など外の空気の汚れを防ぐには、どのような換気方法が良いでしょうか？
Ａ．第１種換気か第２種換気
PM2.5の飛来の増加によって、給気に伴う外気に含まれる汚染物資の室内への侵入を防止する事が極めて大切なことになります。第１種換気は、汚染物質の室内への防止を行う上で給気ダクトにフィルターや外気清浄機を容易に取り付けることが出来るために、他の換気設備に比べて優位性を有しています。その一方で第１種換気では、フィルターや素子の汚れによって性能が著しく低下することから、外部の汚染物質の侵入防止対策が強く求められることになります。
最近、PM2.5で代表される微細な汚染物質を完全に除去出来る外気清浄機が株式会社トルネックスから発売され、注目されています。この機器は、低圧損でかつ給気経路に簡単に取り付ける事が出来る優れた性能を持つものです。また、外気清浄機は、給気ダクトのみで構成される第２種換気の給気経路に容易に取り付ける事ができます。
フィルタの捕集効率の表し方の違いについて
Ｑ．フィルタで小さなほこりがどれだけ捕集できているか測定するには、「質量法」と「計数法」はどちらが適しているでしょうか？
Ａ．計数法
例えばＡというフィルタの性能表には「捕集効率90%」と表記されていて、Ｂというフィルタの性能表にも「捕集効率90％」と表記されていたりすると、一見ＡとＢは同じ能力だと思ってしまいますよね。ところが同じ捕集効率90％なのですが能力が全く違う場合があるのです。どういうことかというと、捕集効率の測り方にはいくつかの種類があって、どんなほこりを捕集する目的のフィルタなのかによって測り方が違っているのです。以下に住宅換気で使われているフィルタの主な二つの測り方について簡単にご説明します。
まず質量法という測り方ですが、比較的大きなほこりを捕集するためのフィルタに適した測り方で、花粉をとる目的のフィルタなどでよく表示されています。フィルタによってどれくらいの質量(重さ)のほこりを減らせるかを評価する方法です。次に計数法という測り方ですが、タバコの煙とかPM2.5などの小さなほこりを捕集するためのフィルタに適した測り方で、ほこりを大きさごとに分けて、それぞれの大きささのほこりの数がどれくらいフィルタによって減らせたかを評価する方法です。大きさごとにフィルタの上流側の粒子数と下流側の粒子数を数えます。
「捕集効率＝１－下流側のほこりの粒子数／上流側のほこりの粒子数」
外気の取り入れに使うフィルタに必要なことは？
Ｑ．住宅の外気取り入れに使うフィルタに必要なことは、「外から入ってくるホコリを除去する能力」と「目詰まりによって○○○○が低下しないこと」。○○○○に入る言葉は何でしょう？
Ａ．換気風量
住宅用24時間換気システムというのは文字通り24時間365日連続稼働しているので、フィルタを通る空気の総量はとても多く、フィルタへの負荷は一般の空気清浄機と比べても非常に大きなものになります。
高性能なフィルタを住宅の外気取り入れで使うと、すぐにフィルタが目詰まりしてしまうのです。住宅には換気が必要であることはご存知かと思いますが、それらの高性能フィルタは換気風量が低下してしまうのです。必要な換気風量を確保することが第一であって、フィルタを付けることによって換気風量の低下につながってしまっては本末転倒です。
「大きなホコリから小さなホコリまで外から入ってくるホコリをどれだけ除去できるか」、「使っていくうちに目詰まりによって換気風量が低下してしまわないか」、この２点の両立が外気の取り入れに使うフィルタにとって重要なポイントだと思います。
HEPAフィルタなどの高性能なフィルタが外気取り入れには適していないとすると、ホコリを除去する能力と換気風量が低下しないという２つの条件を満たせるフィルタってなにがあるの？ということになります。 住宅用としてはあまり知られていないのですが、業務用やビル空調用などで使われている電子式集塵フィルタというものがあるのです。
PM2.5はもとよりたばこの煙くらいのごく微小なほこりも取ることができるうえ、他のフィルタとくらべて圧倒的に空気が通りやすく目詰まりしにくいという特長があります。まさに外気取り入れに適した性能を持っていて、当社の外気清浄機はこの電子式集塵フィルタを搭載しているのです。
どんな種類のフィルタがあるの？
Ｑ．最も小さいほこりがとれるフィルタは何でしょうか？
Ａ．ＨＥＰＡフィルタ
現在、一般的なフィルタのなかで最も小さなほこりまでとることが出来るのがHEPAフィルタです。このフィルタはたばこの煙のようなごくごく微小なほこりのほとんどを捕集することが可能です。クリーンルームなど極めてほこりを少なくしなければならない場所で使われていましたが、今では家庭用の高性能な空気清浄機などでも使われています。
次に、たばこの煙よりも大きなほこりや花粉などを捕集することができる中性能フィルタというものがあります。外の空気を取り入れる部分で主に使われていますが、住宅の空気取り入れ口などでは、中性能フィルタよりももっと大きなほこりしかとれないフィルタが使われているケースもあって、虫などのような大きなものしかとれないようなものもあります。
HEPAフィルタや中性能フィルタは、繊維の網にほこりが引っ掛かったり付着したりしてほこりを取ります。ですから小さいほこりを取るためには網の目が小さくなければなりません。網の目が小さいということは空気が通りにくいということですし、汚れて網の目詰まりを起こしやすいということになります。目詰まりするとより一層空気が通りにくくなります。
フィルタって何？
Ｑ．トルネックスでは住宅向けの他、分煙対策用の喫煙所システムを開発しています。たばこの煙を集塵できる「電子式集塵フィルタ」は、外気清浄機にも搭載しています。
ちなみに、たばこの煙の粒子の大きさは花粉と比較するとどれくらいの大きさだと思いますか？
Ａ．正解は1000分の1mm。
花粉の一般的な大きさはだいたい100分の3mm程度で、たばこの煙は10000分の1mm程度です。花粉もたばこの煙もとても小さいと思いませんか？
エアコンとか空気清浄機の場合、はじめに空気が吸い込まれるところには、反対側が見えるようなとても目が粗くて網のような「プレフィルタ」がついています。プレフィルタは、綿ぼこりとか髪の毛とか虫とか目に見えるくらい大きなほこりを取り除くためのものです。プレフィルタの風下側についているのがメインフィルタです。メインフィルタでは、人の目でやっと見えるようなほこりから肉眼では見えないようなとても小さなほこり※1を取ります。こちらが機器としてのほこりを取る性能を左右します。
※1 人の目で見えるのは一般的には100分の1mmくらいの大きさです。
メインフィルタともなれば、反対側が透けて見えるわけでもなく、たいていしっかりとした布みたいなもので出来ていますから、いかにも小さなほこりまで取れそうで、一見どれも同じような性能に思えるかもしれません。でも本当はとても大きな違いがあるのです。目に見えないほこりとひと言でいっても、花粉よりちょっと小さいくらいのものから、たばこやお線香から出ている煙くらいの大きさまで、100倍くらい大きさの違いがあります。
