【入居編】夏季の室内の気温・湿度を実測-2(結果考察-1)

     
     
    夏季の室内(1F・2F)の気温・湿度の結果考察編-1です。 測定条件や熱中症指数への換算の仕方は、ひとつ前の記事をご参照ください。 また、全測定データはそれぞれ 1Fデータ 2Fデータ をご参照ください。

    ■関連記事 ⇒ 【入居編】夏季の室内の気温・湿度を実測-1(測定条件)
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    結果考察の前に、測定条件について再度。 しつこいようですが(笑)、非常に粗い測定のため、定量的な評価はできませんし、家屋や住宅設備の性能を評価できるものでもありません。  「へぇ、そんなもんなんだ」 程度にお考えくださいね。

    1F・2Fとも西側の部屋で、窓は閉めた状態、24時間換気システム(第3種)は運転の状態、エアコンは使用していません。 なお、24時間換気システムにより約2時間かけて外気と入れ替わるようになっているため、完全な密室での測定結果ではありません。

    気温・湿度の測定(測定数は全てN=1)には、TANITAアナログ式温湿度計(TT-509)を使用しています。 屋外気温・湿度は、同じ温湿度計を用いて実測すべきところですが、簡略化のため、気象庁の気象統計情報からデータを取得しました。

    測定日は7月下旬で、前日~当日~翌日すべて快晴、降雨はありませんでした。 けもやのおうち(近畿地方某所)は、山の北側を造成した土地ですが、ひな壇状のため日照を遮るものがなく、家屋への日当りは良好です。



    まとめ気温データ



    まず、1Fと2Fの室内温度の経時変化から。 1F・2Fの気温(と湿度)は実測値、屋外気温(と湿度)は気象庁のデータ、という違いがあるため、同じグラフ上にプロットするのは適切ではありませんが、今回はそのまま掲載します。

    が屋外気温、―■― が1Fと2Fの気温です。 この日の屋外気温は、最低26℃(5時)・最高33℃(13時)でした。 俗にいう夏日&熱帯夜ですね。 

    1F気温は、最低28℃(7時)・最高32℃(13時)と、屋外気温に比べて日中は低く、朝・夜は高くなっています。 日中の室温が低いのは、家屋の断熱効果(=熱の伝導を少なくする)によるのでしょう。 朝・夜が高い原因については、2Fの考察とあわせて後述します。 1Fの場合、エアコンの使用はだいたい12時~22時の間で、朝・夜は窓を開けて外気を取り込めば、それなりに過ごせます。

    対して2F気温は、最低32℃(7時~9時)・最高36℃(17時~19時)と、屋外気温を一日中上回っており、かつピークが後ろにずれています。 一日中30℃を超える2Fでは、空調が必須です。 エアコンが効かないということはありませんが、切った途端にジワーッと暑くなるあの感覚、お分かりいただけるのではないでしょうか。 2Fの場合、夜間に窓を開けても室温はほとんど下がらず、明け方にやっと涼しくなる程度です。  

    なお、我が家の場合、本来の寝室は2Fにありますが、夏季(7月中旬~9月中旬ごろ)は1Fで寝るようにしています。 アキレスの六つ折マットレス、軽量&収納場所を取らないので、使い勝手がいいですよ。 おすすめ。 ^v^

    ■関連記事 ⇒ 【入居編】和モダンな寝室&ベッド
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    さて、1Fと2Fの室温の違いを考察する上で必要なのは、環境の違いを把握することと、伝熱について理解しておくことです。 環境の違いとは、1Fは外壁から受ける熱のみですが、2Fは屋根から受ける熱も加わる点です。 2Fが屋根への日照の影響を大きく受けているのは、皆さんの経験と照らし合わせても妥当ではないでしょうか。

    伝熱については、シロウトのにわか勉強の知識ですが・・・ 

    伝熱の3つの要素には 【伝導】 【対流(伝達)】 【放射(輻射)】 があります。 建築で使用される断熱材は、熱の【伝導】を少なくするためのものです。 今回の場合は、熱の【伝導】を遅くする、と言い換えた方が分かりやすいですね。 熱の伝わりやすさを表す指標には熱伝導率λ (W/m・K)が使われており、断熱材と呼ばれるものは λ≦0.05 (熱伝導率が0.05以下)とのこと。 

    よって、2F気温のピークが後ろにずれたのも、家屋の断熱効果(=熱の伝導を遅くする)によると考えられます。 家屋の断熱性を向上させるには、より性能の高い断熱材や断熱工法を選択すればよいのでしょうが、一方で費用対効果も考えなければいけませんね。

    ■参照サイト ⇒ 伝熱工学、 熱伝導率、 比熱容量    Wikipedia


    2F気温が屋外気温よりも高くなる原因については、熱の貯め込みやすさの指標である容積比熱Cr (J/m3·K)も考慮する必要がありそうです。 容積比熱Crの定義は、体積一定の条件で、単位質量の物質の温度を1℃上げるのに必要な熱量です。 Crが大きい ⇒ 熱しにくく冷めにくい、Crが小さい ⇒ 熱しやすく冷めやすい、と言い換えることもできます。 土鍋(Cr=大)と金属鍋(Cr=小)をイメージしていただくと分かりやすいですね。

    では何と何を比較するかですが、今回はざっくりと、空気とそれ以外(断熱材・木材・屋根材・外壁材)を見てみます。 詳細は下の参照サイトをご覧いただくとして、空気(Cr=1.3)と比べて、断熱材は10倍程度、木材は500倍程度、屋根材・外壁材は800~1000倍程度、熱を貯め込みやすい材料のようです。

    よって、陽が落ちれば屋外の空気温度は程なく下がる一方、日中の日照によって断熱材・木材・屋根材・外壁材に貯め込まれた熱(蓄熱)が、ジワリジワリと放射され続ける室内の空気温度は下がりにくいのでしょう。 

    1Fと2Fの室温差が熱の供給量差に由来するとすれば、熱の供給原が外壁のみの1Fに対し、2Fは外壁+屋根 ⇒ 蓄熱量が多い ⇒ 室内への放射量も多い ⇒ 室温も高い、となるかと思います。

    ■参照サイト ⇒ 各種建材の断熱性能と蓄熱性能   NPO法人 栃木エコロジー設計協会


    以上、それなりに解説を付けてみましたが、けもや自身きちんと理解できているわけではありません。 今回取り上げなかった「熱伝導率と熱拡散率・熱浸透率の違い」「断熱と遮熱の違い」「屋根部分の断熱」「真空断熱」などについては、また別の機会にご紹介したいと思います。 ただし、予定は未定です。(笑)


    そろそろ知恵熱が出そうなので、WBGT指数(熱中症指数)については次回記事で考察します。 長くなってすみません。 ^^;

    ■関連記事 ⇒ 【入居編】夏季の室内の気温・湿度を実測-2(結果考察-2)
               【子育てと家】熱中症指数の情報サイト、熱中症指数の一覧表
               【子育てと家】熱中症にご用心(熱中症指数計)



    屋内気温の関連日記はコチラ♪

    けもやのおうち・目次 ⇒ 4. 入居レポート ⇒ 屋内気温の項をご参照ください




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    エンペックス 屋内用熱中症注意 TM-2483

    タニタ デジタル簡易熱中症指数計 TT-544-GD

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