④【熱バランス設備】
地中熱をうまく導入して建物基底部の蓄熱層にうまく蓄熱するためにはもうひとつの工夫が必要です。つまり前項で
書きましたようにせっかくの地中熱を取り入れてもザルのようにその熱を逃がしてしまったのではなんにもならないので
、蓄熱層上部を断熱材ですっぽり包み熱を逃がさないようにするということです。
ただし、これだけではたりません。 というのは、断熱材を直接貼り付けるのとちがって、そこには家という大きな空間
があるからです。
空間があるということは、その空間に熱が移動していくということです。 自然と対流も発生しますし断熱欠損部分から
は漏れ出て行ったりもします。 人間が住んでいる以上、給換気をして空気の入れ替えもしなくてはなりませんし人の
出入りもあります。
そうした逃げてゆく熱を補って、蓄熱層とその上部空間の温度がバランスするべく近づいたときにはじめて蓄熱層の
熱が安定するわけです。
表題の【熱バランス設備】というのは、この家の中の空間と蓄熱層の温度がバランスをとるためにわずかながら熱を
おぎなう設備が必要、ということです。
「なーんだ、やっぱり暖房設備が必要なのか」って思わないでください。 厳密に気密・断熱された建物と、地中からの
効率的な熱利用で、 条件によっては、小さく簡単な設備を利用してほとんどランニングコスト・ゼロで一冬越すこともあ
ながち夢ではありません。
まあ、暖かい寒いという感覚は個人差もありますので一概にはいえないことですが、少なくとも今までの暖房器具な
どと比べると蓄熱容量が大きいので安定して全体的に暖かい健康的な暖房ということはいえるかと思います。
私たちの補助暖房設備もその一例です。
これは当社のオリジナルシステムですが蓄熱層内の熱を満遍なく家中に行き渡らせるためにコンクリート層の中にパ
イピングをして不凍液を循環させたものです。
小さな熱源器で不凍液を暖めるのと、ファンをまわすだけですのでコンパクトで、 室内に出っ張りがありません。 設
備費用もちょっとしたストーブ1台分程度です。
また、この方式の良い点はスラブに直接熱源となる電気ヒーターを埋め込んだりしないので、故障もありません。 灯
油が高くなった現在では深夜電力による電気熱源器で温水をつくりますが、将来的にもっと別な熱源が良いとなった場
合は簡単に熱源を代替することも可能です。 早い話、薪ストーブみたいなものでもお湯が作れさえすれば利用するこ
とが可能なのです。 あるいはヒートポンプのような設備にも置き換えが可能です。 電気熱源器自体も非常に寿命が
長いものですし、もしなにかあったとしても簡単に修理や交換もできます。 もちろん従来からある灯油ボイラーでも可
能です。
また夏はこれが熱源機をとめて循環ポンプのみを動かすことによりわずかですが冷たい空気もでてきます。
日当たりなどの条件が悪くなければ、この補助熱源機をつかわないでも蓄熱作用によって十分間に合う可能性もあり
ます。
また、室内の温度が一定のレベルまで上がると、蓄熱層の温度もバランスをとろうとして上昇します。蓄熱層の熱は
その下の地中温度もかさ上げしますので寒冷地での地中熱の不足も解消することが可能です。
そしてもうひとつ大きな利点があります。
それは、地中熱パッシブ利用のエコ住宅の住まい方に結びついています。 地中熱利用住宅は今までの建物とは使
い方も違うことにご留意ください。
つまりいままでの住宅では、冬に寒くなって初めて暖房にスイッチを入れましたが、地中熱利用住宅では、寒くなって
暖房のスイッチを入れたのでは遅いのです。 冬に近づくにつれて地表近くの地中温度は緩やかに降下してゆきます。
これを下がらないように秋口のまだ温度の高い時期から床下の蓄熱層に補助的に熱を加えていきます。
竪穴式住居を思い出してください。 一年中チロチロと消えない程度に火を絶やさず燃やし続けることで夏に温まった
土間が秋から冷え込むのを抑えていました。
いったん下がった蓄熱層温度を持ち上げるのには莫大な熱量が必要ですが、温度が下がらないようにすることはず
っと少ない補助熱があればよいのです。
思い当たる方も多いと思いますが、暖房や冷房はこまめにスイッチを入れたり消したりするより、一番弱くてもかまわ
ないから連続運転するほうが燃料がかからないのです。
この傾向は高気密・高断熱の建物ほど顕著に現れます。 建物の構造体自体が蓄熱体として働きますので、このよ
うな高性能の住宅では暖まるのも冷めるのも3日以上かかるため、地中熱を利用しない住宅であっても一旦暖房のス
イッチを切って冷え切ってしまうと暖房を再起動しても2,3日は燃費がかなり悪くなります。
この比率は稼動時間の平方根に反比例することが知られています。つまり、暖房設備の運転時間を半分にすると暖房
能力は２倍必要なのではなく４倍必要になる、ということです。
ですから地中を含めた大蓄熱層が冷え込まないように、気温がまだ20度程度ある10月ごろから補助暖房を最弱で稼
動させることがこの地中熱利用住宅の住まい方の極意ともいえます。
熱量が足りない場合のみ間欠的に温水回路が働きます。これは温度が下がった部分を補うための運転ですから最
小限の燃費で利用が可能です。
このようにして床・壁、建物構造体を含む蓄熱体からの再輻射熱とあいまって地中熱が利用できるようになります。
別な言い方をすれば地中熱利用というのは家の断熱性能・蓄熱性能を最大限に高めることによって大地が吸ったす
べての熱を効率よく利用する方法ともいえるわけです。
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基本的な考え方をここまででご紹介しました。 でもこれでは１００％ではありません。 ではたりない部分とは・・・・？.
***【熱伝導方向のコントロール】へつづく***
