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株式会社四季工房

写真

家づくり

エアパス工法

日本人は自然を住まいに上手に取り入れてきました。
しかし、今はエアコンに頼った生活をしています。
四季工房では自然のエネルギーを住まいに生かす「エアパス工法」により、人に優しく省エネで耐久性の高い住まいをつくっています。

四季を通じて快適に暮らす。
夏冬「衣替え」するエアパスの家

四季工房が考える快適な住まいとは、単に「エアパス工法」という機能を持った家のことだけをさすのではありません。そこにあるのは「自然との共生」という大きな意味です。
家は自然から身を守るものですが、一方的な遮断をしないで自然の力を借り、自然のエネルギーを上手に活かしていくための家。自然が与えてくれる安らぎや豊かさに感謝しながら、共に生きていくための家を四季工房は追求し、エアパスの家にたどり着いたのです。
だから、その家づくりはマニュアルに頼らず、一棟一棟、気候や立地などの条件を読み取り、家族の希望を聞きながら丁寧につくっています。

エアパス工法とは?

エアパス工法は壁内の断熱材の両側に通気層と内壁空洞の2つの空気層を設け、エアパスダンパーの働きで空気に一定の流れをつくります。小屋換気口と床下換気口の開閉により、夏は自然の涼しさを、冬は陽だまりの暖かさをつくります。

エアパス工法が実現する、極上の住み心地

エアパスの家は3つの工法特性を併せ持った、より理想に近い住まいです。

パッシブソーラーハウス

太陽熱、風、地熱などの自然エネルギーを機械や設備なしで建物に取り入れて活用します。

+

新・外断熱工法

基礎、壁、屋根を環境にやさしく高性能な断熱材ですっぽり包み込みます。

+

壁体内通気工法

壁体内に通気層と内壁空洞を設け、エアパスダンパーで空気に一定の流れをつくります。

エアパス夏モード&エアパス冬モードの断熱材と空気の流れがわかる断面図

自然の涼しさ

小屋・床下換気口を開けます。

床下換気口より冷風を取り入れます。
自然の涼しさ通気層と内壁空洞内に発生する上昇気流にのせて熱気を小屋換気口より排出します。
自然の涼しさ熱気とともに湿気を放出し、カラッとした住み心地をつくります。

陽だまりの暖かさ

小屋・床下換気口を閉めます。

太陽熱が屋根・壁体内の通気層の空気を暖めます。
自然の暖かさ内壁空洞の空気が循環して、住まい全体に暖かさを運びます。
また、流れる空気が湿気を抑え、結露を防ぎます。
冬の夜間は土間コンクリートに蓄熱された温かさを家全体に運び、優れた保温効果を発揮します。

温暖化時代の衣替えする住宅の必要性

  • 冷房しない場合の室温

    8/1〜3 鹿児島

    シミュレーション:九州大学名誉教授 林徹夫氏
    チルチンびと2018年冬号より抜粋

  • 暖房しない場合の室温

    1/1〜3 鹿児島

    シミュレーション:九州大学名誉教授 林徹夫氏
    チルチンびと2018年冬号より抜粋

  • 24時間冷房負荷

    8/1〜5 仙台

エアパス工法の仕組み

夏冬ともに、過度の冷暖房に頼らず、快適に過ごすことができるエアパス工法。
機械を使わずに健やかな室内環境を実現するその仕組みを解説します。

夏の空気の流れ

夏の空気の流れ

太陽熱によって暖められた通気層の空気は、上昇気流によって、小屋換気口から外へ排出される。また上昇気流は、床下換気口から夜のうちに取り入れた冷風も引き上げて行きわたらせる。熱気を排出し、ため込まないため、室内は自然な涼しさに保たれる。

  • 1.空気取り入れ口

    上昇気流、下降気流ともに通す穴。空気取入口はエアパスダンパーとセットで取り付けられる。

    空気取り入れ口
  • 2.仕切り胴縁・通気胴縁

    外壁材を支える胴縁を、一定のパターンで配置している。空気はこの間を通ることで、隅々までまんべんなく行きわたる。

  • 3.エアパスダンパー

    弁がついた特殊な形をしており、上昇気流(内側から外側)だけを通し下降気流は通さない。また、弁の開閉軸を斜めにすることで遅い気流でも開閉するようになっている。1軒につき100~130個取り付けられる。

    エアパスダンパー
  • 4.断熱材(ポリスチレンフォーム)

    柱と間柱の間に断熱材を施工する独自の外断熱工法は、外壁材の保持力低下、釘やねじが外気の熱を伝える等の従来の外断熱工法の弱点をカバーするほか、施工の合理化によりコストダウンも。断熱材は回収・リサイクルが可能。

  • 5.小屋換気口

    上昇する熱気を逃がすため小屋裏のいちばん高い所につくられる。開閉は押入の中など目立たない場所に設置したワイヤーを引いて行う。

    小屋換気口
  • 6.床下換気口

    夏季は涼しい外気を取り入れるために、床下にある換気口を手動で開ける。床下換気口、小屋換気口ともに、開けるのは5月上旬が目安。

    床下換気口

冬の空気の流れ

冬の空気の流れ

昼間、太陽光を受ける面の外側通気層の空気は暖まって上昇し、太陽光を受けない側の冷えた空気は下降する。この冷えた外側の通気層の下降気流が内側通気層に入るのを、逆止弁がついたエアパスダンパーが防ぐ。停滞した空気層は断熱効果を助け、建物を暖める。

  • 1.小屋換気口

    冬季は閉じて、暖かい空気を逃がさず封じこめる。

  • 2.床下換気口

    冬季は、熱を外に逃がさないよう閉じる。小屋換気口とともに、10月中旬を目安に閉じる

※イラストはエアパス工法の仕組みをわかりやすく示したもので、実際の住宅とは異なります。また図示の都合上、エアパスダンパー、空気取入口の取り付け位置と数は実際と異なります。

『エアパス工法は小屋裏が結露する!?』のご質問にお答えします。

「自然と共生し、四季を通して健康で快適な住まいをつくること」
これが創業以来、四季工房が追求して止まない家づくりの基本です。それを支える工法の大きな柱が「エアパス工法」で、自然エネルギーを建物構造に取り入れることによって、夏は涼しく冬は暖かく、省エネで快適な室内環境を実現しています。
そのエアパス工法に関して、「小屋裏が結露するのではないか」とのお問い合わせをいただくことがあります。その点につきまして、以下ご説明いたします。

現在は全く問題ありません

弊社がエアパス工法を開発した初期に建築した住宅数十棟の小屋裏に、結露問題が発生したことは事実です。施主様方には、大変なご迷惑とご心労をおかけしました。小屋裏結露に関するご質問は、このことに起因するものと思われます。 結露問題発覚後(2006年4月ごろ)、弊社は原因追及につとめ、エアパス工法(とくに屋根部分)に大幅な改良を加えました。その甲斐あって、その後、小屋裏結露は発生しておりません。 乾燥状態も良好です。

ご迷惑をおかけした施主様邸につきましては、お詫び、ご説明とともに、改良工事を提案させていただきました。ご同意いただいた施主様邸は2年ほどかけて順次、屋根部分の取り替え・改良工事を実施いたしました。現在のところ、問題のない状態を保っています。

弊社の再三にわたるご提案に、残念ながらご同意を得られないまま今日にいたっている施主様がいらっしゃることも、また事実です。ご理解を賜り、1日も早く改良工事が実施できますよう、引き続き誠意をもって対応させていただく所存です。

小屋裏結露が発生した原因

弊社施工の小屋裏結露の主な原因は以下の2点です。

  1. 断熱材の厚みを増やし、これに伴う工法へ変更したこと―「新・外張り断熱工法」へ
  2. 野地板を合板から無垢板に切り替えたこと

【結露の原因1】
なぜ断熱材を厚くして「新・外張り断熱工法」にする必要があったのか

外張り断熱に使用されている断熱材には、「これが絶対!」というものは見当たりません。一長一短、いずれもなんらかの弱点を抱えています。
とくに以下の点は大きな問題であると思われます。

断熱材の製造時に使用する発泡剤が、地球温暖化を促進する化学物質であったことです。
外張り断熱に多く使用される硬質発泡ウレタンフォームやポリスチレンフォームの一種は、1995年頃(※1)まで発泡剤としてフロンが使われていました。
フロンがオゾン層を破壊し温暖化を加速する化学物質であることは広く知られている通りです。フロン使用を中止した後にかわって使用されていたのが代替フロンと呼ばれているハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)やハイドロフルオロカーボン(HFC)です。
これらを使った断熱材からは、少量ずつとはいえ、確実にフロンや代替フロンが抜け出しています。30年程度経過した断熱材には、初期に封入されていたフロンの1割以下しか残存していないというデータもあります(押出法ポリスチレンフォームの場合)。※2
発泡剤が抜け出すと環境に悪影響を及ぼすばかりでなく、断熱材としての性能が下がるという問題もあります。また、埋立処分の際には、代替フロンは全量空気中に放出されることになります(※3、4)。そして、石油系断熱材のリサイクルは、技術はそれぞれ開発されているものの、ポリスチレンフォーム以外はリサイクル実績を公表するまでの段階には至っていないようです。

※1 政府間国際協定(モントリオール議定書:1987年)およびオゾン層保護法(1988年制定)に基づき、フロン(CFC)の生産は1996年に全廃。
※2 平成19年環境省地球環境局「建材用断熱材フロンの処理技術」より
※3 3階建て非木造住宅(延べ床面積:1,000㎡)の解体を行う際に、フロンを含む建材用断熱材(硬質ウレタンフォームCFC11含有)
のフロン回収が適正に行われないと、1世帯の一般世帯が約90年間に排出するCO2量に相当するフロンが大気中に放出されると試算されています。(平成19年環境省地球環境局「建材用断熱材フロンの処理技術」より)
※4 現在は、ノンフロン化が進み、炭酸ガスや炭化水素などが発泡剤として使用されています。しかし、フロンに比べて分子量が小さいため、樹脂内から透過しやすく経時的断熱性能の劣化が起こりやすいという欠点があります。セルの微細化、面材にアルミを使用するなどが改良点です。

エアパス工法で採用を決定した「ビーズ法ポリスチレンフォーム」の特徴

エアパス工法は2000年に、地球環境に負担をかけず、人の健康にも問題なしと判断した“ビーズ法ポリスチレンフォーム”に全面的に切り替えました。この断熱材は石油系断熱材ではありますが、特殊な製法を用いて、水蒸気で発泡させています。発泡率が高く、大量の空気を含んだ「発泡ビーズ」が断熱性を発揮するので、上記の問題はほぼ解消できているといえます。

[長所]

  1. 発泡剤として代替フロンなどの温室効果ガスを使用していない
  2. リサイクル率が90.2%と高い(2016年現在)。しかも低エネルギーでリサイクルできる技術が確立している
  3. カッターでカットできるなど、加工しやすく、外張り断熱材として扱いやすい

[短所]

  1. スチレンが含まれる 対策——-室内側には使用しないので、室内空気からは不検出
  2. 製造後に収縮するという特性がある(300日以上で0.4%収縮)
    対策——-保管倉庫で3ヶ月以上(90日~)寝かせ、状態を安定させてから使用する
  3. 発泡剤を使用しない分、断熱性能が落ちる
    対策——-厚みで補う

弊社施工による住宅の結露問題は、短所③に伴う施工改良時の対策が不十分だったために起こりました。
厚みが必要となったことから、厚い断熱材を柱と外壁材の間に入れる、または屋根垂木(やねたるき)の上に施工するのは、外壁の釘の保持力や屋根の安定性の観点から難しいと判断しました。そこで断熱材を、壁は柱と間柱の間に、屋根は垂木と垂木の間に施工する「新・外張り断熱工法」を考案しました(太い柱や屋根垂木は断熱性能があるという前提です)。

断熱加工図

この断熱材を内入れした際に、木が少々やせて細くなり、断熱材も少しやせて縮むということが起こります。ここを甘く見たことが、とくに屋根(小屋裏)の結露につながった最大の原因です。

【結露の原因2】
屋根下地を無垢の野地板にかえたこと

わが国の住宅づくりにおいては、屋根下地にベニア(合板)を使うことが大半であるといっても過言ではありません。
弊社では2001年よりベニアから無垢の野地板にかえました。それは、
①当時、弊社では国産材(特に杉材)の利用を積極的に進めていたこと(※5)
②「合板(ベニア)は一切使わない家づくりをする」と宣言していたことという弊社の方針転換によります。

しかし、合板の屋根下地の幅が910mmであるのに対して、無垢の野地板は210mmと小幅なために、隙き間ができやすいという欠点がありました。後々わかったことですが、その隙き間から空気がもれることによって、結露が発生するという結果を引き起こしてしまいました。

野地板のサイズ

合板に比べて小幅なため、施工に手間がかかり、また隙間ができやすい。
工法特性から、空気がもれるという欠点がある。

合板

サイズが大きいので隙間ができにくい。
※5 弊社では、押入れ材、デッキ材、野地板、下地材などに国産無垢材を使用することで、国産材の利用率向上を図っています。

【原因1】【原因2】の欠点を解消し、結露を発生させない施工に改良

  1. できるだけ隙間をつくらないよう丁寧に施工する
  2. 経年で隙間が発生する可能性がある部分は、予めブチルテープでしっかり留める(図参照)
  3. さらに透湿シートで気密をとる
合板

同時に、一般的にはほとんど対策が取られていない(※6)
屋根下地が腐るという問題にも取り組みました

加えてアスファルトルーフィングを透湿ルーフィングに切り替えるという、下記施工を併せて実施したことにより、小屋裏の結露解消のみならず、屋根下地の腐朽問題まで一挙に解決することができました。

これは、東洋大学の土屋喬雄教授グループの研究から、以下に記す一般的に行われている屋根下地(合板+アスファルトルーフィング)の問題点が発表されたことによります(※7)。

合板+アスファルトルーフィング=屋根下地が腐る(結露する)

“合板もアスファルトも湿気を通さない”ので、
・冬型結露-屋根面が冷やされ、室内(小屋裏)が暖房などで暖かい
・夏型結露-屋根面が熱せられ、室内側が冷房で冷やされる
ことによって生じる内外の気温差によって、屋根下地(合板)
が結露し、かびてしまいます。そのまま数年が経過すると、合板部分はぼろぼろになり、家の寿命を大きく縮めることにつながってしまうというものです。

※6 「日経ホームビルダー」2017年6月号、特集「野地板が泣いている/潜むトラブル通気がないと築2年でも腐朽」内で、十分な通気を確保しないと築年数の浅い木造住宅でも屋根下地が腐朽した事例が紹介されています。またこの中で「透湿ルーフィングのシェアはわずか5%程度にすぎず、アスファルト系が約9割と圧倒的なシェアを占めている」と記載されています。
※7 透湿ルーフィング協会のHPでは、土屋喬雄(東洋大学工学部建築学科教授)による「結露実験結果」について記載されています。

合板

無垢野地板+透湿ルーフィング=屋根下地の腐れ(結露)が解消される

エアパス工法では、上記施工を徹底することで、屋根材としてはほぼ完全な施工となり、乾燥状態も良好で、結露による耐久性の低下を防ぐことができ、ほぼ問題なく現在に至っています。

さらに詳しい対策を知りたい方には、当時作成したエアパス工法施工マニュアルを差し上げます。

小屋裏の状況①(宮城県利府町築2年、H24年2月撮影)

小屋裏の状況①

小屋裏の状況②(宮城県仙台市築11年、H29年8月撮影)

小屋裏の状況②

むすびに

ご迷惑、ご心配をおかけした施主様をはじめ、関係者の皆様には、改めまして心よりお詫び申し上げます。私どもが施工させていただきました住宅につきまして、不具合が生じました折には、ご遠慮なくお申し出ください。

以下に改めて弊社の基本方針をお示しいたします。
弊社は今年、創業35周年を迎えました。お客様、関係者の皆様、社員に支えられて、今日に至っております。
「住む人と地球環境に優しい家づくり」
「国産材と、職人の技をいかした家づくり」
をひたむきに追求してきた35年でした。今後とも変わることなく、家づくりを通して、木や自然の恵みに感謝し、日本の美しい自然を守り育てることの一翼を担っていく覚悟を新たにしているところです。


弊社がつくる無垢の木と自然素材の家は、日本の気候風土で培った、昔ながらの知恵と技術を生かした家。とはいえ、新しい素材や技術も否定するものではありませんし、良いと判断したものは、精査したうえで採り入れる姿勢も持ち合わせています。その狭間に内包されているさまざまな問題が、時として起こることも、このたびの結露問題で学びました。
この反省を深く心に刻み、今後ともよりよい家づくりに邁進する所存です。


どうぞこれからも末永くおつきあいくださいますようお願い申し上げます。


上記本文PDFダウンロード(584KB)

エアパス工法5つの効果

夏冬ともに、過度の冷暖房に頼らず、快適に過ごすことができるエアパス工法。 機械を使わずに健やかな室内環境を実現するその仕組みを解説します。

冬暖かく、夏涼しい

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エアパス工法は、冬、太陽熱と生活熱によって温められた空気が壁体内を循環します。その熱が土間コンクリートなどの蓄熱体に蓄えられ、夜間に放出されます。また夜間は、壁体内の空気が止まり、保温効果がプラスに。表面温度が均一に高められるため、室温が低めでも寒く感じません。
また夏は、小屋裏にある換気口から壁体内の熱気と湿気を排出。夜間は涼しさを蓄熱体に蓄えます。表面温度を均一に低めるため、クーラーをほとんど使わずに過ごすことができます。

イラスト
  1. 壁体内を太陽熱と生活熱による暖かい空気が循環
  2. 日中、蓄熱体(土間コンクリート・石膏ボード)に蓄えられた熱を夜間に放出
  3. 夜間は空気の循環が止まり二重の空気層が保温の役目を果たす
  4. 表面温度(床・壁・天井)が均一に高まる
  5. 室温が低めでも寒く感じない。

イラスト
  1. 壁体内の熱気と湿気を上昇気流にのせて小屋換気口から放出
  2. 夜間、蓄熱体(土間コンクリート・石膏ボード)に涼しさを蓄える
  3. 表面温度(床・壁・天井)が均一に低くなる
  4. 室温が高めでも暑く感じない。

冷暖房の使用を最小限に抑えることができる。

Point

身体が暑い、寒いと感じるのは、風の流れや湿度等が同条件であれば、空気温度(室温・外気温)と同じぐらい、表面温度が大きく影響しています。従って、表面温度が夏は低く、冬は高い方が、冷暖房に頼らず快適に過ごせます。

湿気を上手くコントロール

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冬、一般の押入は冷たく湿りがちですが、エアパスの家は壁体内を暖かい空気が流れています。そのため湿気も少なくなり、押入内部が冷たくならず、布団も冷たくなりません。

押入の無垢板張りにより、木材の調湿効果がプラスになります。

さわやかな室内空気

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一般的な住宅は、床・壁・天井に断熱材を詰め込んで断熱性を高めていますが、エアパス工法の家は、壁体内を空気が流れているため、圧迫感や息苦しさはなく、室内もさわやかな空気に包まれています。

各室の温度差を解消

エアパス工法は壁体内を空気が循環し、冬期は南側で温められた空気が暖かさを北側に運びます。逆に北側の空気は南側に運ばれて温められ、徐々に全体に暖かい空気が運ばれていき温度差を解消します。また土間コンクリートなどの蓄熱体に蓄えられた熱が夜間に放熱。このため、使っていない部屋や北側の水回りでも温度差がなく、家中がほぼ均一な温度になります。冬の朝、脱衣室やトイレがヒヤッとすることはありません。

写真

エアパスの家は廊下や水回りも冷えません。

建物の長寿命化に貢献

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エアパス工法は、家中の壁が連通しているため、湿気がこもる箇所がありません。そのため木材(柱・土台)が流れる空気に触れており、また床下の温度が高めで湿度も低いため、木材の腐朽・劣化を軽減します。

エアパス工法を実験結果から分析する

四季工房では福島県石川郡平田村「ゆいの郷」内にエアパス工法と在来方法との実験棟を建設しました。それぞれの棟に測定機器を設置し、その省エネ性を2001年から検証しています。

夏は涼しく−3.8℃、冬は暖かく+2.2℃(実験棟、日最高室温実測値による)

表

エアパス工法の建物(右)と一般的な高気密・高断熱の建物(左)を並べて建て、長期にわたりさまざまなデータを取ってエアパスの効果を比較検証しています。
夏、エアパス棟は高気密・高断熱棟より1日を通して室温は低く、最高室温は3.8℃も下回っています。逆に冬は、1日を通して室温は高気密・高断熱棟より高く、最高室温は2.2℃上回っています。

表
  • 日照により、エアパスの家は高断熱の家より一日中室温が高い状態が続く。
  • 外気温のピークより4~5時間遅れて室温のピークがあらわれ、エアパスの家と高断熱の家の室温差が広がる。
表
  • エアパスの家は高断熱の家より一日を通して室温が低く、夜間にその差はより大きくなる(夏の夜過ごしやすい)
  • 日中の室温のピークは外気温のピークより3~4時間ほど遅れてあらわれ、最高室温は最高気温に比べて、高断熱の家で+4℃なのに対して、エアパスの家は同程度までしか上がっていない。

エアコン設置率(宮城県/福島県)

表

【一般住宅の調査】株式会社マクロミル インターネットリサーチ 対象:戸建住宅208 軒(宮城・福島)※設置率のみ1,261 軒の調査結果
【エアパスの家の調査】定期メンテナンスでの訪問確認・お客様係による電話調査などによる。対象:四季工房のお客様235 軒(宮城・福島)

四季工房はなぜエアパス工法なのか?

写真;吹き抜けリビング

国産無垢材、自然素材、エアパス工法。究極の住み心地を追求する四季工房の家にこの3つは必須条件です。そして、この3つに共通しているのは、自然との共有という考え方。エアパス工法は快適さを「ほどほど」に留める思想です。
ですから、エアパス工法では「冬暖かく、夏涼しい」ではなく「冬は寒くない、夏は暑くない」くらいでよいのです。ちょっとは寒いし、ちょっとは暑い。あとは、生活の工夫をしながら自分の身体が自然環境に対して持っている適応を発揮させる。エアパス工法は「閉じない断熱」といった考え方で、外の空気環境を無理に人工環境に変えないで住む人の適応力を引き出します。言い換えれば外の自然環境に対して「穏やかに適応できる空気に保つ」ことともいえます。つまり、「パッシブ」な考え方の底流には自然環境と人間の適応力に対する「信頼」があるのです。
これが、本当の住み心地にこだわる四季工房の家づくりにおいて、エアパス工法がなくてはならない理由です。

お客様が語るエアパス工法

写真;屋根裏部屋

この家、空気が流れてる!

福島県飯坂展示場を訪れたMさん御一家

Mさん一家がエアパスの家に入った途端、6歳のお子さまが「この家、空気が流れてるよ!ここがいいよ。」と叫びました。既に他社の展示場を数件見学してきた後の素直な感想でした。この発言がきっかけで、Mさんはエアパス工法について学び、納得の上で我が家を四季工房に託してくれました。

写真:網戸

夏の朝方、網戸のままだと寒い位です

福島県郡山市にお住まいのKさん

エアパスの家にしてから、エアコン使用回数は以前の約3分の1に減りました。最も暑い時期は一晩中つけたままの日もあったのに、網戸のままで寝ると朝方は寒い位。もともとエアコンが苦手だった私はとても嬉しい。エアパス工法は家計にも地球にも優しい。

写真:暖炉

エアパスの家の空気感が好き!

福島県会津坂下にお住まいのTさん

休みの日はリビングのソファに座り、吹き抜けを眺めていることが多い。空気の流れが見えるような気がする。会津の冬は寒く、前の家では石油、電気ストーブと各部屋に一つずつ置いて、その費用もかなりの額でしたよ。今は薪ストーブで家中が暖まります。薪ストーブの暖かさは体にとても優しく、薪を作るのは休日の運動に丁度いい。良いことづくめです。