2009/5/06
自然な空気の流れで部屋を冷やす天井冷房システム
デザインスタジオ麦工房では、大きな吹き抜けのある建物を設計することが多く、
その空間に合った、快適でランニングコストが安い冷暖房を提案してきました。
暖房システムについては、OMソーラや温水床暖房、スラブ蓄熱フロアーヒーティングなど
心地よい暖が得られる方法をお薦めし、お施主様にお喜びいただいてきました。
しかし、冷房に関しては、なかなかこれといったシステムにめぐり会えずにいました。
ムラのある室温、足元にたまる冷気、睡眠中の体の冷えなど、体調を壊すこともあり、
今までのエアコンには課題がありました。
そんな折、「天井輻射冷房」を体感する機会があり、強制的な送風を行う従来のエアコンとは
まったく異なる冷房システムの心地良さを実感しました。
「風のない冷房」です。
天井輻射冷房システム設置例
「天井輻射冷房」は、天井に配置したアルミ製フィン(ルーバー)に冷水を通し、フィンに触れて
冷やされた空気が対流し、部屋全体を無理なく冷やす冷房です。
フィンに通水された冷水は、露点温度以下まで冷やされ、生じた結露水は速やかに
屋外に排出されます。
そのため、冷房と同時に除湿も行うことができます。
また、結露の発生を制御する天井冷房に比較して、低価格で設置できることも魅力です。
この「天井輻射冷房システム」は、エネルギー効率が高い特徴を持っています。
燃料電池や太陽光発電、風力発電などとの組み合わせも考えられ、地球温暖化の防止や
CO2排出削減に貢献できるシステムだと考えています。
吹き抜けの天井面に冷却フィンが十数本設置されている様子です。
フィンの本数はシュミレーションにより計算されます。
壁全体を冷却するため冷却効果が持続します。
また、室内ドアを格子戸にすることで、涼しい範囲を広げるなど
設計上の工夫もできます。
外部に置かれた冷温水発生機により冷水が供給されます。
冬には温水を流すことにより暖房も可能です。
一本のフィンの様子です。
アルミ材でできており、中のパイプに冷水が
流されます。
フィンの表面に発生した結露水は、下部に
取り付けられたドレーンにより屋外に排出
されます。
エアコンと「天井輻射冷房」の違い
従来の冷房(エアコン)の問題点は次のとおりです。
・風が体に当たり、居心地が悪い
・温度にむらがあり、吹き出し付近は寒すぎる
・ホコリがまい、アレルギーが心配
これは、室内の暖かい空気をエアコンの室内機で冷却し、強制的に噴出すことに起因します。
また、機械的に除湿することなどで、電気代が高くなります。
「天井輻射冷房」のメリットは次のとおりです。
・風の当たらない冷房なので快適
・温度ムラが無く、室内の温度が均一
・ファンによる送風でないため、騒音がない
これは、冷却されたフィン(ルーバー)に冷水(12~16℃)を流すことで天井付近の冷やされた空気は
比重が重いため自然に下におりてきます。
また、フィンの放射冷却により壁全体も冷却します。エアコンのファンや除湿機能が
不要なため、エネルギー消費量は、エアコンの2/3程度に抑えることができます。
外気温湿度と天井冷房の実測データ
注目べき点は、外気温が30℃以上になっているときでさえ、
室温が24℃前後で均一なことと、相対湿度が54~62%で安定していることです。
日本の夏季は高温多湿の時と、梅雨の時のように低温(26℃前後)多湿の時がありますが、
通水実験から、冷水温度を12~16℃に調節することで、気候の変動に対応させることができます。
このシステムの設置が適した施設
このシステムは、人が本来持っている温湿度調整機能へ悪影響を及ぼさない方式といえます。
すなわち、冷房病を起こさない方式なのです。
体に優しい冷房システムであることから、住宅の寝室やお年寄りの部屋、長時間いる居室のほかに
次のような施設に適していると思います。
・透析や点滴など処置を行う医療施設
・歯科診療所
・精神科デイケア施設
・高齢者福祉施設
・保育園(未満児保育室には最適)
・各種教室
・エステや整体
・ワインセラーなど空気の流れを嫌う施設
etc.etc.
設置に要する費用
冷房の対象となる部屋 1平方メートルあたり3万円程度の費用がかかります。
一般的な規模の住宅の場合、
LDKなどのメインルームに寝室等の個室を合わせた範囲を冷暖房するには、
おおよそ200万円の設置費用がかかると思います。
(ただし、建物の断熱仕様により若干の違いがあります。)
デザインスタジオ麦工房では、
近い将来高騰することが確実視されているエネルギーの効率的な利用と、
快適な空間づくりの視点から、
このシステムを麦工房内に設置し、システムの実用性と汎用性を
検証することにしています。