家は性能って本当?冬Part1:本当に家は暖かい?

室内温湿度, 断熱性

こんばんは。さすけです\(^o^)/

一条工務店i-smartに移り住んで早5ヶ月が経過しました。
既に何度か、住み心地に付いての感想は書かせていただきましたが、あくまで主観的な感想に過ぎません。

で、ですよ。私はこれでも科学者の端くれです!最近は専門が科学っぽくないですが、それでも工学で博士号を受けています。学生時代から「主観だけでものを見てはいけない」と徹底されて教育を受けてきました!

住み心地に関して「家の中が春」とか主観的なことを言っているのも、どうにももやもやしたものが残ります。

ということで、今回は住み心地の断片をデータで検証してみたいと思います\(^o^)/

今回は、一条工務店が自画自賛する「性能」のうち、特に温熱環境、すなわち「冬暖かいですよ~」なんていうあの営業トーク、あのトークの真偽をデータで検証してみたいと思うのです。

検証方法は至って簡単です。

私は何でも実験したり、測定したりするのが大好きなので、

温湿度を測定するデータロガーを持っています\(^o^)/

この写真は1年ほど前、まだ家が建つ以前の写真ですが、もう少し数を増やしてこれを我が家の各所に設置しました。たまに電池交換をする手間はありますが、基本的に放置しておけば10分ごとに温度、湿度、二酸化炭素量を測定して我が家のサーバルーム内に格納されたサーバにデータが転送されます^^

で、測定を開始したのが12月6日で3月末までのデータが測定できました。約120日分のデータです。それでも6箇所ほどの温湿度を10分間隔で測定しているので、1箇所当たり17280データ、合計約10万行のデータになりました。

ということで、今回はこの測定データを元に、「吹き抜けは寒くないの?」という疑問に答えていって見たいと思います\(^o^)/

一条工務店が言う「家は性能」とはどの程度のものかを見せてもらおうじゃないか!!

今回のデータは正直、一条工務店の関係者も、おそらくは開発担当者でさえ見たことがないデータだと思います。

一条工務店が言う「家は性能」の性能は所詮実験室で計測された「性能」です。実験室を出たとして、せいぜい展示場で温湿度を測定している程度でしょう。

展示場には人が住んでいませんので、実際の住環境を測定するには不十分です。

データの取得期間は5ヶ月間なので、現時点では一条工務店が過去に計測したことがあるデータ取得期間かも知れませんが、それでもおそらく長い方だと思います。今後、私が家に住み続ける限りデータは取得され続けるので、そういう意味ではもっとも長期的な性能測定データになると思います。数年経ったら断熱性が落ちるなんていうことはないですよね^^そんなときも書いちゃいますからね!

もしかすると、社員の方が建てた家でデータを測定している可能性もありますが、それでも実際に生活している人間と分析を行う人間は異なると思います。そうなると、分析には限界がでてきます。

データの分析というと単にデータを分析すれば良いと思われがちですが、そうではありません。特に生活者がいる環境では生活者自身が分析できることのメリットが大きいと思います。

例えば、データを眺めていると我が家の洗面所は午前3時頃にわずかに温度と湿度が上昇します!データだけを眺めていると、完全に怪奇現象です^^;

が、これは我が家では深夜電力を使って洗濯をしていて、その後乾燥機が動き出すのが午前3時ころというだけのことです。その結果乾燥に伴う廃熱と水分が洗面所に放出され、温湿度が上昇していると予想できます^^これはデータだけを眺めていても分かりませんが、住んでいる人間にとってみればもの凄く当たり前な事です^^

そういう意味で今回のデータは、実際に私と私の家族が通常の生活を行っている中で計測したデータです。さらには、分析者は私自身、すなわち実際に住んでいる私が分析をしたため、データと生活感をつきあわせて分析を行うことができます^^

ということで、一条工務店関係者も見たことのないデータでその性能を分析するものだろうと思います\(^o^)/

で、ですよ。

今回、こうしてデータを分析して、「家は性能」とか言っているけど、「所詮は実験室の中での性能であって、実際の家の性能はまだまだ改善の余地があるよね~」なんて結論を書きたかったのですよ。

だって、最近一条工務店から送られてくるものと言ったら請求書ばかり、しかも1円単位の端数まできっちり取り立ててくるんですから、ちょっとくらい悪態をついてみたいわけですよ。

が、データを分析するとどうにも、悪態をつきにくいデータになってしまいました。というか、むしろ、一条工務店の性能を追認する結果となってしまったのです。。。いや、住んでいる身としては性能が良いことは喜ばしいことなんですが、ちょっとくらい悪いことも書きたかったりするんですよ^^

ってか、今回は完全に一条工務店のコマーシャルになってしまう可能性大です。

先日我が家の監督さんが来たとき、「ブログで一条工務店のこと褒めすぎじゃないですか~」と言われてしまいました。いやね。わたしも悪いことは悪いと書きたいのですよ。監督が家を建てるときに失敗してくれていればたくさん悪態をつけたのですが、残念ながら?ほとんど問題なく家を建ててくれてしまったため、あまり悪態がつけなくて寂しいのです(; _ l)

前置きが長くなりすぎました。。。

本題に入ります!

* 床暖房を付けていると家は寒くならない??
一条工務店の展示場に行ったことのある方は、営業さんから「床暖房を24時間動かしてもらえれば家は寒くならないですよ~」などと言われたことがあると思います。

実際に住んでみるまでは若干の不安もありました。が、何度か書いているように、この冬は家の中は全く寒くありませんでした。

とはいえ、熱いか寒いかは主観です。ということで、データで検証してみましょう\(^o^)/

我が家のリビングの5ヶ月間のリビングの温度変化の10分刻みデータです。
設置場所はリビングのニッチに設置してちょうど腰の高さでの温度データです。

データが細かいため見にくいですが、大半の時間で温度が23度から28度の範囲に収まっていることが分かるかと思います。1月に温度が20度まで下がっているのは、年末年始は実家に出かけていたためです^^

このデータを見ると、今期の冬約120日間でリビングの温度が20度を下回ったことは一度も無かったことが確認できます

いや、こうして文章で書くとたいしたことないように見えるかも知れませんが、すごいことだと思いませんか?我が家は吹き抜けが付いていて、廊下とも連続した空間になっているのです。ようするに家の中全体が20度を下回らない程度の温度環境にあったと言うことなのです。

で、ですよ。

こんなことを書くと私が住んでいる場所が特に暖かな地域なんじゃないか?とか、外気温が暖かだっただけじゃないかと思われるかもしれません。そんなこともあろうかと!外気温も測定しています\(^o^)/

上記のグラフと外気温グラフを重ねてみたグラフは下のような感じです。

オレンジ色の線がリビングの温度、青い線が室外の気温です。
東北地方など本当に寒い地域は別として、特に温暖な地域というわけでもないです。

1月以降は零下になる日も結構多かった感じです。3月以降徐々に外気温が上がってきているのも見て取れます^^

この結果を見ると、室内の温度変化の小ささがよく分かると思います。外気温は-5℃から15℃あたりまで上下で±10℃の変化しているのにもかかわらず、室温は23℃±2.5℃程度しか変化していないのです!温度変化は室外の4分の1に留まることが分かります。

こうしてみると、ほとんど温度変化がないと言って良さそうです。
なんというか、宣伝のようで悔しいですが、実際に人が住む環境における温度変化からも一条工務店の住宅の性能を追認した形になってしまいました。

*1日の温度変化は?
以前、ブログで温度の事を書いたとき、我が家の室温は他のお宅よりもかなり暖かいということを知りました。

理由はたぶん日射の影響と思っていたのですが、これもデータで確認してみることにしました\(^o^)/

先ほどのデータはほとんど生データですからばらつきが大きくて詳細を理解するには不向きです。そこで、今度は24時間の平均的温度変化データとしてまとめて見ました。

平均的に24時間の間に室温がどのように変化するのかを確認したと言い換えることができます。

お~!!かなり綺麗なデータになりました\(^o^)/

これが24時間の我が家の冬期平均的温度変化です。こうしてみると我が家は朝9時くらいから15時あたりまで温度が上昇し続けて、その後、午前0時までかけて緩やかに温度が下がり、午前0時から朝8時まで温度が下がり続けるという温度循環があることが分かりました\(^o^)/

午前9時から15時までの温度の上昇は日射による影響で間違いなさそうです。
疑問は日射がないであろう17時から午前0時までの温度の低下が緩やかである原因ですが、これは我が家ではこの時間帯は家族がリビングにいることが多く、妻が料理をしたりする廃熱があるため温度低下が緩やかであると思われます。午前0時頃に就寝すると、生活廃熱がなくなるため、急速に温度が低下していきます。

とはいえ、その温度変化の幅は平均的に24.2℃から25.4℃の1.2℃の範囲で、寒くなるようなことはなさそうです。

*吹き抜けの上下で温度はどの程度違うの?
つづいて、吹き抜けを付ける際に、多くの方が悩むであろう吹き抜けの上下温度差です。

吹き抜け下部分の温度としては、先ほどの
リビングの温度計を使います。で、もう一つ吹き抜けの上は我が家の吹き抜け開放部分に取り付けた温度計の値を使います。概ね1Fの床からの高さで言うと4m程度の位置にあります。

通常、吹き抜けは寒いと言われることが多く、いくら一条工務店の営業マンが「大丈夫」と言ってもやっぱり不安です。

私も不安があったため、吹き抜けにはシーリングファンをつけました^^

で、基本的に24時間回しっぱなしの状態です。ですから、あくまで吹き抜けにシーリングファンが付いている場合のデータと思ってご覧ください^^

オレンジのプロットが吹き抜けの上部、青いプロットが吹き抜けの下部に位置するリビングの温度を示しています。

午前7時頃には吹き抜けの上下温度差はほぼゼロだったのが、おおよそ14時のピークに達するまでの間、吹き抜けの温度がどんどんと上がっていき、それに約2時間遅れで吹き抜けの下部の温度も上がっていっていることが分かります。

理由はほぼ間違いなく日射の影響で室温が上昇しているためと思われます。

午前7時に24.3℃だった吹き抜け上部の温度が、14時のピークに25.7℃まで上昇しており、日射の影響によって吹き抜け上部の温度が1.4℃上昇しています。

特徴を書き込むとこんな感じです。

吹き抜けの上下の温度差のピークはちょうどお昼の12時頃で吹き抜け上部と下部で約0.6℃の温度差が生じます。吹き抜け下部の温度は吹き抜け上部の温度に引きずられる形で約2時間遅れで暖まってきます。

そして、これが個人的には以外だったのですが、17時頃に吹き抜け上部の温度よりも、吹き抜け下部の温度が高くなります!!

温度差がないどころか、吹き抜けの下の方が暖かいのです!!

理由は生活者の存在かと思います。キッチンで料理等を行った結果として1Fの温度が上昇して室温が高くなっていると予想できます。

その後、深夜0時あたりまでは概ね0.15℃吹き抜けの下の方が暖かい状態が続きます。
そして、人が寝静まると温度差は縮小していき、徐々に上下温度ともに下がっていき、午前7時に吹き抜け上部と下部の温度差がゼロになり、再び日射の影響を受けたリビング上部の温度が上がっていく、という循環を繰り返していることがわかります。

吹き抜け上部、下部の温度変動幅はいずれも±0.8℃の範囲に収まり、十分に気温差が少ないことも分かります。

*平均を取ったら外気の温度変化も小さいのでは?
ここまで、約120日間の平均温度で議論をしてきており、平均温度を使っているから見かけ上温度変化が小さいように見えるのではないか?と思われる方もいらっしゃるかと思います。

平均をとれば当然変化は微小になってしまいます。それはもっともです。ということで、外気温の平均温度変化も24時間の平均として示してみます。

外気の平均的時間変化の曲線と室温の変化を同じグラフに書いてみました^^
グレーで書いた外気の温度変化は午前6時頃にもっとも低くなり、15時頃にもっとも高くなっていることが分かります。上下温度差は約8℃でした。室温の上下温度差が1.6℃でしたから外気の変化に比べて、室内の温度変化は約5分の1であることが分かりました^^

* 一条工務店の「家は性能」は本当か?
今回は主観を排除しつつ実際に人が住む家のデータを用いて一条工務店の「家は性能」という言葉の検証を温度について行ってみました^^

12月から4月までの間、室温が一度も20度を下回ることがなかったこと、上下の温度差が±2.5℃に治まったという事実を踏まえると、ほぼ温度差がないと言って良いレベルと思います。

主観的にも、今年の冬はこれまでに経験したことがないくらい快適な環境で生活できたと思っています。家の中が全て暖かいというのがこれほど快適なのかというのを思い知らされました。

次に沸く疑問は、「一条工務店の家でなくても同じ程度の性能が出るのではないか?」という疑問です。データを取ったわけではないので一概には言えませんが、私の身の回りで家を新築した同僚の話を聞く限り、ここまで温度差がない家はあまり聞いたことがありません。

以上のことから、冬期120日間の温度測定の結果からは、一条工務店の「家は性能」は認めざるを得ないと思います^^う~んつまらん!!^^

*性能はもう十分?
ここまで、正直褒めすぎと思うくらい褒めていますが、一条工務店の「家は性能」は十分か?と言われると、私は十分とは言えないと思っています。もうね完全に贅沢を言います!!

というか、完璧だと思った瞬間から衰退は始まるのです!!ですからもっと上を目指して欲しいと思って書きます^^

今回は主に120日間の平均温度で議論をしてきました。実際には温度は毎日の天気などにばらつきが生じます。ばらつきを把握するためにリビングの温度にエラーバーとして標準偏差を用いたグラフを示します^^

我が家の室温は、95%の確率でこのエラーバーの範囲の温度に収まると言えます。すなわち、同じ時刻でも±2℃近くのばらつきを持っているのです。

±2℃というと、たいした温度差に感じないかも知れませんが、18℃と22℃の体感はかなり違います。この程度の温度差が室内でおこっています。

正直、冬なのに熱くなりすぎる日があったのも事実です。

今後は是非ともこの温度差をうまくコントロールする方法を検討して欲しいな~と思っています。

さらに、今回は温度に着目しましたが、湿度に着目するともう少し違った結論になってきます。これはいずれ書きたいと思います^^

*さてこのデータを使って何をしようか?
で、こんなデータを取ったのにはわけがあって、別に一条工務店に嫌がらせをするために温度を測定しているわけではないのです。

先ほど、室内の温度差が標準誤差で見ると±2℃ほどあることを書きましたが、これをうまくコントロールする方法を考えたいのです。

今回の温度計測で、例えば、午前7時以降17時までの時間に床暖房を稼働させることは、室温を無駄に上昇させる要因となってしまい、室温を安定させるためには逆効果であることが分かりました。また、深夜0時から午前7時までは室内で供給される熱量が足りず、室温を安定させることができていないことが分かりました。

すなわち、室温のコントロールをするためには、もう少し細かな床暖房の温度制御が必要であることが分かりました

ただ、これはなかなか難しい課題です。今回は平均温度を使ったので綺麗なグラフがかけていますが、実際には外気温は日々変動します。また、天候によっては日射が得られない日もあります。

この制御を行うためには、過去の気象データと日射予測を行うプログラムの開発が必要になってきます。で、実はこれはもう完成しています^^なんだかすごそうですが、気象庁のサイトとYahooの天気予報を自動的に取得して、明日の天気をパラメータとしてもちいているだけなんですが^^;;ちなみに日本全国に対応可能なように作ってみました^^

自宅の住所を入れると緯度経度に変換して最寄りのアメダスデータを取得してくる優れものです\(^o^)/

先日、ソーラーパネルのリモコンをハッキングしていたのもこの一環だったりします^^

ということで、今度は天気と室温の関係が必要になってきます。室温と天気の関係も明らかになれば、明日の天気予報と予想気温に従って適切な床暖房の設定温度を明らかにすることができます^^

で、私が考える室温制御にどうしても必要なものがあります!!
こればかりは自分ではどうしようもないのです!!

一条工務店さん!!!お願いですから床暖房の温度をリモコンで制御できるようにして下さい!!!いや、ホントに。でもって、電動ハニカムシェードがあるともって良いんだけどな今回のデータと交換でどうですか^^

ところで、一つ不安があります。冬は非常に暖かかったわけですが、夏はどうなんでしょう??
日射の影響が予想外に大きかったため、夏は灼熱地獄になったりしないでしょうか。。。半年後には夏の温度変化を書きたいと思います\(^o^)/