ガラスは何を選ぶべきか
図5に、いろいろなガラスの性能で、U値（Ug：熱貫流率）と、日射侵入率（ηg：太陽熱取得率）を軸にとったグラフを示します。
U値（縦軸）が小さい方が熱損失が少なく、日射侵入率（横軸）が大きい方が、太陽熱をよく取り込むことを示しています。したがって図中の大きな矢印の方向にガラスの性能が変わると、住宅の暖房エネルギーが少なくなります。
ガラスにコーティングされるLow-E膜は、日射侵入率を大きくすると熱貫流率が大きくなり、熱貫流率を小さくすると日射侵入率が悪くなるという特性があるようで、海外製新型ガラスは、それを打ち破って国産のガラスより熱貫流率も少し小さくなりながら、日射侵入率も改善されています。もう一つの新型ガラスは、熱貫流率は大幅に小さくなりますが、日射侵入率もかなり悪くなって暖房エネルギーの削減にはあまり貢献しないことが分かります。
前回の方位別熱収支で、東西北の方位の窓は、熱収支ではマイナスですが日射取得熱もかなりあることも分かりました。東西北面でも日射透過系のガラスを使うべきでしょう。
Ｑ1.0住宅で開口部の構成を変えてみたときの暖房エネルギーの変化は？
図6は、Q1.0住宅レベルー1の標準的仕様例の、開口部の構成をいろいろ変えて、その暖房灯油消費量を、札幌と帯広について計算し、省エネ基準住宅の灯油消費量に対する比率をグラフに示したものです。
①に比べて、ガラスを新型ガラスやトリプルに変更すると灯油消費量は減っていますが、同時にUA値も小さくなっています。②の新型ペアと③のトリプルがあまり変わらないところは、新型ガラスの威力を感じます。⑤、⑥はガラスをペアのままで、外壁の断熱厚を増やして、トリプルガラスを入れたときと同程度のUA値にした場合です。トリプルガラスを入れるより、大幅に灯油消費量が減ります。つまり、ペアで日射取得を確保しながら、躯体の性能を上げる方が、トリプルを採用するよりはるかに灯油消費量が減ることを示しています。
⑦は、南面はペアのままで、東西北面だけをトリプルにしてみました。①に比べると減りますが、③の全部トリプルよりは増えています。⑧でペアを新型に変えると、③の全部トリプルよりも少し減り一定の効果はあるようです。
⑨は、南面の窓面積を拡大し、北面の窓を少し小さくしました。UA値は①に比べて大きくなります。灯油消費量は札幌で若干、帯広ではかなり減りその効果は大きいようです。⑩は、ペアを新型に変え、東西北面をトリプルにしました。大きくした南面で新型ガラスが威力を発揮し、大幅に減少しました。
ペアガラスはトリプルガラスよりガラスの室内面温度が多少下がることが欠点ですが、その欠点を補うべく、南面窓に断熱ブラインドを設置したのが⑪です。夜だけ閉めて、日中の日射取得は確保できます。これが、一番灯油消費量が減ります。Q1.0住宅レベル-1の住宅が、開口部の変更だけでレベル-2なり、帯広では、もう少しでレベル-3になります。
図7は、Q1.0住宅レベル-3の仕様に、開口部の構成変更をした計算です。
このレベルではトリプルが標準なので、少し違いがありますが、⑮の全部を新型ペアにして、外壁の断熱強化でUA値を同程度にしたモデルは、やはり大幅に削減されています。また、⑲、⑳が帯広で灯油消費量の削減効果が大きいようです。
図6～7の計算は、120㎡モデルプランで行いました。南の窓はすべて引き違い窓です。また、南面の隣棟間隔は6ｍという設定で、一般的な住宅地の南向き住戸を想定しています。この程度の陽当たりの敷地でも、北海道のような寒冷地でも、南面については新型ガラスのようなペアガラスを使うとかなり灯油消費量が削減できそうです。南の窓に大きな嵌め殺し窓をデザインに取り入れ、南面の窓面積を普通より少し大きめにとり、断熱ブラインドを設置する手法が、やはりパッシブソーラーデザインの基本になりそうです。
