暖房シミュレーション(Ua値0.87) with 大きな吹き抜けの家

こんにちは。
このブログでは家の間取りと換気・空調といった空気・風の流れ・温熱設計をコンピュータシミュレーションしています。
前提は高気密の住宅です。
高気密でないと予測できないところからすきま風が入ってくるなんて事も起こり得ますので、ちょっと横に置いておきます。

今回はリビング空間に大きな吹き抜けのある間取りでシミュレーションをしていこうと思います。
立体的に間取りを見たい場合はこちらをご参考にしてください。
換気システム・換気孔の位置などはこちらをご覧ください。

さて、今回は大きな吹き抜けのある家の暖房シミュレーションをやってみます。
一般的な壁かけエアコンを床下(正確には1Fのフロアに吸込み口、床下に吐出し口がある)に設置した場合を考えてみます。
なお、エアコンの吸込み口と吐出し口で空気のショートカットが起きないように間は床材などで埋めるという想定にします。

エアコンの位置に悩みましたが、アイランドキッチンの後ろの壁近くに設置してみる事にしました。
この位置ならキッチン背面の収納で隠しやすく、かつ、エアコンの吐出し口からの風が床下全体に届きそうだと考えたからです。

絵で見るとこんな感じです。

キッチンカウンター背面の床にエアコンの吸込み口がある
床下にエアコンの吐出し口がある

温熱シミュレーションをする条件としては以下の様にします。

  • エアコンから出てくる空気の温度は40℃、風量はエアコン設定の中ぐらい(0.12 m3/s)とする。
  • 外気温は常に0℃一定を想定し、第1種換気の熱交換によって、床下の換気口から外の空気が10℃に温められて入ってくる。
  • Ua値は0.87とする。

第1種換気の熱交換の効率はメーカーによって様々だろうと想像しますが、仮に室温が20℃だとしたら、外気の0℃に対して半分ぐらいの熱を伝えて欲しいよね、というイメージになります。
Ua値の0.87がどの程度のレベルなのかは地域によって異なりますし、このブログにたどり着いた方であれば十分ご存知の事と思います。

それではシミュレーション結果を見ていきます。

流線上の温度分布(北側から見た図)
流線上の温度分布(南側から見た図)

結果を見ると2Fの東西に位置する部屋の温度が他の部屋に比べて低そうです。
18~19℃程度はありそうですので、寒すぎて生活ができないほどではないと思いますが、高気密高断熱で家中どこにいても同じ温度という事は言えない様に感じます。

以前やってみた別の間取りの温熱シミュレーションではエアコンの条件とUa値が同じで家中が温まるという結果になっていましたが、今回はどうも違う様です。
大きな吹き抜けがある分、壁の面積が広くなり、壁から逃げていく熱の量が増えたという事なのかもしれません。

この様な場合に、壁の断熱性能を上げる事が有効であるかどうか、次回考えてみたいと思います。
ご拝読ありがとうございました。

なお、この参考にした間取りの家がどの様な換気システム・断熱性能を採用しているのか知りませんので、この間取りが良い・悪いという意図は全くありません。
ご了承ください。

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