パッシブ換気という換気の方式があります。
北海道で生まれた換気の方式なのですが、本州ではあまり聞きません。
熱交換換気などとの違いは何なのか。
北海道生まれの換気は本州でも使えるのか。
今日はそんなお話になります。
Contents
そもそもパッシブ換気って何なの？
パッシブ換気は日本の北海道で生まれた換気方式になります。
十分に断熱、そして暖房された家の中には、空気の温度差による圧力が生まれます。
気球が飛ぶ原理と全く同じで、暖かい空気が上から逃げていこうとする圧力になります。
気球のてっぺんに穴が空いたら、そこからとてもたくさんの量の空気が抜けていきそうなのはイメージが出来るかと思います。
それを換気として使おうというものになります。
パッシブ換気と熱交換換気の違いは？
この二つはルーツとなる思想から全く別の物になります。
熱交換換気は、換気を機械動力で動かし、逃げていく熱を少しでも回収しようとする、物理法則を支配するという考え方。
とても西洋的なものになります。
パッシブ換気は、暖かい家を作った時に副次的に生まれる空気の圧力差をそのまま換気に生かそうというものになります。
自然に抗うことなく共存し利用するという東洋的な考え方になります。
パッシブ換気に熱交換をする機能はついておりませんが、その分設備全体のボリュームを小さくすることが出来る為、初期投資はとても少なくできます。
パッシブ換気のデメリットは？
扱いが難しすぎて設計できる人が殆どいないというのが最大のデメリットかもしれません。
夏はパッシブ換気は動きません。
家の内外温度差が換気の動力源となりますので、温度差の無い、春や秋、温度差が逆になる夏にはパッシブ換気は動きません。冬の時期が長い北海道と比べて本州の地域では、パッシブ換気に頼らない季節が長くなります。
正しい内外温度差を維持するための超断熱
北海道の家では、玄関を入った瞬間から家の中がどこでも暖かいのは当たり前。家全体の温度が等しく外の気温よりも高くないと正しい圧力差は生まれません。気球も、袋の中は全部暖かくして初めて浮力になります。
同じような環境を作る為には、家をしっかり断熱して、家全体を暖めてあげる必要があります。関東より西側の地域であれば、各地域のG2グレードの断熱では足りません。最低でもG2グレードの1.5倍程度の断熱基準を目指して作らなくてはなりません。
とても難しい設計と計算
これが最も敬遠される理由かもしれませんが、換気扇の動力に頼らず、設計者の能力により、換気を行いますので、計算がとても複雑になります。
大気圧、室内外の温度差、空気の密度差、給気口と排気口の高低差、給気口と排気口のそれぞれの大きさを基に、換気量を計算していきますが、原理原則が分かっていないと、換気量不足による大事故が起きないとも言い切れません。
確認申請上の換気としては認められない
そして一番に気を付けなければならないのはこれ、建築基準法で定められている2時間に1回の規定の換気回数に、パッシブ換気による換気は含める事が出来ません。換気扇の動力を使わず自然に起きる圧力差を使いますので、一年を通しての換気量が一定ではなく、定量的に決まりを作るのが非常に難しい。
その為、24時間の機械換気はパッシブ換気とは別に、計画をしなくてはなりません。その意味でも設計者の手間は増えて行きます。
完全な個室は作りにくい
パッシブ換気は家全体で低い場所の入り口と高い場所の出口という2か所の孔で換気を行います。一つの部屋だけで換気を完結させることが必要な部屋（防音室など）を家の中に作るのはあまり向いておりません。
なるべく家全体の空気がつながった、ワンルーム的な家の方が、パッシブ換気のメリットは生かしやすいと言えるでしょう。
本州のパッシブ換気は防虫対策に注意
地面に近いところから給気をするという仕組みや、スムーズに換気を行うために給排気口周りの抵抗を少なくするために防虫網をはずしたりしがちなことなどが原因で、パッシブ換気を導入すると虫が入ってくるという事例を聞く事があります。
気にしなければそれでもよいのですが、どうしても気になる場合は給排気口の周りに簡単なフィルターを付ければ大丈夫です。
パッシブ換気のフィルター掃除はどうするの？
空気のきれいな北海道であれば、パッシブ換気にフィルターを取り付けないで運用するという事も出来ますが、本州の都市部などでは、やはり給気口にはフィルターが欲しくなるかと思います。
一般的な局所排気式の24時間換気と比べて給気の孔を1か所に限定出来るので、フィルター掃除の手間は非常に少なくなります。また、給気口の位置は床下、もしくは床の直上になります。脚立が無いと掃除が出来ない第一種熱交換換気システムのフィルターボックスに比べると、その清掃の手間は随分と少なくすることが出来るはずです。
フィルターを付ける際の注意点としては、フィルターの圧力損失に気を付ける事です。第一種換気の場合で20~30Paの圧力差を作るのに対して、パッシブ換気が生み出す空気の圧力差は5～10Pa程度の非常に弱いものになります。あまり目の細かいフィルターを取り付けてしまいますと換気量ががくっと落ちる事も考えられます。
地域の気温、給排気口の位置や大きさ、室内の設定温度などにより、フィルターの最適も変わってきますので、それがきちんと計算出来る設計者さんに、フィルターの選定も併せて提案してもらうようにしましょう。
パッシブ換気の夏はどうする？
パッシブ換気が動くのは内外温度差の広がる冬だけ。
なので、夏はまた別の換気扇を動かさなくてはなりません。トイレや浴室、キッチンの換気扇を使ったり、別の24時間換気システムを併用する必要が出てきます。
パッシブ換気は夏の除湿に弱いって本当？
パッシブ換気の技術はそもそも北海道生まれです。特段夏の為の工夫があるというわけではありません。
なので、パッシブ換気を採用して、梅雨時の除湿や、夏場の冷房除湿を行う際には、やはり一工夫あった方がうまく行きやすいです。
まず、やってはいけないのは、夏も床下からの給気にする事。冬にパッシブ換気が優れているのは、給気した空気をすぐに温める仕組みになっている事です。
夏に床下から給気しても、冷房のエアコンが付いているのは室内です。すぐに冷やすことが出来ないばかりか、夏の床下に湿気たっぷりの空気がある事で、住宅にとってはあまりいい環境ではありません。
本州の場合は、床下の給気口は夏の間は閉めておき、別の給気口から空気を取り入れる事をお勧めいたします。
そして、夏の除湿に強いか弱いかで言えば、普通の第三種換気と同じだけども、使い方によっては事故を起こす可能性もある。というのが答えになるかと思います。参考までに、普通の第三種換気の建物とパッシブ換気の建物、そして、全館空調を取り入れたスーパーカーの様な建物の2020年8月最終週の温度湿度の一週間分の推移のデータをお見せします。
太陽光発電の発電する時間だけ、エアコンを動かし、太陽が出ていない時間はエアコンを止めているというエネルギー自給自足生活を送ったとしても、湿度は65%以上にはなっていません。勿論、連続運転を行えば、湿度は絶えず60%以下をキープできます。
物事の評価は相対的に言えば、どんな良い物でも、更に良いものと比べて「悪い」と言ってしまう事が出来ます。
一番下の、湿度がずっと40%台の家と比べれば、勿論パッシブ換気は「除湿に弱い」という事になるかと思いますが、26.5℃60%は、本州の夏としては文句なしの環境です。自宅と比べてみて下さい。
パッシブ換気でもこのくらいの環境はつくることは出来るという事ですね。
この数字が、夏の除湿に弱いと判断する人も勿論いると思いますし、これで十分と判断する人もいると思います。
パッシブ換気のメリットは？
パッシブ換気の最大のメリットはそのコストパフォーマンスにあります。
究極のローテクであり、パッシブ設計の極みとも言えるのがパッシブ換気です。
パッシブ換気は機械動力に頼らない
暖房による温度差がそのまま換気動力になりますので、冬に家の中が暖かい限りは換気が動き続けます。今まで換気の為に使っていたモーターの電力が不要になります。
パッシブ換気は物理的に壊れない
パッシブ換気は住宅の高いところと低いところに穴が開いているだけの仕組みです。モーターやプロペラなどの稼働部が無い為、基本的に壊れる部分がありません。
パッシブ換気は静か
モーターが回らないという事は、当然音も出ません。最近の換気システムと比べると、その静寂性は非常に高いものになります。
導入費用がとても安い
パッシブ換気自体に必要なのは、家の高いところと低いところに設ける穴だけです。あとは夏用の換気扇程度になりますが、パッシブ換気を導入しない普通の第三種換気との差額は抑えれば20万円程度で済んでしまいます。
第一種換気＋熱交換システムの１／１０位の導入費用ですね。
ランニングコストも安い
機械動力も交換部材も有りませんので、基本的にはほったらかしです。寒い時期になったら給気口と排気口を開けるだけ。もし、埃等がついていたらその時に掃除をするだけです。
デマンドコントロールも出来る
排気口や、バックアップ用の換気扇を湿度センサー付きの物にすれば、人が居る時間を中心に動いてくれるデマンドコントロール機能を付加することも可能。それを付けたとしても導入費用は＋10万円もしないくらいです。
メンテナンスがしやすい
パッシブ換気には入り口と出口の穴しかありません。そこには機械も何も存在せず、ただ、穴が開いていて、空気が通るかどうかをチェックするだけです。そもそも機械ではありませんので、「最近の機械はよくわからない」という人も直感的に理解がしやすいです。
理想的な頭寒足熱環境に
暖かい空気が上に上がる性質を利用する仕組みな為、パッシブ換気の熱源は床下にあります。熱源の方式は、放熱器であったり、温水パイプであったり、エアコンであったり様々です。床暖房の様な低温火傷を起こしそうな温度ではなく、30度前後の柔らかな暖かさの空気がゆっくりゆっくりと家の中を上昇していきます。
なので、足元が一番暖かいという、理想的な頭寒足熱の状態を作る事が出来るようになります。
パッシブ換気の光熱費は？
通常、熱交換換気システムの場合は50W～100W程度の電力で換気扇が回っています。それがパッシブ換気の場合だと地域にもよりますが十分の一程度の動力で済むようになります。
換気扇動力費だけで冬期は熱交換換気と比べて1500円程安くなります。
また、パッシブ換気を上手に設計できるようになると、そこにデマンド換気の機能を組み込むことが出来るようになります。デマンド換気とは、換気が必要な時だけ換気量を増やし、後の時間は換気量を減らすという、時と場合に応じた換気量変化の仕組みを指します。
一般的に住宅の場合、最も換気が必要になるのは人が沢山いる夜間です。
昼間は換気量を絞り、夜間に適切に換気をするような仕組みを上手に設計することが出来れば、換気からの熱損失も抑える事が出来るようになります。
パッシブ換気が出来る工務店は？
パッシブ換気を取り扱える工務店さんは日本全国でも限られています。
しかも、その殆どが北海道で活動する会社さんになりますので、本州でパッシブ換気をやっている建築会社さんは本当に一握りです。
なぜ、導入する建築会社が少ないかというと、簡単に言えば儲からないから。
ダクト式の熱交換換気をお客様に提供すれば、その売り上げは数百万円になります。しかも、面倒な空気の計算などは換気メーカーが全部やってくれます。そのうえ、10~15年おきのメンテナンスが発生しますので、継続的な売り上げにもつながります。
しかし、パッシブ換気はものすごく大変な計算を自分でするにも関わらず、必要な部材費は20万円程度で収まってしまう為、労力の割には会社の売り上げが立たないんですね。
そもそも、その大変な計算を覚えるためには、大変な勉強をしなくてはなりません。
大変な勉強をしたうえで、わざわざ自社の売り上げが減るような商品を売りたい人は少ないという事ですね。
パッシブ換気の研究会は二つ
パッシブ換気を真面目に勉強しようとする研究会がいくつかあります。
まずは北海道の研究会がこちら
メンバーはほぼ全員北海道の方になります。北海道でパッシブ換気をやりたいのであれば、こちらに所属する会社さんに頼むのが良いかと思います。
続いて本州の研究会がこちら
北海道まで勉強に行くのは大変だよねという事で、本州の方が集まって作った研究会になります。本州でパッシブ換気をやりたいのであれば、こちらの会員さんを訪ねるのが良いかと思います。
本州ではまだまだ超マイナーなパッシブ換気。
色々な制約もありますが、その費用対効果において右に出る換気システムは有りません。
もし、自分にパッシブ換気の考え方が合っていると思ったら、是非取り入れてみてはいかがでしょうか。
結局パッシブ換気はお勧めなの？
どんなものでもそうですが、パッシブ換気も万能ではありません。
防音された個室が欲しいという人や、大きな家が欲しいという人、背の低い平屋が欲しいという人、夏に乾燥を感じるほどさらっとした空気を作りたい人、色々な要望や条件、望む生活スタイルによっては合わないという事も十分にあり得ます。
パッシブ換気を導入するにあたっては、きちんと設計施工が出来る建築会社さんとよくよく理想の生活像について話を聞いてもらってください。
そのうえで、あなたの生活がパッシブ換気向きであれば、、これ以上のコスパの商品は、2023年現在、世界のどこにも存在しません。
世の中の換気システムというのは、その殆どが、換気メーカーが売る商品です。建築会社は換気の計算が出来なくてもメーカーに丸投げしてしまえますし、メーカーも商品が売れるのであれば、換気の計算はサービスでやってくれます。メーカーも建築会社も、その分かりやすい利益構造の方が、手っ取り早く売り上げを上げられます。
しかし、パッシブ換気は、孔があるだけ。そこにはメーカーの存在は有りません。建築会社は機械換気のシステムを導入するよりもはるかに複雑な計算を自分で覚えて設計に組み込まなくてはなりません。それでいて売り上げは下がります。
パッシブ換気は利益主義、儲け主義の背景から生まれたものではありません。住まい手の負担が少ないように、後々困らないようにと、北海道の先人たちが一所懸命に考えて作り出した、公共の技術です。そこには特許や販売権などのお金に絡む制限は何もなく、全国の誰もが無料で使っていい、オープンな技術になります。
設計者が猛勉強さえすれば、沖縄を除く日本全国どこでも応用が利きます。
条件さえ当てはまるなら、使わないという手は無いと思います。
さて、今回は換気のお話しでしたが、
家づくりにはまだまだたくさんの落とし穴があります。
家づくり失敗したなぁと思う人を一人でも減らせたらと思い、
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