地中熱利用のしくみ
秘密は空気の流れ！ 配管を使わない、伝導型地熱住宅とは？
配管を埋め込まないで地中熱を活かす方法とは？
完全外断熱工法（外張り断熱工法）による高性能な家にアイヌのチセ、という
伝統民家から学んだ地中熱利用の原理を採用した家は、
この先のエコロジカルな家づくりにおいても重要な要素をもつことでしょう。
さて、なかなかわかりにくい地中熱利用について、出来るだけ簡単にお話しましょう。
地中熱利用の説明をするにはまず、「大地の性質」についてはなさなければなりません。
大地には面白い性質があります。
地下5ｍの地中温度が夏は15℃くらい、冬は18℃くらいで夏よりも冬のほうが暖かいのです。
どうしてこういうことがおきるかというと、
土の蓄熱量が大きいので、地中深くに熱が伝わるのが遅くなるからです。
わかりやすくいえば、夏の日射熱で暖められた地面の熱はゆっくりと地中深くに伝わっていき、冬になってようやく地下5ｍに届く、ということです。
この夏涼しく、冬暖かい地中熱を上手く利用して、
快適に暮らせるように工夫した家。
それが地中熱利用住宅なのです。
地中熱利用住宅はいろいろな工夫がしてあり、文章で簡易に説明するのが難しいのですが、
出来るだけわかりやすく、ポイントを絞って解説します。
まず、地中熱利用住宅は「完全外断熱の家」です。
コンクリートで造った基礎と建物の構造を断熱材ですっぽりと覆っています。
もちろん断熱材の施工に関しては、隙間なく丁寧に、確実に施工しなければいけません。
世間でよく言われる「高気密・高断熱」という家ですね。
さて、そのような施工が行われると建物の下の地面は外気温による影響を受けにくくなり、
基礎下の地中温度は地下5ｍの状態に近づきます。
すると床下環境が比較的夏涼しく、冬暖かい状態になっていきますがこの状態（完全外断熱の家を建てただけの状態）ではまだ地熱エネルギーを有効に利用しているとは言えません。
そのため、地熱の恩恵をより効果的に、室内の温熱環境にもたらすにはもう一工夫必要です。
その工夫が「床下システム」という独自の換気システムです。
2階天井付近と1階床下空間をダイレクトにつなげ、
床下の空気を室内へと循環させて地熱を有効に利用するのです。
この換気システムは夏と冬で空気の流れが反対になるので、
空気の流れがどうなるのかを冬の場合と夏の場合で説明します。
＜冬の場合＞
どれだけ高断熱・高気密にしても2階天井付近には暖かい空気がたまります。
この空気を床下システムにより1階床下に送り込みます。
初秋の頃から床下のコンクリート土間をゆるやかに暖め続けるので冬季の冷え込みを抑える事になります。
これにより建物の下部は、地下５mまでの大蓄熱層を形成することになるのです。床下温度は15〜19℃くらいになります。
また、床下に送った暖かい空気は通気巾木・換気ガラリから室内をめぐり、外断熱工法により出来る構造体の中を通っていくので家全体が地中熱に包まれる状態になります。
そのため、室温は低めでも、体感温度は寒さを感じにくくなります。
＜夏の場合＞
床下システムの空気の流れは冬の場合と反対になります。
まず、2階天井付近でエアコンの除湿運転（27℃前後）を行います。
すると、除湿された空気は1階の床面付近にたまるので、この除湿された空気を床下システムで床下に引き込みます。
床下温度は地中冷熱で23〜25℃くらいになっているので、除湿された空気はさらに冷やされます。
この空気を2階に汲み上げ、2階天井付近より室内へと放出します。この循環により、効果的に地中冷熱を利用して室内環境を快適にするわけです。
以上が主な空気の流れになります。
さて、地中熱利用住宅について、地面の性質と、外断熱の家であることと、空気の流れ、
に関して説明してきました。
何となく、地面に蓄えられている熱を利用して空気を暖めたり、冷やしたりして
暮らしやすい環境をつくっていることがわかるでしょうか？
地中熱利用住宅はただ高気密・高断熱住宅にしてしまえ、というものではありません。
自然環境と上手くつきあい、そのエネルギーを上手く取り込むために建て方を工夫していること、
高い断熱性能、気密性能を発揮するための確実で、丁寧な施工方法が確立されていること、
取り込んだエネルギーを上手く利用するために空気の流れが上手く考えられていること、
そのような計画、技術、工夫をしているので
ただの高気密・高断熱住宅とは性格が違うものなのです。
その他、地中熱を利用するための工夫、建物を長持ちさせるための工夫というものがいろいろあります。
また、今回の説明はある程度簡易な説明をしてありますのでわかりにくいかもしれません。
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