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XPSを用いた木造外皮の断熱仕様について

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モデル住宅を用いて押出法ポリスチレンフォーム（XPS）の断熱仕様例示とその時の一次エネルギー消費量等級毎のベネフィットについて概略試算を行いました。

住宅設計の際には、所定の評価方法にて、具体的な計算を行ってください。

モデル住宅における断熱等性能等級毎の外皮に用いるXPSの仕様例示

モデル住宅を用いて断熱等性能等級毎の外皮基準UA値を満足する押出法ポリスチレンフォーム（XPS）の区分と厚さを、２地域（札幌）、６地域（東京）の二つの地域について、床下を基礎断熱と床断熱との二構法における、試算結果を掲載しました。
「建築物のエネルギー消費性能の向上に関する法律」（通称「建築物省エネ法」）の適合基準である断熱等性能等級４には、これまで定番としてご選択・ご採用の多い３種bA（建材トップランナー制度、付加価値品）を用いました。断熱等性能等級５～７には、より高断熱性能が求められるため部位の押出法ポリスチレンフォーム（XPS）厚さが増すことを考慮して、3種aD、3種bD（建材トップランナー制度、高付加価値品）を用いました。

この仕様は、モデル住宅を用いて試算した結果です。この表に記載の区分や厚さは、設計初期の検討の目安としてご利用いただき、実際には住宅毎に各規準を満足するための仕様をご決定ください。

2地域(札幌)におけるXPSを用いた断熱仕様例示【断熱等性能等級4】

6地域(東京)におけるXPSを用いた断熱仕様例示【断熱等性能等級4】

XPSを用いた外皮断熱によるベネフィットの試算

断熱等級４仕様モデル住宅の一次エネルギー消費量の設備ごとの内訳

断熱等性能等級4（建築物省エネ法適合基準）仕様に基づいたモデル住宅の年間の一次エネルギー消費量について、設備別のエネルギー消費量比率を地域別/床下断熱仕様別で試算しました。 XPSを用いた外皮が関わる暖房/冷房設備エネルギー消費量は、2地域（札幌）では全体の約40%弱、6地域では30%強を占めて、外皮を断熱することの重要性が伺えます。寒冷地である2地域（札幌）は、暖房設備エネルギー消費量が大きいことも伺えます。床下の断熱方法については、基礎断熱の仕様と床断熱の仕様との差異は、殆どありません。

断熱等性能等級4（建築物省エネ法適合基準）仕様に基づいたモデル住宅の年間の一次エネルギー消費量について、設備別のエネルギー消費量比率を地域別/床下断熱仕様別で試算しました。
XPSを用いた外皮が関わる暖房/冷房設備エネルギー消費量は、2地域（札幌）では全体の約40%弱、6地域では30%強を占めて、外皮を断熱することの重要性が伺えます。寒冷地である2地域（札幌）は、暖房設備エネルギー消費量が大きいことも伺えます。床下の断熱方法については、基礎断熱の仕様と床断熱の仕様との差異は、殆どありません。

外皮にＸＰＳを用いたモデル住宅におけるエネルギー消費量及び炭酸ガス排出量の削減貢献の試算

一次エネルギー消費量等級6～8仕様のモデル住宅における暖房/冷房設備エネルギー消費量に関して、２地域（札幌）、６地域（東京）の二つの地域について、等級4仕様との比較して上位等級の外皮仕様のみを変更した場合の冷暖房設備の削減効果を概略試算しました。このエネルギー消費量の差に基づいて、使用電力量及び炭酸ガス排出量を概略換算しました。
一次エネルギー消費量等級6～8仕様のモデル住宅の冷暖房設備は等級４仕様の試算と同じ性能機器にて試算した結果です。図の冷暖房エネルギー消費に関わる削減の効果は、『モデル住宅の電力削減及び炭酸ガス排出削減における、押出法ポリスチレンフォーム（ＸＰＳ）用いた外皮（開口部断熱効果も含めて）の貢献』と言えます。

断熱等性能等級別/地域別の外皮断熱性能及び一次エネルギー消費量等の試算前提条件

１.  モデル住宅  「自立循環型住宅設計ガイドライン設定モデル（一般住宅）木造二階建 120.08㎡」（一般財団法人住宅・建築 SDGs 推進センター）

２．計算方法 と 主な条件

（1）外皮断熱性能UA値算

  1. 住宅の外皮平均熱貫流率及び平均日射熱取得率（冷房期・暖房期）計算書H28年省エネルギー基準に基づく（木造戸建て住ver2.3［H28］（一般社団法人 住宅性能評価・表示協会）
  2. 簡略計算法（面積比率法）による部位U値計算シート部位熱貫流率 ＜部位＞ の熱貫流率【木造用】 ver2.0［H28］（一般社団法人 住宅性能評価・表示協会）

（2）住宅一次エネルギー消費量計算

  1. エネルギー消費性能計算プログラム（住宅版） ver3.2.0 （2022.04）（国立研究開発法人 建築研究所）

（3）主な条件

  1. 屋根の熱橋面積比率は垂木間充填の値で計算。
  2. 外壁の断熱仕様は外張り断熱工法 又は 併用断熱工法とし、其々の熱橋面積比率1.0として計算。
  3. 土間床等は、2地域（札幌）は布基礎、6地域（東京）にて計算。
  4. 土間床等の折返し断熱材の⻑さは、910mm以上として計算。
  5. 設備の共通仕様は「ガス潜熱回収型給湯機」「2バルブ以外のハンドル水栓」「照明は全てLED」で計算。
  6. 一次エネルギー消費量は、 建築物省エネ法基準（断熱等性能等級４）をデフォルトとして、断熱等計能等級５～７相当は、外皮UA値以外の条件はデフォルトに固定して一次エネルギー消費量を計算。
  7. 一次エネルギー消費量について、デフォルトとした建築物省エネ法基準から其々に対応する上位基準との差を、XPSを用いた外皮仕様変更によるベネフィット（削減貢献）として計算。
  8. 一次エネルギー消費量から電力量への換算は、資源エネルギー庁改正省エネ法説明会資料「改正省エネ法の具体論について」（2022.06.03.）の2018年度～2020年度の3年間全電源平均係数 8.64 MJ/kWhを引用して計算。
  9. 炭酸ガス排出量は、エネルギー起源のCO2排出量（温対法 ）として、他人から供給された電気の使用による二酸化炭素排出量＝電気の使用量×排出係数にて計算。昼間・夜間の区別/供給事業者による区別は共に無し。
    排出係数は、『大串、向井_省エネルギー vol.59 No.2（2007）、P147』の 0.000 555 t-CO2/kWhを引用して計算。
  10. 冷暖房料金は、2014年4月18日に（公社）全国家庭電気製品公正取引協議会が発出した「電気料金の目安単価の改正に関する件」記載の27円/kWh（税込み）を引用して計算。

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