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解析事例・インタビュー

株式会社ミサワホーム総合研究所 様
風や日光を取り入れる先人の知恵を
現在のテクノロジーと融合し適用する
「微気候デザイン」の実現をサポート

写真1 株式会社ミサワホーム総合研究所
環境エネルギーセンター
環境創造研究室 主任研究員
博士(工学)平山由佳理 氏

[前編] ​住宅の建つ街区の中での風の流れをシミュレーションし、気温の変化を予測する。日照や通風などの自然条件を取り入れたいわゆる環境設計は、これまでは設計者の感覚的な判断によるところが大きかったが、気候風土に合わせた「微気候デザイン」を行うミサワホームでは、高機能の性能が確保された住宅に、熱流体解析を行うコンピュータシミュレーションを組み合わせることで、快適な暮らしをもたらす精度が高い設計が行われている。住宅業界でいち早く自然条件のシミュレーションを始めたミサワホーム総合研究所の平山由佳理氏(写真1)は、シミュレーションを用いることで人に優しい住宅と街の未来を描いている。

微気候デザインで取り入れる熱流体解析

 住宅などの設計・製造・施工・販売を行う住宅メーカーの大手、ミサワホームの研究・開発を行うミサワホーム総合研究所。同社では、高断熱・高気密など高い住宅性能をベースにして、自然環境や気候風土をいかした快適な室内環境を1年を通じて実現する「微気候デザイン」を進めている。微気候というのは住まいとその周辺に限定した気候のことで、庭の植栽で風を導き、直射日光を遮るといったことも微気候デザインに含まれる。この検証や設計過程で使われているのが、ソフトウェアクレイドルの熱流体解析ソフトウェアSTREAM®である。

 同社がSTREAM®を導入するきっかけとなったのは、外気条件の変化に伴う室内の温熱環境分布の影響を解析するためのコマンドの開発を約20年前にソフトウェアクレイドルに依頼したことから始まる。主任研究員の平山由佳理氏は「風や日光を取り入れる先人の知恵を、現在のテクノロジーを融合してどう適用するかが微気候デザインの主眼です。解析を進めるうちに、快適性の関係で気温と気流は外して考えることができないため、STREAM®を導入することになったと聞いています」と語る。

 具体的には、同社は「田園都市宮崎台(神奈川県)」での微気候の実測調査と建設後の評価を東京工業大学大学院と共同で行った。この住宅地は雑木林の緑地の開発で、なるべく木々を残して家を建てたいという要望があり、ありのままの緑と地形を生かしたプランニングを実施した。入居後の調査では、入居後3年目あたりから夏にエアコンを使わなくなっており、熱放射環境でも微気候デザインの効果が確かめられた。想定どおりの結果が得られたことから、同社では、定量的にわかりやすく表現することで微気候デザインの考え方を広めていくため、「体感温度-3.5℃の住宅」というコンセプトで、自然換気効率を高めた住宅を積極的に推進している。

 微気候デザインで本格的にSTREAM®を採用し始めたのは、グッドデザイン賞も受賞した微気候デザイン住宅「CENTURY」の計画からだという。「CENTURY」は,その土地の気候風土に合わせて微気候調整可能なパッシブ設計を採用し、その運用にあたっては日本全国の気候区を細かく区分けして、地域ごとの運用マニュアルを作成した。さらに千葉県浦安市で開発した大型分譲地「マリナイースト21碧浜」では、平山氏は「海風が強い地域であるため、防風しながらも風を取り入れて快適な住環境を得ることを目指しました。街路樹と建物、建物と庭の配置の仕方を検討して、風が屋根の上に抜けるように計画しました」と語る。このときから温熱環境シミュレーションツール「ThermoRender(エーアンドエー)」を併せて用い、体感温度への影響も検討し始めている。

写真2 「エムスマートシティ熊谷」

街区と住宅周りの熱シミュレーションを行う

 2017年に最終竣工予定の「エムスマートシティ熊谷」において、同社は微気候デザインを大々的に採用している。「涼を呼ぶまち」をコンセプトとして、真夏の暑さが厳しいことで有名な埼玉県熊谷市(写真2)で、風の流れや熱放射を考慮した区画や住宅の計画を行っているのである。街区内には「クールスポット」と呼ばれる公園の緑を通り抜けるマイルドな風が、街区の中を巡るような区画レイアウトを採用。体感温度を下げる効果を意図している。


​ また、水の蒸発時に冷却効果がある性質を活用した「パッシブクーリング技術」を導入。保水性インターロッキングをアプローチや駐車場に採用するなどしている。導入時の表面温度の検証は、ThermoRenderで部材の物性を入力しながら実施。以前はこの結果を手入力で、気流解析へと移行して検証したという。「2015年よりThermoRenderとSTREAM®との相互連携が可能になり、これまでと比べて予想以上のスピードと利便性で検証ができるようになりました。」と平山氏はいう。

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