エネルギー効率の高い家の要素

新しいエネルギー効率の高い住宅を設計して建設するときは、多くのことを考慮する必要があります。しかし、建築要素や建築技術の最近の技術的改良により、快適性、健康、または美観を向上させつつ、ほとんどの現代の省エネルギーのアイデアを家のデザインにシームレスに統合することができます。エネルギー効率の高い機能は高価ですが、多くの住宅購入者には余裕があります。

設計コスト、オプション、スタイルはさまざまですが、ほとんどの省エネルギー家庭には基本的な要素があります:頑丈で密閉された熱封筒、制御された換気、適切なサイズの高効率暖房・冷房システム、ドア、窓、および電気器具。

サーマルエンベロープ

サーマル・エンベロープは、屋外から居住空間を遮蔽する役目を果たす家のすべてです。これには、壁および屋根アセンブリ、断熱材、空気/蒸気リターダ、窓、およびウェザーストリップおよびかしめが含まれます。

壁と屋根のアセンブリ

ほとんどのビルダーは、伝統的な木枠の構造を使用しています。ウッドフレーミングは、構造的に健全で長持ちする家を提供するために、潜在的に再生可能な資源木材を使用する試行錯誤した建設技術です。適切な構造と細心の注意を払って、従来の木製家屋は非常にエネルギー効率が良いでしょう。持続可能に収穫された木材を購入することも可能になりました。

利用可能で普及しているエネルギー効率の良い工法には、以下のものがあります

絶縁

エネルギー効率の高い住宅は、ほとんどの地元建築基準よりも断熱性R値がはるかに高い。 R値は熱伝達に抵抗する材料の能力であり、値が低いほど熱損失が速くなります。例えば、ニューヨークの典型的な家屋では、外壁にR-11と天井にR-19の断熱材があり、床や基礎壁は断熱材ではない場合があります。同様の、しかしよく設計され、建設された家は、壁のR-20からR-30、そして天井のR-50からR-70の範囲の絶縁レベルを持ちます。慎重に適用されたファイバーグラスバットまたはロール、湿式スプレーセルロース、または発泡断熱材は、壁の空洞を完全に埋め尽くします。

基礎壁とスラブは、居住空間の壁としても断熱されている必要があります。不十分に断熱された土台は、家庭のエネルギー使用と快適性に悪影響を及ぼします。また、副産物として熱を供給する家庭用給湯器、洗濯機、乾燥機、冷凍庫などの機器は、地下に設置されることが多い。地下室の基礎壁と床を注意深く断熱することによって、これらの家電は家を暖房するのを助けることができます。

ほとんどの新しい住宅は良好な断熱性を持っていますが、しばしば設置が不十分です。一般に、断熱材の隙間および圧縮は、その有効性を低下させる。

空気/蒸気遅延剤

水蒸気凝縮は、気候にかかわらず、住宅の構造にとって大きな脅威です。寒い気候では、圧力差によって暖かく濡れた室内空気が外壁や屋根裏部屋に運ばれます。空気は冷えると凝縮します。南部の気候でも同じことが言える。湿った外気が壁に入り、より涼しい壁空洞に遭遇すると、液体の水に凝縮する。これは、南部のいくつかの建物が空気調節装置を改造した後にカビや腐った木材に問題がある主な理由です。

蒸気リターダは、水蒸気の移動を抑制するために使用することができる材料または構造要素であり、一方、空気リターダは、家の外被の内外への空気の流れを抑制することができる。蒸気リターダの設計と設置方法は、気候と選択された施工方法に大きく依存します。しかし、壁や屋根裏部屋に入ることができる水蒸気はすべて逃げなければなりません。

気候にかかわらず、慎重に設計された熱封筒と健全な施工方法を使用して、水蒸気移動を最小限に抑える必要があります。住宅における空気および水蒸気の動きを制御するシステムは、内部のシート材料を気密に設置することを主な障壁としています。

気密性ドライウォールアプローチ(ADA)は、コーキングに沿って既に設置されている乾式壁を使用して、連続空気リターダを作成します。さらに、ファンデーション、シルプレート、フロアジョイストヘッダー、サブフロアの合流部も適切なコーキング材またはガスケット材で慎重にシールされています。

お住まいの地域で使用するための最善の蒸気リターダ法については、お近くの建築規則担当者にお尋ねください。

Windows

典型的な家は、窓からの熱の25%以上を失います。現代の窓でさえ、壁よりも断熱的である。したがって、暖房支配的な気候にある省エネルギーの家は、一般に、北、東、西の面に窓がほとんどないはずです。設計者がパッシブソーラー技術を経験している場合を除き、総面積は床面積の8〜9%を超えないようにしてください。この場合、家の南側の窓面積を床面積の約12%に増やすことをお勧めします。これはしばしば太陽焼き戻しと呼ばれます。

南向きの窓のために適切に設計された屋根のオーバーハングは、夏の過熱を防ぐのに役立ちます。北、東、西の窓は太陽熱利得係数(SHGC)が低くなければなりません。適切なサイズのオーバーハングを備えた南側の窓は、冬の太陽(および熱)が家に入ることを可能にするために高いSHGCを有するべきである。オーバーハングは、高い夏の太陽(および熱)をブロックします。適切なサイズのオーバーハングが不可能な場合は、南側の窓には低いSHGCガラスを選択する必要があります。

少なくとも、地域、気候のガイドラインによると、10年前に生産されたエネルギーの2倍の省エネルギー効果を持つ窓(およびドア)を使用する必要があります。その他のガイドライン)。最も良い窓は、日除け型とカメント型です。これは、しばしばスライド型よりも緊密に近いためです。すべての気候で、オーバーハングのない南向きの窓ガラスは、冬の太陽光発電の利益をはるかに上回る冷却側の問題を引き起こす可能性があります。

ウェザーストリップとカシメ

エネルギーの損失を減らすために、住宅のサーマルエンベロープ内のあらゆる場所で空気漏れをシールする必要があります。優れた空気密封だけでは、同じタイプおよび年齢の他の住宅と比較して、公益費を50%も削減することができます。コーキングとウェザーストリップの2種類の材料を使用して、ほとんどのエアシーリングを行うことができます。コーキングは、家の中または外への潜在的な空気漏れの領域をシールするために使用することができる。そして、ウェザーストリップを使用して、窓と外扉の間の隙間をシールすることができます。

制御された換気

エネルギー効率の高い住宅は密閉されているため、制御された方法で換気する必要があります。制御された機械的換気は、屋内の空気汚染による健康上の危険を防ぎ、より快適な雰囲気を促進し、空気の湿気の浸入を減少させ、構造的損傷の可能性を低減する。

炉、給湯器、衣類乾燥機、浴室と台所の排気ファンは家から空気を追い出すため、他のすべてが無視されると気密な家を簡単に減圧することができます。しかし、自然換気装置は排気ファンによって戻ってくることがあり、家庭内で毒性ガスが致命的に蓄積する可能性があります。このため、外気のみを燃焼に使用し、屋外に直接燃焼ガスを排出する密閉式燃焼加熱装置は、換気エネルギー効率および安全性にとって非常に重要である。

気密住宅における制御された換気のために、熱回収換気装置(HRV)またはエネルギー回収換気装置(ERV)が使用されている。これらの人工呼吸器は、古い排出空気からのエネルギーの約70%を回収し、そのエネルギーを装置内の熱交換器を通って入る新鮮な空気に移すことができる。それらは、中央の強制空気システムに接続することも、独自のダクトシステムを持つこともできます。

その他の通気装置、例えば通気孔または「トリクル」通気口を排気ファンと組み合わせて使用​​することができます。しかし、それらは作動するのがより高価であり、入ってくる空気を前提条件とするエネルギー回収機能を持たないので、使用するのがより不快である可能性がある。不快な着信空気は北部の気候で深刻な問題となり、湿気の多い気候では湿気の問題を引き起こす可能性があります。したがって、この換気戦略は乾燥した気候のためのものです。他のシステムは、炉の戻り側の小さな外部ダクトで外気を引き込む。

暖房・冷房システム

気密でエネルギー効率に優れた家庭内の暖房・冷房システムに適したサイズを指定するのは難しいことがあります。親指のサイジングは、しばしば不正確であり、無駄な操作を招く。保守的ビルダー、暖房、換気、空調請負業者は、熱封筒の特性を慎重に考慮したサイズの暖房・冷房装置です。

一般に、エネルギー効率の高い家庭では、非常に寒い気候の場合でも、通常50,000 Btu /時間未満の比較的小さな暖房システムが必要です。一部は、輻射式床暖房、標準ガス焚き給湯機、小型ボイラー、炉、または電気ヒートポンプからの補助熱とともに、主要な熱源として日照だけを必要とするものもある。 「無駄な」熱を放つ一般的なアプリケーションも、そのような住宅の暖房要件に大きく貢献できます。

エアコンが必要な場合は、しばしば小さなユニットであり、最も暖かい気候を除いて十分です。時には大きなファンとより涼しい夜の空気だけが家を快適にするために必要です。家は午前中に閉じられ、翌晩まで冷たいままです。

容量の小さい暖房および冷房システムは、通常、購入して操作するのに費用がかかりません。これにより、より多くの断熱材を購入するコストや、窓や電化製品などのエネルギー効率の高い製品を回収するのに役立ちます。常に暖房・冷房機器のEnergyGuideラベルをお探しください。ラベルは、市場で入手可能な他の製品と比較して、いかに効率的かを評価します。

夏の冷却要件が支配的な気候では、外装サイディングと屋根に薄い色の材料とコーティング(塗料)を使用することで、冷却要件を最大15%削減できます。気候に慎重に選択され、配置された植生はまた、冷暖房負荷の低減に寄与する。

省エネルギー機器

比較的高い運転効率を有する機器は、通常、購入するのにより高価である。しかし、より高効率の電気器具は、エネルギー価格の上昇に対する保険の尺度を提供し、大気汚染を少なくし、住宅が再販される際の魅力的な販売地点である。

住宅購入者は、給湯器、洗濯機、乾燥機、食器洗い機、冷蔵庫などの高効率機器に投資しなければなりません。すべての主要なアプライアンスにはEnergyGuideラベルが必要ですので、ラベルを慎重に読んで、最も効率的なアプライアンスを購入するようにしてください。あなたが賢明に選択するのを助けるために、EnergyStar®ラベルを持つ主要機器は、連邦政府の最小効率基準を大幅に上回ります。

省エネルギーの照明は、熱を少なくして冷却要件を減らすことで、エネルギー料金を抑えるのに役立ちます。従来のチューブとコンパクトの両方の蛍光灯は、一般に、ほとんどの家庭用アプリケーションで最もエネルギー効率が良いです。

長所と短所

上記のエネルギー効率のすべての要素を組み込んだ住宅には多くの利点があります。追加の断熱材が内壁をより快適で安定した温度に保つので、彼らはより快適に感じる。屋内の湿度も良好に制御され、喫水が減少する。しっかりとシールされた空気/蒸気リターダは、水分や空気が壁を突き抜ける可能性を低減します。余分な断熱材としっかりとした構造が外の騒音をより良く抑えるのに役立ちますので、非常に静かです。

しかし、これらの住宅にも潜在的な短所があります。彼らは、市場で入手可能な新しい建設技術と製品に建築家が精通していない場合、従来の家よりも多くの費用がかかり、構築に時間がかかることがあります。住宅の構造は従来の住宅とわずかにしか違うかもしれませんが、建築業者と請負業者は以前にしたことから逸脱したくないかもしれません。彼らは、これらのシステムに関する経験がない場合、より多くの訓練を必要とするかもしれません。

建築と購入

住宅建設プロジェクトを開始する前に、住宅の最適な設計と方向性を決定するために、建築現場とその気候を慎重に評価する必要があります。これらの評価に役立つエネルギー関連のコンピュータソフトウェアプログラムがあります。設計は、適切な絶縁レベル、水分動態、美学に対応する必要があります。適切な窓、ドア、暖房、冷房、換気装置に関する決定は効率的な設計の中心です。また、コスト、建設の容易さ、建築業者の制限、および地方建築基準のコンプライアンスも十分に評価されるべきである。いくつかの計画は比較的単純で安価であり、他の計画は非常に複雑で高価なものもあります。

連邦政府のビル・アメリカとエナジー・スター・ホームズ・プログラムに加えて地元の家庭用エネルギー・レーティング・プログラムに参加するビルダーの数が増えており、これらのプログラムはすべて省エネルギー住宅の建設を促進しています。これらのビルダーの多くは、競合他社と差別化するためのエネルギー効率の高い住宅を建設しています。建設コストは、材料、施工技術、請負業者の利益率、経験、選択された暖房、冷房、換気システムのタイプによって大きく異なる可能性があります。

エネルギー効率の高い家庭では運用に必要な資金が少なくて済み、多くの貸し手は現在、エネルギー効率の良い住宅ローン(EEM)を提供しています。通常、EEMのポイントは低く、負債比率の引き上げが可能です。地域固有の資金調達については、州および地方自治体のエネルギー事務所に連絡することができます。

最終的に、エネルギー効率の高い住宅は、より高い不動産市場価値はもちろんのこと、優れた快適性と低い運用コストを提供します。