ホームズ君「省エネ診断エキスパート」 ― 長期優良住宅等の申請に必要な「断熱等性能等級」判定ができる!

住宅性能診断士 ホームズ君「省エネ診断エキスパート」 パッシブ設計オプション

【パッシブ設計オプション】は、平成28年省エネ基準での評価に加えて、自然エネルギーである太陽の光や熱、風などの「パッシブ要素」を活用して温熱環境を総合的に検討いただけるオプションです。 住宅の断熱性・設備などの基本的な性能に加え、全国836地点の気象データを活用して各種シミュレーションを行います。 隣棟や敷地、樹木等、日当たりに影響する周辺条件の入力も簡単にでき、シミュレーションではそれらの条件も考慮します。
本オプションは、東京大学 工学部建築学科 前真之准教授のご指導のもと、開発を行いました。

イメージ

パッシブ設計オプションでできるシミュレーション

敷地日当りナビ 隣棟を簡単入力。敷地空間への日影、日射の壁面への当たり方の確認
照度 各部屋の明るさを確認。天窓・吹抜けの採光効果のチェック
日当り 日影 周辺の遮蔽物(隣棟や樹木)による日影を3Dやアニメーションで表示
日照時間 日照累積時間を1日累計やアニメーションで表示
日射熱 気象データや部材の日射熱取得率を考慮した日射熱取得量を算定
3D太陽熱 建物の屋根や外壁、敷地に当たる日射量を3D表示で確認
日射断面図 軒・庇・隣棟・樹木などの遮蔽と季節による太陽高度を考慮
室温
動的熱負荷計算
床暖房、薪ストーブ、ペレットストーブなど、暖房機別室温シミュレーション
太陽光発電 損益分岐や発電量、電気料金の収支をシミュレーション
通風 窓の開閉条件を考慮し風量や風速、通風経路を可視化

パッシブ設計オプションならここまでできる!

省エネ基準の適合は、あくまで建物自体の評価であり、敷地条件・周辺条件(日当たり)の違いにより、暖房期・冷房期の温熱環境や採光、発電量は異なります。断熱等性能等級4を満たしていても、日当たりが悪くて期待したほど性能効果感じられないということもあるかもしれません。
【パッシブ設計オプション】で実際の敷地や建物の周辺条件を考慮したシミュレーションを行い、設計すれば、実際にお住まいになる施主の満足度を高められます。

H28省エネ基準
パッシブ設計オプションによる特長
全体
建物そのもののみを評価
基準への適合判定
敷地・周辺条件(日当たり)を考慮した検討
暖房
日射熱
× 敷地情報や隣との関係を検討しない  隣棟等による日影を考慮した日射熱取得を検討できる
冷房
通風
× 通風について、詳細は検討しない
(換気回数のみ)
 風向・風力ごとに、通風経路、換気量を検討できる
 高窓の効果を検討できる
日射遮蔽
 ガラス自体の遮蔽効果と庇・軒等による遮蔽効果の概算のみ  遮蔽効果を季節・時刻ごとに詳細に確認できる
 室温への影響を確認できる
照度
昼光利用
× 検討しない  検討できる
発電
設備性能  発電量の計算のみ  損益分岐を検討できる

パッシブ設計オプション紹介動画

隣棟・敷地等の設定

方位、敷地形状、隣棟、隣棟の屋根形状、樹木やカーポート等の周辺状況を詳細に設定できます。
ここで設定した項目は、【パッシブ設計オプション】の各種シミュレーションに反映されます。
気象観測点も入力しますので、全国836地点の気象データ(気温・日照)から、より現地の実情に近いシミュレーションが行えます。

隣棟・敷地の設定:入力はとても簡単 隣棟・敷地の設定:3Dで確認できます

照度シミュレーション

天空日射による照度の検討が行えます。隣棟や軒・庇の日射遮蔽を考慮します。
読書をする部屋、食事をする部屋、北側に面した洗面室など、各部屋に求められる明るさの確認ができます。トップライトや吹抜けによる採光の効果も確認できるので、暗くなりがちな北側の採光検討などにもお使いいただけます。

日当りシミュレーション

日影シミュレーション

建物周辺の遮蔽物(隣棟)による日影を表現します。季節や時間ごとにリアルタイムにシミュレーションします。一日の影の動きをアニメーション表示可能です。近隣の空地に建物が建った場合どのくらい影響があるのか、事前に確認することもできます。 

▼隣棟を考慮した、月ごとの同時刻や指定日の時間帯別の日当りと影の変化がわかります。

日照時間シミュレーション

室内に入る日差し(直達日射)をもとに指定日の日照累積時間が確認できます。
1日累計表示、指定時間単位のアニメーション表示も可能です。
夏期の日射遮蔽効果や冬期の隣接建物による日照障害もシミュレーションできます。
将来の隣地計画を加味した設計が可能です。


 

▼日照の状態を月ごとに12カ月表示し、日当りを確認できます。(2016年5月リリース)

日射熱シミュレーション

季節・期間ごとの日射熱取得量を確認することができます。
▼全国836地点の気象データによる直達・天空日射量
▼軒や庇・隣接建物による日影
▼窓・外壁・屋根の日射熱取得率
を考慮します。 期間累計表示、指定時間単位のアニメーション表示も可能です。
冬期はどのくらい日射熱を活用できるのか、夏期はどんな遮蔽物で日射熱に対処すればよいのかなどの検討に有効です。 

 

▼12ヶ月一括印刷で、冬に日射熱が取り込めているか、夏に日射熱を遮ることができているかを確認できます。(2016年5月リリース)

3D太陽熱 NEW!

建物の屋根や外壁、敷地に当たる日射量を確認できます。

冬期および夏期のそれぞれで日射が多く当たる部位を確認することで、開口部の位置やガラスの種類、日射遮蔽物の検討がより容易になり、冬暖かく夏涼しいパッシブ設計を検討することに繋がります。

窓から建物に入る日射熱は、従来の「日射熱 室内取得シミュレーション」機能で確認可能です。

日射断面図(軒の出シミュレーション)

軒・庇・隣棟の遮蔽物を考慮し窓から日射がどの程度建物に入るかを確認できます。
夏至、冬至、秋分、指定日が選択可能です。
軒や庇の検討時に有効なシミュレーションです。 

 

▼庇や軒の出の長さを任意に変更し、窓への直達日射を確認することができます。

  (例:軒の出を600mm から900mmに変えて検討する)

 

▼窓への直達日射の1年の変化をアニメーションで表示します。

 

▼1ヶ月ごとの太陽高度の変化と、軒や庇がどのように日射を遮るかを一括して表示できます。

室温・動的熱負荷計算

立地条件、平面プラン、屋根や壁等の建物を構成する部材の断熱性能、熱容量、暖冷房や生活のスケジュールに従って、気象データ(拡張アメダス標準年データ2010年版)を用い、時刻ごとの外気と建物内の各部室の熱の移動を計算し、動的に室温・熱負荷計算(EESLISM連動)を行います。

なお、隣棟による建物の日影のかかり方を求めたり、これに基づいて求められる日射取得量を考慮した計算も可能です。

自然室温、暖冷房した場合の室温、および、暖冷房負荷、最大負荷までわかります。

  1. 操作手順
  2. 設定可能な暖冷房設備
  3. 室温シミュレーション
  4. 動的熱負荷計算
  5. 計算書
EESLISM(イースリズム)は、建築環境学の第一人者である工学院大学名誉教授宇田川光弘氏らが開発した建築周囲環境および設備システムを含めた多数室動的熱負荷計算プログラム(フリーウェア)で、建築、設備の両方で構成される建築熱環境制御システムの汎用シミュレーションプログラムとして数多くの実績があります。
EESLISM提供者に使用許諾を得て、住宅性能診断士 ホームズ君「省エネ診断エキスパート」に同梱して出荷するものです。また、このEESLISMとホームズ君の連携については、佐藤エネルギーリサーチ(株)、東京大学准教授前真之氏、前研究室メンバーに技術指導を受けて開発を行いました。

操作手順

1. 敷地・平面プランを入力

平面プラン、周辺の隣棟、カーポート、樹木などを簡単入力。

3Dで確認。入力ミスの発見も素早く行えます。


2. 部材構成・遮蔽物の設定

建物を構成するすべての部材を設定します。
ただし、断熱境界については外皮計算モードで行います。直感的なインターフェイスで迷わず設定。

構成する全ての材の熱伝導率と比熱を計算に反映します。



レースカーテンや外付けブラインなど、省エネ基準の外皮計算で考慮されない遮蔽物の設定。

間仕切り壁や階間の床・天井の熱伝導率も設定可能。部屋間の熱移動も考慮します。


3. 条件設定

算定条件設定では、家族構成、生活スケジュール、暖冷房の運転スケジュール等を設定。推奨設定機能で、標準的な設定を簡単にセットできます。

暖冷房運転スケジュールの設定。部屋ごとにも可能。

計画換気の経路作成も自動で。


設定可能な暖冷房設備

エアコン

壁掛けエアコンによる一般的な暖冷房設備を部屋別に設定することができます。

冷房負荷に応じて、適切なエアコン選定を行うことも可能です。

床下エアコン

床下エアコンによる室温の変化および暖冷房負荷の計算が行えます。

床下空間に対して、区画の分割、熱容量を設定することも可能です。

床暖房(温水式、電気式)

床暖房(温水式、電気式)のシミュレーションができます。

床暖房は寒さを感じやすい足元の温熱感を改善し、頭寒足熱を実現するほか、エアコンで嫌われる気流感がなく、温度ムラのない暖かい空間を実現できます。しかも、施工が簡単で、既存住宅では建物躯体そのものの改善に比べ短期で施工でき、かつ適用建物が多いため、多くの物件で手軽に室内の快適性を向上できるリフォームといえます。

具体的な室温や光熱費のシミュレーションを躯体断熱性能、気象条件を考慮して行うことで、床暖房の導入効果を確認できます。より説得力の高い、営業プレゼンテーションが可能となります。

薪ストーブ、ペレットストーブ

大空間の居室に設置でき、バイオマスエネルギーの活用として人気の高い、薪ストーブやペレットストーブのシミュレーションが行えます。
計算間隔を初期値の60分から15分、10分に変更していただくことで「何分で目標温度に達成するか」の検討ができるようになります。「エアコンと床暖房」といった機器を組合せた場合の暖房費の概算も確認できます。

室温シミュレーション

時々刻々の室温計算を行います。結果は平面図や断面図、グラフでビジュアルに表現します。

シミュレーション結果は動画ファイル(アニメーションgif)に保存でき、タブレット端末やスマートフォントいった、ホームズ君がインストールされていない環境でも施主にプレゼンすることが可能です。

また、5プランまで保存、比較が可能なので、結果の良し悪しがわかりやすいです。

■ 室温 グラフ、平面図
■ 室温 断面図

■ 室温分布グラフ
■ プラン保存・比較

動的熱負荷計算

室温シミュレーションと合わせて、暖冷房で使用するエネルギー量(暖冷房負荷)の計算を行います。

壁や窓、換気設備による熱の出入りを確認できるため、窓の断熱性能強化や、熱交換換気設備の導入検討などに役立ちます。

また、暖冷房費も計算するため、パッシブ設計の効果を施主に分かりやすくアピールすることができます。

■ 暖冷房負荷

熱の収支の内訳の明細を計算。「日射で熱をどのくらい得られているか」「窓と壁とで熱の取得や損失がどの程度の差があるか」などが明確に。

■ 暖冷房費

期間暖房負荷から、能力のあったエアコンを自動選定します。エアコンの立ち上がりを重視する場合は、ワンランク能力の高いエアコンの選択も。瞬時に電気代を計算します。


■ 暖冷房負荷 部屋別明細

部屋ごとの内訳。部屋ごとの暖房負荷、日射取得量、さらには、暖房負荷、冷房負荷、そして、最低温度以下の割合も。

■ エアコン選択 / 実効効率の計算

1時間毎の暖冷房負荷と外気温、および設定したエアコンの能力から、1時間毎のエアコンのエネルギー消費効率の推移を「実APF」(APF:通年エネルギー消費効率)として算出し、グラフで「見える化」。
エアコンの効率や能力不足を簡単に確認でき、建物や生活条件に最適なエアコンを選定可能に。



計算書

■室温・暖冷房負荷シミュレーション(建物概要・計算条件)
■室温・暖冷房負荷シミュレーション(室温)

■室温・暖冷房負荷シミュレーション(代表日室温)
■室温・暖冷房負荷シミュレーション(暖冷房費)

■年間暖冷房負荷

太陽光発電シミュレーション

平成28年省エネ基準に基づき算定される太陽光発電量、導入費用の損益分岐、月々の電気料金収支を計算します。損益分岐では設置費用のほかに税金や補助金、ローンも考慮します。
太陽光発電の導入を検討する際に有効なシミュレーションが行えます。

 

▼太陽光発電の導入検討に有効な、パネル自動割付や損益分岐シミュレーションが行えます。(2016年5月リリース)

通風シミュレーション

窓の開閉条件を設定しそこから通風経路や各開口部の風量や風速を可視化します。
効果的な「換気計画」と「涼感を得るための通風計画」の検討の際に役立ちます。
天窓や高窓の通風効果も考慮することが可能です。


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