2025.3.27
住宅設計の未来:国連環境計画「Beating the Heat」から学ぶ熱対策
住宅設計の未来:国連環境計画「Beating the Heat」から学ぶ熱対策 先日、国連環境計画(UNEP)の「Beating the Heat: A Sustainable Cooling Handbook for Cities」(都市のための持続可能な冷却ハンドブック)について紹介した記事を書きました。今回、このハンドブックをより詳細に分析し、その重要なメッセージをより精緻に理解することができました。このすばらしい資料を再度取り上げ、皆様にお伝えしたいと思います。ハンドブックの全文はこちらからダウンロードできます:フル版PDF エグゼクティブサマリーはこちら:抜粋版PDF 気候変動時代の住まいづくり気候変動により世界の平均気温は上昇し続けています。2020年は観測史上最も暑い年となり、2014年から2020年の7年間は記録上最も暑い期間でした。特に都市部では「ヒートアイランド現象」により、周辺地域より平均気温が2倍速く上昇しています。これからの住まいづくりやリフォームでは、こうした暑さに対応した設計が必須となります。国連環境計画のハンドブックは、持続可能な都市冷却の包括的なアプローチを示しており、住宅設計においても多くの示唆に富んでいます。 パッシブクーリングの基本原則 ハンドブックの第2章では、冷房に頼らずに住まいを涼しく保つ「パッシブクーリング」の基本原則が紹介されています。これらは新築住宅の設計だけでなく、既存住宅のリフォームにも応用できる重要な考え方です。 1. 気候に適した建物の向き建物の向きを工夫するだけで、直射日光を減らし、自然の風の流れを取り込むことができます。例えば、インド南部の熱帯気候では北向きの窓が、アメリカ北部では南向きの窓(ただし夏は日よけ付き)が効果的だと説明されています。 2. 断熱と窓の工夫住宅の屋根は太陽熱の主な侵入経路です。高性能の断熱材や反射率の高い屋根材を使用することで、室内への熱の伝わりを大幅に減らせます。また、窓の位置や性能も重要です。二重窓や三重窓、高性能ガラスを使用することで、熱の出入りをコントロールできます。 3. 日よけの設置日よけは「建物に広いつばの帽子をかぶせるようなもの」と例えられており、太陽光が建物に直接当たるのを防ぎます。ひさしやルーバー、キャノピーなどの日よけ装置は、住まいのエネルギー効率を高める簡単な方法です。 4. 自然換気の活用温度、湿度、空気質が許す場合は、自然換気を活用しましょう。窓の配置を工夫することで、風の通り道を作り、室内の熱を外に逃がすことができます。 5. 熱容量の活用「熱容量」(熱をため込む性質)の高い材料を使うことで、室内温度の変動を抑えられます。コンクリートや石材などの重い素材は、昼間の暑さを吸収し、夜間に徐々に放出することで温度を安定させます。 クールサーフェス:屋根と壁の対策ハンドブックの第6章では、建物の表面温度を下げる「クールサーフェス」について詳しく説明しています。クールサーフェスとは、太陽光を反射して熱の吸収を減らす屋根材や壁材、塗料などを指します。 クール屋根の効果クール屋根は太陽光を反射し、熱吸収を減らす屋根材や塗料です。第6章では、通常の屋根材は太陽エネルギーの52%を熱として周囲の空気に放出するのに対し、反射率の高いクール屋根ではわずか8%に抑えられると説明しています。また、クール屋根の投資回収期間(初期投資が節約できるエネルギー費用で回収される期間)は米国とメキシコの研究では0〜8年と推定されており、特に暑い地域ではより短期間で投資が回収されるとしています。これは住宅所有者にとって、初期費用を支払っても数年以内に光熱費の節約によってその投資が回収でき、その後も継続的に節約が続くことを意味します。つまり、長期的に見れば家計にプラスになるという大きなメリットがあります。また、低所得住宅では石灰を塗るだけの簡易的なクール屋根も効果的だと紹介されています。手軽な対策でも効果が得られるというのは、多くの人にとって取り組みやすいポイントでしょう。 緑化屋根の可能性第6章ではさらに、屋根に植物を植える「緑化屋根」についても詳しく解説しています。植物の薄い層(広範囲緑化屋根)から樹木や低木まで(集約緑化屋根)、さまざまな種類があり、それぞれ維持管理の必要性や重量が異なります。緑化屋根は初期費用が高いものの、下層の屋根の寿命を延ばし、雨水管理にも役立つなど多くのメリットがあります。降水量が十分で、屋根の構造が重量に耐えられる住宅に適しています。また、緑化屋根は都市の生物多様性を高め、ヒートアイランド現象の緩和にも貢献します。 住宅リフォームへの応用既存住宅でも、リフォーム時にパッシブクーリングの原則を取り入れることができます。ハンドブックの第8章では、特に次の対策が既存住宅に有効だと指摘しています:高性能窓への交換断熱材の追加日よけ装置の設置クール屋根の実施また、第10章では実際の事例として、アーメダバード(インド)での低所得住宅向けクール屋根プログラムを紹介しています。このプログラムでは住民自身が設置作業に参加し、新しい技術と同時に維持管理の知識も身につけることで、長期的な効果を上げています。こうした参加型アプローチは、技術の普及と持続可能性の両面で効果的です。 まとめ:MBCハウスの家づくりとの一致点国連環境計画のハンドブックは、気候変動時代の住まいづくりに重要な示唆を与えています。パッシブクーリングの原則を取り入れることで、エネルギー消費を抑えながら快適な室内環境を実現できます。新築であれリフォームであれ、これからの住宅設計には熱対策の視点が欠かせません。 ここで注目すべきは、MBCハウスの家づくりの基本スタンスである「鹿児島の気候に適した家づくり」と「パッシブデザイン」が、このハンドブックで推奨される方向性と完全に一致している点です。鹿児島の温暖な気候に対応した住まいづくりを目指すMBCハウスのアプローチは、建物の向きや窓の配置、断熱性能の向上、日よけの活用など、まさにこのハンドブックが示す持続可能な冷却戦略を体現しています。 地域の気候特性を理解し、それに適した住まいづくりを追求する姿勢は、これからの時代においてますます重要になるでしょう。私たちの住まいが、環境に優しく、災害や気候変動に強いものになるよう、こうした知識を活かしていきましょう。 The Future of Home Design: Learning Heat Countermeasures from UNEP's "Beating the Heat"Recently, I wrote an article introducing the UN Environment Programme's "Beating the Heat: A Sustainable Cooling Handbook for Cities." This time, I've been able to analyze this handbook in more detail and gain a deeper understanding of its important messages. I would like to revisit this excellent resource and share it with you all.The full handbook can be downloaded here: Full PDF Executive Summary available here: Summary PDFHome Building in the Age of Climate ChangeGlobal average temperatures continue to rise due to climate change. 2020 was the hottest year on record, and the seven-year period from 2014 to 2020 was the hottest period on record. In urban areas especially, the "heat island effect" is causing average temperatures to rise twice as fast as surrounding regions.In future home building and renovation, designs that respond to this heat will be essential. The UN Environment Programme handbook provides a comprehensive approach to sustainable urban cooling and offers many insights for housing design.Basic Principles of Passive CoolingChapter 2 of the handbook introduces the basic principles of "passive cooling," which keeps homes cool without relying on air conditioning. These are important concepts that can be applied not only to new home design but also to renovations of existing homes.1. Climate-Appropriate Building OrientationSimply by adjusting the orientation of a building, you can reduce direct sunlight and incorporate natural air flow. For example, the handbook explains that north-facing windows are effective in tropical climates in southern India, while south-facing windows (with summer shading) are effective in the northern United States.2. Insulation and Window ImprovementsA home's roof is the main entry point for solar heat. Using high-performance insulation materials and highly reflective roofing materials can significantly reduce heat transfer to the interior. Window placement and performance are also important. Double or triple glazing and high-performance glass can control heat transfer.3. Installing ShadingShading is described as "like putting a wide-brimmed hat on a building" and prevents sunlight from directly hitting the building. Eaves, louvers, and canopies are simple ways to improve a home's energy efficiency.4. Using Natural VentilationWhen temperature, humidity, and air quality permit, take advantage of natural ventilation. With thoughtful window placement, you can create airflow paths to release indoor heat.5. Utilizing Thermal MassUsing materials with high "thermal mass" (the ability to store heat) can stabilize indoor temperature fluctuations. Heavy materials such as concrete and stone absorb heat during the day and gradually release it at night, stabilizing temperatures.Cool Surfaces: Roof and Wall MeasuresChapter 6 of the handbook explains in detail about "cool surfaces" that lower the surface temperature of buildings. Cool surfaces refer to roofing materials, wall materials, or paints that reflect sunlight and reduce heat absorption.Effects of Cool RoofsCool roofs refer to roofing materials or paints that reflect sunlight and reduce heat absorption. Chapter 6 explains that normal roofing materials release 52% of solar energy as heat into the surrounding air, but highly reflective cool roofs keep this to just 8%.The handbook also notes that the payback period for cool roofs (the time it takes for the initial investment to be recovered through energy cost savings) is estimated at 0-8 years based on research in the US and Mexico, with investments recovered in shorter periods especially in hot regions. For homeowners, this means that although there might be an initial cost to install a cool roof, this investment will be recovered within a few years through savings on energy bills, and these savings will continue thereafter. In other words, it's a plus for household finances in the long run.The handbook also mentions that for low-income housing, even simple cool roofs such as applying lime can be effective. This is an encouraging point for many people as it shows that effective measures can be taken without significant expense.Potential of Green RoofsChapter 6 further provides detailed information about "green roofs," which involve planting vegetation on roofs. There are various types, from thin layers of plants (extensive green roofs) to trees and shrubs (intensive green roofs), each with different maintenance requirements and weights.While green roofs have high initial costs, they offer many benefits, including extending the life of the underlying roof and helping with rainwater management. They are suitable for homes with sufficient rainfall and roof structures that can support the weight. Green roofs also enhance urban biodiversity and help mitigate the heat island effect.Application to Home RenovationEven in existing homes, passive cooling principles can be incorporated during renovation. Chapter 8 of the handbook points out that the following measures are particularly effective for existing homes:Replacing with high-performance windowsAdding insulationInstalling shading devicesImplementing cool roofsAdditionally, Chapter 10 presents a case study from Ahmedabad, India, where residents themselves participated in the installation work in a cool roof program for low-income housing. By acquiring knowledge of both new technology and maintenance, they achieved long-term effectiveness. This participatory approach is effective for both technology dissemination and sustainability.Conclusion: Alignment with MBC House's Building PhilosophyThe UN Environment Programme handbook provides important insights for home building in the age of climate change. By incorporating passive cooling principles, you can achieve a comfortable indoor environment while reducing energy consumption. Whether new construction or renovation, a heat countermeasure perspective is essential for future housing design.It's worth noting that MBC House's basic stance of "building houses adapted to Kagoshima's climate" and "passive design" aligns perfectly with the recommendations in this handbook. MBC House's approach to building homes adapted to Kagoshima's warm climate embodies the sustainable cooling strategies outlined in this handbook, including building orientation, window placement, improved insulation performance, and use of shading.The commitment to understanding regional climate characteristics and pursuing appropriate home building will become increasingly important in the coming era. Let's use this knowledge to make our homes environmentally friendly and resilient to disasters and climate change.