パッシブソーラーとソーラーハウス

パッシブソーラーの定義

パッシブソーラーとは、太陽のほぼ無尽蔵なエネルギーを有効に活用するための建物の設計手法で、特別な装置を使わず太陽光を建物内に取り込み、主に暖房の熱源として利用する方法のこと。

アクティブソーラーとパッシブソーラー

建物のエネルギー利用をより効率的に、より省エネにする方法として太陽のエネルギーを 活用するという部分はアクティブソーラーもパッソブソーラーも変わりません。 太陽光や太陽熱を利用する際なにかしらの装置を介すものをアクティブソーラーと呼び、 太陽光発電が主な例として挙げられます。 冒頭でご案内した通りパッシブソーラーは装置を介さないで太陽の力を活用する手法を指しますが、 太陽熱でお湯を沸かす給湯システムの一つである太陽熱給湯器はパッシブともアクティブとも取れる 側面があるなど、定義が特に決まっているわけではありません。

このページではいくつかあるパッシブソーラーの手法や パッシブソーラーと銘打った商品を展開する企業について取り上げています。 あなたのおうちでも取り入れられるところから、パッシブソーラーを採用してみてはいかがでしょうか。

昔ながらのシンプルなパッシブソーラー

夏場は太陽の南中高度が冬場に比べて高くなります。日本人はこの自然の摂理を昔からうまく利用してきました長く伸びた庇(ひさし)は夏場の過酷な日光を遮り、逆に冬場は太陽の暖かい光を引き入れるように計算されています。他にも落葉樹を植えて家に降り注ぐ日射量を季節ごとに調節する方法もあります。また季節に応じて東西面につた類の植物を植えたりといった生活の知恵で電気に頼らない調温を心掛ける方も少なくありません。

このように太陽の自然のエネルギーを生活の中に取り入れる暮らしのあり方は年月をかけて受け継がれ、洗練されながら伝統家屋として美しく集約されています。こうした建築手法は近年になってパッシブソーラーやパッシブデザインなどと呼ばれ、コンクリート造であったり欧風デザインであったりと多様化しながらも快適性を追及しようとする現代の家づくりの中で、一つの解としていまだに広く採用されています。

デメリット

先人の知恵が詰まった日本家屋のパッシブな太陽光利用ですが、伝統的な日本家屋ないし住まい方自体にある大きな欠点は見逃すべきではありません。湿気が高く暑苦しい夏を過ごしやすくするために風通しをよくした伝統家屋は逆に冬場はとても寒くなります。火鉢のような局所的な暖房だけで寒さにはひたすら耐えながらどうにか乗り切ってきた日本人ですが、部屋ごとの温度差によるヒートショックが原因で亡くなる方は年に17,000人と推定されており、文字通り我慢の限界がはっきり見える形で現れてきています。

伝統家屋のデザインを取り入れる場合は、最低限の断熱は冬の快適さを確保するために非常に重要です。逆に断熱をきちんとした上であれば、上述のようなシンプルなパッシブソーラーの効果は快適さとしてはっきり体感できるようになると言えます。

  • 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センターの調査による2011年のデータ

日本独特のソーラーシステムとパッシブソーラーハウス

太陽の熱を従来のように設計デザイン上で活用する方法にはどうしても限界があります。冬場の晴れた日に屋根にさんさんと降り注ぐ太陽光をもっと活用できればと考えた方は少なくないのではないでしょうか。

日本独自の技術である空気式の太陽熱利用型の給湯・暖房装置は「ソーラーシステム」というシンプルな呼び名とともに根強い支持層を獲得しています※1。同等のシステムを取り入れた住宅はパッシブソーラーハウス、または単にソーラーハウスと呼ばれることもあります。以下では発祥となったOMソーラーを中心に、このソーラーシステムないしソーラーハウスについてご案内しています。

  • 1 英語でソーラーシステム(solar system)は「太陽系」を指します。ソーラーシステムを太陽熱暖房・給湯システムの意味で使うのも日本独自と言えます。

パッシブソーラーシステム「OMソーラー」

「OMソーラー」は屋根に降り注ぐ太陽の熱を使って温めた空気を床下まで運び、床暖房として利用するシステムです。夏場は太陽熱を給湯に利用し、また夜間の涼しい空気を利用して冷房として利用することもできます。

OMソーラーの発祥

太陽の熱を電気などに変換することなくそのまま床を温めるエネルギーとして使うのでパッシブソーラーシステムの一種と考えられています。

自然の一部としての人間のあり方をパッシブと読み替え、次世代の暮らし方を住宅を通して模索し続けてきた建築家の奥村昭雄氏が、長年の試行錯誤の上で空気集熱式ソーラーシステムのプロトタイプを考案してからさらに8年の年月をかけて1987年に完成させたのがOMソーラーです。同年に協会とOM研究所を立ち上げて工務店との連携を強めながら、住宅にして25,000棟の採用実績を誇るまでに成長しています。

OMソーラーの名前の由来

OMソーラーという名前の由来は、開発に関わった奥村氏と浜松の工務店のマルモ中村住宅の名前の頭文字から来ていますが、自身の手を離れてより多様なデザインへ応用して欲しいという奥村氏の希望から現在は「おもしろい(自然と向き合うとおもしろい)」と「もったいない(自然を活かさなきゃもったいない)」という言葉の頭文字を意味するものとしてそのコンセプトを強調するものになっています。

OMソーラーの魅力は?

開発者の奥村氏はOMソーラーの強みの一つとして換気と暖房を同時に行えることを挙げています。住環境を良好に保つためには適切な換気をする必要がありますが、通常の換気システムは暖房の熱を外へ逃がしてしまうためエネルギーを捨てているような状態だと言います。一方でOMソーラーの特徴は暖房と換気を同時に行うことにあり、エネルギー効率面で有利だと奥村氏は主張します。

快適さで選ばれることが多いOMソーラー

また床からじんわりと自然な暖かさが伝わる蓄熱式の床暖房は、エアコンのような対流式の暖房に比べて快適に感じるのもOMソーラーの魅力の一つです。

快適な室内温度・湿度についてのページでもご案内していますが、輻射熱による床暖房は体感温度としての快適さに大きく貢献します。

OMソーラーのデメリット

太陽光の持つ熱を有効活用するための設備であるため、太陽の光に乏しい雨の日などは効力を発揮せず補助的な暖房設備に頼らなければなりません完全なシステムではないということは創始者の奥村氏自身も認めていますが※1、その不完全性を受け入れることも含めてパッシブ(受動的)に暮らすことを同氏は主張しているのかもしれません。

高い費用対効果を期待するなら太陽光発電の方がお得

施工も合わせて200万円程度と言われるOMソーラーですが、費用対効果としてはどの程度が期待できるでしょうか。OMソーラーの公式サイトでは延床面積120㎡の静岡県に立地する住宅で平均約85GJ/年程度のエネルギー消費を想定した上で、OMソーラーの導入により削減できるエネルギー量をシミュレーションしています。それによると冷暖房費が半分程度、給湯費は5〜6分の1まで削減できることで、全体としては7割程度の58GJまで削減できるということ。光熱費に換算すると年間約13万円程度削減できることになります。初期費用回収年数は約15年の計算です。

対して太陽光発電の場合、広い屋根と200万円程度の資金があれば、実発電量の多さで人気の日本ブランドソーラーフロンティアのパネル約7.5kWが載せられます。初期費用が回収できるのは約7〜8年程度、10年で70〜80万円の収益が期待できる計算で、費用対効果は太陽光発電の方が高いと言えます。※2

  • 1 OMソーラーのホームページに掲載されている2008年11月のインタビュー 「完全にはいかないけれど、可能なときには可能な方法に頼ればいいという考え方です。」「どうせOMで暖房や給湯を全て賄えるという話ではないし、雨の日には使えないわけです。」いずれも奥村氏自身の応答
  • 2 詳しくは太陽光発電の費用対効果シミュレーションをご参照ください

奥村氏の手を離れ進化するOMソーラー

OMソーラーの奥村氏自身は高気密高断熱の住宅に批判的な意見も口にしています。また、あくまできまぐれな太陽の熱を得られる時だけ楽しむといった趣向の強いシステムゆえ、エネルギー効率を数値的に実証することにも否定的でした※2

しかし近年では家づくりに際して我慢しない快適な温度環境づくりの大切さが徐々に認識されるようになってきており、冬季の室温対策として高気密高断熱は非常に有効なことは明らかです。

また、効果を未知数のまま売り出すには少々高額と思われがちなこのシステムですが、近年は効果の見える化にも力を入れているようです。情報としてはまだ利用価値が低いものの、エコナビOMというサービス名で全国のOMソーラー採用家庭のシステム利用状況も公開しています。また東京大学工学部の前真之研究室に設計協力を得てOMソーラーの本社にS-Proと銘打ったモデルハウスを竣工、ゼロエネルギー住宅を目指して実験・実測を行っているということです。

  • 1 「『換気』と『気密』は相反する要素ですが、一方的に気密を高めるということでは人が住むところにはなりません。(奥村氏・2008年11月のインタビューより)」
  • 2 「補助金を出すのに効果や効率を問うのはおかしな話だと思いますけどね。「OMを入れている」ということが大事なんです。(同上)」

太陽光発電を組み合わせたクアトロソーラー

OMソーラーでは新しく「OMクアトロソーラー」という商品名で太陽光パネルと組み合わせたシステムを販売しています。12.8%とパネル効率自体は高くはないものの、2013年にグッドデザイン賞も受賞した屋根一体型のソーラーパネルはシームレスな外観が特徴です。クアトロの名前は一つのシステムで「暖房」「給湯」「換気」「発電」を行えることに由来します。

後続のソーラーシステム「そよ風」など

OMソーラーのシステムは主要特許が切れていることから後続品がいくつか出ています。

中でもよく聞くのが「そよ風」で、奥村氏と共にOMソーラーの開発にも関わった友伸平氏がOMソーラーのシステムに改良を加えながらさらにシンプル化した製品です。アイデアとしてはOMソーラーと同じく太陽熱を使った床暖房を主軸に置いたソーラーシステムですが、より簡素で低コストに実現できるよう改良を重ねたものです。費用が100万円前後と半額程度で設置可能です。給湯機能もオプションでつけられます。

他にも「ソーラーれん」「チリウヒーター」などが同様の技術を利用したソーラーシステムの例です。

ソーラーシステムを採用する際に合わせて検討したい技術等

OMソーラーやそよ風などのソーラーシステムは自然な暖かさや涼しさが特徴です。ただ、きちんと断熱・気密を確保していない住宅ではせっかくの暖気・冷気も漏れ出てしまい、システムのメリットを十分に享受できません。最低限の断熱と気密は行うようにすることをおすすめします。

他にも、調湿・調温性能があると言われる土壁なども相性が良いと言われます。

ソーラーシステムの代替として検討したい技術等

成功例も少なくはないものの、ソーラーシステムはそれ自体で完結できるシステムではないことを理解した上で採用するのが妥当と言えます。以下のような理由でソーラーシステムをご検討の方は、ご案内する代替案との比較検討をお勧めします。

太陽のエネルギーを効率よく利用したい場合

システムに関してそれなりに効率の高さを求めるなら、太陽光発電や太陽熱給湯器、または両方の採用でより目に見える効果が期待できると言えます。オール電化で広い屋根に太陽光発電を載せればゼロエネルギー住宅はもちろん、消費エネルギー以上の発電量も期待できます。ガス併用の場合でも、ソーラーシステムのオプション機能でお湯取りをするよりも太陽熱給湯器の方が効率が高い場合が多く、屋根を活用しながらエコな暮らしを実現したいなら検討したい技術です。

お部屋の温度を常に快適に保ちたい場合

太陽の日射量と気温が適当な時期は自然のエネルギーだけで快適な室内環境が得られるソーラーシステムですが、日照が足りない際や気温が極端に下がる際は補助暖房が必要になります。自然任せではなく確実に快適な室内環境を得たいとお思いなら、温水式の床暖房を全館で実施するといった例も近年は増えています。断熱処理をきちんと施した上であれば光熱費もリーズナブルな範囲におさえられます。

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