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第4教科②|気密と空気のリアル

― 圧力設計を無視すると成立しない ―

 1|本章の目的
第4教科①では、住宅性能の向上により薪ストーブが設計対象となることを整理しました。本章ではさらに踏み込み、高気密住宅において薪ストーブがどの圧力条件で安定し、どの条件で破綻するのかを明確にします。経験や感覚ではなく、圧力差(Pa)という数値に基づいて成立条件を検証していきます。

第4教科①では「住宅性能が上がるほど薪ストーブは設計対象になる」という前提を整理しました。
本章ではさらに踏み込みます。
> 高気密住宅において> 薪ストーブはどの圧力条件で成立し、> どの条件で破綻するのか。

 

感覚ではなく、圧力差(Pa)で整理します。

2|薪ストーブは“圧力差で動く機器”
薪ストーブはファンによる強制排気ではなく、煙突内の温度差で生じる自然ドラフトによって排気する機器です。安定燃焼にはおおよそ12〜20Pa、着火時でも5〜10Paのドラフトが必要とされ、5Pa未満では不安定域に入ります。室内が−10Paの負圧になると、実効ドラフトは理論上大きく減少し、燃焼は著しく不安定になります。

薪ストーブは強制排気装置を持ちません。
煙突内の温度差による自然ドラフトで排気します。
一般的な自然ドラフト目安:
・安定燃焼:12〜20Pa
・着火初期:5〜10Pa
・不安定域:5Pa未満 ※煙突高さ・断熱仕様・外気温で変動

つまり、> 室内が −10Pa の負圧になれば> 実効ドラフトは理論上半減する。

3|高気密住宅で実際に起きていること
C値0.5以下の高気密住宅では漏気がほとんどなく、第3種換気やレンジフード(400〜700㎥/h)、浴室乾燥機の同時運転により室内負圧が5〜15Paに達することがあります。成立条件は「煙突ドラフト圧>室内負圧」です。例えば煙突15Paに対し室内−12Paなら実効3Paとなり不安定域へ。結果、着火困難や逆流、ガラス煤化、CO上昇を招きます。

C値0.5以下の住宅では漏気が極端に少なく、

・第3種換気
・レンジフード(400〜700㎥/h)
・浴室乾燥機
同時運転時に> 室内負圧 5〜15Paが発生することは珍しくありません。

成立条件は単純です。
煙突ドラフト圧 > 室内負圧

例:
・煙突15Pa
・室内負圧12Pa
→ 実効3Pa(不安定域)

結果:
・着火困難
・逆流
・ガラス煤化
・CO上昇

4|「背面に穴を開ければ解決」という誤解
「背面に150mmの穴を開ければ解決」という考えは誤りです。それは給気設計ではなく、気密ラインを破る単なる漏気です。圧力分離や抵抗計算がなく、室内−10Pa時には他室へ空気が流れることもあります。C値悪化や結露、暖房計画の破綻を招き、レンジフード排気下では負圧も解消しません。欧州では DIBt の制度下で許容されない設計です。

ここが最も重要です。
よくある対処:「背面に150mmの穴を開ければ給気できる」

一見合理的に見えます。しかし結論から言えば、 それは給気設計ではありません。

 


4-1|それは“給気”ではなく“漏気”
背面開口の多くは:
   ・圧力分離されていない
   ・ダクト計算がない
   ・開閉制御がない
   ・気密ラインを破壊している
つまり、> 建物性能を部分的に壊している状態です。

これは、設計された給気経路ではなく偶発的な漏気経路です。

 


4-2|圧力は思った方向に流れない
室内 −10Pa の場合、空気は常にストーブへ流れるとは限りません。

例えば:
   ・キッチン側がさらに強い負圧
   ・風圧が壁面に作用
   ・上階が正圧

その場合、空気は最も抵抗の低い経路へ流れる背面開口は
   ・室内空気を吸い出す経路
   ・別室空気を引き込む経路 になることもあります。

これは、圧力設計をしていない証拠です。

 


4-3|気密を崩すことの本質的デメリット
① 住宅性能低下
C値(日本ではUA値内)は
総漏気面積 ÷ 延床面積
150mm開口1箇所でも高性能住宅ではC値を大きく悪化させます。
結果:
   ・計画換気バランス崩壊
   ・換気効率低下
   ・熱損失増大

② 結露リスク増加
気密ラインを破ると:
   ・冷気侵入
   ・ 断熱欠損
   ・ 表面温度低下

寒冷地では> 内部結露 → 構造体劣化に直結します。

③ 暖房計画の破壊
高断熱住宅は「熱が逃げない」前提で設計されています。
しかし背面開口により:
   ・局所冷気流入
   ・コールドドラフト
   ・温度ムラ が発生します。

これは 暖房計画そのものの破綻です。

④ 負圧問題は解決していない

最も重要な点です。
レンジフードが500㎥/h排気すれば、背面開口150mmでは室内負圧は解消されません。

結果:
   ・室内負圧は維持
   ・実効ドラフトは減少
つまり、根本原因(圧力差)を解決していない。

 


4-4|欧州でなぜ許容されないのか
DIBtドイツでは
   ・気密住宅対応認証
   ・外気導入前提
   ・負圧試験 が制度化されました。

 

理由は明確です。
気密を壊す設計は住宅性能と安全性を同時に損なう。

5|外気導入の本質
外気導入の目的は単なる空気供給ではなく、室内圧力から燃焼空気を分離することにあります。正しい給気設計とは、気密ラインを維持した上でダクト抵抗を計算し、室内負圧の影響を受けない経路を確保することです。つまり重要なのは「穴を開ける」ことではなく、圧力を前提に設計することです。

外気導入の目的は
     ・空気供給ではない
     ・圧力分離である

正しい給気設計とは:
   ・気密ラインを維持
   ・抵抗計算を行う
   ・室内負圧の影響を受けない

つまり、「穴を開ける」ことではなく「圧力を設計する」ことです。


6|事故は“燃焼不良”から始まる
逆流事故は突然起きません。

前兆:
     ・着火困難
     ・ガラス曇り
     ・煙漏れ
     ・強燃焼依存

これは圧力設計不成立のサインです。


7|結論(設備設計レベル)

薪ストーブは
   ・熱源機器である前に
   ・圧力依存型燃焼設備 である。

成立条件は:
住宅気密性能 × 換気方式 × 同時負圧 <  煙突実効ドラフト

給気は開口ではなく、設備計画の一部でなければならない。

最終メッセージ
背面に穴を開けることは:
     ・給気設計ではない
     ・気密性能を壊す
     ・ 暖房計画を壊す
     ・負圧問題を解決しない

高性能住宅において気密は失ってはいけない資産です。

薪ストーブを成立させるために住宅性能を下げるのは本末転倒です。

本章の内容は、YouTube「薪ストーブ教育TV」にて図や実演を交えながら、分かりやすく解説しています。

数字や用語が少し難しく感じた方も、動画をご覧いただくことで、「なぜそうなるのか」を直感的に理解していただけます。

▶ 下記QRコードより、第4教科「燃焼の基礎|カロリーの実際」解説動画をご覧ください。

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煙突はなぜ主役か

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暖房計画として考える

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設計成立性評価書

※この情報はチャットGPTによるAIによる回答ですので誤った情報もあるかと思いますので詳しくは御自身でお確かめください。

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