冬の節電対策

「炭八」で、エアコン暖房の節電を実証!

島根大学総合理工学部(准教授中井毅尚先生)と出雲土建との共同研究により、「炭がある部屋」と「炭がない部屋」に、同じ温度設定にしたエアコンを稼働させ、消費電力とそれに伴う室内の温湿度・人体への影響などを検証しました。 

 

 暖房の消費電力11%削減

  測定時期:平成24年1月
  測定場所:島根県松江市内の鉄筋コンクリート造マンション

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 実験は、天井裏に「炭八ありの部屋」と「炭八なしの部屋」において、朝9:00〜深夜0:00までエアコン(暖房)を20℃に設定し、起きている時間帯には食事を想定した水蒸気を発生させるため1.8リットルの水を30分間計5回沸騰させ、室内の温度、湿度、消費電力を測定したものです。
 また、それぞれの部屋で、夜11:00〜朝9:00まで、実際に布団で就寝してもらい、人の体をサーモグラフィックカメラで6回撮影しました。

  

炭ありの部屋は、約11%も消費電力が少ない!

 下記のグラフは、室内の温度、湿度、消費電力を、「炭ありの部屋/炭なしの部屋」の対比で表わしたものです。
(測定値1を超える場合に、炭ありの部屋が数値が高いことになります。)
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炭ありの部屋は、温度も湿度も高い!

 エアコン(暖房)を同じ20℃に設定していますが、炭ありの部屋の方が消費電力が少なく、エアコンを切った後も炭なしの部屋より暖かさが継続していることがわかります。
 また、湿度については、炭ありの部屋は日中に室内に過剰に発生した湿気を炭八が吸い取り、夜間に適度に湿気を放出していることがわかります。
  

エアコン暖房の節電のポイントは天井裏にあった!
炭ありの部屋は、常に約2℃暖かい!

 下記のグラフは、それぞれの部屋の室内と天井裏の温度を表したものです。
炭ありの部屋は、炭なしの部屋に比べて室内がエアコンのON・OFFに関わらず常に2℃程度暖かいです。
 また、暖房している時の炭なしの部屋は暖かい室内の空気が天井裏に逃げてしまって天井裏の温度が上がり、室内が寒くなり、暖房を切った時の炭なしの部屋の天井裏は温度が下がり、室内の熱を奪っていることがわかります。

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炭ありの部屋では、暖かく眠ることができる!

 下記の写真は、就寝者のサーモグラフィックカメラによる撮影画像です。それぞれの部屋で夜11:00〜朝9:00まで、布団で寝てもらい6回撮影しました。(床は畳です。)

 炭なしの部屋での就寝者は、手や足をはじめ体全体の体温が炭ありの部屋の方に比べて低くなり、寒く感じていることがわかりました。

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 この研究結果から、天井に炭八を入れるとエアコンの消費電力が約11%節電できることが実証できました。

 資源エネルギー庁「平成16年度電力需給の概要」の「家庭における機器別消費電力の比較」によると、エアコンの消費電力は家全体で使用する電力の25.2%です。
 つまり、天井に炭八を敷設することで、冬期 25.2%×11%=2.8%節電できることになります。

 

 

夏の節電対策

「炭八」で、エアコン冷房の24%節電を実証!

島根大学総合理工学部(准教授中井毅尚先生)と出雲土建との共同研究により、天井と床下に「炭八がある部屋」と「炭八がない部屋」に、同じ温度(20℃)に設定したエアコン(冷房)を稼働させ、消費電力とそれに伴う節電効果を検証しました。

 冷房の消費電力24%削減

 測定時期:平成23年6月8日〜28日、8月2日
 測定場所:島根県出雲市内の鉄筋コンクリート造マンション「炭の家」

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 炭ありの部屋は、約24%も消費電力が少ない!

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 天井裏や床下に炭八を敷設すると、炭八の断熱・蓄熱効果により、冷気が天井裏に逃げにくく、エアコンの稼動がおさえられ、消費電力が平均で24%も削減できることがわかりました。

 資源エネルギー庁「平成16年電力需給の概要」の「仮定仮定における機器別消費電力の比較」によると、エアコンの消費電力は家全体で使用する電力の25.2%ですので、天井に炭八を敷設することで、夏期には25.2%×24%=6.0%節電できることになります。

   また、非常に暑い日(8月2日)の消費電力量をみると、気温が上昇している午前10時から夕方18時頃では約30%節電できることがわかりました。


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NHKや民放のニュースでも取り上げられました!

  この成果について、島根大学総合理工学部(中井毅尚准教授)、島根大学産学連携センター(北村寿宏教授)、出雲土建で、平成23年7月29日に島根県庁において記者発表をしました。
 おはよう日本(NHK全国放送)やテレポート山陰(BSS山陰放送)、TSKスーパーニュース(TSK山陰中央テレビ)等のニュースや、朝日新聞、共同通信社、日本経済新聞等でもとりあげられ全国に発信されました。

 おはよう日本での放送内容については、NHKの環境情報専門動画サイト「エコチャンネル」で、配信されています。

 

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    記者発表の様子

 おはよう日本(NHK)

    クリックで放送内容がご覧いただけます。

 

 

  




 

「炭八」で除湿するカビ対策3つのパターン その1

その1 床下工法

家の床下に「炭八」を入れて床下空間と床組構造木材と畳などの床材の除湿による床下からのカビ対策。


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Q 床下に「炭八」を入れるとなぜ、除湿するのか?
A ポンプのような働きで除湿をします。
一般的に床下の平均温度は、屋外より、約5%程度高くなっています。床下に「炭八」を入れることで調湿能力(除湿ポンプのような湿度の高い時に吸って、屋外の湿度が低下する時間帯に吐き出す力)により約15%湿度が低下します。

 

カビのエサを「炭八」(調湿木炭)で除湿する! 

「炭八」で除湿するカビ対策3つのパターン その2

その2 天井工法
 
 室内カビ量調査:NPOカビ相談センターとの共同研究

 環境研究室では、実際のマンションにおいて実験室を設け、室内環境調査を行っています。 

 ライトハーモニー

 

 

家の天井裏に「炭八」を入れて、室内の壁や部屋のコーナー湿気の高い部分や余剰 な湿気の除湿による天井面からのカビ対策。


 
昼には湿度が下がります。それにより除湿されます。

 



05カビ採取

 カビ採取用粘着テープ(スリーエムヘルスケア株式会社) 

  

05カビ対策

 

 

Q 天井裏に「炭八」を入れるとなぜ除湿するのか?
A 室内の余分な湿気を「炭八」が吸着し、天井裏の換気口から吐き出すからです。外気は昼頃には温度が上がり、逆に湿度が下がってくるので、その昼の乾いた空気 を利用して「炭八」で除湿する方法となっています。

 

 

床下と屋外の相対湿度推移
(布基礎工法 2005年9月)
朝6時頃が最高湿度
昼2時頃が最低湿度

「炭八」で除湿するカビ対策3つのパターン その3

その3 接触型除湿方法

下駄箱の湿ったくつ、押入れの湿った布団、ベッドのマットレスの下、敷布団の下などに直接「炭八」を入れ接触で除湿するカビ対策。


押入れ

下駄箱


Q 湿ったものに「炭八」を接触させるとなぜ除湿するのか?
A 「炭八」が湿ったものの水分を奪うからです。カビの生えやすい湿ったものは、乾燥しにくい素材や温度の低い湿っぽい場所にあることが多いのが一般的です。
そこへ「炭八」を接触させるとその素材の湿気を引っ張り出し除湿します。
「炭八」は自分より高い湿気があると吸い取り、逆に低い方には吐き出すという働きをするのです。シリカゲルのように吸いっぱなし状態ではなく、吸ったものを吐き出す力を持っているのが「炭八」なのです。


Q 「炭八」と、他の炭の違いは何があるのか?
A 活性炭はニオイ吸着用で、除湿は不向き
炭といっても活性炭のように、ニオイは吸着しても湿気はとれない、除湿できないものもあります。


備長炭は焼肉用で除湿は不向き
「炭八」の特徴は原料が針葉樹であることと、湿気を吸着する穴がたくさん空けてあることです。
備長炭は焼肉用として使われるほど低温で燃えとても良い炭です。しかし、 除湿する働きすなわち湿気を吸ったり吐いたりする力は弱く、調湿木炭としては不向きなのです。

 

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「炭八」は調湿専用に特別に開発された木炭

「炭八」は製紙(パルプ)の原料となるようなきれいな建築で使われている木材チップのみで製造されています。
除湿用に適している炭とは「調湿木炭」と言われる炭が接触していると ころに高い湿気があると吸着して、湿度の低いところがあると吐き出す ことができるその数量と吐き出す量とそのスピードがいかに速いかが調 湿能力となります。その能力とは、木炭の中の細孔直径と言われる 2nm (2/100 万mm)〜10μm(10/1000 mm)ほどの小さな穴とその細孔容積と 言われる容量であると言われています。
「炭八」は島根大学との産学共同研究によりその能力を高めるための製造条件を見つけ出し約800℃の高温とまぜるガスにより開発に成功しました。
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島根大学産学連携センター

木炭で除湿できるという実証

2002 年 6 月に製造条件を確立し、床下や天井に「炭八」を入れて除湿効果を 9 年間に渡り実証しており、木材学会、建築学会等で数回にわたり実証結果 を発表している。

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島根大学医学部付属病院


カビやダニ減少による医学分野との産学共同研究

また、除湿効果によるカビやダニの減少に伴い人体に及ぼす影響についての アレルギー患者(アトピー性皮膚炎、小児気管支ぜん息)などの共同研究も 行い効果をあげている。

 

 

「炭八」の効果TOP 

床下用 木材含水率の低下実証

下がり続ける木材含水率


産学共同研究

炭八の床下への適用による4年目の木材含水率

04-木材低下

森林総合研究所(1年目)と、島根大学総合理工学部大谷研究室(2年目以降)、出雲土建(株)による床下における調湿効果に関する共同研究が、島根県の出雲市(旧平田市:平成17年3月より出雲市・平田市・佐田町・多伎町・湖陵町・大社町は合併して、出雲市となりました。平田は新生出雲市の東、宍道湖に面した地域)で続けられています。

04-木材低下地図



測定の方法
  測定は、実際に人が生活している、木造布基礎工法の住宅で行われています。床下には、測定の目的、プログラムに従って「炭八」が敷きこまれ、床下に取り付けられた、各種機器により、温度、相対湿度、木材含水率の測定が継続維持されており、この計測結果をもとに、大谷研究室によって解析されています。なおこの解析結果により、3年間のうちに、「炭八」の調湿効果による木材含水率の低減が立証されたことが、2005年3月16日、第55回日本木材学会京都大会において発表されました。

 

4年目の木材含水率

04-木材低下左図は4年間の木材含水率の低減状況を表すグラフです。
縦軸が含水率、横が年度です。ただし、これは、年平均ですので、一年のうちでは非常に高くなっている時期も乾いている時期もあります。また、一年目の急激な低下は、気乾状態の調湿材を敷き込んだ場合、ほぼ、どこの現場でも起こります。問題はそれ以後の変化です。例えば、「調湿材」ではなく、「吸湿材」(例えばシリカゲル)では水分を吸ってしまえばそれで終わりですから、また以前の状態に戻ってしまいます。また、良く焼けていない、有機物が内部に残っているような木炭では、「放湿」が上手く働かないので、やはり同様に、水分を取り込んだままで、元に戻ってしまうか、悪条件が重なると、余計に湿気が増したり、カビやキノコが発生したような事例も聞かれます。
図中の赤い横線は含水率20%を表しています。木材を腐らせてしまう腐朽菌は、温度20度以上、湿度80%以上、木材含水率20%以上で発生しやすくなると言われています。ですから、温度も湿度も高くなる夏場に含水率が20%を頻繁に上回らないことが望ましいといえます。また、木材が腐っていることは構造金物の効きも低下させます。電力に頼ることなく自然素材を活用することで、湿度、含水率を下げることは環境負荷をかけにくい家作りにもなります。

ご注意! 「調湿材」と「吸湿材」は全く異なる働きをするものです!

 

調湿と吸湿
じつに良く混同されているようですが、調湿材、と吸湿材は全く違うものです。

吸湿材/シリカゲル、押入れ用の吸湿材
これらは、一度湿気を取り込んでしまうと終わりで、再び水分を放出しません。お菓子のパッケージの中など、完全に密閉されている処で使用する場合は内部を気乾状態に保ってくれますが、実生活上では完全に密閉された場所はむしろ例外的です。生活するということは毎日、水分を持ち込む(煮炊き、風呂、発汗)ことですから、吸湿材で湿度を恒久的に下げるということは、大洋の水を汲みつくすに等しいといってもいいでしょう。

調湿材/木炭、紙、木材、髪の毛・・・・・・・殆どの自然素材
実は殆どの自然素材は、調湿材です。程度の差はありますが、湿気を「吸収ー吸湿」、「放出ー放湿」しています。この湿気の出し入れの「スピード」と「容量」が「調湿材の性能」です。例えば木材は大量に湿気を吸うことができても、湿気を出すのが遅いため、環境が悪い場合、湿気を取り込んだままとなり、最悪の場合腐ったりしてしまいます。

 

 

新築の時は15%の含水率

04-木材低下

木材含水率を下げることはどうして大切なのでしょうか?
まずそれは、木材を腐らせないことです。木材が理想状態に近いということは、家の構造もしっかり保たれることです。次に、腐ったり、腐朽菌が発生するような環境は、湿度も高く、カビやダニも発生しやすく健康にもよくないと言えます。
そして、現代の木造住宅の工法はどうしても、特に床下の湿気、含水率が高くなってしまう造りになってしまっています。新築の時使う木材は含水率は15%程度と定められていますがこれは、木材自身の強度も構造金物の効きも良好で、腐りにくい状態の木材であるためと考えられます。ですが、それは、新築のときだけでいいのでしょうか?当然住み続けるからには永続的に腐っては困るはずです。しかし実態はといいますと、上図のように殆どの木造住宅の床下の木材含水率は、築25年で約25%になってしまっているという報告があります。当然ながら地域差はありますが、多雨(通年)、多湿(季節、地域差は大きい)な日本の殆どの場所で近い情況が発生しているものと考えられます。

 

報道機関の反応

新聞
日本経済新聞:シロアリ駆除木炭拡販/2004.11.12
日経産業新聞:出雲土建、島根大学と共同で調湿効果実証/2004.11.11
島根日日新聞:床下調湿効果を立証/2004.11.13

雑誌
山陰経済ウィークリー:湿度や木材の含水率低下、床下敷設で性能裏付け/23nov.2004発行

 

「炭八」の効果TOP 

小児喘息に調湿木炭が有効に機能する可能性

第18回 日本アレルギー学会春季臨床大会で発表 島根大学医学部小児科 竹谷 健 医学博士

 

 

05-島根大学産学連携センター

写真:島根大学産学連携センター


島根大学医学部小児科 竹谷健医学博士と出雲土建鰍フ産学共同研究により、患者宅の床下や天井に換気経路を計画、調湿木炭「炭八」を敷設したところ、咳や喘鳴が7人中6人減少する傾向がみられました。

この研究結果について、第18回日本アレルギー学会春季臨床大会において島根大学医学部小児科・竹谷健医学博士による学会発表がありました。

 

 ● 日 時 : 2006年 05月30日〜06月01日

 場 所 : 第18回 日本アレルギー学会春季臨床大会(新宿京王プラザホテル)

 

平成17年7月には、島根大学医学部皮膚科森田教授によるアトピー性皮膚炎と炭八に関する学会発表がありました。

アトピー性皮膚炎は環境抗原(ダニ・カビ等)をアレルゲンの一部とする症状であり、アトピー性皮膚炎と小児気管支喘息には密接な関係があります(アトピー性皮膚炎を発症して小児気管支喘息になるケースがある)。

森田教授との共同研究に並行して、平成15年5月より2年間にわたり、同医学部小児科の竹谷医学博士と出雲土建鰍ニ小児気管支喘息患者に対する炭八の調湿効果の研究が、産学共同で行われてきました。

 


 

皮膚アレルギー学会に於ける森田教授の発表 島根大学医学部と出雲土建



05-森田先生
森田教授

 

 

 

医学的な効果の実証に向けて一歩前進
05-小児喘息01
パシフィコ横浜
05-発表の様子
森田教授と発表の様子
(於:パシフィコ横浜/17jul.2005)

第35回日本皮膚アレルギー学会・日本接触皮膚炎学会の合同学術大会で、島根大学医学部の森田栄伸教授と出雲土建株式会社の共同研究による、調湿木炭「炭八」がアトピー性皮膚炎など環境抗原アレルギーに及ぼす効果への研究として「木炭敷設が有用である可能性が示された」という研究発表がありました。

 

 

発表要旨
「コナヒョウヒダニやカビなどの環境抗原は、アトピー性皮膚炎の重要な増悪因子と考えられている。
調湿木炭は廃材チップを特定の炭化温度(約780℃)で処理した製品で、湿度を調節する調湿能力を有する。適量の木炭を床下や天井に敷設することで家屋の湿度を低下させることが可能であり、高湿度を好むヒョウヒダニやカビの育成を阻害することが期待される。

本研究ではダニあるいはカビ特異IgE陽性のアトピー性皮膚炎患者6名宅にこの調湿木炭を敷設し、皮膚症状およびダニ、カビ特異IgEの推移を検討した。

10ヶ月の観察により、6名中5名で著名な皮膚症状の改善がみられた・血清総IgE値、ダニ特異IgE値、カビ特異IgE値も低下する傾向がみられた。以上より、調湿木炭の敷設はアトピー性皮膚炎および環境抗原アレルギーの改善に有用である可能性が示された。」

 

 

炭八がアトピーの要因を減らす可能性について
 アトピー性皮膚炎では、ダニやカビなどの環境抗原が、重要な増悪因子と考えられています。日本は世界的にも高温・多湿な気候風土のために、ダニやカビが発生しやすい状況下にあります。

近代化に伴い、現代の住宅にはアルミサッシ、ビニールクロスなどが利用され高気密・高断熱となり、室内の水分(絶対量)が過剰となり、じゅうたん、カーペット、壁、カーテン、フトンなどにダニ、カビが大量に(ダニは一戸につき約5,000万〜1億頭)発生しているのが現状です。

湿度は、ダニやカビの発生に大きく影響しており、適切な湿度に維持することが健康面から見ても非常に重要です。 調湿能力に優れた「炭八」は、湿度を適切に保つことでアトピーの原因であるダニやカビの繁殖を少なくします。

 

05-発表内容




05-豆クロ  アトピーという言葉の語源はギリシャ語で、【アトポス(場違いな、奇妙な)】という言葉から来ています。

 20世紀はじめに“Coca”という医者が、枯草熱(花粉症)、アレルギー性鼻炎、気管支喘息、蕁麻疹などの当時の医学知識では説明のつかない、原因不明であるが何か体質にねざして他の人と異なった反応をする奇妙な病気に対してアトピー性疾患とよんだのがはじまりです。

 

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