私は度々県民共済住宅の断熱仕様だったりUa値についての記事を書いていましたが、Ua値を計算するのに簡易計算のサイトを使っていてちゃんとした方法でUa値の計算をしたことがなかったので、今回は私の家の間取りや窓の種類、断熱材の仕様で本格的にUa値を計算してみました。
とは言え1から自力でUa値を計算できる程Ua値の計算式を理解している訳ではないので使ったのはYKKAPが提供する「YKK AP住宅省エネ性能計算ソフト」というビジネス用ですが無料で使えるWEBアプリケーションです。私はYKKAPの窓とドアを採用するのでこれが一番手っ取り早そうなので実際にアカウントを登録して計算してみました。
これは個人ユーザー向けではなくビジネスユーザー向けのWEBアプリケーションですがメールアドレスがあればアカウントを作成して実際にログインしてから計算することが出来ました。
個人向けではないのでアカウントを作成する際に会社名の入力欄が必須項目でありましたがとりあえずこの「旅と家」で登録してみました。アカウント開設のための審査はないようなのでアカウントを登録すればすぐに使えるようになります。
【追記】「県民共済住宅で実際に契約した間取りのUa値を計算」という記事で契約後により正確な条件でUa値を再計算しました。再計算した結果は0.41W/（m2・K）と数値上ではこの記事のUa値と同じになりました。
私が県民共済住宅で建てる家の仕様
- 断熱材が高断熱仕様のオプション
- 窓はAPW330の樹脂スペーサーで1箇所テラスドアがある以外は全てFIX窓と縦滑り出し窓【追記】樹脂スペーサーは選べません
- 完全な総二階で小屋裏収納やロフト、勾配天井はなしでユニットバスは2階に設置し勝手口は設けない
- 土間は1畳で2面が外周部分、2面が内周部分に隣接
- 家の大きさは東西10,100mm×南北5,915mm
- 天井高は標準の2,450mm
一言で言えば内窓をつけていない事以外は2021年現在の県民共済住宅では最強の断熱仕様になります。と言っても標準から高断熱仕様の断熱材と窓のスペーサーを樹脂スペーサーに変更しただけです。
【追記】県民共済住宅ではAPW330のアルミスペーサーから樹脂スペーサーへの変更は社内ルールでNGが出たので出来ませんでした。
計算に使用した間取り
1階の間取りはこんな感じで上が北側です。
2階の間取りはこんな感じです。2階南側の窓は段窓みたいに高さが違う窓がそれぞれ上下にある感じです。1階2階合わせた延床面積は118.41m2で35.74坪と県民共済住宅では普通の大きさの家と言えます。構造が単純な長方形なのでUa値の計算は楽な間取りだと思います。
この間取りは最終型ではないのであくまで参考としての間取りになります。
県民共済住宅でUa値の計算をしてもらう場合の注意点
県民共済住宅でUa値の計算をお願いするとUa値の計算方法は簡易計算ルートでなおかつ窓のU値はオール樹脂サッシのAPW330を使っていたとしてもアルミ樹脂複合サッシの仕様の2.33W/（m2・K）で計算されてしまうので本来のUa値よりも不利な値が出てしまいます。
Ua値の計算方法は標準計算ルートと簡易計算ルートの2つの計算方法があり、標準計算ルートは建物の外皮面積も考慮したちゃんとした計算方法で、簡易計算ルートは建物の外皮面積を考慮せず、不利側の値で計算する計算方法です。
なので自分の家のUa値を県民共済住宅の設計士さんに出して貰った時にこの記事のUa値よりも全然悪い値が出てくるかもしれませんが、それは計算方法の違いが大きいからだと思います。また、私の間取りは窓がかなり少ない方なので良い数値が出ているというのもあります。
県民共済住宅の家の仕様
Ua値を正確に計算するためには壁や天井、床の正確な部位別の熱貫流率（U値）を知る必要があります。私は過去の記事で大体のUa値や部位別のU値を掲載していますが、その根拠となった資料が以下の物です。
この数値を見ると高断熱仕様のU値は天井が0.168W/（m2・K）、壁が0.38W/（m2・K）、床が0.362W/（m2・K）で外気床が0.177W/（m2・K）です。
なお床は普通の1階の床の事で、外気床はオーバーハングした部分やピロティ構造で基礎と接していない床の事です。普通の家なら1階の玄関ドアの部分だけ凹ませた様な間取りの出っ張った2階の床部分が外気床に該当します。なお、ルーフバルコニーの下や下屋の下は天井部分に該当します。
県民共済住宅の高断熱仕様の矩計図（かなばかりず）も設計士さんとの初回打ち合わせの際に頂いていたのでこれで階高もわかります。県民共済住宅は床断熱で天井断熱なので2階建ての場合は1階の階高が3,004mmで2階の天井高が標準の2,450mmなので外皮面積を求める際の高さは5,454mmで計算します。
これらの資料は私のような家の性能を重視するタイプの人が一番知りたい情報が含まれていると思うので県民共済住宅を検討している人がいるなら是非参考にしてみて下さい。
実際にYKKAP住宅省エネ計算ソフトに値を入力
YKKAP住宅省エネ計算ソフトでUa値を計算するには簡易計算ルートと標準計算ルートがありますが、簡易計算だと外壁の面積を考慮しない分Ua値が悪く出るようなので出来るだけ正確な値を知るべく標準計算ルートで計算します。
物件の概要を入力
まずは物件の概要を入力します。私の家はさいたま市に建てるので6地域、建物方位は方角のズレが5度前後と少ないので「南・西・北・東」を選びました。
土間床等面積は建物の土間部分の面積を入力します。私の家は1畳の玄関土間しかないので1.66m2を入力しました。面積の欄は小数点2桁までとYKKAPの操作マニュアルにあったので四捨五入しています。
工法は「軸組工法」で断熱位置は「天井」です。私の家は勾配天井やロフト、小屋裏収納を設けないので「天井」でOKですが、吹付け断熱だと「屋根」、最上階に勾配天井がある場合やロフトや小屋裏収納で斜めの天井になる場合は「併用」を選びましょう。
床の断熱位置は「床断熱」で玄関下部の断熱位置は「基礎断熱」、勝手口下部の断熱位置は私は勝手口を設けないので「その他」になりますが、勝手口があれば「基礎断熱」になります。
浴室下部の断熱位置は私は2階にユニットバスがあるので「その他」ですが、1階にユニットバスを設置するなら「床断熱」になります。
基礎壁の有無は「なし」を選びます。本来は基礎壁に該当する部分が20mm程ありますが入力方法がわからなかったので無しで行きました。私の家は総二階なのでピロティもセットバックバルコニーも「無し」です。外気床がある人はピロティ「あり」を選びます。ルーフバルコニーになっている人はセットバックバルコニーを「あり」にする必要がありそうです。
【追記】基礎壁は「あり」で、県民共済住宅の標準の基礎は基礎高が450mmあるので基礎壁に該当する部分（地面から400mm以上の部分）が50mmあります。基礎壁に該当する部分は基礎全周ではなく、玄関土間の箇所になります。本来はこの基礎壁部分の計算を外壁の所に入力するのが正しいUa値の算出方法です。
後日別記事の「県民共済住宅で実際に契約した間取りのUa値を計算」で実際に契約した間取りでUa値を再計算しているのでそちらの記事もご覧ください。
屋根・天井について入力
次に天井の入力です。これは先程の部位U値計算シートの値を直接入力します。高断熱仕様だと熱貫流率が0.168W/（m2・K）になります。面積は天井の面積です。私の家は総二階の普通の天井なので単純に東西の長さ×南北の長さで計算した値を入れました。
外壁について入力
外壁も直接入力で部位U値計算シートのU値0.38W/（m2・K）を熱貫流率欄に入力します。外皮面積は天井断熱で床断熱なので1階の階高3,004mm+2階の天井高2,450mmの5.454mで各方位の外壁の面積を求めました。天井高をオプションで上げている人は値を適宜変えて計算して下さい。
土間以外の床部分について入力
床部分も部位U値計算シートの熱貫流率（U値）0.362W/（m2・K）を入力します。面積は土間部分を除いた床面積を入れます。
土間部分について入力
土間部分の面積はこの入力欄で入力します。県民共済住宅では土間部分の基礎コンクリートの下に断熱材が入っていますが、断熱材の種類と厚みがわからなかったので線熱貫流率計算法はとりあえず断熱材が入っていない前提の「既定値で入力」を選択しました。
入力する部位は「外気側」と「床裏側」を別途入力します。外気側は建物の外周部分に接する所で、床裏側は外周部分ではない所に接する所です。基礎周長は外壁側なら外壁側に接する土間部分の長さの合計、床裏側なら床裏側に接する土間部分の長さの合計を入力します。私の場合は1畳（縦1,820mm、横910mm）の玄関土間が南東の角にあるので南側と東側が「外壁側」に相当し、北側と西側が「床裏側」に相当します。なので基礎周長にはそれぞれ1,820mm+910mm=2.73mの値を入れています。
窓について入力
窓は樹脂窓でAPW330のガス入りの日射遮蔽型ブルーが県民共済住宅の標準です。スペーサーは標準がアルミスペーサーですが私は窓のスペーサーを樹脂スペーサーに変更するつもりなので樹脂スペーサーの窓を選んでいます。
窓は使う予定の窓を1つ1つ入力していきます。コピー機能を使えば結構楽に入力できます。注意点としては熱貫流率を「仕様」ではなく「代表試験体」にしないと窓の熱貫流率が不利な値になり計算されるUa値が悪化します。
窓の選択が割と簡単に済むのでこのWEBアプリを使って良かったです。Low-E複層のG14とかG15とかはどれを選んで良いかがわかりませんでしたが、どちらを選んでも熱貫流率が変わらないので気にしないことにしました。
【追記】ガラスの種類はLow-E複層のG13の日射遮蔽型ブルー・ブロンズが正解です。県民共済住宅のAPW330のガラス建築確認記号は「2LsG13」でした。これは日射遮蔽型アルゴンガス入り中空層が13mmのガラスになります。
私の間取りでは東側の窓の大きさや種類が確定していませんが、その部分はとりあえずで窓を入れています。テラスドア以外はFIX窓と縦滑り出し窓しか使っていないので窓の熱貫流率が1.31W/（m2・K）と一番良い数値になっています。
ドアについて入力
最後はドアを入力します。県民共済住宅の標準がヴェナートD30のD2仕様の片開きです。私は採光なしのデザインを採用する予定なので採光なしの物を選択しました。
ドアまで入力したら画面の上にある計算ボタンを押してUa値を計算します。入力中でも適宜保存ボタンを押すと保存してくれるのでとてもユーザーフレンドリーで使いやすいWEBアプリでした。
この条件で実際に計算してみた結果
私の間取りと家の仕様（高断熱仕様で窓は樹脂スペーサー）に合わせた上記の数値で計算してみるとUa値は0.41W/（m2・K）でした。結構良い数値だったので良かったです。6地域のHEAT20 G2レベルが0.46W/（m2・K）なので問題なくクリアできています。私の家は南側の窓の数が多いのでそこを減らせばもう少し数値が良くなると思いますが、窓が少なすぎても逆に冬の日射取得量が減って暖房費が増えるのでこの位が良い塩梅なのかなとも思います。
このUa値を見る限り県民共済住宅でも高断熱住宅が建てられるという事が判明しました。私が本来理想としていたのはUa値0.2台と言うかパッシブハウスなのですが、予算的に県民共済住宅で建てようと思った時点で目標とするUa値は最低G1（0.56以下）以上でG2（0.46以下）なら御の字位で考えていたので実際のUa値の数値を見ると県民共済住宅を選んだのは間違っていなかったと言えます。
私は建築士でも何でもない普通の施主なのでこのUa値の計算に使用した値が完全に正しいのかはわかりません。もしここは違うよという箇所があったら教えて頂ければと思います。
高断熱仕様で窓のスペーサーがアルミスペーサーだった場合
せっかくなので窓が樹脂スペーサーではなくアルミスペーサーだった場合のUa値も計算してみます。
窓以外のパラメーターは変更せずに全ての窓をアルミスペーサーに変更して計算してみます。
高断熱仕様と窓がアルミスペーサーの計算結果
高断熱仕様の断熱材に窓は標準仕様のアルミスペーサーだった場合のUa値も樹脂スペーサーに変えた時と同じ0.41W/（m2・K）になりました。窓のスペーサーが家全体のUa値に与える影響は極めて小さいという事が見て取れます。
ただ、窓のスペーサーが樹脂スペーサーだとアルミスペーサーよりも窓の表面温度が下がりにくくなり結露がしにくいという利点やコールドドラフトが若干弱まるという利点はあるので変更する意味はあります。
Ua値は「平均」熱貫流率ですが、窓は断熱の穴となる「最低」の箇所なのでそこを強化する意味は大きいと私は考えているので窓全体の差額が5万円位なら樹脂スペーサーに変更するつもりでいます。
【追記】県民共済住宅ではAPW330の樹脂スペーサーへの変更はNGが出たので変更できませんでした。
標準仕様のマグ・イゾベールの断熱材とアルミスペーサーの窓の場合
この際県民共済住宅の標準仕様の断熱材と標準仕様の窓（アルミスペーサー）を使ったらどうなるかもついでに計算してみました。
標準仕様の断熱材の仕様（マグ・イゾベールの場合）
使用する断熱材は標準仕様のマグ・イゾベールの物です。マグ・イゾベールの断熱材の部位U値計算シートも設計士さんから頂いていたのでその値を反映させて計算してみます。
天井、壁、床部分の数値を高断熱仕様のU値から標準仕様のU値に変更して計算してみます。窓は標準仕様のアルミスペーサーの値を入力して計算しています。
標準仕様のUa値の計算結果
標準仕様でもUa値が0.47W/（m2・K）とHEAT20 G2の0.46W/（m2・K）には僅かに及びませんでしたが0.4台まで行けました。私の間取りは窓が少ない方なのと引違い窓や片上げ下げ窓を全く使っていないので普通の人はもう少し数値が悪くなると思います。Ua値は家の大きさや窓の種類や数で変わる値なので参考程度に捉えて頂ければと思います。Ua値のaはAverage（平均）なので特に大きい家で窓の割合が少なくなればなる程Ua値は良くなる傾向にあります。（大きい家の場合Ua値が小さくなっても建物から逃げる熱の総量は小さい家よりも増加します）
この数値を見る限り県民共済住宅は坪単価が31.8万円（現在はウッドショックの影響で加算あり）とローコストでありながらも外皮性能は決して悪くはありません。やはり樹脂窓が標準で選べるというのが大きいと思います。
最後に
高断熱仕様にすると私の家の間取りではUa値が0.41W/（m2・K）になり、標準仕様と0.06W/（m2・K）しか変わらなかったのでそういう意味で設計士さんが初回打ち合わせの際に「標準仕様からコストをかけて高断熱仕様にする意味があるのかどうかは何とも言えない」と言っていたのも今更ながら理解できました。
逆に高断熱仕様はコスパが悪く割高感がありますが、Ua値が小さくなれば小さくなるほどUa値を0.01小さくするためのコストがどんどん高くなり難しくなっていく傾向にあるのでまあこんなもんなんじゃないかなと思います。費用だけ考えるなら断熱材の差額分を光熱費で元を取るのは相当大変そうです。それでも私が高断熱仕様推しなのは冬の快適度が高くなるからです。
HEAT20の基準を見ると、Ua値0.46以下のG2だと冬期の最低体感温度が13度以上になり、G1（Ua値0.56以下）だと最低体感温度が10度以上、次世代省エネ基準（断熱等級4、Ua値0.87）だと最低体感温度が8度以上となります。
そういう意味では断熱を強化してUa値が0.06位上がると最低体感温度が1度か2度位は上がって14度か15度位になると思われるので高断熱仕様にする意味はあると思います。
体感温度とUa値の関連性を理解するとなぜ多くの人が一条工務店や極一部のスーパー工務店に殺到して高気密高断熱住宅を求めているかが理解出来ると思います。国の最高基準の断熱等級4だと最低体感温度が8度しかないので普通の感覚の持ち主なら寒いと感じるはずです。最低体感温度が8度まで下がるような性能の家を数千万円出して建てたいかと言われたら普通は絶対に嫌ですよね。正直G2の13度でさえ低いと思います。
ただ、県民共済住宅の場合は標準仕様でもG1の範囲内には収まるので標準仕様でも寒すぎる事はありません。断熱に回せる予算がないなら標準仕様の断熱材にする選択もそこまで性能が変わるわけではないので全然ありです。
いずれにせよ今回Ua値を計算してみて具体的なUa値が算出出来たのは良かったです。簡易計算サイトでは窓の大きさや建物の大きさは大体で計算していたので今回改めてきちんとした方法でUa値を計算してそれが良い値だったので家づくりのモチベーションが上がりました。
私は設計士さんに有料でUa値を出して貰うようにお願いしていますが、自分でUa値を出せるようになったのでこれならわざわざお金を払わなくても良いのではと思ってしまいました。
【追記】後日別記事の「県民共済住宅で実際に契約した間取りのUa値を計算」で実際に契約した間取りでUa値を再計算しているのでそちらの記事もご覧ください。