38-1
応急仮設住宅の温熱環境改善に関する研究
岡本 直樹 1. はじめに 東日本大震災の際に建設された応急仮設住宅の居住期間 は、復興の遅れを受けて 5 年間、あるいはそれ以上への延長 が想定されており、もはや単純に仮の住まいとは言えない状 況にある。そこで、応急仮設住宅建設における特有の条件を おさえながら、現在の劣悪な居住環境をいかに向上させるの かを検討する必要がある。本研究では、居住者へのアンケー トと住宅性能の実測によって、居住環境が劣悪とされる原因 を明らかにした後に、コストに着目した上で各部材の仕様変 更などによる温熱環境の改善効果を明らかにする。 2. 居住環境に関するアンケート調査 2.1 アンケート調査概要 調査対象は、岩手県陸前高田市内に設置されている応急仮 設住宅地3 団地であり、いずれも社団法人プレハブ建築協会 （以下プレ協と表記）規格建築部会会員企業による建設であ る。アンケートの配布は、2013 年 8 月 21 日から 23 日に訪問 による手渡しとポスティングによって行い、200 件の配布に 対し 79 件の回答を得た（回収率 39.5%）。なお、79 件の住戸 タイプの内訳は図 1 に示すとおりとなっており、岩手全域に 建設された住戸タイプの割合とは異なっている。調査項目は、 応急仮設住宅居住者の震災前後での生活スタイルの変化や 居住環境への意識などを明らかにするためのものである。こ れらは、応急仮設住宅の居住環境改善のための対策を提案す る際の、一般住宅の場合とは異なる特有の環境や条件を洗い 出すことを目的としている。 2.2 アンケート調査結果 （1） 居住環境に関する不満 居住者が不満だと感じている項目を5つまで選択する形で 回答を得た結果を図 2 に示す。「部屋の広さ」、「部屋の暑さ」、 「部屋の湿気」、「結露やカビの発生」、「通風の悪さ」、「部屋 の寒さ」の順に不満度が高いという結果となった。「その他」 では、玄関の軒や物干しスペースが不十分、電気がつかない などの設備上の不備、戸外に水道がない、家族内でのプライ バシー、ペットや子供による音の問題などが挙げられた。 （2） 震災前に住んでいた住宅 居住者が震災前に住んでいた住宅の形式・構造および間取 りについての結果を図 3 に示す。震災前は、通風性能に優れ ていると考えられる木造戸建て住宅に住んでいたという者 が約 9 割を占めた。また居室を多く持つ比較的広い住宅に住 んでいた者が多い。震災前と現在の応急仮設住宅での生活環 境のギャップが、上位に挙げられた不満を引き起こす大きな 要因となっていると考えられる。 （3） 使用している冷暖房器具 居住者が応急仮設住宅で使用している冷暖房器具につい ての結果を図4に示す。ルームエアコン普及率が41.8%（H21） 2)、電気こたつ普及率が 83.5%（H16）2)である岩手県では、 1DK, 2190戸 (16%) 2DK, 9628戸 (69%) 3K, 2046戸 (15%) 1人, 20世帯 2人, 29世帯 3人, 6世帯 4人, 11世帯 5人, 6世帯 6人, 4世帯 7人, 2世帯 8人, 1世帯 1DK(26%) 2DK 2DK(45%) 3K(29%) 2～3LDK 17.9% 4～5LDK 44.6% 6～8LDK 33.9% 9LDK～ 3.6% 2～3LDK 17.9% 4～5LDK 44.6% 6～8LDK 33.9% 9LDK～ 3.6% 2～3LDK 17.9% 4～5LDK 44.6% 6～8LDK 33.9% 9LDK～ 3.6% 2～3LDK 17.9% 4～5LDK 44.6% 6～8LDK 33.9% 9LDK～ 3.6% 2～3LDK 17.9% 4～5LDK 44.6% 6～8LDK 33.9% 9LDK～ 3.6% 2～3LDK 17.9% 4～5LDK 44.6% 6～8LDK 33.9% 9LDK～ 3.6% 2～3LDK 17.9% 4～5LDK 44.6% 6～8LDK 33.9% 9LDK～ 3.6% 木造戸建て 88.5% その他 11.5% 18.4 43.4 75.0 78.9 82.9 90.8 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 石油ストーブ 石油ファンヒーター こたつ エアコン 扇風機 エアコン [%] ■ 夏期 ■ 冬期 11.8 2.6 7.9 21.1 23.7 27.6 31.6 31.6 40.8 42.1 46.1 60.5 76.3 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 その他 気密性 部屋の臭い 虫の侵入 間取り 騒音 部屋の寒さ 通風の悪さ 結露の発生 カビの発生 部屋の湿気 部屋の暑さ 部屋の広さ… [%] 11.8 2.6 7.9 21.1 23.7 27.6 31.6 31.6 40.8 42.1 46.1 60.5 76.3 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 その他 気密性 部屋の臭い 虫の侵入 間取り 騒音 部屋の寒さ 通風の悪さ 結露の発生 カビの発生 部屋の湿気 部屋の暑さ 部屋の広さ… [%] 18.4 43.4 75.0 78.9 82.9 90.8 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 石油ストーブ 石油ファンヒーター こたつ エアコン 扇風機 エアコン [%] ■ 夏期 ■ 冬期 図 1 住戸タイプの内訳 （a） アンケート結果 （b） 岩手全域1) 図 2 生活上不満のある項目の指摘率 図 3 震災前に住んでいた住宅の形式・構造および間取り 図 4 使用している冷暖房器具38-2 従来一年を通してエアコンはあまり使用せず、夏期は住戸の 窓を開放し通風によって涼を取っており、冬期はこたつとフ ァンヒーター・ストーブ・電気カーペット・床暖房などで暖 を取っていた。しかし、応急仮設住宅は居室に開口部が1 つ しかなく、夏期は十分な通風を確保できないために、蒸し暑 さを感じる者が多い。これに対して、冬期は多くの居住者が こたつを利用しており、必要に応じてファンヒーターやスト ーブ、電気カーペットを併用するなど、概ね従来のような暖 房方法を取っていることがわかる。また、冬期の寒さが厳し い地域であるものの、気積の小さな居室に数名が在室するた め、以前より暖まりやすいと感じているとの回答もあった。 3. 温熱環境および気密性能実測調査 3.1 温熱環境実測調査概要 陸前高田市内の応急仮設住宅 2 戸（夏期：A 邸・B 邸、冬 期：A 邸・C 邸）を対象に温熱環境実測調査を行った。なお、 いずれの結果も同じような傾向が見られたため、本報ではA 邸の結果のみを報告する。平面図および空気温湿度測定位置 を図 5 に、配置図を図 6 に示す。住戸タイプは 2DK（2 人居 住）で、建物仕様は断熱材が外壁・天井・床にグラスウール （以下 GW と表記）10K50mm 相当、居間には 750mm の庇が 増設され、窓はアルミサッシ（外側）と樹脂サッシ（内側） の二重サッシであり、その他は概ねプレ協の標準仕様に則し ている。測定期間は2013 年8月20 日12 時～23日12時と2013 年 12 月 15 日 0 時～17 日 24 時のそれぞれ 3 日間である。 3.2 温熱環境実測調査結果 （1） 室温、相対湿度 居間、寝室、台所の室温および居間の相対湿度の推移を図 7 に示す。夏期はほとんど冷房や扇風機を用いておらず、窓と 間仕切りのアコーディオンカーテンは全て開放しており、各 室温に大きな差は見られない。最高室温は 30℃程度である。 窓を開放しているので室内外の絶対湿度は同程度となり、室 内相対湿度は 70～80%と高く推移している。冬期は石油ファ ンヒーターによる暖房を行っており、図中の色塗りはその時 間帯を示している。暖房時間帯は居間が十分に暖められてい るものの、明け方には8℃程度にまで室温が低下している。 （2） 室内側壁面温度 居間と寝室の室内側壁面温度のそれぞれ 3 点の平均値の推 移を図 8 に示す。夏期は日中に温度上昇するものの最高で 32℃程度であり、夜間には室温以下まで冷却されるケースも 見られる。冬期は日中に日射の当たりやすい寝室の壁面温度 が大きく上昇している。居間の壁面温度は、概ね終日床面温 度より低く推移している。 （3） 天井面温度 居間と寝室の天井面温度のそれぞれ 3 点の平均値の推移を 図 9 に示す。夏期は壁面温度より高く推移するものの差は 1 ～2℃程度であり、夜間の冷却も見られる。冬期は他の表面温 度より高く推移するものの、非暖房時の温度低下が著しい。 （4） 床面温度 居間（カーペット）と寝室（畳）の床面温度のそれぞれ 3 点の平均値の推移を図 10 に示す。夏期は居間と寝室で床面温 度に大きな差は見られず、いずれも室温より概ね終日低く推 移している。冬期はいずれも温度変化は緩やかであり、非暖 房時の温度低下も小さく、室温以上となるケースもある。 （5） 冬期垂直温度分布 冬期の垂直温度分布の推移を図 11 に示す。FL+0.4m 以上 では概ね均一であるものの、FL+5cm の温度低下が著しく、 FL+5cm と FL+1.2m の温度差の最大値が居間で 9℃程度、寝室 で 6℃程度となった。 3.3 気密性能実測調査 A 邸と B 邸について、気密測定器を用いた減圧法で気密測 定を実施した。測定状況を写真 1 に、それぞれ 3 回の気密性 能測定の結果を表 1 に示す。中間住戸である B 邸の方が、妻 住戸である A 邸よりも高気密であるという結果となった。 3.4 実測調査まとめ アンケートでは指摘率の高かった「部屋の暑さ」の問題で あるが、夏期の室温は 30℃程度に抑えられていた。各室内側 表面温度も比較的低く推移しており、十分な小屋裏の強制換 気や夜間の放熱、日射遮蔽が行われていると考えられ、放射 環境も含めてそれほど劣悪な環境ではないことが明らかに なった。しかし、窓を開放しているため、相対湿度が概ね終 日 70～80%と高く推移しており、また効果的な通風も得られ ないため不快感を生じていると考えられる。冬期は非暖房時 の室温低下が目立つ結果となった。温風の届かない部屋は室 温が 10℃を下回ることも多く、夏期よりも使えるスペースが 極端に少ない。室内側壁面温度が終日最も低く推移しており、 外壁の断熱不足が懸念される。室の上下温度差も快適とされ る値（3℃程度）を大きく超えており、不快感の原因である と考えられる。気密性能は C 値 5.45～7.07 ㎠/㎡と住戸位置 によってばらつくものの、次世代省エネルギー基準のⅢ地域 以南の値である相当隙間面積（C 値）5 ㎠/㎡に近い値であり、 中程度の性能は確保している。 台所 居室（居間） 居室（寝室） 押入 食器棚洗濯パン 冷蔵庫 UB トイレ 2700 2700 5400 27 50 27 50 55 00 ● ● ● 図 5 平面図および空気温湿度 測定位置 図 6 配置図 A 邸 C 邸 B 邸
38-3 4. 温熱環境改善手法の検討 4.1 シミュレーション概要 プレ協の標準仕様書を参考に作成したモデルについて計 算を行う。平面図を図 12、立面図を図 13、壁体仕様を表 2 に示す。家族構成は住戸タイプに準じて 3 人家族とし、生活 スケジュール自動生成プログラム SCHEDULE Ver.2.03)によ り、在室パターン、内部発熱・発湿量を作成する。在室パタ ーンを参考に表 3 に示す空調スケジュールを決定し、動的熱 負荷計算プログラム THERB4)を用いて室温・表面温度・空調 負荷を算出する。空調期間は冷房が 6 月～9 月、暖房が 12 月～3 月の 4 ヶ月間とし、札幌・仙台・東京・福岡を対象と する。空調設定温度は冷房時 26℃、暖房時 22℃とし、換気 回数は居室が 0.5 回/h、小屋裏が 5 回/h としている。各都市 の気象条件は拡張アメダス気象データ5)（標準年）を用いる。 4.2 検討ケース アンケートで指摘率の高かった不満に対応する形で、通 風・庇（暑さ）・窓枠（結露）の条件と、外壁・天井・床の GW の厚みを段階的に変化させることによる温熱環境の改 善効果を明らかにする。検討ケースを表 4 に示す。 4.3 シミュレーション結果（福岡） （1） 通風 夏期の代表日 3 日間における居間の自然室温の比較を図 14 に、夏期 4 ヶ月間における自然室温が 28℃を下回る時間 の比較を図 15 に示す。換気回数を増やすことで室温は低下 し、気流による体感温度の低下も期待できる。気積に対する 発熱量が大きいため、室内の熱を逃がすことが重要である。 0 20 40 60 80 18 26 34 42 12時 0時 12時 0時 12時 0時 12時 相対湿度 [% ] 温度 [℃ ] 外気温 居間 寝室 台所 居間相対湿度 0 20 40 60 80 -4 4 12 20 28 0時 12時 0時 12時 0時 12時 0時 相対湿度 [% ] 温度 [℃ ] 外気温 居間 寝室 台所 居間相対湿度 18 22 26 30 34 38 12時 0時 12時 0時 12時 0時 12時 温度 [℃ ] 外気温 居間 寝室 -4 4 12 20 28 0時 12時 0時 12時 0時 12時 0時 温度 [℃ ] 外気温 居間 寝室 18 22 26 30 34 38 12時 0時 12時 0時 12時 0時 12時 温度 [℃ ] 外気温 居間 寝室 -4 4 12 20 28 0時 12時 0時 12時 0時 12時 0時 温度 [℃ ] 外気温 居間 寝室 18 22 26 30 34 38 12時 0時 12時 0時 12時 0時 12時 温度 [℃ ] 外気温 居間 寝室 -4 4 12 20 28 0時 12時 0時 12時 0時 12時 0時 温度 [℃ ] 外気温 居間 寝室 6 10 14 18 22 26 0時 12時 0時 12時 0時 12時 0時 温度 [℃ ] FL+5cm FL+0.4m FL+0.8m FL+1.2m FL+1.6m FL+2.0m 4 8 12 16 0時 12時 0時 12時 0時 12時 0時 温度 [℃ ] FL+5cm FL+0.4m FL+0.8m FL+1.2m FL+1.6m FL+2.0m 5400 5400 5 5 0 0 10 00 50 0 30 0 5400 5400 部位 構成[mm]（内→外） 外壁 PB[9.5] GW(10K)[50] 合板[2.3] 通気層[50] カラー鋼板[0.27] 内壁 PB[9.5] 中空層[30] PB[9.5] 天井 合板[2.5] GW(10K)[50] 合板[2.5] 屋根 折板鋼板[1] 窓 透明ガラス[3] 床 床板[4] 床板[12] GW(10K)[50] 合板[4] 夏季 冬季 夏季 冬季 ※色塗りが空調時間帯 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 単位[㎠/㎡] A邸（妻住戸）B邸（中間住戸） 1回目 7.07 5.45 2回目 7.04 5.72 3回目 6.90 5.72 図 7 室温および居間相対湿度 図 8 室内側壁面温度 図 9 天井面温度 図 10 床面温度 図 11 冬期垂直温度分布 （a） 夏期 （b） 冬期 （a） 夏期 （a） 夏期 （b） 冬期 （b） 冬期 （a） 夏期 （b） 冬期 （a） 居間 （b） 寝室 写真 1 気密測定器を用いた減圧法 による気密性能測定 表 1 気密測定結果（相当隙間面積） 図 12 平面図 図 13 立面図（上:南面、下:北面） 表 2 標準壁体構成 表 3 空調スケジュール
38-4 （2） 庇 夏期の代表日 3 日間における居間の自然室温の比較を図 16 に、空調負荷の比較を図 17 に示す。十分な庇を設けるこ とで、最大 4℃程度の自然室温の低下が見られる。日射が取 り入れられないことによる暖房負荷の増大を受けて、Case 庇あり’では冬期には取り外せる庇を想定している。 （3） 窓枠 冬期の代表日3日間における室内側窓枠表面温度の比較を 図 18 に、冬期 4 ヶ月間における窓枠での結露発生時間の比 較を図 19 に示す。表面温度は樹脂サッシの方が終日 3～4℃ 高く推移し、結露発生時間も大幅に短縮できることが分かる。 （4） 各 GW 厚 空調負荷の比較を図 20～22 に示す。外壁の GW を厚くす ることで暖房負荷は低減されるものの、冷房負荷は増大して いる。天井の GW を厚くした場合は、冷房・暖房負荷ともに 低減した。小屋裏温度が上昇した場合に天井への断熱強化が 有利に働いたためであると考えられる。床の GW を厚くした 場合も冷房負荷の増大が見られた。床の断熱強化は、冬期の 床面温度の上昇にも寄与するため重要である。 4.4 対策コストに対する空調負荷削減効果 庇の条件と各 GW の厚みを変更した場合について、対策コ ストに対する空調負荷削減効果を算出し、札幌・仙台・東京・ 福岡の4都市における費用対効果の高い対策を明らかにする。 各都市における対策ごとの費用対効果の結果を図 23～26 に 示す。札幌・仙台といった寒冷地では外壁あるいは天井の断 熱強化が、東京・福岡では天井の断熱強化が最も対策コスト に対する空調負荷削減効果が高いことが分かった。どの都市 においても床の断熱強化は費用対効果が低く、大量建設など でコストの制約が大きい場合は、カーペットなどの救援物資 によって床面温度低下を抑制することが望まれる。庇につい ては、暖房負荷の増大のために札幌・仙台においては逆効果 である。しかし冬期は外せる仕様にしておくと、どの都市に おいても高い費用対効果を示す結果となった。 5. おわりに 本報では、アンケートと実測調査により応急仮設住宅の劣 悪な居住環境の原因を明らかにした後に、シミュレーション モデルを用いて仕様改善の提案を行った。建設や入居システ ム、居住中の運営システム、解体や建材の再利用などと併せ た提案を行うことを今後の課題とする。 【参考文献】 1) 岩手県：「応急仮設住宅の建設に係る進捗状況について，建設着工状況一覧」， 2012 年 2) 総務省統計局ホームページ「全国消費実態調査」（http://www.stat.go.jp/index.htm）， 2013 年 12 月参照 3) 空気調和・衛生工学会：シンポジウム 住宅における生活スケジュールとエネ ルギー消費 テキストと付属プログラム SCHEDULE Ver.2.0，2000 年 4) Ozaki A., Watanabe T. and Takase S.: Simulation Software of the Hydrothermal
Environment of Buildings Based on Detailed Thermodynamic Models, eSim 2004 of the Canadian Conference on Building Energy Simulation, pp.45-54, 2004
5) 赤坂裕，他 7 名：拡張アメダス気象データ，日本建築学会，2002 年 -10 -5 0 5 10 15 0 1 2 3 4 空 調 負荷 削減 効果 [% ] 対策コスト[万円] 外壁 天井 床 庇 庇' -10 -5 0 5 10 15 0 1 2 3 4 空 調 負荷 削減 効果 [% ] 対策コスト[万円] 外壁 天井 床 庇 庇' 0 5 10 15 0 1 2 3 4 空 調 負荷 削減 効果 [% ] 対策コスト[万円] 外壁 天井 床 庇 庇' 0 5 10 15 0 1 2 3 4 空 調 負荷 削減 効果 [% ] 対策コスト[万円] 外壁 天井 床 庇 庇' 20 25 30 35 40 45 50 0時 12時 0時 12時 0時 12時 0時 温度 [℃ ]
外気温 CaseV0.5 CaseV5 CaseV10 CaseV20
24 28 32 36 40 44 0時 12時 24時 12時 24時 12時 24時 温度 [℃ ] 外気温 Case標準 Case庇あり 163 1112 1493 1738 0h 400h 800h 1200h 1600h 2000h CaseV0.5 CaseV5 CaseV10 CaseV20 983.6 777.0 777.0 405.1 541.0 405.1 1388.7 1318.0 1182.1 0kWh 500kWh 1000kWh 1500kWh 2000kWh Case標準 Case庇あり Case庇あり’ 夏期 冬期 983.6 1016.5 1033.4 405.1 328.0 296.9 1388.7 1344.5 1330.3 0kWh 500kWh 1000kWh 1500kWh 2000kWh Case標準 Case外壁100 Case外壁150 夏期 冬期 983.6 956.7 946.3 405.1 327.6 294.7 1388.7 1284.3 1241.0 0kWh 500kWh 1000kWh 1500kWh 2000kWh Case標準 Case天井100 Case天井150 夏期 冬期 983.6 956.7 946.3 405.1 327.6 294.7 1388.7 1284.3 1241.0 0kWh 500kWh 1000kWh 1500kWh 2000kWh Case標準 Case天井100 Case天井150 夏期 冬期 0 5 10 15 20 0時 12時 24時 12時 24時 12時 24時 温度 [℃ ] 外気温 Caseアルミ Case樹脂 394 64 0h 100h 200h 300h 400h Caseアルミ Case樹脂 表 4 検討ケース 図 14 夏期居間自然室温 図 16 夏期居間自然室温 図 18 冬期室内側窓枠表面温度 図 15 夏期に 28℃未満となる総時間 図 17 空調負荷（庇） 図 19 窓枠での結露発生時間 図 21 空調負荷（天井 GW） 図 20 空調負荷（外壁 GW） 図 22 空調負荷（床 GW） 図 23 費用対効果（福岡） 図 24 費用対効果（東京） 図 25 費用対効果（仙台） 図 26 費用対効果（札幌）
