ベランダハウス防寒対策実験レポート

今朝はこの冬一番の冷え込みとなり露地植えのアイスクリームバナナの葉が

無残に霜げてしまいました。

で、さっそくですが今回、温室内温度差と気温低下に伴う最低温度についての

実験レポートです。かなりの長文です。

前回のベランダハウス疑問点↓

http://blogs.yahoo.co.jp/surfxwild/33745882.html

をもとに温度差の改善のための実験をしてみましたが

結果から先に言うとなんだか肩透かしな感じでした。
 
まず南側ベランダハウスと比べて西側ベランダハウスの最低温度が

１度低くなる現象は改善できませんでした。
これは場所的などうにもならないことが原因のようでどうにもなりそうにありません。

それと温室内地上の温度が上部と比べて２度も低くくなる現象は

温度計の個体差が主な原因でした。
別の一体型温度計で計測すると温度差は１度程度で
前回の計測値は壁の温度計より１．５度も低く表示していることがわかりました。
それでも防寒対策後は１度あった温度差がほとんど無くなったのは

成果がありました。

でも南側との温度差が１度低くなることが気になるところです。
最も冷え込む時期にどうなるかはまだわからないですが

短時間-３度になることは避けられそうにないので
少しだけ加温できるようなものを準備するか考えています。

 

まあ実験結果はイマイチでしたがなにもしないよりましだし
興味あることは試してみたくなる性分です。
温度が結果として目に見えてもそこには様々な現象が複雑にからみあい
答えは簡単には出せませんでした。でもきっとなにか次につながると思います。
 
せっかくなので色々調べたことをまとめておきましょう。
 
まずは配置関係を考えてみると
南のベランダハウスは午前中から良く日があたり
北風は家の風下となるため外気の侵入が少なく北東の風の侵入は
１枚もののビニールシートを使うことで外気の進入を防ぐ対策がしてあります。
西ベランダは家の影となるため午前中は日陰で
昼ごろにようやく日が良く入るようになる。
北風で外気の侵入が増えるのが特徴。 

考えられる様々な現象など
 
放射冷却　
地熱（遠赤外線）が宇宙空間に向けて放射する時に起こる冷却現象。
放射冷却が強まる条件　夜間・空気が乾燥・気温4度以下・晴れている。
水面は湿度が高いため発生量が少ない。
なので海岸線は海水面湿度により放射冷却が少ない。
つまり水蒸気は比熱容量が大きい。
 
ちなみに水蒸気は二酸化炭素の１万倍以上の温室効果
二酸化炭素よりも水蒸気の方が約2.5倍も温まりにくく冷めにくい
→参考文献：温室効果ガス
http://www.geocities.jp/overskier/hitori/warm.html
（海外スキー情報サイト）
※地球温暖化にかかわる内容ですが本文で書いていることが面白いので
一読をお勧めします。

ハウスに入るとなんとなく暖かく感じるのは湿度が高く温室効果そのものであり
湿度が高い分、皮膚からの熱伝導が低いのも原因のひとつ。
 
さらにちなみにですが熱のあるものは常に放射冷却している。
白より黒いもののほうが赤外線を通過させにくいため
はうす室内側に遮光シートを被覆すると熱が逃げにくくなる。
これは日中の太陽からの赤外線を防ぐための外側遮光と正反対の原理。
植物も地面に対して被覆の役割をする。
またアルミ箔など赤外線電磁波を反射する素材は発熱は少ないものの屋根壁に
被覆することで外部への放射を防ぐことが出来る。
 
西のベランダ温室のほうが屋根面積が大きい分、放射冷却の影響が大きい。
屋根面は１枚のビニールのみに対して南ベランダハウスは屋根下に
プチプチビニールが設置してある。
屋根面の冷却は対流で地上温度が下がる。
地表面も湿度は高いものの屋根同様に小さな放射冷却で温度低下する。
 
 
気化熱　
液体が気化する時に必要な熱。
水面は気化熱で温度低下する。
同じ気温・水温で水中から手を出すと冷たく感じるのは気化熱。
西のハウス内の深夜は湿度がかなり高いのは土からの蒸発が大きいと

考えられる。
同じ気温でもハウスに入ると暖かく感じるのは水蒸気が飽和状態に近いと
皮膚からの気化が抑えられるため少し暖かく感じる。
地熱により水分が蒸発しているので地表付近の温度を下げている。
地表面は気化熱で温度低下するがハウス内の湿度が高い（飽和水蒸気の）ために
発生する気化冷却熱量的には少ない。

熱伝導率
個体と空気は熱伝導率が違う
同じ気温・水温で手を水に入れると冷たいのは熱伝導率が違うから。
ちなみに体温以上だと水の方が熱く感じる。
例えば４５度の水と空気で考えるとわかりやすい。
ハウスは外気に触れている被覆部分からの熱伝導率が高く
固体である壁、地面からの熱伝導率が低い。
西のハウスは壁面・地面に対しての外面の比率が
大きいので温度低下が大きいはず。
あとは場所の違いで家からもらう温度の影響差はありえる。
 
蓄熱
日中、地面やコンクリート面が太陽光により熱が蓄えられ
夜間ハウス内温度が下がると熱が発散される。
発散される熱は直接的な熱伝導と遠赤外線であり放射冷却である。
遠赤外線が温室内で植物や室内表面などの被覆に吸収されている分
の熱は温室内部の温度上昇につながる。
ただし西ベランダのほうが日照時間が短く植物が多いので蓄熱量が少ない。

温度計の個体差
うっかり見落としてしまいそうですが
温度計はそれぞれ個体差があり精度表示がある。
この手の安物の温度計は精度が±1度（温度幅で２度）あるため

目安とするべきである。
測定前にひとつに集めて差があるか確認が必要。

 
防寒対策方法
熱伝導と地面の放射冷却を考慮して
屋根面室内側をビニールで被覆する。
空気層となり結露も少なくなる分、土からの水分蒸散を抑えることが出来て
気化熱の発生を抑えることが出来る。
地上部も落ち葉マルチングにより水分の蒸散と遠赤外線の熱放射を抑える。
 温度計は一台で室内外を同時に測定できるタイプに変更。
これにより個体差による計測差を小さくする。

で、結果は先に書いたとおりですが
地上部が冷えにくくなったのは確かです。
防寒って地味ではありますがちゃんと意味があると感じました。

ハウス・温室の室内温度計算

とうとう本格的な寒波がやってきてしまいました。

最低気温は１度まで下がって

見ての通り。

しかしあれですね氷点下じゃないのに

霜が降りるってどういうことなんでしょうね？

このあたり記事の後半に考察しようと思います。

今回記事が長くなります。

今年新設した西の無加温ハウスの状況。

地植えのブーゲンがちょっとだけ咲き始めました。

このハウス内は朝の冷え込みはあるものの日中はそこそこ暖かく

いまだに成長している植物がちらほら有ります。

地植えサンジャクバナナもいまだに成長を続けています。

屋根の手前だった葉の先端が窮屈そうに横に伸び始めました。

そして鉢植えビックデリも

さて、話しが飛びますがまずは昨冬の記事のおさらい

http://blogs.yahoo.co.jp/surfxwild/31057756.html

無加温ハウスの外気温影響計算方法です。

面積での計算の方が正確ですがこの計算じたいアバウトなので

簡単にすむ面の数で計算がお勧め。

ちなみに我が家は最も冷え込んで-６度まで下がる地域なのですが

ハウスの設置方法でどれだけ違いが出るか説明します。

まずは地上設置で足の付いたタイプ。

これは全ての面が外気に触れているので外気温と同じ

約-６度となります。

次に地上設置の直置きタイプです。

算出方法のコツはは地温を控えめで見込むことです。

これは実際のデータからわかったことですが

外気よりいくらか熱の伝わりが遅いです。

計算したら-４度になりました。

これは凍りそうな温度です。

次は一面を家の壁に密着した場合。

今度は暖める面がひとつ増えました。

家の壁も地温と同じで計算しています。

厳密に考えると違うんだと思いますが

計算が大変なのでだいたいで考えます。

-２度まで下がる計算で植物が凍るかどうかギリギリの温度です。

この温度になるように今回、新設した西の庭の無加温ベランダハウス

うまくいったかチェックしました。

先に南面のベランダハウス

外気温１．1度、室内４．１度

計算通りの３度差です。

そして東のベランダハウス

外気温１．３度、室内３．２度

計算上は３度差になるはずですが２度差

う～ん、どういうことでしょうね。

秋から様子を見てきたのですが冷え込む日は平均して１度低くなります。

原因を色々考えて見ました。

西なので日照時間が短い分、畜熱が少ない？

家の中の暖房が少ない？（メインの部屋ではないので）

風向きの影響？（北風だと外気が進入する）

どれも影響はありそうだけどちょっとあやしい。

たった１度ですがこれが凍るかどうかの話で

とても大事でしばらくこれだと思える考えが出てきませんでしたが

これをみてやっとこれだと答えがでました。

地中内用の温度計で左が地表付近の室内温度なんですが

１．３度とすごく下がっています。

これどういうことか？

最初は目を疑いましたが

温度計も正常のようだし

で答えは放射冷却。

南のベランダハウスは地面の殆どがコンクリートに対して

こちらは半分以上が土でこの表面の湿度が気化熱で温度低下するようです。

放射冷却は屋外で深夜に無風状態で発生する現象です。

http://blogs.yahoo.co.jp/surfxwild/30993719.html

最初に霜の話しがでていましたが

こういうことで１度でも発生します。

それがハウスの中で発生するとは

確かに昨冬ハウス内に置いてあった鉢植えの土に霜が降りてました。

このままではやばいです。

いろいろ対策を考えました。

屋根面にプチプチビニールを設置

落ち葉で地表を覆って落ち葉マルチ

サーキュレーターで空気を撹拌

電球を使うかヒーターで暖める

電気を使うのは手っ取り早いですが

出来たら無加温でいきたい。

でも

こんな状態なのでマルチングは大変。

う～ん、悩むところです。

2010.12.25追記：地上温度計の計測値が低すぎると疑問に思い調べたら

壁付けの温度計より１．５度低い数値を示していることが発覚しました。

実際の上下の温度差は０．５程度だったようです。

そして今回ついでに加温ハウスの外気温影響

についても考えてみました。

要は壁の温度が部屋の温度という考えなのですが

まずはビニール一枚の場合

日が当たらない夜間を対象としていますが

室内を仮に６度に保ちたい条件で外が-６度まで下がると

簡単な話し１２度の温度差となり

暖房はかなり強力なものが必要です。

次にビニールを一枚で養生すると

こんなふうに温度差が６度になってかなり暖房効率がよくなります。

そして３枚で養生すると

温度差が３度までさがりました。

これはかなり暖房効率がよいです。

自分はプチプチビニールとペラペラのビニールを使って

隙間無く養生をしていますが

これに近い方法です。

ガレージハウスの暖房に園芸用石油ファンヒーター『蘭』を使っていて

ハウスは半分が断熱材入りの壁で半分が透明のポリカーボン波板で

天吊りサーキュレーターを１台使用、広さは１０畳くらいありますが

かなりいい感じです。

去年は換気が必要と思いアバウトな養生をしたので

けっこう隙間風が入っていたのですが

空気が綺麗になるどころか逆にスイッチが入ったり切れたりで

かなり臭かったです。

今年は断熱性と密閉性を高めて程よい隙間風となって

中に長時間居てもかなり快適です。

ちょうど木造家屋に居る気分です。

ちなみにこのファンヒーター、目安８畳までなのですが

温度差が小さい分これで充分いけそうです。

あとは暖房代がどうなるか

今は設定温度１３度で

真冬はもう少し下げる予定です。

結果は春に報告します。

ハウスの最高温度の管理も参考にどうぞ

http://blogs.yahoo.co.jp/surfxwild/33672805.html

季節外れのレイメイキングとビニールハウスの温度管理について

もう１２月だというのに

今年はなんだか暖かい。

ホワイトジンジャーも未だに咲いています。

ですが、もうそろそろ限界でしょう。

凍ったらクタクタになっちゃうから

せっかくなので花芽を出した茎だけ花瓶に挿しました。

先日、挿していたハイビがなんだかんだポツラポツラと

咲き続けてくれていましたが

ちょうど終わったタイミングだったのでよかったです。

玄関に入ると、もの凄い良い香りが漂っています♪

ところでこのホワイトジンジャーの葉

綺麗な色をしているし香りも良いし

わりと丈夫で長持ちしそう。

というこで作りました

ホワイトジンジャーは花だけのレイがありますが

葉はティーより厚手で繊維質がいくらか弱いけど

作るのには苦労は感じませんでした。

慣れれば5～10分で作れますよ

花もちょこっと咲いていたので

なんとかなりました。

娘もママもとっても反応がよかったです

さてさて、今回のもうひとつの話題は

ビニールハウスの温度管理ということで

こんな実験をやってみました。

温度計の外部センサーを直射日光のビニール袋に

入れて外気との温度差がどのくらいになるかって実験です。

そしたらまだ昼前なのに１０度以上の差がでてます。

最高温度を測定したら中３２度-外１９度で

最高温度の差がなんと１３度です。

春のまだ温室の必要な時期となると

日差しが強くなり温度差はもっと大きくなるでしょう。

さらに中は風が無く日光が当たれば

樹体は５０度まで上昇してしまうかもしれません。

ビニールハウスは加温しなければ最低気温は中も同じ温度で

最高温度はプラス１５度となりえるわけで

１日の中で２５度の温度差になってしまうので

気を付けましょう。

まあ、プルメリアはもともと砂漠のような気候で

生育していたので温度差がどのくらい

影響があるのかはわかりませんけどね。

大先輩の園芸家の方々の多くは

２０度以内で管理と言ってます。

日本の外気温って普通は温度差１０度程度ですからね

２０度以上の温度差は人間でもつらいです。

植物は着替えが出来ないですからなおさらですね。

で、我が家のハウスはどうなってるのか

チェックしてみました。

日の当たるところ外側全面に遮光シートを

設置しています。

屋根下に熱がこもると換気扇が作動するようにしています。

外側に遮光シートだとかなり温度上昇を抑える効果があります。

ポリシートは紫外線劣化するので保護にもなって

一石二鳥

さて記録計の最高温度の差はどうなってるかな？

過去のデータが出ていますが

外部気温がちょっとあやしいけど３度の差です。

実際はもうちょっとあると思います。

それでも春の４月ごろはかなり厳しいです。

そして加温しているガレージ温室は

南側は壁なので屋根面の約半分から日が差し込みますが

日中は日差しの角度が低いので

今のところ激しい温度上昇はないのですが

この西面と同様で

春の日差しが強くなる時期は遮光シートを張ります。

西面はシャッターを開けたままにして

シートを張っていてここからの日差しが一番強いです。

採光面はプチプチ一枚にこの

塗装用の養生シートを使って二重にしています。

天井も屋根もこれらでばっちりふさぐことで

かなり断熱効果が高まりました。

ちなみに普通の壁と天井は断熱材が二重で入っています。

これも過去のデータですが

最高温度の差はおよそ５度です。

今のところ暖房の設定温度は１４度。

１１月の灯油代は１０００円でしたが

これから冬本番、どうなるのかなあ。