[サーマ・スラブ]地中蓄熱式輻射床暖房システム【特許第3049536号】

サーマ・スラブのメカニズムについて。

地中蓄熱式輻射床暖房システムである「サーマ・スラブ」のメカニズムをご紹介します。

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サーマ・スラブのメカニズム

■サーマ・スラブのメカニズム
　寒さ・暑さを感じるしくみの解明が、サーマ・スラブ^TMの「さわやかなぬくもり」を生みました。
サーマ・スラブ^TMは、建物の地下部分にヒーターパネルを埋設し、夜間電力を利用して地中に熱を伝えます。すると地中の熱が大きな蓄熱層を形成し、床面を通して24時間の放射（輻射）を続けます。　この放射熱により室内の壁、天井、テーブルなどの固体表面温度が維持されて人体にとって快適な環境を創り出します。ここで重要なことは、「人体を温めるのではなく、周囲を温める」ということです。
暖房概念の違いサーマ・スラブ^TMのしくみを聞いた多くの方からは、こんなご質問をいただきます。「身体をあたためない暖房なんて、あたたかいわけがない」「土をあたためても、熱はどんどん逃げてしまうから、無駄だ」しかし、「暑さ・寒さを感じるしくみ」と「地中での熱移動のしくみ」を解明した結果、これまで「非常識」だと思われていたことが「常識」になったのです。こちらのコーナーで正しい温度の概念をご理解ください。より自然な温熱環境を創り出す暖房設備としてのサーマ・スラブ^TMが、ずっと身近になってきます。
「寒いから身体を温めなくちゃ」の非常識　暑さ・寒さを感じるしくみ（熱感）のメカニズム実は人間は、ご飯を食べて発熱する発熱体です。そして、常に外部に熱を発散して、体温を一定に保っています。　食事→　代謝（＝発熱）→　放熱　を繰り返しています。　冬でも夏でも、人体は周囲に熱を放出しながら体温を37℃弱に保っています。つまり生理的には、人体は熱を体外に放出するようにできており、外から熱をもらうということは健康のメカニズムとしてはあまり良くありません。壁、天井などの周囲の固体温度が低すぎると、人体からの熱放射量が過大となって「寒く」感じます（＝冬）。　逆に、周囲の固体温度が高すぎると体内に熱がこもった状態となり、感覚として「暑く」感じます（＝夏）。つまり熱放出の「多い／少ない」が、「寒い／暑い」の熱感になります。そして適度に熱を放出している状態の時に「寒くも暑くもない」快適な感覚になります。では、人体が適度に熱を出して「快適」と感じる環境とはどのようなものでしょう？　春や秋のさわやかな季節を思い出してください。ちょうど良い環境として、周囲固体温度22℃、室温20℃、湿度40%～60%がひとつのめやすです。このとき人は「暑くもなく寒くもないさわやかなぬくもり」を感じています。太陽の放射熱に代わる地中からの放射熱（遠赤外線）で、冬の間も「寒さ知らず」の快適な生活を満喫してください。　これまでの暖房設備では、家の天井や壁や家具の全てを継続して適度に温めるには大変なコストがかかりました。そのため、局所的に高温になる暖房に頼らざるをえませんでした。　しかし、地中蓄熱の原理の発見により、家全体を低コストで適度に温めることが可能になりました。四季の気温変化と同じメカニズムを使って、冬の間も春や秋のさわやかさに保つことができるようになったのです。
地面が季節をつくっている！　四季の気温変化のメカニズム [気温の変動には様々な要因が複雑に影響し合っていますが、ここではその根幹となる地表温度との関連についてご説明します] 地球の表面温度は、基本的に、太陽熱の吸収と、宇宙空間への放射熱のつり合いで決まります。
日本では5月～8月の日照時間の長い期間は、宇宙への放射熱より太陽熱の吸収の方が大きいため、地表面温度は徐々に上昇していきます。そして二次的に地表面にふれている大気の温度が上昇し、気温の上昇となります。これが夏です。　逆に、11月～2月は日照時間が短く、宇宙への放射熱が太陽熱の吸収を上回り、地表面温度が徐々に下降していきます。そして二次的に大気の温度も下降し、寒くなります。これが冬です。サーマ・スラブは、冬の間、地面を春秋の温度に保つことによって、家中の大気をさわやかなあたたかさに保ちます。
「土は冷たくて温度が逃げる」の非常識　地球は熱球＝地中熱の存在　地球は約46億年前に数多くの微惑星がぶつかり合って合体し、熱を内部に貯め込んだまま表層部が固まった惑星です。このため中心部には絶対温度6000K程度＝約5730℃という非常に高温のコア（核）があり、地中熱というものが存在します。１年を通して温度変化するのは、地球の表層部のごくわずかな部分だけです。露天の場合は表層10mだけが温度変動します。直径約12,700kmの地球を直径1mのボールと仮定すると、その皮の表面の0.0008mm（一万分の8ミリ）にみたない部分だけが温度変化していることになります。その表面温度の変化が、二次的に気温に影響して夏や冬という季節を創ります。 ※建物の地下では、日射や夜間の放射冷却の影響を受けにくいため、地下２m程度でも年間を通してほとんど温度は変化しません。
地中での熱移動のしくみを上手に利用　地中蓄熱のメカニズムサーマ・スラブ^TMのヒーターパネルにより地中に与えられた熱は、地中側と地表側（床面側）の双方に広がります。　しかし、地中側に進む熱は、深度2m程度でもともと地球の持つ地熱温度（15～18℃）とほぼ等しくなり、それ以上はほとんど進まずに地表面近くに熱溜りとしてとどまります。　そして、ためられた熱は温度差の大きい地表側から室内に向かって放射され続けます。（＊熱は温度勾配の大きな方＝温度差の大きな方へと移動します）
このように、自然物理の働きによって地中に蓄熱層が形成されることに、今まで誰も気がつきませんでした。この発見が、弊社の特許です。（特許番号3049536号）誰でも簡単にコストゼロで建物の地下地中部分に巨大な蓄熱層が持てるのです。別の言い方をすれば「暖かい土地の上に家が立つ」ことになります。
こうして、サーマ・スラブ^TMは、冬の間の地面をあたたかく保つことが可能になり、家中の大気をさわやかなぬくもりで満たします。

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