COLUMN ／ 2026.11.12
床下エアコン×澄家の空気の流れを、流体シミュレーションで見てみた。
床下に暖房と換気の2つのシステムが入る家で、空気が実際にどう動くのかを、AIに作ってもらった流体シミュレーションで確かめました。
結果：床のスリットガラリの位置を計算で決め、2階の子供部屋を暖める方法も見えてきました。
LDKより約0.7℃低い
LDKとの差は0.2℃
MOVIE
まず、動画で
温度を色で、空気の流れを粒で表しています。赤いほど暖かく、青いほど冷たい空気です。
START
きっかけ
Facebookで、「Claude Fable 5.2を使うと流体シミュレーションができる」という記事を見て、さっそく真似してみました。
対象は、いま工事中の「中居林の平屋のような家」です。この家は、床下エアコンと澄家（マーベックスの、床下を使う第1種換気）を組み合わせています。床下に暖房と換気の2つのシステムが入るので、空気が実際にどう動くのかは、これまで感覚でしか分かりませんでした。
MODEL
何を計算したか
家を20cmのマス目に区切り、空気の流れと温度をブラウザの上で解くプログラムを、AIに作ってもらいました。建物の形はA'sの3Dデータから、断熱性能はPHPP（パッシブハウスの計算ソフト）の値をそのまま入れています。
| 項目 | 計算に使った値 |
|---|---|
| 外の気温 | −5℃ |
| 室温のねらい | 20℃（エアコンのリモコンは25℃設定の想定） |
| 床下エアコン | 風量600m³/h（仮の値。実機の風量は未確認） |
| 換気（澄家） | 給気・排気とも150m³/h、有効な熱交換66.2% |
| 断熱性能 | PHPPの値（窓は1枚ずつ、熱橋16か所込み） |
| 日射・人や家電の熱 | 入れない（夜を想定） |
| 運転時間 | 90分ぶん |
暖房に必要な熱は約2.2kWで、PHPPの暖房負荷の計算とほぼ同じになりました。計算のつじつまは合っているようです。
1F
1階：床のスリットガラリの位置を、計算で決めた
床下の暖気を1階へ出すのは、床に細長く入れるスリットガラリです。穴のあいた金物を床板の間に埋め込むもので、1mあたりの開口は約52cm²です。
もとの図面では、窓の下などに1列ずつ、合計約600cm²でした。これを計算にかけると、床下と室内の圧力差が約20Pa、穴を通る風の速さが約6m/sになりました。エアコンの風量に対して開口が小さく、エアコンが空気を押し込みにくい状態です。
そこで、配置と本数を変えながら計算をくり返し、次のように決めました。
| 場所 | 長さ | 本数 | 開口 |
|---|---|---|---|
| LDK 窓下 | 6.1m | 2本 | 635cm² |
| 主寝室 窓下 | 1.9m | 2本 | 198cm² |
| ホール 壁ぎわ | 2.9m | 2本 | 301cm² |
| ユーティリティー | 2.5m | 1本 | 130cm² |
| 脱衣 | 0.65m | 1本 | 34cm² |
| 合計 | 約1,300cm² |
圧力差は約4Pa、穴の風速は約2.7m/sまで下がりました。計算しながら決めた点は3つあります。
- 主寝室は長さを絞った。窓下の全長に2本入れると暑くなり、1本だと寒くなりました。1.9m×2本がちょうどよい結果でした。
- 北側の水まわりにも足した。ユーティリティーと脱衣に1本ずつ追加しました。脱衣は洗濯機の置き場を避けた位置です。
- 窓下は壁から少し離した。壁ぎわは基礎の内側断熱の真上になり、穴が床下に抜けません。壁の芯から200mm以上離しています。
この配置で、1階の足元の温度（床上約15cmの空気の温度）は19.0〜20.7℃に収まりました。低いのは玄関と土間の収納（19.0〜19.2℃）ですが、居室ではないので許容範囲と判断しました。
2F
2階：子供部屋がすこし低い
2階には床スリットがなく、暖気は階段と吹抜けから上がります。セカンドリビングは20.2℃で問題ありません。ところが、壁で仕切られた北東側の子供部屋2室は19.4℃で、LDK（20.1℃）より約0.7℃低くなりました。
大きな差ではありませんが、予想どおりの場所が低く出ました。
子供部屋を暖める方法を比べた
| 方法 | 結果 |
|---|---|
| 2階ホールから子供部屋へ送る循環ファン | ほとんど変わらず（+0.1℃） |
| 1階の天井から2階の床へ送るファン | ほとんど変わらず（+0.1℃） |
| ダクトスペースの真上に床の開口だけ | 必要な開口面積の半分ほどしか取れない |
| ダクトスペースの真上に床送風ファン | 効果あり |
床下から2階まで通っているダクトスペース（澄家の排気ダクトが通る所）を、そのまま暖気の通り道に使う考え方です。はじめは「暖気は煙突効果で勝手に上がるのでは」と考えましたが、計算してみると煙突効果の力は0.2〜0.6Pa。エアコンが床下にかける圧力（約4Pa）のほうがずっと大きく、それでも開口だけでは面積が足りませんでした。そこで、床に収める床送風ファンを、子供部屋2室に1台ずつ付ける設定で計算しました。計算ではマーベックスの LaLa fan S を想定していますが、採用はまだ決めていません。少し高いので、代わりに使えそうなファンがないか検討中です。
RESULT
結果
| ファンの設定 | 子供部屋1（西） | 子供部屋2（東） | LDK |
|---|---|---|---|
| 両方止める | 19.4℃ | 19.4℃ | 20.1℃ |
| 西「1」・東「1」（各90m³/h） | 19.8℃ | 19.3℃ | 20.0℃ |
| 西「1」・東「3」（90・150m³/h） | 19.8℃ | 19.8℃ | 20.0℃ |
上の2本目の動画が、この比較です。ファンの効果は約+0.4℃です。子供部屋とLDKの差は、0.7℃から0.2℃に縮みました。東側はダクトスペースがエアコンから遠いので、風量を1段上げたほうが効きます。
DAYTIME
晴れた日の昼は逆になる
真冬の快晴の13時ごろも計算してみました。南西の窓から入る日射は約1.8kW（計算式による推定）で、暖房に必要な熱とほぼ同じです。エアコンは止まり、日射と人・家電の熱だけで全室20.0〜21.7℃になりました。
ただ、エアコンが止まると床下の空気が16〜18℃まで下がります。そこでファンを回すと、部屋より冷たい空気を2階へ送ることになります。晴れた昼はファンを止める、という使い方が要りそうです。これは計算してみて初めて気づきました。
NOTE
この計算で分からないこと
- エアコンの風量600m³/hは仮の値です。
- すき間風と、床や壁が熱をためる効果は入れていません。
- 子供部屋のドアを閉めた場合は、まだ計算していません。
- 0.2℃くらいの差は、計算の誤差と同じくらいです。
- 床送風ファンをダクトスペース経由で2階に使えるかは、メーカーに確認中です。
ファンは追加の費用になりますが、実際の家でも試してみたいと考えています。
この家の設計と工事の様子は、「中居林の平屋のような家」のページで紹介しています。暖房や換気の計画で気になることがあれば、お気軽にご相談ください。