月別アーカイブ: 2017年10月

竹ボイラーの導入(3)全体計画

7月下旬にボイラー本体(ATOウッドボイラー)が納入されましたが、現在まで倉庫に置いた状態になっています・・・。

ボイラーの導入に向け、まずは全体的な計画(ボイラー及び管路の配置)を検討することにします。
ボイラーの水源には井戸を使いますが、この井戸には昨年に電動ポンプを設置したことから、ボイラーへ井戸水を圧送できるようになっています。
そして、ボイラーで熱した井戸水は、給湯用(炊事・風呂等)として使う考えです。
と言うことは、ポンプ(倉庫内に設置)や台所・浴室などの水回り(主屋)に近いところにボイラーを設置すれば、配管延長が短くなり、電気(電動ポンプ運転)や熱のロスが小さくなります。

これを考慮し考えたのが下図の配置案(平面図)です。

井戸のポンプは倉庫内に設置してありますが、ボイラーも同じ倉庫内に設置し、ポンプの近くになるようにしています。
そして、この倉庫の対面には主屋(台所などの水回り)がありますので、倉庫と主屋の間にある通路を横断する形で水と湯の2本のパイプを配置しています。

ちなみに、ウッドボイラーは下図のとおり熱交換器を通して給湯する仕組み(直圧式)ですので、井戸のポンプだけで蛇口(給水栓)まで圧送できます。
このため、ボイラーから圧送するためのポンプを改めて設けることはしていません。

ボイラーを屋内設置することから、火災予防のため、薪ストーブのときと同様に建物(可燃物)との離隔をとる必要があります。
ウッドボイラーの取説を読むと、消防法を考慮し次の離隔を取るように記載されています(別途、各自治体の条例を遵守)。

  • 後面:1.5m以上
  • 側面:1.0m以上
  • 正面(焚き口側):2.0m以上

ボイラーを設置する倉庫は鉄骨構造&トタン張り(不燃材)のため、建物との間に関しては上記の離隔をとる必要はありませんが、この範囲内に可燃物を設置しないようにしなければなりません。

下写真で物入れが置いてあるところにボイラーを設置することになりますが、ボイラーの側面側については不燃材の壁になるため問題ありません。
ボイラーの正面と後面については、ちょうど倉庫の出入口(正面側:幅6尺、後面側:幅3尺)と重なりますで、ここに可燃物を置かないようにすれば安全と言えそうです。

ボイラーの配置を決定するには本体だけではなく、煙突も要検討です。
そこで、断面図を描いて煙突の配置を検討します。

煙突は壁出しとし、煙突トップが横引き(約1.2m)の2倍以上、かつ屋根から1m以上高くなるようにしています。
煙突の効果を考えると、壁出しではなく、真っ直ぐに立ち上げて屋根出しにしたいところですが、屋根材がスレート(不燃材)の大波であるため、屋根出しにすると煙突がダムのようになって雨水を堰き止めてしまうのです。
壁出しの場合でも庇を貫通させる必要があるのですが、こちらの屋根材は同じスレートでも小波のため、なんとかなるように(安易に)考えています。
煙突と建物(可燃物)との離隔については、基本的に不燃材ですが、基準の300mmはとるようにしています。

ボイラーの配置はこれで問題がなさそうですので、今後、これをベースに詳細を詰めていくことにします。

<続きます>

竹ボイラーの導入(2)ボイラー選定

裏山の竹(熱源)や井戸(水源)を活用するため、ボイラーの導入を計画しています。
このため、今年7月に井戸水の水質検査(飲用10項目+硬度)を行ない、ボイラーの水源として問題ないことを確認したところです。

次に、導入するボイラーの機種を検討することにします。
ボイラーの燃料としては竹を考えていましたが、これまでに裏山や敷地を管理するなかで竹だけではなく木も多く発生することがわかってきました。
このため、ボイラーの機種選定においては、竹に特化したものではなく、木質資源全般を燃料にできる汎用的なものを対象とします。

このようなボイラーで、価格面でなんとか手が届くもの(それでも価格はガス給湯器の4倍程度・・・)として次のものが候補に上がりました。

  • モキ製作所「無煙薪ボイラ」
  • エーテーオー「ウッドボイラー」

この内のモキ製作所と言えば、昨年導入した薪ストーブ(MD80Ⅱ、下写真)のメーカーです。

このストーブはシンプルな構造に特徴があるのですが、ボイラーについても、耐久性や自由度(様々な用途への対応)を重視することからシンプルな構造であることが第一条件であると考えています(ガス給湯器などはボタンひとつで使えて便利ですが、構造が複雑で中身がブラックボックス化されているのとは正反対の指向です)。

このような観点から、両者の詳細をネットで調べてみます。
まず「無煙薪ボイラ」については、薪ストーブのシンプルさから同様と思われるのですが、残念ながらネットからは詳しい情報を得ることができませんでした・・・。


(モキ製作所HPより)

もう一方の「ウッドボイラー」については、外観が洒落ているゆえにガス給湯器などのように構造が複雑でブラックボックス化されているような第一印象を抱いたのですが、調べてみると実はとてもシンプルな構造であるようです。


(「ウッドボイラー」リーフレットより)

語弊があるかもしれませんが、ボイラー本体は五右衛門風呂のようなもの(無圧開放型)とも言え(もちろん熱効率・耐水性・安全性に格段の向上あり)、用途に応じて熱交換器などを追加することで、給湯システムや暖房システムを構築できるようになっています。
このシンプルさと自由度の高さに魅力を感じ、メーカーに種々の疑問点を問い合わせみることに。
その結果、竹を燃料として使用する際の留意事項等についても助言いただき、最終的にウッドボイラーを導入することに決めました。
あと機種選定に当たっては、伊那谷(長野県)で古民家を再生されてみえる野人さん(ブログのハンドルネーム)がこのウッドボイラーを使ってみえることも大きなポイントになりました。

ウッドボイラーは数種類の機種が設定されていますが、選んだのは最も小型(安価)のN-200NSB(貯湯容量:200リットル)です。
小型と言っても、給湯の目安は3箇所、床暖房だと2箇所とのことですので、我が家には十二分の能力です。

こうしたボイラーを導入する場合、通常は設備屋さんに据付・配管工事を含めて依頼するものだと思いますが、今回は全てDIYにて行うつもりですので、ボイラー本体はメーカーから直接購入することにします。
ちなみに、今回は自家用井戸のみを水源にするクローズドなシステムとするため私のような個人(無資格者)でも配管工事ができるのですが(技術的に可能かは別問題です・・・)、自治体の水道を使う場合は法令(水道法及び自治体の給水条例)により禁止されているため業者に依頼せざるを得ません。

そんなことで、ボイラー本体が届きました。

実際には7月下旬には届いており、現在まで倉庫内に置いた状態になっています・・・。

<続きます>

古民家の自然換気(27)井桁形照明3

前回、井桁形の照明カバーを作りました。

照明本体は電球ソケット(LED)ですが、これを竹天井に取り付けるための配線方法を検討します。
竹天井には一定間隔で根太を入れていますので、そこに引掛シーリングを設置すれば、施工が容易で見た目も良くなりそうです。

しかし、この根太は、厨子二階の管理時(掃除等)に合板を置いて作業できるようにするために設置したものです。
このため、根太(45mm角)に引掛シーリングを設置するための穴(10mm程度)をあけることは強度的にできません(根太を設置する際には照明のことは考えていませんでした・・・)。

そこで、下図(断面図)に示す位置に引掛シーリングを設置することにします。

この場合、上図のとおり照明器具の電源コード(丸打ちコード)に1m程度の長さが必要となりますが、市販のもの(50cm程度)では長さが足りません。
このため、引掛シーリング(ソケット)、丸打ちコード(0.75mm2)、電球ソケット(E26)、LED電球(40形)の各部品をそれぞれ購入し、組み立てます。

電球ソケットはキーのないもので良かったのですが(壁スイッチで操作するため)、パナソニックのものは既に生産中止になっていました。
このようなソケットは今時、需要がないのでしょうね。

照明器具側はこれで完成ですので、テストとして電源につないで点灯(竹天井の場所ではありません)。

良い感じです(^_^)
ここの元々の照明器具はプラスティック製カバーのものなのですが、自作のもののほうが部屋の雰囲気に合っているように感じます。
こんなことなら、もう1個余分に作っておくべきでした。

本来の竹天井のほうに取り付けられるようにします。
電気ケーブルは元々の照明器具用のもの(壁スイッチ式)が使えますが、引掛シーリング(ボディ)を取り付けるための架台が必要になるため端材を使って作ります。

この架台を厨子二階の床板に設置し、電気ケーブル(下図でVVF1.6×2C)を接続します。

スイッチON!

今回の照明により、丸太梁(黒色)と漆喰(白色)とのコントラストが際立つように感じます。

今回の照明器具を追加したことで、この部屋(LD)の広さ(15畳)に対して十分な明るさになりました。

古民家の自然換気(26)井桁形照明2

前回、井桁形の照明カバーを作るため、古材(松の板材)から角材(8分×6分)を取りました。

照明カバーの形や大きさは下図のとおりです。

上図に基づき、2組分の作製に必要となる材を木取りします。

  • 上下枠(長さ238mm):8本×2組=16本
  • 柱部分(長さ180mm):4本×2組=8本

上下の枠は井桁に組みますので、溝(相欠き)を切ります(テーブルソーを使用)。

同じものを組み合わせると、正方形の井桁になります。

2組(上下)の井桁を柱で繋ぐため、井桁側にホゾ穴、柱側にホゾを加工します。

組み立て、骨組みの完成です。

ホゾ組みによりしっかり固定されるのですが、高所に設置するものですので念のためボンドも併用しています。

続いて、骨組みの側面に障子を貼るため、障子紙と糊を準備します。

糊は自家製(小麦粉に水を加え熱したもの)です。
障子の貼り替えは、貼るのは楽しい作業ですが、その前段の剥がす作業に苦労するものです。
将来の貼り替えを考慮し、極力粘着力を弱くしておくのが良いように思っています(途中で剥がれてくるかもしれませんが)。

ところで、障子は骨組みの内側に貼ることになり、上下の枠には問題なく糊付けできますが(下図で緑色の囲み)、柱のほうには糊代があるのか?
実は、角材の縦横寸法を異なるもの(今回の場合、8分と6分)にすることで、糊代(下図で水色の囲み。今回の場合、8-6=2分)を設けているのです。

これらの糊代に糊付けし、障子紙を貼ります。

骨組みの内側は狭いため、うまく貼れずシワが寄ってしまいがちですが、直後に霧吹きしておけば綺麗に仕上がります。

古民家の自然換気(25)井桁形照明1

前回、冷暖房時に竹天井を断熱するためのプラダンを設置しました。

この竹天井の居室側には、照明器具を設けたいと考えています。
と言うのは、この部屋(LD)は15畳の広さがあるのですが、その広さに対して現在の照明では少し暗く感じるのです。

  • 直管蛍光灯:40W×1(部屋全体用)
  • 電球型LED:60形×3(食卓用)

部屋の広さに対する明るさの標準値があるそうで、下記サイトを参照すると、この程度の広さの部屋だと約6,000lm(ルーメン)となっています。

・家づくりを応援する情報サイト

一方、現在の照明器具の明るさを算出すると、次のとおり5,430lmとなります。

3,000(直管蛍光灯40W)×1+810(電球型LED60形)×3=5,430lm

先の標準値よりは小さいものの、もっと暗いのではないかと思っていたので意外です。
以前は直管蛍光灯(40W)3本と丸形蛍光灯(30W)2本がついており、次のとおり10,600lmもあったため、それに慣れて暗く感じるのかもしれません。

3,000(直管蛍光灯40W)×3+1,600(丸形蛍光灯30W)×2=10,600lm

そこで、不足分(約600lm)を補う形で、この竹天井部分に下写真のとおり電球形LEDを2箇所追加すると良さそうです。
電球形LEDの種類(明るさ)は、先の計算結果から消費電力の小さい30形(325lm)や40形(485lm)で十分そうです。

その電球形LEDは、そのままぶら下げるのもシンプルで良さそうですが、竹天井に似合うような照明カバーがないものか?

ところで、竹天井自体は一年ほど前に作った井戸の竹蓋から思いついたものです。

この竹蓋を掛けるために、その下には木材で井桁を組んであるのですが、これに倣い、今回の照明には井桁形のカバーを被せれば竹天井と似合うのではないでしょうか。

(井戸)           (主屋)
 竹蓋 ←--------→ 竹天井
 井桁 ←--------→ 井桁形照明

どうでも良いことですが、この関係を拡大すると下図(断面)のとおり、居室が井戸の中に相当することになります。

居室から竹天井を見上げれば、井の中の蛙が外界を見上げたときのように太陽光が射し込むのを感じられるかもしれませんね。

この井桁形の照明カバーは、井桁を作ったときと同様に相欠きとホゾで組んで作ることにします。

材のサイズは8分×6分としていますが、どのような材を使うか?
天井材が「竹」ですので、「松」を使うと縁起が良さそうです。
松なら、ちょうどのこの部屋の天井に使われていた松の古材をストックしてありますので、これをリユースすることができます。

この板材(厚7分程度)から角材(8分×6分)を取ります。

まずは2面を手押しカンナにかけて直角の基準面を作ります。

この基準面に対して自動カンナ盤にかけて、板厚を6分にします。

続いて、テーブルソーを使って8分強の幅で挽き割ります(先に自作した拡張テーブルがここでも活躍!)。

これらを8分の高さで自動カンナ盤にかけます。

これで8分×6分の角材ができました(3尺×12本)。

虫喰い箇所もありますが、100年以上の古材とは思えません。
ただ、手間と時間がかかりますので、古材の再利用にこだわらなければ、ホームセンターでプレーナー加工済みの角材を買ってくるほうが手っ取り早いですね(角材の寸法は限定されてしまいますが)。

<続きます>

古民家の自然換気(24)プラダンによる断熱

竹天井は換気等を目的としていますが、冷暖房時にはプラダンを設置し断熱する考えです。
そのプラダンの枠を作ることにし、前回、材料の木取りまで行いました。

一方、この枠の作製において、テーブルソーでホゾ加工(胴付き)ができるように拡張テーブルを自作しました。

この拡張テーブルを使ってホゾを加工していきます。
枠やホゾの寸法は下図のとおりです。

四方胴付きホゾとしていますので、1箇所につき4面から切り込むことになります。
テーブルソーの定規をホゾの長さ(今回の場合、42mm)の位置に、刃高を胴付きの深さ(今回の場合、7・10・14mm)にセットして切り込んでいきます。

拡張テーブルのおかげで、このような長尺(3尺程度)の材も安定して送ることができます(拡張テーブルなしでは、材がブレてキックバックにつながる恐れがあると思います)。

この切り込みはもちろん手鋸でもできるのですが、直角に、しかも4面揃えると言うのは私のような素人には想像以上に難しく、ホゾを組むとあちこちに隙間ができてしまうのです。
それが、テーブルソーを使えば綺麗なホゾに仕上がります。

ホゾ穴も掘って、ホゾの加工完了。

続いて、プラダンをはめ込む溝を切ります。
溝のサイズは、プラダンの厚4mmに対して溝幅5.5mm、深さ10mmとします。
この溝切りもテーブルソーを使うことにし、以前に作製の溝切り用治具(フェザーボード、補助定規、溝切りカッター用刃口板)を用います。

先の図を描いているときは気付かなかったのですが、ホゾがあるため材の始端から終端まで通して溝を切るわけにはいかず、端部は下写真の状態までしか加工できませんでした。

残りはノミを使って手加工します。

溝幅5.5mmに対して、所有しているノミ(最小幅)は6mmのため、意外と手間がかかりました。
ホゾの大きさだけでなく溝幅もノミの幅を考慮して設定しておく必要があると言うことですね。

溝ができましたので、プラダン(ポリカーボネート製)のほうを加工します。
プラダンは定尺(3尺×6尺)のものを2分割して使います。

カッターナイフで切断。

これも図では気付かなかったのですが、枠の四隅はプラダンをはめ込むことができないため、切り欠きました(プラダン側を切り欠かない場合、ホゾに溝を切ることになります)。

枠を組みつつ、プラダンをはめ込みます。

はめ込めないと言うことはないはずですが、実際にはめ込めるとホッとします。

残る框を組んで、組み立て完了。

プラダンの厚4mmに対して溝幅5.5mmとしていますが、ちょうど良いぐらいです。

通しホゾで、今回はホゾ側を2mm長くしてあります。

この出っ張っている分を切り落として面一に仕上げます。

2個のプラダン枠が完成。

厨子二階へ運び上げて、竹天井の上に設置します(根太の上にプラダン枠の横框が載っています)。

冷暖房時は上写真のとおりとし、それ以外は下写真のように壁側に立て掛けておくことにします。

<続きます>

テーブルソー:拡張テーブルの自作

プラダン(冷暖房時に竹天井を断熱する目的で設置)の枠を作製する際に、長尺(約3尺)の材にホゾ加工する必要が生じました。
ホゾの胴付きについては精度を上げるため、テーブルソーを使って加工する考えです。

しかし、私のテーブルソー(マキタ2708)は小型のもので、テーブルの大きさが660mm(幅)×460mm(奥行)しかありません。

このテーブルに3尺の材を載せると、その2/3がテーブルからはみ出すことになり、そのような不安定な状態でテーブルソーを使うのはさすがに危険です。

そこで今回、拡張テーブルを自作するのですが、テーブルソーの取説には同様の目的のものと思われる純正オプション品(ホルダー)が記載されています。

超概略的な図が添えられていますが、鉄の丸棒を曲げただけの代物のような??

いずれにせよ、これを取り付ける仕掛けがテーブルソー側にあるはずです。
テーブルの下を覗いてみると、確かにネジ穴(下写真で朱色矢印)があります。

ネジ穴は一辺につき4個ずつあり、それがテーブルソーに向かって左、右、そして後方にあります。
いずれもネジの大きさ(M6×20)や配置間隔は同じですので、拡張テーブルを一つ作れば、必要に応じて左、右、後方に付け替えることができることになります。

このネジ穴に対して、自作する拡張テーブルをどのように取り付けるか?
ちょうどアルミのアングル(L-25×25×2.0t)が余っていますので、これを下写真のとおり取り付けることにします。

アングルの両翼ともテーブルソーに密接させたいところですが、後方に取り付ける場合、平行定規が移動できるようにその分のクリアランス(下写真で朱色矢印)をとっておきます。

拡張テーブルの骨組みは、胴縁材(40mm×15mm、廃材の再利用)を使います。

木材同士の接ぎ手は3枚の組み接ぎにしようかと思ったのですが、木材の幅が40mm程度しかないため2枚(相欠き)にしています。

この骨組みに対して、天板(ベニア5.5mm厚)を釘止めします。

裏側。

接ぎ手の強度がないため、テーブルソーとの取り付け側(応力作用)は金物(隅金、31mm×31mm)を使って補強しています。

この状態で一旦、テーブルソーに取り付けます。
テーブルソーの後方(下写真で手前側)に取り付ける場合は、傾斜定規(マイターゲージ)の脚が拡張テーブル側に出てくることになります。
この脚を逃がせるように、実は天板の高さを低くしてあるのです。

しかし、この状態ではテーブル間に段差が生じますので、溝以外のところにベニア板(5.5mm厚)を重ね貼りすることで高さを同じにします。

この溝は、あくまでも傾斜定規の脚を逃すためだけのもので精度はありません。

拡張テーブルはテーブルソー本体へボルトで取り付ければ自立しますが、重いものを載せれば下がってしまいます。
そこで、野縁材(38mm×38mm)を使った簡易な脚(取り外し可能)を設けます。

簡単な構造ですが、それでも一手間かけて欠込みを設けておくと直角が決まって気持ち良いものです。

テーブルソーの左側に取り付けてみます。

次に後方に取り付けます。

傾斜定規の脚もスムーズに逃すことができます。

拡張テーブルを後方に取り付けると、下写真のような薄板を挽き割る場合、材が安定することで安全に作業を行えそうです。

このような送材時に拡張テーブルに引っ掛かることがないように、拡張テーブル側が僅かに(0.1mm程度)低くなるようにしてあります。

今回の作製においては、手持ちの材料が使えたため、購入したものはボルトなどの金物だけで済みました(数百円)。
しかし、全ての材料を購入するのであれば、純正オプション品を購入したほうが安くつくかもしれず、さらに作製にかかった手間や時間を考えると市販品は本当に安価だと感じます(発展途上国の人々が低賃金で働いてくれているお陰なのでしょうが)。

いずれにせよ、これでプラダンの枠を作る準備ができました。