「冬暖かい家」「夏涼しい家」を作れないプロは、もう送り出しません。
実験の進め方
基本の実験「冬の実験」「夏の実験」ができたら、「仕掛けの異なる箱」をいろいろな組合せで作って実験してみましょう。
「白い箱と黒い箱の実験」 NEW!
「冬の実験」（基本の実験）
主に、蓄熱・断熱と室内の熱環境の関わりについて学びます。
〈実験の準備〉
１．蓄熱材の有無、断熱材の有無、の組合せで下の３つの箱を用意します。 
組み立て方
Ａ．断熱材も蓄熱材もなくシングルガラス窓の箱
Ｂ．蓄熱材だけ入ったシングルガラス窓の箱
Ｃ．断熱材と蓄熱材の入ったペアガラス窓の箱
２．４本の棒温度計を、先端の溜まりをアルミ箔で包んで用意します。
３．３つの箱に棒温度計を取り付けた後、
電球のまわりに、電球から等距離になるように
配置します。
４．４本目の棒温度計を、電球からの距離が他のものと
同等になるように置きます。
〈実験の進め方〉
電球の点灯時間15分間、消灯時間15分間、点灯時間15分間、合計45分間の実験です。
１．電球のスイッチを入れる前に、温度計4本の温度を測り、測定値を書き込みます。
２．実験を開始します。
３．実験が終わったら折れ線グラフを完成し、なぜそうなったのか、実際の建物と重ねて考えてみましょう。
上は、実験参加者が棒温度計で測って記入したグラフ、
右下は、データロガーで採った精密な温度変化のグラフです。
どの箱がどの折れ線でしょう？
（※それぞれのグラフの色、上記説明の色は連動していません。）
これは、蓄熱と断熱についての実験です。
右上の図のＡ・Ｂ・Ｃの箱を実際の建物に例えると、
Ａの箱は断熱されていない木造の家、
Ｂの箱はコンクリート打ちっ放しの家、
Ｃの箱は外断熱されたコンクリートの家、
ということになります。
「冬の実験」の展開
基本の「冬の実験」では、蓄熱の有無を軸に比較しました。今度は、断熱の有無を軸に比較してみましょう。
〈実験の準備〉
１．断熱材の有無、蓄熱材の有無、の組合せで下の３つの箱を用意します。 組み立て方を参考に
Ａ．断熱材も蓄熱材もなくシングルガラス窓の箱
Ｂ．断熱材だけ入ったペアガラス窓の箱
Ｃ．断熱材と蓄熱材の入ったペアガラス窓の箱
２．４本の棒温度計を、先端の溜まりをアルミ箔で包んで用意します。
３．３つの箱を、棒温度計を取り付けた後、電球のまわりに、電球から等距離になるように配置します。
電球のフィラメントの向きにご注意
４．４本目の棒温度計を、電球からの距離が他のものと同等になるように置きます。
〈実験の進め方〉
電球の点灯時間15分間、消灯時間15分間、点灯時間15分間、合計45分間の実験です。
この間、3分間ごとに温度測定を行い、測定値をグラフ用紙に書き込みます。
※点灯・消灯時間や測定間隔は、講座のスケジュールに合わせて、伸ばしたり縮めたり調整することができます。
１．電球のスイッチを入れる前に、温度計4本の温度を測り、測定値を書き込みます。
２．実験を開始します。
３．実験が終わったら折れ線グラフを完成し、なぜそうなったのか、実際の建物と重ねて考えてみましょう。
右下は、データロガーで採った精密な温度変化のグラフです。
どの箱がどの折れ線でしょう？
（※それぞれのグラフの色、上記説明の色は連動していません。）
これは、断熱と蓄熱についての実験です。
右上の図のＡ・Ｂ・Ｃの箱を実際の建物に例えると、
Ａの箱は断熱されていない木造の家、
Ｂの箱は断熱されている木造の家、
Ｃの箱は外断熱されたコンクリートの家、
ということになります。
上記の二つの冬の実験〜基本の実験と展開の実験の結果を重ね合わせてみました。
右下は、データロガーで採った精密な温度変化のグラフです。
どの箱がどの折れ線でしょう？
（※それぞれのグラフの色、上記説明の色は連動していません。）
これは、断熱と蓄熱についての実験です。
右上の図のＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄの箱を実際の建物に例えると、
Ａの箱は断熱されていない木造の家、
Ｂの箱は断熱されていないコンクリートの家
Ｃの箱は断熱されている木造の家、
Ｄの箱は外断熱されたコンクリートの家、
ということになります。
「夏の実験」（基本の実験）
主に、日射遮蔽・夜間換気・冷蓄熱と室内の熱環境の関わりについて学びます。
〈実験の準備〉
１．すべてに断熱材が入っている箱で、下記のように、日射遮蔽方法の違い、遮熱材、蓄熱材、換気の有無が違う３つの箱を用意します。。 組み立て方
Ａ．内側にカーテンの付いたシングルガラス窓の箱
Ｂ．外側にすだれの掛かったシングルガラス窓の箱
Ｃ．外側にすだれの掛かったペアガラス窓、蓄熱材入、夜間換気口付きの箱
２．４本の棒温度計を、先端の溜まりをアルミ箔で包んで用意します。
３．３つの箱に棒温度計を取り付けた後、
電球のまわりに、電球から等距離になるように
配置します。
４．４本目の棒温度計を、電球からの距離が他のものと
同等になるように置きます。
〈実験の進め方〉
電球の点灯時間15分間、消灯時間15分間、点灯時間15分間、合計45分間の実験です。
１．電球のスイッチを入れる前に、温度計4本の温度を測り、測定値を書き込みます。
２．実験を開始します。
３．はじめの点灯時間15分が経過した時点で、
Ｃの箱の正面のすだれとペアガラス窓、背面の夜間換気口を開け、
うちわであおいで箱内部に風を通します。
消灯時間15分の間、この状態を続けます。
４．２回目の点灯時間15分が始まる時点で、
Ｃの箱の正面のペアガラス窓とすだれ、背面の夜間換気口を閉じます。
５．実験が終わったら折れ線グラフを完成し、なぜそうなったのか、実際の建物と重ねて考えてみましょう。
上は、実験参加者が棒温度計で測って記入したグラフ、
右下は、データロガーで採った精密な温度変化のグラフです。
どの箱がどの折れ線でしょう？
（※それぞれのグラフの色、上記説明の色は連動していません。）
これは、夏の日射遮蔽、夜間換気、冷蓄熱についての実験です。
右上の図のＡ・Ｂ・Ｃの箱を実際の建物に例えると、
Ａの箱は部屋の中のカーテンで日ざしを遮っている、断熱された木造の家
Ｂの箱は、部屋の外のすだれで日ざしを遮っている、断熱された木造の家
Ｃの箱は部屋の外のすだれで日ざしを遮っていて、かつ、夜間換気をする外断熱されたコンクリートの家
ということになります。
「夏の実験」の展開
日射遮蔽に蒸発冷却を加えて実験してみました。
〈実験の準備〉
１．すべてに断熱材が入っている箱で、下記のように、日射遮蔽の方法が違う３つの箱を用意します。
組み立て方を参考にしてください。
Ａ．内側にカーテンの付いたシングルガラス窓の箱
Ｂ．外側にすだれの掛かったシングルガラス窓の箱
Ｃ．外側に水で濡れた麻メッシュの掛かったシングルガラス窓の箱
（麻が途中で乾かないように、水の入った浅い容器に片端を浸しておく。）
２．４本の棒温度計を、先端の溜まりをアルミ箔で包んで用意します。
３．３つの箱を、棒温度計を取り付けた後、電球のまわりに、電球から等距離になるように配置します。
電球のフィラメントの向きにご注意
４．４本目の棒温度計を、電球からの距離が他のものと同等になるように置きます。
〈実験の進め方〉
〈実験の進め方〉
電球の点灯時間20分間、消灯時間20分間、点灯時間20分間、合計60分間の実験です。
この間、2分間ごとに温度計測を行い、計測値をグラフ用紙に書き込みます。
※点灯・消灯時間や測定間隔は、講座のスケジュールに合わせて、伸ばしたり縮めたり調整することができます。
１．電球のスイッチを入れる前に、温度計4本の温度を測り、計測値を書き込みます。
２．実験を開始します。
３．実験が終わったら計測値を折れ線グラフで表し、なぜそうなったのか、実際の住まいと重ねて考えてみましょう。
〈グラフの例〉
箱の中の温度のほかに、すだれの表面温度（右写真の青丸部）と、麻メッシュの表面温度（右写真の緑丸部）も放射温度計で計ってみました。中央のグラフの破線折れ線です。水の蒸発冷却の様子がわかります。
ところで、この水で濡らした麻メッシュは、擬似「緑のカーテン」です。
本物の「緑のカーテン」はこちら。
実際に水の蒸発冷却を体感する実験はこちら。…「すだれと霧吹きの実験」
「白い箱と黒い箱の実験」 NEW!
箱の内側が白色の場合と、黒色の場合では、箱の中の温度はどのように異なるのでしょうか？
Ａ．白い箱 ＋ シングルガラス窓
Ｂ．黒い箱 ＋ シングルガラス窓
Ｃ．白い箱 ＋ ペアガラス窓
Ｄ．黒い箱 ＋ ペアガラス窓 この４つの箱で実験してみました。
〈実験の準備〉
１．同じ厚みと材質の色画用紙で、白と黒を用意します。
B4の色画用紙、白２枚、黒２枚。
２．中箱の内側が白い箱、黒い箱を２個ずつ作ります。
接着剤やテープは最少限にして、中箱の内側の５面に色画用紙を貼ります。
このとき、中箱の内側にある凸部は、邪魔になるので、反対側に折り曲げてしまいます。
３．２個ずつの白い箱、黒い箱を全て、断熱材と一緒に外箱に入れます。
４．２個の白い箱のそれぞれにシングルガラス窓とペアガラス窓をはめ、２個の黒い箱のそれぞれにシングルガラス窓とペアガラス窓をはめます。
Ａ．白い箱 ＋ シングルガラス窓
Ｂ．黒い箱 ＋ シングルガラス窓
Ｃ．白い箱 ＋ ペアガラス窓
Ｄ．黒い箱 ＋ ペアガラス窓
この４つの箱ができます。
５．５本の棒温度計を、先端の溜まりをアルミ箔で包んで用意します。
６．電球スタンド、目盛り付き実験台、電球を用意します。
箱模型実験キットに入っているものは箱３個用なので、適当な段ボール板やスペーサーを加えて、箱４個で実験できるようにします。
７．４個の箱に棒温度計を取り付け、電球のまわりに、電球から等距離になるように配置します。
８．５本目の棒温度計を、電球からの距離が他のものと同等に、陰になるように置きます。
左から、元の中箱、
中箱の内側５面に黒い画用紙を貼った箱、
同じく白い画用紙を貼った箱
※電球をセットする時は、
電球のフィラメントの向きにご注意
追加のパーツも販売しています。 |
〈実験の進め方〉
電球の点灯時間20分間、消灯時間20分間、点灯時間20分間、合計60分間の実験です。
この間、2分間隔で温度測定を行い、測定値をグラフに表します。
※右のグラフは、50℃アルコール棒温度計を目視計測したものです。
※使用したシングルガラス窓、ペアガラス窓の透明板材はPET樹脂板t0.2mmです。
箱模型実験キットのセット内容と価格 （消費税は別途）
| Ａセット | 夏の実験と冬の実験ができる「推奨セット」 ＋「すだれと霧吹きの実験セット」 |
箱は３組、部品は２組 | ￥46,800 |
| Ｂセット | 夏の実験と冬の実験ができる「推奨セット」 | 箱は３組、部品は２組 | ￥36,800 |
| Ｃセット | 2つの箱で比較実験する「ミニマムセット」 | 箱は２組、部品は１組 | ￥26,800 |
| Ｄセット | 「すだれと霧吹きの実験セット」 | 箱も部品もなし | ￥19,800 |
| Ｅセット | 箱と部品が全部３個ずつ揃っている「フルセット」 ＋「すだれと霧吹きの実験セット」 |
箱は３組、部品も３組 | ￥49,800 |
| Ｆセット | 箱と部品が全部３個ずつ揃っている「フルセット」 | 箱は３組、部品も３組 | ￥39,800 |
