住宅内におけるエネルギー消費量と省エネルギーライフスタイルに関する調査研究 [ PDF

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(1)住宅内におけるエネルギー消費量と省エネルギーライフスタイルに関する調査研究. 井上博之. 1.. 3.. はじめに. 住宅内の用途別エネルギー消費量. CO2 排出量増加に伴う地球温暖化が深刻な環境問題と 3-1 季節別エネルギー消費量図 1，2 に冬季（2003 年 1 月，2004 年 1 月），及び夏季. なっている。住宅部門のエネルギー消費は，我が国の総. エネルギー消費量の 14％を占め，将来の快適性の追求や（2003 年 7 月，2004 年 7 月）の各住戸の用途別エネルギＩＴ化，新たな家電製品の普及，さらに高齢化や在宅勤ー消費量とその割合を示す。冬季ではいずれの住宅も空務などライフスタイルの変化が大きな影響を与えること調用と給湯用のエネルギー消費量が最も多く，両者で住宅全体の 37％∼78％を占めている。給湯用エネルギーは. が懸念される。. 本論文は，①住宅内のエネルギー消費量（電気・ガス・使用水量と取水温度が関係するため，冬季の消費量は家灯油等）を用途別・季節別に詳細把握すること，②住宅族人数の多い住宅の方がより増加する傾向がある。戸建の電力需要形態（デマンド・プロフィル）を明らかにす 01 の給湯用エネルギーの増加は，外気温度の低下によりること，③住宅内における省エネルギーなライフスタイ自然冷媒 CO2 ヒートポンプ式給湯器の機器効率（COP）ルを検討することにある。. が低下したことも原因と考えられる。ただし，自然冷媒. 2.. （以下 CO2HP 式給湯器とする） CO2 ヒートポンプ式給湯器. 実測調査概要. 実測対象住戸概要を表 1 に示す。戸建住宅 6 件，集合の稼働時間当たりのエネルギー消費量は一般の電気温水住宅 3 件の計 9 件で実測を行っている。今回の調査では器の約 3 分の 1 である。暖房用エネルギー消費量は，1 照明用エネルギー消費電気・ガス・灯油の測定を行う。電力は分電盤回路と個月は住宅全体の 9％∼62％である。別機器から計 30 回路測定可能である。測定インターバル量の割合は，1 月は住宅全体の 7％∼23％である。照明用は 1 分で回路ごとに積算電力量とピーク電力を測定してエネルギーは使用時間に応じて冬季に増加することは明いる。ガスは都市ガス用測定器を用いてメーターを光学らかで，その消費量はほとんどの家庭で給湯用・暖房用的に読み取り，5 分間の積算値を計測する。灯油は，流量. 表 2 2 次エネルギー換算値. 計とパルスロガーを用いて 5 分間の積算値を測定する。. 電力. 今回の解析にあたって，熱量換算は全て 2 次エネルギー. 3.6MJ/kWh. 都市ガス（13A） 45.9MJ/Nm3. 換算を行う。表 2 に各エネルギー種別の換算値を示す。. 灯油. 36.7MJ/L. 表 1 測定対象住戸概要測定数. 断熱仕様. 用途別エネルギー源. 所在地. 構造・工法熱損失係数隙間相当面積建築年床面積 (RC・S・木分電盤ｺﾝｾﾝﾄ都市ｶﾞｽ灯油 (年）（ｍ2） (W/m2・K) (cm2/m2) 造等). 暖房. 冷房. 給湯. 調理. 家族人数（人）. 戸建01邸. 福岡県福岡市. 2002年. 134.7. S造. 15. 10. 0. 0. 1.7. 3.9. 電気. 電気. 電気. 電気. 2. 戸建02邸. 福岡県前原市. 2001年. 156.2. S造. 16. 10. 0. 0. 2.4. 4.5. 電気. 電気. 電気. 電気. 5. 戸建03邸. 福岡県北九州市. 1998年. 132.7. 在来木造. 12. 10. 1. 0. 3.7. 4.5. 電気. 電気. 都市ガス都市ガス. 4. 戸建04邸. 福岡県福岡市. 2001年. 158.9. 在来木造. 13. 10. 1. 0. 2.3. 4.0. 電気. 電気. 都市ガス都市ガス. 2. 戸建05邸. 福岡県太宰府市. 2000年. 157.3. 在来木造. 16. 10. 0. 1. 2.0. 4.5. 電気. 電気. 灯油. 電気. 5. 戸建06邸. 福岡県前原市. 2001年. 145.7. 在来木造. 14. 10. 0. 0. 2.5. 3.0. 電気. 電気. 電気. 電気. 4. 集合01邸. 福岡県福岡市. 2001年. 82.4. RC造. 13. 10. 0. 0. 1.9. 1.2. 電気. 電気. 電気. 電気. 4. 集合02邸. 福岡県福岡市. 1996年. 72.6. RC造. 13. 10. 1. 0. 3.5. 2.4. 電気. 電気. 都市ガス. 電気. 6. 集合03邸. 福岡県福岡市. 1996年. 72.6. RC造. 13. 10. 1. 0. 2.5. 2.2. 電気. 電気. 都市ガス. 電気. 4. 30-1.

(2) に次いで多い。なお，照明用エネルギーは分電盤測定値く影響するため，住宅により大きな差がある。また 2004 （各室の総エネルギー消費量）と個別機器測定値（照明量は空調機の使用頻度，設定温度などの住まい方が大きを除く各室の機器別エネルギー消費量の合計）の差とし年は2003年に比べ酷暑であったために冷房用エネルギー消費量は増加している。照明用エネルギー消費量は住宅. て求めている。. 厨房用，冷蔵庫用，娯楽・情報用，家事・衛生用のエ全体の 10％∼30％を示している。冷蔵庫エネルギー消費ネルギー消費量の合計は，住宅全体の 11％∼25％でその量は全住戸において冬季より夏季に増大する傾向がある。内訳は居住者の住まい方と関係している。ただし，いず 3-2 年間エネルギー消費量図 3 に各住戸の年間エネルギー消費量を示す。最もエ. れの住宅も厨房用は電磁調理器，冷蔵庫用，娯楽・情報. ネルギー消費量が多い戸建 02 邸は，最もエネルギー消費. 用はテレビの消費量が多い。. 夏季では，いずれの住宅も給湯用エネルギー消費量が量が少ない戸建 04 邸の約 2 倍にも及ぶ。この原因として最も多く，住宅全体の 14％∼58％になる。しかし，冬季最も影響が大きいのは「家族人数の違い」である。また，暖冷房の方法によってエネルギー消費量も大き. と比較すると，使用湯量が減少したためにエネルギー消. 費量自体は減少している。ただし，循環ホームバスを採く変動することが分かる。暖房用では，エアコンのみを，電気式床暖房を使用するか（戸用した集合02は使用湯量（お湯張り回数）が少ないため，使用するか（戸建 04 邸），オイルヒーターを使用するか（戸建 06 邸），家族人数が同等の他の住戸に比べてエネルギー消費量は建 05 邸）抑えられている。なお，最も多い戸建 02 でも給湯用エネエアコンと電気カーペットなどを併用するか，などといルギー消費量は 1.5GJ/月程度で，冬季の約 2 分の 1 に低った使用機器の選択，またそれらの機器の使い方，冷房減されている。この理由として使用湯量の減少と水温の用では，エアコンに頼るか，通風などを積極的に利用す上昇が挙げられる。なお，CO2HP 式給湯器を使用した戸るか（戸建05邸）でエネルギー消費量は大きく増減する。建 01 の 7 月の給湯用エネルギーは 0.34GJ/月で冬季の約 3 全住戸を通じて冷蔵庫のエネルギー消費量は全体の 10% 分の 1 である。戸建 01 のエネルギー消費量が低減した要近く，照明用エネルギー消費量は 10~20%を占めている。因として外気温度の上昇により給湯器のCOP が高くなっ特に照明用は生活者が何気なく消費している感があるが，たことも考えられる。冷房用（空調用）エネルギーは，8 省エネルギーを図る上でこれらのエネルギー消費量を削月は住宅全体の 8％∼34％である。冷房用エネルギー消費減するためのライフスタイルを検討する必要がある。その他. 空調. 7. 7 エネルギー消費量［GJ］. 4. 戸建03. 戸建04. 戸建05. 戸建06. 集合01. 集合02. 戸建01. 集合03. 戸建02. 戸建04. 戸建05. 戸建06. 集合01. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 集合02. 集合03. （a）用途別エネルギー消費量. （a）用途別エネルギー消費量 100%. 100% エネルギー消費量の割合［%］. 80%. 60%. 40%. 20%. 80%. 60%. 電力欠測. 全欠測. 40%. 20%. 戸建02. 戸建03. 戸建04. 戸建05. 戸建06. 集合01. 集合02. 戸建01. 集合03. （b）用途別エネルギー消費量の割合. 戸建02. 戸建03. 戸建04. 戸建05. 戸建06. 集合01. 集合02. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 戸建01. 2003年. 0%. 0% 2003年. エネルギー消費量の割合［%］. 戸建03. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 2004年. 2003年. 0 2004年. 1. 電力欠測. 全欠測. 2. 2003年. 3. 0. 戸建02. その他. 5. 1. 戸建01. 家事・衛生. 6. 2004年. 2. 娯楽・情報. 2003年. 3. 冷蔵庫. 2004年. 4. 厨房. 2003年. 5. 照明. 2004年. 6. 給湯. 2003年. 家事・衛生. 2004年. 娯楽・情報. 2003年. 冷蔵庫. 2004年. 厨房. 2003年. 照明. 2004年. 給湯. 8. 2003年. エネルギー消費量［GJ］. 空調 8. 集合03. （b）用途別エネルギー消費量の割合図 2 夏季の用途別エネルギー消費量（7 月）. 図 1 冬季の用途別エネルギー消費量（1 月）. 注）戸建 04 邸の 2004 年 7 月は全欠測戸建 05 邸の 2004 年 7 月は電力欠測. 注）戸建 03 邸，戸建 04 邸の 2003 年 1 月の給湯用は欠測のため補完している. 30-2.

(3) 暖房. 冷房. 給湯. 照明. 厨房. 冷蔵庫. 娯楽・情報. 家事・衛生. 暖房. その他. 年間エネルギー消費量の割合［%］. 年間エネルギー消費量［GJ］. 70 60 50 40 30 20 10. 冷房. 給湯. 照明. 厨房. 冷蔵庫. 娯楽・情報. 家事・衛生. その他. 100% 80% 60% 40% 20% 0%. 0. 戸建01邸戸建02邸戸建03邸戸建04邸戸建05邸戸建06邸集合01邸集合02邸集合03邸. 戸建01邸戸建02邸戸建03邸戸建04邸戸建05邸戸建06邸集合01邸集合02邸集合03邸. （a）年間エネルギー消費量. （b）年間エネルギー消費量の用途別割合. 図 3 九州北部地区の年間エネルギー消費量 PVシステム発電量 PVシステム逆潮流量. を示す。PV システムの月積算電力発電量は 2003 年 10 月に実測期間最大値となり，その値は 423 kWh/月である。また実測期間最小値は2002 年12 月で160 kWh/月である。. 電力消費量［kWh］. 電力消費量（住宅全体）. 図 4 に戸建 05 邸における PV システムの月積算発電量. 自家消費量（発電 - 逆潮流）. 2000. 1000. 0 Nov. 2002. と，そして PV 発電量自体が少ないことが原因で PV システム依存率は低く，冬季（12 月∼2 月）での平均率は 11.3% である。しかし 5 月か 10 月にかけては発電量が多いこと. Jan. 2003. Feb.. Mar.. Apr.. May. Jun.. Jul.. Aug.. Sep.. Oct.. Nov.. Dec.. 戸建01邸. 戸建02邸. 戸建06邸. 集合01邸. 1.0 単位人数当たりの給湯用エネルギー消費量［GJ/月・人］. 房用エネルギー消費量）が多いために売電量が少ないこ. Dec.. 図 4 戸建 05 邸の PV システムの月積算発電量. PV システム依存率［（自家消費量）/（電力消費量（住. 年が 19.1%であった。冬季はエネルギー消費量（特に暖. 0.8. 0.6. 0.4. 0.2. 0.0 11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 2002年 2003年 2004年. 図 5 単位人数当たりの給湯用エネルギー消費量. と電力消費量が少ないことから PV システム依存率は高表 3 省エネライフスタイルの項目達成度の分布. く，平均 26%となっている。図 5 に CO2HP 式給湯器と電気温水器の一人当たりのエネルギー消費量を示す。CO2HP 式給湯器のエネルギー消費量は最大で 2003 年 1 月の 3.8MJ，最小で 2003 年 7 月の 1.1MJ である。冬季にエネルギー消費量が最大となるのは「使用湯量の増加」「市水温度の低下」「外気温度の低下」が原因として挙げられる。CO2HP 式給湯器は大気熱エネルギーを利用するため，外気温度の低い冬季では効率が低下してエネルギー消費量の増加を招く。一方で，外気温度が高い夏季では冬季に比べエネルギー消費量は 1/3 ∼1/4 に縮小されている。電気温水器のエネルギー消費量は，1 月では 3.7∼6.3MJ，7 月では 2.4∼3.9MJ となっており，CO2HP 式給湯器の省エネルギー性が確認できる。 4.. 住宅内の省エネライフスタイルの検討「省エネルギーなライフスタイル」という言葉は意味. する範囲が非常に広い。本論文ではその言葉の定義を「住宅内での生活において，従来のライフスタイルを大きく崩すことなく様々な用途での省エネルギー性を追求した. 30-3. 70 60 50 40 30 20 10 0. 500. 傾向がある。. に最低 8.2%である。年平均値は 2003 年が 18.7%，2004. PVシステム依存率. 1500. 発電量は天候があまりよくない日が多い冬季に低下する. 宅全体））］は，2004 年 8 月に最高 29.6%，2002 年 12 月. PVシステム自給率. PVシステム自給率[%] PVシステム依存率[%]. 3-3 省エネルギー機器の効果.

(4) 新たなライフスタイル」とする。. 空調・換気照明 . 1500. 厨房娯楽・情報. 給湯家事・衛生. 数ある省エネライフスタイルの項目の中で，実際その項目が行動に移せるのかどうかということは重要なこと照明：点灯時間を短くする. である。実測対象住戸に省エネライフスタイルを実施し. 調理：鍋は底の広いものを使う. エネルギー削減量［MJ/年］. てもらい，それに関するアンケート調査を行った。実施期間中の達成度を 5 段階（1：実行せず，2：わずかに実行した，3：時々実行した，4：かなり実行した，5：完全に実行した）で評価してもらう。表 3 に省エネライフスタイルの実行達成度の分布を示. 1000 風呂：入浴後はフタを閉める. 空調：冷房設定温度を高く設定する冷蔵庫：放熱面に物をのせない. 500. す。各用途，各項目において分布は様々である。「給湯の. 温水洗浄便座：季節に合わせて設定温度を変更する. テレビ：非使用時は主電源を切るビデオ：非使用時はコンセントを抜く給湯：湯の設定温度を調整する（洗面）. 湯を沸騰させて利用する」や「冷凍食品は自然解凍して. 冷蔵庫：熱いものは常温で冷ましてから入れる. 使う」は達成率が 1 に近く，実施は困難であると思われる。. 調理：電気ポットを使用しない. 洗濯機：まとめ洗いをする冷蔵庫：物を詰め込み過ぎないようにする. 庫の「放熱面に物をのせない」風呂の「入浴後はフタを. 給湯：湯の設定温度を調節する（厨房）. 0 3. 図 6 に実行達成度（3∼5）とエネルギー削減量の関係を示す。調理の「鍋は底の広いものを使用する」や冷蔵. 空調：非使用時にはコンセントを抜く. 4 実行達成度. テレビ：音量を上げすぎない冷蔵庫：扉の開閉時間をようにする短くする空調：こまめにエアフィルターを掃除する. 5 調理：鍋底の水滴を拭き取ってから火にかける. 図 6 エネルギー削減量と実行達成度の関係. 閉める」は実行達成度が高く，エネルギー削減量も多い. （実行達成度 3∼5）. ことから実施可能な項目の一つであると思われる。図 7（a）（b）に実在住戸が省エネライフスタイルを実施した場合のエネルギー消費量の変化を示す。戸建 02 邸. 暖房冷蔵庫. では冷房用，照明用，冷蔵庫用で高いエネルギー削減率動を実施しているが，照明用，冷蔵庫用に関する項目はあまり実施できていない。しかし総エネルギー消費量が多いために，少し実施しただけでその効果が表れている。エネルギー消費量が多い住戸では，毎日省エネライフスタイルを完全に実施することは不可能でも，少し意識して生活を行えばエネルギーは削減することができると予. 給湯家事・衛生. 照明その他. 厨房. 70 年間エネルギー消費量［GJ/年］. を示している。この住戸では冷房用は意識して省エネ行. 冷房娯楽・情報. 3.4 1.7 4.8 4.9 6.2. 60 50 40. 7.9. 6.9. 30 20. 27.7. 26.6. 3.3 3.3. 2.7 3.3. 従来. 実施後. 10 0. 想される。集合 02 邸では，省エネライフスタイルを実施. 3.4 1.6 4.7 4.2 6.2. すると各用途で 10%以上の削減率を達成している。特に，. （a）戸建 02 邸. 娯楽・情報用では 42%のエネルギー削減率を示している。暖房冷蔵庫. テレビの「使用時間を短くする」は 3 で，それ以外の項目は 4 と高い割合で実行しているためである。これ以外果がエネルギー削減率の高さにつながっている。 5.. おわりに本論文では，九州北部地区における住宅のエネルギー. 消費量を季節別，年別に様々な角度から考察を行った。また省エネライフスタイルを実施した際のエネルギー削減量と，各項目に対する実行達成率の関係を考察した。今後の課題として，今回削減量が算出できなかった項目についての考察，また季節毎で考察しなければならない省エネ項目（暖房用や給湯用）についても考察を行うこ. 給湯家事・衛生. 照明その他. 厨房. 40 年間エネルギー消費量［GJ/年］. の用途でも比較的高い実行達成度を示しており，その結. 冷房娯楽・情報. 30. 3.4 1.1 1.0 3.9. 25. 6.1. 35. 20. 6.1 5.0. 15 10. 3.4 1.0 0.6 3.0. 4.2. 12.9. 11.4. 1.5 1.5. 1.1 1.5. 従来. 実施後. 5 0. （b）集合 01 邸図 7 省エネライフスタイルを実施した場合の年間. とが挙げられる。. エネルギー消費量の変化. 30-4.

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