循環型建築における環境負荷評価システムの構築 [ PDF

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(1)循環型建築における環境負荷評価システムの構築. 原田. 哲也. 列記する．作業へのインプット項目として投入材料，. １．序本研究では循環型経済社会における持続可能性マ. 投入設備，労力，エネルギー，及び Reduce 要素を上. ネジメントを構成する循環建築方程式を提案し，住. 段に，作業からのアウトプット項目として Recycle 材. 宅・建築のライフサイクルにおける環境負荷評価シス. 料，Reuse 材料，Return 材料，及び廃棄物を下段に列. テムの構築を行うものである．また，住宅を評価対象. 記し，ライフサイクルフロー分析を完了する．. モデルとし，環境負荷を低減させることが可能であると想定される SRB-DUP 煉瓦造住宅のスループットを. の各投工入程へ. 算定し，同住宅の環境負荷の低減性を示した．. 各工程への投入材料，部品等エネルギー. Reduce. ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . 調達. 企画・設計. ２．循環型社会における環境負荷評価システム W と D の差，即ち，スループット(T：Throughput). 運用. 解体 Recycle. 住宅のライフサイクル. 2. 1 循環建築方程式. 施工. ・・ . 工程１. 工程・・. 工程１. 工程・・. 工程１. 工程２. 工程・・. 工程１. 工程２. 工程・・. Reuse. Return. 廃棄. を最大化する方程式を，環境負荷評価システムを構成する循環建築方程式とし，(1)式で与える．の処廃各理棄工方，程か法排ら出. T = W (Sa, R, H, C, Se) −D (LCE, LCCO2, LCC) …(1) W：豊かさ，Sa：安全，R：安心，H：健康，C：快. 処理工程. 廃棄物. ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . Recycle. ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . Reuse. ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . Return. ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . 廃棄. ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . ・・ . 環境負荷︵Ｄ︶. 図１ライフサイクルフローチャート. 適，Se：感性，D：環境負荷，LCE：ライフサイクルエネルギー，LCCO2：ライフサイクル CO2，LCC：ラ. 2. 2. 2 環境影響分析. イフサイクルコストスループット(T)は循環建築を構. 環境影響分析における環境影響要素は，典型７公害. 成する循環建築方程式のアウトプットである．スルー. （大気汚染，水質汚染，土壌汚染，騒音，振動，悪臭，. プットの増大には理論上限界がない．循環建築では T. 地盤沈下）と地球環境（廃棄物の排出，エネルギーの. の最大化を図る．. 消費，天然資源の使用，化学物質の使用，地球温暖化，. 2. 2 循環型社会における環境負荷評価システム. オゾン層破壊）の項目とする．環境負荷の低減要素と. 2. 2. 1 ライフサイクルフロー分析. して 4R（Recycle，Reuse，Return，Reduce）を考慮す. 循環型住宅の環境負荷はライフサイクルで評価する. る．これらの分析をもとに環境影響要素別の数量から，. 必要があり，住宅の企画・設計，調達，施工，運用，. 環境負荷の算定を行う．. 解体の各段階において，それぞれのインプットとアウ. ３．ケーススタディ. トプットを考える．図 1にライフサイクルフローチャ. 3. 1 評価算定モデル. ートを示す．Reduce はインプットの段階で作用し，投. ケーススタディを行うにあたり，SRB-DUP 煉瓦造住. 入材料，エネルギー，CO2，及びコスト等を減少させ. 宅（ブリックベニア，フルブリック），湿式煉瓦造住宅，. る効果を与える．Recycle，Reuse，Return Engineering. 木造２×４住宅それぞれに関して，標準モデル及び実. により処理し，処理工程から排出されたものを廃棄し. 験棟モデルを設定した．図２，及び図３に SRB-DUP. 環境負荷（D）を与える．循環型住宅における解体段. 煉瓦造住宅（ブリックベニア）標準モデル，及び実験. 階は，Recycle Engineering，Reuse Engineering，Return. 棟モデルを示す．SRB-DUP 煉瓦造住宅（フルブリック），. Engineering を施して資源を循環させ，処理工程からの. 湿式煉瓦造住宅，及び木造２×４住宅の標準モデル，. 排出物，及び処理不能廃材を廃棄し環境負荷（D）を. 及び実験棟モデルについても同規模，同プランである．. 与える．循環型経済社会における環境負荷評価システ. SRB-DUP 煉瓦造住宅は，鉛直荷重は内部の SRB-DUP. ムはライフサイクルを通して 4R により（D）の最小化. 煉瓦柱が負担し，水平荷重は外壁である SRB-DUP 煉. を図るシステムである．最初に，中心軸に作業工程を. 瓦壁が負担する工法である．床組，小屋組は木造，内 44- 1.

(2) 玄関. トイレ洗面所風呂. 押入トイレ. 台所. 居室子供部屋１押入押入. 居間・食堂. 押入. 押入. 7480. 押入. 7480. 7930. 押入. 7930. ホール. 寝室. 居室. 子供部屋２. 8880. 8880. 10670. ( b) ２階平面図. (a). 10670. １階平面図. (b). ２階平面図. 4950. 7450. (a) １階平面図. 7930. (c) 西立面図. 面積高さ基礎外壁内部仕上床. 8880. ( d) 北立面図. 延べ床面積：129.96m2 軒高：4.956m、最高高：7.450m 鉄筋コンクリートべた基礎 SRB-DUP煉瓦（ 8246個）プラスターボードクロス仕上げ Floated Gum（無垢フローリング）. (c). 面積高さ基礎外壁内部仕上床. 図２ SRB-DUP煉瓦造住宅（ﾌﾞﾘｯｸﾍﾞﾆｱ）標準モデル. 工法を用いる．外壁は湿式煉瓦造住宅では湿式煉瓦，木造２×４住宅ではサイディングである．また， SRB-DUP 煉瓦造住宅の耐用年数は 100 年，木造２×４住宅，及び湿式煉瓦造住宅は 30 年であり，SRB-DUP 煉瓦造住宅は 90 年（30 年ごとに大規模修繕），木造２ ×４住宅，及び湿式煉瓦造住宅は 30 年で解体する．４．循環建築方程式レビュー. 木造2×4住宅の環境負荷算定値を1.0とした場合の第一近似スループット. レームを用いて壁面を構造体として，荷重を負担する. 延べ床面積：149.09m 軒高：6.024m、最高高：9.404m 鉄筋コンクリートべた基礎 SRB-DUP煉瓦（18871個）プラスターボードクロス仕上げ Floated Gum（無垢フローリング）. 0.80 標準モデル. 実験棟モデル SRB-DUP（フルブリック） SRB-DUP（ブリックベニア）湿式煉瓦造. 0.60. 0.40. 0.20. 0.00. -0.20. -0.40. 大気汚染. 騒音. 振動. エ天ネ然ル資ギ源ーの消使費用. 化学物質の使用. 地球温暖化. 地球温暖化. ︵燃料. ︵焼却. ︶. ︶. 廃棄物の排出. 大気汚染. 騒音. 地球温暖化. 地球温暖化. ︵燃料. ︵焼却. ︶. ︶. 廃棄物の排出. (4)及び(5)式を与える． …(3). W1 ：環境影響評価基準. "T = !"Ti. …(4). D1 ：改善後の環境負荷算定値. "Ti = "Wi −"Di. …(5). イフサイクルにおける環境負荷算定値を環境影響評価. 化学物質の使用. 循環方程式 T の定量解を求める概念式として，(3)， T = !(!(!"Ti)j)k. 木造２×４住宅標準モデル，及び実験棟モデルのラ. エ天ネ然ル資ギ源ーの消使費用. -0.60. T1 ：第一近似スループット. 4. 2 第一近似式レビュー. 振動. 4. 3 基礎方程式・ΔT. に以下の(2)式を第一近似式として与える． T " W ! D ! ( 2) 1 1 1. 東立面図. 図４第一近似スループット比較. 4. 1 第一近似式. (1)式で示す循環方程式は次元が異なるため，便宜的. (d) 2. 図３ SRB-DUP煉瓦造住宅（ﾌﾞﾘｯｸﾍﾞﾆｱ）実験棟モデル. 壁下地は SRB-DUP 煉瓦造，及び木造である．湿式煉瓦造住宅は内壁に木製フレームを使用し，この木製フ. 南立面図. "Ti ：単体の豊かさの要素(i)の価値 "Wi ：単体の豊かさの要素(i)の水準 "Di ：単体の豊かさの要素(i)を実現するための負荷. 基準とし，前節で示した(2)式の W1 に，各評価算定モ. (4)式のΔT = ΣΔTi は単体のスループットである．. デルの環境負荷算定値を D1 に代入し，第一近似スルー. !(!"Ti)j は，例えば，単体で構成される地域（Area），. プットを算定した．図４に算定結果を示す．SRB-DUP. !(!(!"Ti)j)k は地域で構成されるブロック（Block）と. 煉瓦造住宅の第一近似スループットはほぼ全ての要素. する． (4)式を基礎方程式と呼ぶこととする．基礎方程式の解は，例えば，"T をコストで表すと，. において正の値を示すことが明らかになった． 44- 2.

(3) "W＝現時点，又は将来のある時点で売れると予想さ. 0.00. れる住宅・土地の価格，及び，現時点，又は将来のあ. -1.00. 経過年数（年）. 木造2×4住宅の建設コスト1.0に対するスループット. 0. る時点までに予想される所得収入総額の合計 "D＝その住宅・土地の取得費と取得から現時点，又は将来のある時点までの支出総額及び環境負荷を環境税などに換算した額の合計 "T ＝ "W−"D，すなわちその差が現時点，又は将来のある時点での価値 "T である．とすれば，基礎方程式 "T は，現時点，又は将来のあ. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70 80 90 SRB-DUP（ブリックベニア） SRB-DUP（フルブリック）湿式煉瓦造木造２×４. -2.00. -3.00. -4.00. -5.00. -6.00. -7.00. 図５スループット比較（標準モデル）. る時点での住宅・土地の価値を与えることができる．. 経過年数（年）. 0.00. 評価の単位は，コスト（Cost），温暖化ガス（CO2）及. 0. 木造2×4住宅の建設コスト1.0に対するスループット. び消費エネルギー（E）である．これらの評価単位は互換性を持つので，どれか，一つの単位で表示できれば，他の評価軸で表すことが可能である． 4. 4 基礎方程式レビュー "T をコストで表した場合の基礎方程式の解を具体的に表す式として(6)式を与える． T(x)＝(Hv(x)-Ha(x))+(Gv(x)-Ga(x))+(Rp(x)-Re(x))-Et(x)…(6) T(x) ：建設から x 年後のスループット. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80. 90. SRB-DUP（ブリックベニア） SRB-DUP（フルブリック）湿式煉瓦造木造２×４. -1.00. -2.00. -3.00. -4.00. -5.00. -6.00. -7.00. 図６スループット比較（実験棟モデル）. Hv(x)：建設から x 年後の住宅評価額 Ha(x)：建設から x 年間の住宅累積取得額. ２×４住宅に対して，ブリックベニアで 8~9%，フル. Gv(x)：建設から x 年後土地評価額. ブリックで 7~8%高い値となった．. Ga(x)：建設から x 年間の土地累積取得額. V pk ". Rp(x)：取得から x 年後までのｷｬｯｼｭﾌﾛｰ（総収入額）. x ! B fk Bk. V p1 8 V p 2 8 ! 8 V pm 8 0.9 8 V pm .1 8 ! 8 V pnの場合. Re(x)：取得から x 年後までのｷｬｯｼｭﾌﾛｰ（総支出額）. 7 ( + + x ) ) %4 & 1 + x ! Pd - + ) ) #1 +x) 11 & , Pd * ) #1 + 1 B - & x ! Pd - + P ) ! Pfk - + ) #1 Pfk , d* 1 k & + ) #1 & m 11 + )* #$11 , ' T ( x ) " ! Ck - 6 3 + k "1 + x )) 1 1 ! x P + )) 1 1 d + ( 0 /% , Pd * ) 1 1. + x ) - &1 . + Pd ! 1) # . + + ) ) 1 1 , Pd * & # + Pfk )$ + ' + Pfk ) 1 1 15 ,+ *) 12. Et(x)：建設から x 年間の累積環境税ただし，土地の評価額及び累積取得額，取得から現時点までのキャッシュフロー（総収入額）は同じ場所. 9. に建設するものと仮定しているため，値に差が生じないため，今回は 0 とした． 4. 4. 1 スループットの算定 (6)式に「戸建住宅価格査定マニュアル」（（財）不動. 7 + + x ) )4 1 + x ! Pd - + ) ) 1 % ( / 0 +x) P 1 , Pd * ) 1 Ck - 60.9 . + ) - &1 . + d ! 1) # . + ! + )3 & # P P P fk k " m .1 , d * ' + fk 1 )$ + )1 1 1 ,+ *) 2 5 ( + + x ))% & + x ! Pd - + ) ) # n /% + & + x ) ( 0 Pd , Pd * ) # ! ! 1) # . Dk - & + ) - &1 . + + )# # & Pfk )$ + k "1 & , Pd * ' + Pfk )# & + )* #$ , ' ! Re ( x) ! Et ( x) !(7). 産流通近代化センター発行）による査定法を基に算定. n. 9. した評価額，それまでにかかった施工，保全・修繕，及び解体コストとして算出した累積取得額，運用コストにより算出した取得から現時点までのキャッシュフロー（総支出額），及び我が国で導入された場合に想定. 9. される累積環境税を代入し，各評価算定モデルについて，スループットの算定を行った（(7)式）．図５及び図６に木造２×４住宅標準モデル及び実験棟モデルの建設コストに対する各住宅モデルのスループット算定. Vpk：部位別現価率. 値を示す．いずれの住宅も新築時には大きな違いは生. Bfk：部位別最終施工又は保全・修繕年（年）. じないが，年数を経るごとに SRB-DUP 煉瓦造住宅と. Bk：部位別耐用年数（年）. 他の二つの住宅とのスループットの差は大きくなり，. Pfk：部位別保全・修繕周期（年）. 90 年後の SRB-DUP 煉瓦造住宅のスループットは木造. Pd：解体周期（年） 44- 3.

(4) Ck：部位別建設コスト（円）. bw. A( x ) " ( bT '1 ( x ) . bT ' 4 ( x ) . bT '5 ( x ) . bT '6 ( x )). bsb. A( x ) " ( bT '1 ( x ) . bT ' 4 ( x ) . bT '5 ( x ) . bT '6 ( x )). ! ( wT '1 ( x ) . wT '3 ( x ) . wT ' 4 ( x )). Dk：部位別解体時コスト（円） 4. 4. 2 スループットの優位性の検討. ! ( sbT '1 ( x ) . sbT '3 ( x ) . sbT '4 ( x )). 前節で示したスループットは標準モデル及び実験. fbw. A( x ) " ( fbT1 ' ( x ) . fbT2 ' ( x ) . fbT4 ' ( x ) . fbT5 ' ( x ) . fbT6 ' ( x )). 棟モデルの場合の算定結果であり，プランや仕様の変. ! ( wT1 ' ( x ) . wT2 ' ( x ) . wT3 ' ( x ) . wT4 ' ( x )). 化によっては異なる結果となり得る．そこで，これら. fbb. A( x ) " ( fbT1 ' ( x ) . fbT2 ' ( x ) . fbT4 ' ( x ) . fbT5 ' ( x ) . fbT6 ' ( x )). の変化に対応するスループットの優位性を示す条件式. ! ( bT1 ' ( x ) . bT2 ' ( x ) . bT4 ' ( x ) . bT5 ' ( x ) . bT6 ' ( x )). を検討した．表１に木造２×４住宅標準モデル及び実. 例えば，建設から 90 年後のスループットについて，. 験棟モデルの建設コストを 1.0 とした場合の建設から. 木造２×４住宅より SRB-DUP 煉瓦造（ブリックベニ. 90 年のスループットとその内訳，及びそれぞれの住宅. ア）住宅が有利になる条件は，. の算定値と木造２×４住宅との差異を示す．スループ. bw. A ( 90 ) " 2 .86 - w C1 . 5 .9- w C 3 . 2 .6- w C 4 . 2 -( w D1 . w D 4 ) . 5- w D 3 ! :0 .9 -( b C1 . b C 5 . b C 6 ) . 0 .6-b C 4 . 2-b D 4 ; < 0. ットの違いに大きく影響するのは各住宅の現時点評価. SRB-DUP 煉瓦造（ブリックベニア）より SRB-DUP. 額と取得額の差であることが分かる．そこで，. T ' ( x) " H v ( x) ! H a ( x). 煉瓦造（フルブリック）住宅が有利になる条件は，. として，T’について優位性の検討を行った．なお，以. fbb A (90 ) ". 0.9 -( b C1 . b C 5 . b C 6 ) . 2.9-b C 2 . 0.6-b C 4. 下に示す数式中の文字及び数字は次のものを表す．. . 2 -( b D 2 . b D 4 ). deA(x)：建設から. 70.9 -( fb C1 . fb C 5 . fb C 6 ) . 2.9-fb C 2 . 0.6-fb C 4 4 !6 3<0 5 . 2 -( fb D 2 . fb D 4 ) 2. x 年後の d の e に対する優位差. Tk(x)：建設から x 年後の部位別 T’. である．. 下付き（後）. 下付き（前）. b：SRB-DUP 煉瓦造（ﾌﾞﾘｯｸﾍﾞﾆｱ） 1：基礎. ５．総括. fb：SRB-DUP 煉瓦造（ﾌﾙﾌﾞﾘｯｸ） 2：内部仕上（内部塗装を除く）. 本研究で得られた知見を示す．. sb：湿式煉瓦造. 3：外壁. w：木造２×４. 4：躯体（木造部分）. （１）循環建築方程式について，スループットの第一. 5：躯体（SRB-DUP 煉瓦壁）. 近似式を与え，各評価算定モデルについて，環境影響. 6：躯体（SRB-DUP 煉瓦）. 要素別に第一次近似スループットを算定した結果，ほ. 表１スループット分析表住宅（評価額- 累積取得額）. ぼ全ての要素について，SRB-DUP 煉瓦造住宅が正の値. SRB-DUP （ブリックベニア） -3.09 ( + 0.38 ). SRB-DUP （フルブリック） -3.15 ( + 0.32. ). -3.69. ( - 0.22. ). -3.47. (. 0. ). -3.05. ). -3.11. ). -3.64. ( - 0.15. ). -3.48. (. 0. ). ). -1.62. ). -1.66. ( + 0.05. ). -1.95. ( + 0.05. ). -1.98. ( + 0.02. ). -2.00. (. 0. ). 0.00. ( + 0.00. ). 0.00. ( + 0.00. ). -0.01. ( - 0.00. ). 0.00. (. 0. ). 0.00. ( + 0.00. ). 0.00. ( + 0.00. ). -0.01. ( - 0.00. ). 0.00. (. 0. ). -4.71 ( + 0.42 スループット -5.00 ( + 0.49 ※カッコ内の数値は木造２×４住宅との差異を表す. ). -4.76. ( + 0.36. ). -5.33. ( - 0.20. ). -5.13. (. 0. ). ). -5.07. ( + 0.42. ). -5.62. ( - 0.13. ). 環境税. ( + 0.04. ( + 0.37 ( + 0.04. ). -1.64. ( + 0.02. 木造２×４. -1.95. キャッシュフロー（総収入額ー総支出額）. -1.62. ( + 0.44. 湿式煉瓦造. (. 0. ). -5.49 ( 0 ) 上段：標準モデル下段：実験棟モデル. SRB-DUP （ﾌﾞﾘｯｸﾍﾞﾆｱ） SRB-DUP （ﾌﾙﾌﾞﾘｯｸ）. SRB-DUP （ﾌﾙﾌﾞﾘｯｸ）基礎，躯体，内部仕上. 木造２×４. （２）循環建築方程式について，定量解を求める基礎方程式を与え，"T をコストで表し各評価算定モデルについて，スループットの算定を行った結果，SRB-DUP 煉瓦造住宅が他の二つの住宅に対して，高い値を示し. 表２優位性検討項目 SRB-DUP （ﾌﾞﾘｯｸﾍﾞﾆｱ）. を示した．. 木造２×４. 湿式煉瓦造. 基礎，躯体，外壁基礎，躯体，外壁，内部仕上. 基礎，躯体，外壁基礎，躯体，外壁，内部仕上基礎，外壁. 湿式煉瓦造. 表２に各住宅のスループットの比較を行う場合にスループットの違いが生じる部位を示す．各住宅のスループットの優位性を検討する場合，他の部分が同仕. た．（３）SRB-DUP 煉瓦造住宅，湿式煉瓦造住宅，及び木造２×４住宅に関して，スループットの優位性を決める条件式を示した．《参考文献》１）松藤泰典他：循環型住宅の施工に関する要素研究. その１. 循環型住宅の概念と DUP 乾式煉瓦造工法，日本建築学会大会学術講演梗概集（東北），pp.683-684，2000.9 ２）財団法人. 不動産流通近代化センター：戸建住宅価格査定. 様であれば，表２に示す項目についてスループットの. マニュアル. 検討を行えばよい．各住宅の優位性は各住宅の優位差. ３）建築コスト管理システム研究所：建設省建築工事積算基準. を算出し，その正負と大小によって明確にすることが. 平成 11 年板. できる．例えば，建設から x 年後のスループットについて e よりも d の方がスループットは有利である条件は deA(x)>0 であり，その差は deA(x)である．各住宅の優位差を示す式を以下に示す．. 2004 年度版. ４）鷲田豊明：産業廃棄物税とリサイクル応用一般均衡分析成 16 年 6 月 7 日５）国土交通省平成 14 年度建設副産物実態調査結果６）財団法人経済調査会：積算資料 2004.12 ７）財団法人経済調査会：建築施工単価. 44- 4. 2004.10. 平.

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