世界的にも建築物の対策は最重要 IPCC( 気候変動に関する政府間パネル ) 第 5 次評価報告書 2010 年に建築物は世界のエネルギーの約 32% を消費このままの状態が続けば 2050 年までに2~3 倍になると予想デットロックになる前に迅速な対応が必要 2015 年環境省 IPCC 第

(1)

「2020年のZEB実現に向けたロードマップ」

早稲田大学建築学科

田辺新一

(2)

Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University



2010年に建築物は世界のエネルギーの

約32%を消費



このままの状態が続けば、

2050年までに2～3倍になると予想

世界的にも建築物の対策は最重要

2015年環境省 IPCC 第5次評価報告書の概要－第3作業部会（気候変動緩和） 1

デットロックになる前に迅速な対応が必要

IPCC

（

気候変動に関する政府間パネル

）

第5次評価報告書

(3)

Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University引用：IEA, World Energy Outlook 2013 (12 November 2013) 2 中国 4060 インド 東南 アジア 日本米国 非－OECD アジア

2035年の一次エネルギー需要量の推計

(Mtoe）

2012年から2035年の

経済成長

アジアのエネルギー需要

インドに2030年にある住宅・建築物の7割は、今存在しない

(4)

Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 3

(5)

(6)

生活の質を向上させつつ省エネルギーを

一層推進するライフスタイルの普及

http://www.meti.go.jp/press/2014/04/20140411001/20140411001.html

エネルギー基本計画

2014年4月11日閣議決定

2020年までに新築住宅・建築物について

段階的に省エネルギー基準の適合を

義務化

する。

2020年までに新築公共建築物等で、

2030年までに新築建築物の平均で、

• _{建築物については、}

ZEB（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル）

を実現することを目指す。

(7)

₆

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

既存建築物が基準適合

法第36条認定、行政庁認定マーク

基準レベル以上の省エネ性能

法第7条に基づくラベル

16 36条行政庁認定と

7条に基づく第三者認証

(

BELS

)

(13)

• 省く

：

不要のものとして取り除く

• 質の確保が前提

• 日本では省エネは｢我慢｣

• 知的生産性の高い室内環境は必須

• ZEBは究極の目的

何故、省エネ建築ではないのか？

(14)

ZEB

(15)

空気調和・衛生工学会ガイドライン http://www.shasej.org/oshirase/1506/ZEB/shase_zebteigi201506.pdf

(16)

• 公的機関は2年間前倒

• EU加盟各国は、欧州委員会に対して、

2015年までにnZEBを推進するための計画を提出

• 経済合理性と実現可能性を考慮

• nZEB＝超省エネ化＋オンサイト再生可能エネルギー

http://ec.europa.eu/energy/efficiency/buildings/buildings_en.htm, http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2012:081:0018:0036:EN:PDF

EUのnZEB

(

二アリーとは

)

EPBD

（

建物のエネルギー性能に関する欧州指令

）

2020年末までに、全ての新築住宅・建築物を

nearly Zero Energy（nZEB）とする

EU加盟各国に対して以下のことを要求

(17)

バイオマスの原単位が日本では未設定

（

フランス

：

0.2 kW/kW

）

NREL:米国再生可能エネルギー研究所、Shanti Pless and Paul Torcellini, Net-Zero Energy Buildings: A Classification System Based on Renewable Energy Supply Options Technical Report, NREL/TP-550-44586 June 2010

NRELの定義

建築面積内の再生可能エネルギー

建物敷地内の再生可能エネルギー

オフサイトの再生可能エネルギー源

（バイオマス、木材ペレット等）

ZEB-A

ZEB-B

ZEB-C

オフサイトの再生可能エネルギー

ZEB-D

送電網への再生可能エネルギー受入可能量

(18)

年間配送エネルギー量（一次エネルギー換算・実績値）が

オンサイトでの再生可能・逆送エネルギー量以下の建築物

22

米国エネルギー省

(

DOE

)

の定義

D=E

• 実績値（運用時の評価）

• 建築物（Building）大学（Campus）建物棟・複合建築物（Portfolio）

地域（Community）

• 空調、換気、給湯、照明、OA・コンセント等の消費電力、

建築物内で変換・融通されるエネルギー

→OA・コンセントも含む

• 原則はオンサイト（敷地内）が対象であるが、狭小地域の状況等も加味し、

オフサイト（敷地外）の再生可能エネルギーも対象に含めることができる

• 一部の建築事業者からは、完全なZero Energy Buildingのみでなく、

Zero Energy Ready (ZER) Building（定義は不明）を求める声があがった

が、

本とりまとめの中では、定義付けがなされていない。

今後定義が追加される可能性もある。

(19)

• _{検討委員会におけるＺＥＢの定義・今後の施策などの}

内容については現在、｢案｣の段階

• _{資源エネルギー庁にて開催される審議会（省エネルギー}

小委員会）の承認をもって、正式に決定される予定

18

ZEBロードマップ検討委員会



ZEBの定義・評価方法



ZEBの実現可能性



ZEBの普及方策

(20)

年間で消費する建築物のエネルギー量が大幅に削減

ZEH・ZEBの定性的定義

19 昇降機給湯空調換気照明昇降機給湯空調換気照明削減

Pictgram created by Muharrem Senyil, Lance Hambly from Noun Project

ZEBとは...

快適な室内環境の担保

適切なエネルギー運用

エネルギーを極力

必要とせず、上手に使う

1. 省エネ

_創エネ

2. エネルギーを創る

高断熱化

日射遮蔽

自然エネルギー利用

高効率設備

太陽光発電

(21)

20

(22)

50%以上省エネ（ZEB Ready）

を満たした上で、

太陽光発電等によりエネルギーを創ることで、

正味でゼロ・エネルギーを目指す

21

ZEB

（正味で100%以上省エネ）

Nearly ZEB

ZEB Ready

（50%以上省エネ） 昇降機給湯空調換気照明

50%削減

Pictgram created by Muharrem Senyil, Lance Hambly from Noun Project

ZEBの定義

正味で75％以上省エネを達成したものを

Nearly ZEB

正味で100％以上省エネを達成したものを

ZEB

ただし、

高層の大規模建築物等では屋上面積が限られ、

エネルギーを創ることに限界がある

➡

評価に考慮する必要

＋

(23)

• _{判定方法は省エネ基準に従う}

• _{対象は、空調・給湯・換気・照明・昇降}

機設備とする

➡OAコンセントを含まない

使用時にエネルギー使用量がゼロになると

誤解されないようにすることが重要

• _{BELSのBEIでも除外する予定}

• _{再生可能エネルギーは、}

オンサイト（敷地内）を対象とし、

売電分も考慮する。

※

ただし、余剰売電分に限る

26

OAコンセントの取扱い

(24)

Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 23 エネルギー消費量 エネルギー供給量 Reference Building 基準一次エネルギー消費量

ZEB

Nearly

ZEB

50％以上減

省エネルギー

①負荷の抑制（高断熱化、日射遮蔽等） ②自然エネルギー利用（再生可能エネルギーを除く） ③設備システムの高効率化 100%以上減 (Net Zero) 75% 以上減

ZEB

Ready

④再生可能エネルギーの導入

エネルギー自立

50% 以上減

ZEBチャート

(25)

• どのような技術・設備を導入すればZEBができるのか、その場合、一般的な建

築物に比べてどの程度費用が増すのかについて、ケーススタディを実施

• 事務所、学校、ホテルにおいて、現在の高性能な建材や設備を適切に選択す

ることで、

50%省エネ（ZEB Ready）

が実現可能と試算

※材料・設備費の追加費用は建築費用全体の5%程度と試算（建築計画・構造の変更等による追加費用の試算は詳細な検討が必要）

ZEBの実現可能性

（

10,000㎡（7階建）の事務所ビルで試算）

24 外皮空調換気照明給湯 昇降機 （パターンA） 平成25年省エネ基準相当 •単層8mm等 •押出ﾎﾟﾘｽﾁﾚﾝﾌｫｰﾑ50mm屋根断熱 •押出ﾎﾟﾘｽﾁﾚﾝﾌｫｰﾑ25mm壁断熱 •空冷ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ、EHP •2次ﾎﾟﾝﾌﾟ、台数・回転数制御 •定風量制御等 •静圧250Pa •ファン効率40% •制御なし等 •HF型器具 •制御なし等 •局所電気貯湯式 •節湯器具なし •配管保温30mm •VVVF（電力回生なし） （パターンB） 省エネ基準相当（ガラス建築） •LowEトリプル窓、ﾌﾙﾊｲﾄ、水平庇 •押出ﾎﾟﾘｽﾁﾚﾝﾌｫｰﾑ50mm屋根断熱 •押出ﾎﾟﾘｽﾁﾚﾝﾌｫｰﾑ25mm壁断熱 •空冷ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ、EHP •2次ﾎﾟﾝﾌﾟ、台数・回転数制御 •VAV制御等 •静圧250Pa •ファン効率40% •制御なし等 •HF型器具 •制御なし等 •局所電気貯湯式 •節湯器具なし •配管保温30mm •VVVF（電力回生なし） （パターンC） ZEB Ready相当 •LowEトリプル窓、ﾌﾙﾊｲﾄ、水平庇 •押出ﾎﾟﾘｽﾁﾚﾝﾌｫｰﾑ50mm屋根断熱 •押出ﾎﾟﾘｽﾁﾚﾝﾌｫｰﾑ25mm壁断熱 •空冷ﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ（圧縮機台数制御）、 EHP •小流量ﾎﾟﾝﾌﾟ、台数・回転数制御 •VAV制御、外気冷房、ﾀﾞﾌﾞﾙﾌｧﾝ等 •静圧250Pa •ファン効率40% •高効率モータ、温度制御等 •LED照明器具 •人感ｾﾝｻｰ、昼光調光制御等 •局所電気貯湯式 •自動給湯栓 •配管保温30mm •VVVF（電力回生あり）最新ビルの状況を模擬 ZEB Ready 基準を満たす仕様を検証 ※上記では、自然エネルギー利用技術は評価していないことも含め、ZEB Readyの実現には、上記以外にも様々な技術の組み合わせが想定される

(26)

Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 25 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 A：平成25年基準相当 B：平成25年基準相当（ガラス建築化） C：ZEB Readyケースコンセント等昇降機給湯照明換気空調一次エネルギー消費削減量［MJ／（年・㎡）］（対Case B） 削減比率50% （対Case A） 削減比率52% 比率比率比率削減率 [GJ/年] [MJ/㎡年] [%] [GJ/年] [MJ/㎡年] [%] [GJ/年] [MJ/㎡年] [%] （対B）空調 8,950 864 65% 8,460 817 63% 4,219 407 63% 50% 換気 667 64 5% 667 64 5% 358 35 5% 46% 照明 3,802 367 27% 3,802 367 28% 1,723 166 26% 55% 給湯 270 26 2% 270 26 2% 197 19 3% 27% 昇降機 171 16 1% 171 16 1% 152 15 2% 11% その他 3,676 355 - 3,676 355 - 3,676 355 - -合計 17,537 1,693 - 17,046 1,646 - 10,325 997 - 39% 除コンセント - 1,338 - - 1,291 - - 642 - 50% PAL -検討Case 439 427 439 一次エネルギー一次エネルギー一次エネルギー A：平成25年基準相当 B：平成25年基準相当（ガラス建築化） C：ZEB Readyケース

997MJ/m

2 1646MJ/m

2 1693MJ/m

2 ZEBの実現可能性

（

10,000㎡（7階建）の事務所ビルで試算）

(27)

Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University Pictgram created by Muharrem Senyil, Lance Hambly from Noun Project

ZEHの「高断熱基準」「設備の効率化」で

20%以上省エネ

を満たした上で、

太陽光発電等によりエネルギーを創ることで、

正味でゼロ・エネルギーを目指す

26

ZEＨ（住宅）の定義・評価方法

正味で

75％省エネ

を達成したものを

Nearly ZEH

正味で100％省エネを達成したものを

ZEH

ただし、

屋根が小さい・日射が当たりくい住宅では、

エネルギーを創ることに限界がある

➡

評価に考慮する必要

ZEH

Nearly ZEH

（正味で75%以上省エネ） ※都市部等の市街地に建つ狭小住宅等

(28)

27

ZEHチャート

エネルギー消費量エネルギー供給量 Reference House 基準一次エネルギー消費量

ZEH

Nearly

ZEH

20%以上

減

省エネルギー

①負荷の抑制（高断熱化、日射遮蔽等） ②自然エネルギー利用（再生可能エネルギーを除く） ③設備システムの高効率化 100%以上減 (Net Zero) 75%以上減 ④再生可能エネルギーの導入（容量不問）

エネルギー自立

(29)

SII-ZEH補助金対象住戸

28

(30)

©

TakeshiYAMAGISHI

(31)

(32)

スマートグリッド

【エネルギーフローを最適管理する司令塔】

BEMS

（ビル）

GEMS （

グリッド

）

HEMS

（住宅）

CEMS

（コミュニティ）

￥

火力発電所など水力発電所太陽光発電／ガスタービン発電機／蓄電池設備つきビル ICTによる制御 変電所風力発電所エネルギー貯蔵設備電気の流れ情報の流れ送配電網電気自動車蓄電池太陽光パネル

スマートハウス

HP給湯器 燃料電池

電力ネットワーク

（グリッド）

スマートビル

太陽光発電所揚水発電所

再生可能エネルギー電源

スマートメーター

スマートコミュニティ

電力品質（電圧・周波数）問題

_{無理のない節電スキームの実行}

早稲田大学スマート社会技術融合研究機構 ACROSS http://www.waseda.jp/across/

33 (

電力網と情報網の高度融合ネットワーク

:

林泰弘

)

(33)

Smart House

Gas

Generation

Grid

House

Eco House

34 エコハウス（省エネ住宅）とスマートハウス

(34)

スマート社会の実現へ向けた早稲田大学の産学連携研究機構

33 スマート社会技術融合研究機構（ACROSS）

新宿実証

センター

技術融合の

ｲﾉﾍﾞｰｼｮﾝ

社会インフラを築く企業

スマート社会技術

推進協議会

社会

フレーム

大学の

先進研究

エネルギー需要家の顧客視点とグローバルマーケット視点で新たな社会価値を創出

社会実装、国家プロジェクト等

スマートライフ サイエンス研究所 住宅・建築 環境研究所 田辺所長 動力エネルギー システム研究所 天野所長 岡野所長 電動車両 研究所 紙屋所長 次世代科学技術 経済分析研究所 鷲津所長

７つの拠点研究所

若尾所長 太陽光発電 システム研究所 林所長 先進グリッド 技術研究所 様々な分野の 開発技術を持つメーカ