第一三共札幌支店ビルの空調設備
清水建設㈱ 北海道支店 設計部的 野 孝 一
■キーワード／事務所・設備計画・省エネルギー１．はじめに
第一三共札幌支店ビルは，札幌市の中心部，緑豊かな 大通公園に面するオフィスビルである。 立地のポテンシャルを最大限に生かし，大通交差点に 面した企業の顔，大通公園の緑と一体となった快適な執 務空間，省エネに配慮した環境配慮型施設となるように 計画し，2010年４月に完成した。本稿ではその建築・設 備の取り組みについて紹介する。２．建築概要
建 築 名 称 第一三共札幌支店ビル 所 在 地 北海道札幌市中央区大通西８丁目１番地８ 建 築 主 第一三共ビジネスアソシエ㈱ 設計・監理 清水建設㈱一級建築士事務所 用 途 地 域 商業地域 敷 地 面 積 0,811.39㎡ 建 築 面 積 0,683.10㎡ 延 床 面 積 6,041.82㎡ 構造・階数 SC造，地上９階，塔屋１階 主 用 途 事務所 施 工 会 社 建築 清水建設㈱ 北海道支店 電気 ㈱きんでん 空調 三建設備工業㈱ 制御 清水建設㈱ ENG本部 工 期 2009年４月〜2010年４月 写真－１ 建物全景 B階段 B階段 B階段 A階段 A階段 A階段 リフレッシュ コーナー 事務室 N ELV ELV パーキング パーキングELV パーキング PS PS PS DS DS DS EPS 給湯室 給湯室 給湯室ELV ホールELV ELV
WC（W） WC（M） 廃棄物廃棄物 分別室 分別室 廃棄物 分別室倉庫 会議室 図－１ 基準階平面図 パラペット天端 パラペット天端 冠壁天端 冠壁天端 パラペット天端 冠壁天端 室外機置場 屋外 デッキ 食堂 執務室 執務室 執務室 執務室 グループ会社 多目的室 会議室 会議室 会議室 会議室 会議室 会議室 エントランスホール 打ち合わせコーナー メール コーナー 3, 10 0 2, 80 0 3, 30 0 3, 30 0 3, 10 0 15 0 2, 80 0 2, 80 0 2, 80 0 2, 80 0 2, 80 0 3, 00 0 機械室 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ELVパーキング （フォーク式） 40台×２基（80台） 車路 2, 80 0 15 0 15 0 15 0 15 0 15 0 15 0 15 0 境 界 線 境 界 線 境 界 線 境 界 線 境 界 線 境 界 線 図－２ 断面図 写真－２ 北側正面
３．建築計画
大通公園に面するこの敷地に，緑豊かな大通公園を常 に取り込み，人が集い，人と環境が共生するガーデンオ フィスとなるように計画した。 １階には交差点・公開スペースに面して２層吹き抜け のショーウインドーにも利用できる開放的なエントラン スホール・ラウンジ，２階には大通公園に面した北側に 打ち合わせコーナー，応接室を配置した。３階大会議 室，４〜８階事務室はワイドビューと自然光を最大限に 生かせるように北側をフルハイトの高断熱Low－eガラ スと断熱カーテンウォールとした。９階にはコミュニ ティホールを設け，ガーデンステージとしてセミナー・ パーティーなどの社会・地域貢献にも活用できるように した。 照明はオフィスを含め色温度を低く設定し，温かな企 業イメージを都市に表出している。 構造は細柱（4.2mスパン・350φ鋼管柱）により眺望・ 採光を生かす構造とした。地震力を剛性の高いSC造（柱 SRC＋梁Ｓ）とCSダンパブレースをハイブリッドさせた コアに負担させ，開放的なフレームとオフィスの有効面 積を確保した（写真－１・２，図－１・２）。４．設備概要
設備概要については表－１参照。５．設備計画の基本方針
本建物の設備計画の基本方針として，北海道という地 域性，立地条件を生かした省エネルギーと執務空間の環 境に配慮した設備計画とした（図－３）。 ⑴ 北海道の冷涼な外気を最大限に利用する自然換気・ 外気冷房や用途に合ったさまざまな省エネルギー手法 を採用し，省エネルギーをはかる。 ⑵ 寒冷地の室内環境を改善させるために，外周足元に ヒータ付エアバリアファンを設置し，コールドドラフ ト対策を行う。 ⑶ 明るさセンサ・人感センサによる照明制御，LED 照明を採用し，省エネルギーをはかる。 ５－１ 設備計画上の特徴 ⑴ 自然換気システム 北海道の中間期・夏期の冷涼な外気を最大限に利用 するように，自然換気システムを採用した。 ４〜８階の事務所のカーテンウォール無目にスリッ ト状の給気口を設け，そこから外気を取り入れて自然 換気を行うようにした。取り入れられた外気は室内を 通過後，ドアのスリットから階段室に入り，階段室の 上昇気流により上部の開口より外部に排出される。給 気口は，１階の管理室にある集中制御盤または各室に 設置された自然換気個別スイッチにて開閉される。階 段室上部の開口も連動して開閉される（写真－３〜６， 図－４）。 ⑵ ビルマルチ空調省エネ制御（ｉ.ems） 当社開発のビルマルチエアコン用の空調省エネ制御 熱 源 設 備 空気熱源ヒートポンプチラー 40HP×１台 外気処理空調機 １階ラウンジ・２∼３階ELVホール：氷蓄熱ヒートポンプエアコン（ビルマルチ） ４∼９階ELVホール：空気熱源ヒートポンプエアコン（冷暖切換型） ２∼９階応接室・大会議室・事務室・コミュニティホール：空気熱源ヒートポンプエアコン（冷 暖フリー型） エアバリアファン（ヒータ付），床暖房（１階ラウンジ），凍結防止用パネルヒータ 換 気 設 備 排 煙 設 備 自 動 制 御 設 備 給 水 設 備 給 湯 設 備 第１種換気方式，第３種換気方式 機械排煙 42,000㎥/h（天井チャンバ方式） 熱源制御，外気処理空調機制御，VAV・CAV制御，ほか 直結増圧給水方式 局所式：電気貯湯式温水器 建屋内：汚水・雑排水合流式，雨水排水分流式 建屋外：汚水・雑排水合流式・雨水排水合流式 大便器：タンクレス節水型暖房洗浄便座一体型 小便器：壁掛自動洗浄型（低リップ型） 洗面器：自動混合水栓 屋内消火栓設備（全館），スプリンクラー設備（８，９階），連結送水管設備（３∼９階） 二酸化炭素消火設備（立体駐車場），消火器（全館） 衛 生 器 具 設 備 消 火 設 備 空 調 設 備 排 水 設 備 空 調 設 備 衛 生 設 備 表－１ 設備概要システムを採用した。 ビルマルチの室外機ごとの消費電力の値からビル マルチの運転状況を判定し，低負荷運転あるいは ON／OFF運転時に空調運転を送風運転に切り替え て，室外機の負荷率を高めて省エネをはかる。ただ し，許容温度を超えた場合には送風を空調運転に戻す （図－５）。 ５〜９階の事務室，コミュニティホールのビルマル チ室内機はフロアごとで２系統に分けて１フロアで２ 台の室外機に接続した。これにより，ビルマルチ空調 省エネ制御が働き，一方の室外機系統が自動で送風 モードになった場合でも，他方の室外機系統が空調運 転しているので，室内環境は保たれる。 図－６に夏期の実測結果を示す。夏期に外気温度が Low−eペアガラス 自然換気システム エアバリアファン（ヒータ付） 冷暖フリーPAC ビルマルチ省エネ制御 明るさセンサ照明制御 外気冷房 氷蓄熱PAC デュアルフロー空調 LED照明 CO2制御 躯体蓄熱 節水器具 人感センサ照明制御 太陽光発電（屋上） ELV ELV パーキング パーキング A階段 A階段 階段 階段 ELV パーキング リフレッシュ リフレッシュ コーナー コーナー リフレッシュ コーナー WC（M） WC（W） 事務室 会議室 ELV ホール ELV A階段 階段 ELV 廃棄物 分別室 倉 庫 EPS 給湯室 PS PS DS DS DS 図－３ 採用した項目 北国ならではの長い中間期3月∼10月を 利用した自然換気による外気冷房 ・中間期にはカーテン ウォール無目に設け た給気口より新鮮な 外気を導入し，コミュ ニケーションボイド （階段）から上昇気 流を利用して排気す ることで，エネルギー を使用しながら外気 冷房を行う ▶ 外気 導入口 外気 図－４ 風の流れ 間 歇 制 御 送風運転 冷房運転 室温 電力比率 セットバック 温度を越えた 補助 ON/OFF LOW or を越えた 個別空調 運転状態 状 態 入 力 空 調 立 ち 上 げ 時 間 帯 室 内 温 度 判 定 状 態 判 定 セット バック 時間 図－５ 冷房時の省エネ制御アルゴリズム概要 写真－３ 外気給気口 写真－４ 外気給気口 写真－６ 自然換気システムの風の流れ 写真－５ 風の流れ
30℃を超えた日中に室内温度を25℃程度に保った状態 で，２台の室外機のうちの１台は電力比率が低いと判 断した時には停止し，１台のみ運転していることが分 かる（図－６）。 ⑶ デュアルフロー空調システム 天井吹き出し空調と床吹き出し空調を組み合わせた デュアルフロー空調システムを採用した。 ４〜８階の事務室のメインの空調は天井内に設置さ れた隠ぺい型エアコンからの天井吹き出しによるが， 外気処理された空気をOAフロア内に通し，OAフロ ア内を給気チャンバとして利用し，床面に設置された 吹出口から室内に供給する。 また，足元にはパーソナル吹出口を設置しており， わずかではあるが夏期にパーソナル冷房として使用で きる。冬期には北国特有の底冷え防止の効果もあると 考えた。ダンパを切り替えることにより，躯体蓄熱も 可能とした（図－７，写真－７・８）。 ⑷ 外気冷房システム 屋上機械室に設置された外気処理空調機に外気冷房 制御を組み込んだ。通常時は法的必要換気量に見合っ た外気を供給しているが，外気冷房時はインバータに より外気量を25％増やして供給する。外気冷房制御は 外気温度が16〜20℃の範囲で外気湿度が70％以下の条 件で，外気のエンタルピが室内還気エンタルピを下 回った場合に起動する。 ⑸ CO2換気量制御 在室人員に応じて導入外気量を低減するように室内 のCO2濃度による換気量制御を採用した。 ４〜８階の事務所のレタンダクト内に設置された CO2濃度センサにより，階ごとに換気量を制御する。 本建物は営業部門の方が多いため，フロアによっては 在室人員が非常に少ないことが考えられ，換気量を絞 ることによる外気負荷低減の効果は大きいと考えた。 ⑹ 全熱交換器 外気負荷低減のために全熱交換器内蔵型の外気処理 空調機を採用した。 北海道では冬期の外気温度が非常に低いために外気 加熱負荷が暖房負荷に占める割合が大きく，全熱交換 器による排熱回収の効果は大きい。ロータは外気冷房 制御時には，間欠運転とした。 ⑺ 冷暖房フリーヒートポンプパッケージエアコン 空気熱源ヒートポンプパッケージエアコンは冷暖フ リー型エアコンを採用した。 冷房暖房要求が同時にある場合には排熱回収による 省エネがはかれる。また，将来，事務室内に間仕切り 壁を設け小部屋を設置した場合にも，冷暖フリー型エ アコンを採用することにより，小部屋ごとに冷暖房が 自由に選択できる空調が可能になる（写真－９）。 ー20 ー10 0 10 20 30 40 0 20 40 60 80 100 120 時 刻 8F空調機電力比率_分（日） 8F_G251_空調機電力比率（分）% 8F_G279_空調機電力比率（分）% 8F_G225_室内温度（分）℃ 8F_G226_室内温度（分）℃ 8F_G227_室内温度（分）℃ 8F_G228_室内温度（分）℃ 8F_G229_室内温度（分）℃ 8F_G230_室内温度（分）℃ 8F_G231_室内温度（分）℃ 8F_G232_室内温度（分）℃ 外気温（分）℃ 2010年6月28日 電 力 比 率 温 度 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 （％） （℃） 図－６ 冷房時の省エネ制御実測結果 空冷 外調機 冷媒管 冷媒管 排気ダクト
PAC PAC PAC
室内空調 共用部 FD FD OA EA FD FD EA OA 天井 ブラインド 自然換気時 常時開，躯体蓄熱時閉 常時閉，躯体蓄熱時開 通常空調運転時 夜間躯体蓄熱時 自然換気時 図－７ デュアルフロー空調フロー図 写真－７ 床吹出口 写真－８ 600□グリッド システム天井 写真－９ 冷暖房フリーヒートポンプエアコン室外機
⑻ エアバリアファン ペリメータの足元にコールドドラフト対策として ヒータ付エアバリアファンを採用した。 正面が全面ガラスカーテンウォールの建物のため， 北海道ではガラス面からのコールドドラフト対策が必 要になる。３〜９階の大会議室，事務室，コミュニ ティホールからの眺望を損なわないように，コンパク トなヒータ付エアバリアファンを設置した。エアバリ アファンは各室に設置された個別スイッチにて発停さ れるが，消し忘れ防止として入退室管理の退室信号に て停止するようにした（図－８，写真－10）。 ⑼ 換気発停制御 ３〜９階の大会議室，事務室，コミュニティホール の換気は中央監視によるスケジュール発停としている が，換気設備の省エネをはかるために，小部屋の換気 ファンは人感センサや照明連動による発停とした。 会議室・応接室などの小部屋の換気は換気用CAV を照明との連動による発停とし，停止遅延時間を30分 とした。WC・給湯室の換気ファンは人感センサによ る発停とし，停止遅延時間は同じく30分とした。 ⑽ 氷（温水）蓄熱ヒートポンプエアコン エアコンによる電気料金を抑えるために，氷（温水） 蓄熱ヒートポンプエアコンを採用した。 冷房期間の氷蓄熱だけではなく，暖房期間には温水 蓄熱を行い，寒冷地の寒い朝の暖房立ち上がりの効果 も期待できる。従量料金が安い電気料金契約を採用 し，氷（温水）蓄熱ヒートポンプエアコンは深夜電力時 間帯に使用することがない１階ラウンジ用とした。 ⑾ Low－eペアガラス 空調負荷低減のためにLow－eペアガラスを採用し た。 北面が全面ガラスカーテンウォールの建物のため， 北海道では暖房負荷が大きくなるが，Low－eペアガラ スを採用して暖房負荷を抑えるようにした（図－９）。 ⑿ 照明設備 照明制御は明るさセンサ制御，人感センサ制御を採 用し，また，コミュニティホール，エントランス，廊 下，外部ライトアップなどにはLED照明を採用して 省エネをはかる（写真－11）。
