熱源システムの更新による

第６章

熱源システムの更新による

エネルギー利用効率向上の可能性に関する研究

第６章

熱源システムの更新による

エネルギー利用効率向上の可能性に関する研究

６ .１ 概 要

わ が 国 の 民 生 部 門 に お け る 業 務 用 途 ビ ル （ 非 住 宅 ） の ス ト ッ ク は 約 1,008 万 棟

（ 10,075,664 棟 ） で あ り 、 総 延 床 面 積 は 約 22 億 8600 万 ㎡ （ 2,285,768,963 ㎡ ） と の 調 査 結 果^{注 １ ）}が あ る 。一 方 で 、わ が 国 の 民 生 部 門 に お け る 業 務 用 の 年 間 最 終 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 は 2018.9 PJ（ PJ＝ 10^{1 5}Ｊ ） と 報 告^{注 ２ ）}さ れ て い る 。 こ れ ら の 結 果 か ら 、 全 て の 業 務 用 ビ ル の 延 床 面 積 か ら 単 純 に エ ネ ル ギ ー 消 費 原 単 位 を 算 出 す る と 883.2 MJ/㎡ の 数 値 が 得 ら れ る 。 し か し 、 熱 に 変 換 さ れ る エ ネ ル ギ ー の 利 用 効 率 に 関 し て は 前 述 し た 理 由 に よ り 算 出 は 不 可 能 で あ り 現 状 で は エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 は 不 明 の 状 況 に あ る 。

本 章 の 研 究 は 、 冷 暖 房 等 の 熱 に 変 換 さ れ る エ ネ ル ギ ー の 利 用 効 率 を 算 出 す る こ と を 目 的 に 、 本 論 文 の 第 ２ 章 か ら 第 ５ 章 の 研 究 成 果 を 用 い て 、 ６ .２ 節 で は 建 築 物 を 対 象 と し て 、 現 状 の 標 準 的 な 熱 原 シ ス テ ム を 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 し た 場 合 の 、 建 築 物 に お け る エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 向 上 の 可 能 性 を 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 評 価 指 標 と し て 推 定 す る 。 ま た 、 ６ .３ 節 で は 地 域 冷 暖 房 を 対 象 と し て 、 未 利 用 エ ネ ル ギ ー （ 温 度 差 エ ネ ル ギ ー ） を 活 用 し た 場 合 、 コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン を 活 用 し た 場 合 、お よ び 熱 源 シ ス テ ム を 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 し た 場 合 の ３ つ の ケ ー ス に お け る 地 域 冷 暖 房 の 持 つ エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 向 上 の 可 能 性 を 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 指 標 と し て 求 め る 。 そ し て ６ .４ 節 で は 、 都 市 を 対 象 と し た ス ケ ー ル で の ケ ー ス ス タ デ ィ を 行 い 、 東 京 都 の 現 状 に お け る 業 務 用 ビ ル の エ ネ ル ギ ー 利 用 効

率 を 試 算 し 、 建 築 の 持 つ エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 向 上 に よ る 省 エ ネ ル ギ ー ポ テ ン シ ャ ル か ら 、 東 京 都 に お け る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 削 減 の 可 能 性 を 検 討 し 、 エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 改 善 効 果 を 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 指 標 と し て 推 定 し て い る 。

６ .２ 業 務 用 建 築 物 に お け る エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 向 上 の 可 能 性 調 査

建 築 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 に よ る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 を 検 討 す る に あ た り 、 建 築 の 熱 源 シ ス テ ム の 有 す る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 削 減 の 可 能 性 を 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 指 標 と し て 推 定 す る 。 熱 源 シ ス テ ム の 有 し て い る エ ネ ル ギ ー 消 費 削 減 の ポ テ ン シ ャ ル は 以 下 の 方 法 に よ り 推 定 し た 。

６ .２ .１ Ａ ビ ル に お け る 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 改 善 検 討

熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 値 が 0.46 と 低 い 結 果 が 得 ら れ た 第 ３ 章 で 示 し た Ａ ビ ル を 対 象 に 、 熱 源 シ ス テ ム を 高 効 率 シ ス テ ム に 変 更 し た 場 合 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 改 善 効 果 を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り 求 め た 。

（ １ ） シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 精 度 の 検 証

実 測 で 得 ら れ て い る 1 年 分 （ 8760 時 間 ） の Ａ ビ ル の 熱 負 荷 を 用 い て 、 Ａ ビ ル の 熱 源 シ ス テ ム に お け る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り 算 出 し 、 実 測 に よ り 得 ら れ て い る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 と の 比 較 を 行 な っ た 。 実 証 計 算 を 行 な う に あ た り ３ 台 の 吸 収 冷 温 水 機 の 冷 熱 発 生 時 の Ｃ Ｏ Ｐ は 、 実 測 か ら 得 ら れ た 数 値 を 採 用 し て 入 力 し て い る 。 実 測 結 果 で は R-1 の 年 平 均 の Ｃ Ｏ Ｐ は 0.63（ 運 転 時 間 3471 時 間 ）、 R-2 は 0.81（ 運 転 時 間 4440 時 間 ）、 R-3 は 0.54（ 運 転 時 間 3112 時 間 ） で あ り 、 比 較 的 運 転 時 間 は ロ ー テ － シ ョ ン に よ り 均 等 化 さ れ て い る も の の 、 機 器 単 体 の Ｃ Ｏ Ｐ の 値 に ば ら つ き が 見 ら れ た 。 こ れ は 、 吸 収 冷 温 水 機 の 保 守 管 理 の 不 備 等 に よ る 経 年 劣 化 に よ る 影 響 と 思 わ れ る 。 計 算 の 入 力 に 使 用 す る 吸 収 冷 温 水 機 の Ｃ Ｏ Ｐ の 値 は 、 運 転 時 間 を 加 味 し た 加 重 平 均 と し て 0.677 を 採 用 し た 。 な お 、 温 熱 発 生 時 の 効 率 は 冷 水 発 生 に 比 し て 大 き く 低 下 し て い な い こ と か ら 定 格 値 で あ る 0.86 を 採 用 し て い る 。 ま た 、 吸 収 冷 温 水 機 の 部 分 負 荷 特 性 は メ ー カ ー よ り 提 出 さ れ た 部 分 負 荷 特 性^{注 ３ ）}を 用 い て 計 算 し て い る 。計 算 の 結 果 、熱 源 シ ス テ ム に お け る

年 間 の 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 は 45,239 GJ/年 （ 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ ： 0.445）

と な り 、 実 績 値 で あ る 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 44,172 GJ/年 （ 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ ： 0.455） に 対 し て ＋ 2.4％ と 誤 差 は わ ず か で あ り 、 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 精 度 は 妥 当 で あ る こ と が 検 証 さ れ た 。

（ ２ ） 定 格 性 能 で 運 転 さ れ た 場 合 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ

Ａ ビ ル の 吸 収 冷 温 水 機 は 、 竣 工 時 の 仕 様 書 に よ る と 定 格 成 績 係 数 （ Ｃ Ｏ Ｐ ） は 冷 房 時 1.01、 暖 房 時 0.86 で あ る 。 し か し 竣 工 後 11 年 目 の 実 測 の 結 果 、 冷 水 発 生 時 の 吸 収 冷 温 水 機 の Ｃ Ｏ Ｐ は 平 均 値 で 0.677 と 低 下 し 性 能 の 劣 化 が 大 き い 。 保 守 管 理 を 定 期 的 に 行 な い 初 期 の 性 能 （ 冷 房 時 の 定 格 Ｃ Ｏ Ｐ 1.01） が 維 持 さ れ て い た 場 合 を 想 定 し て 、 年 間 の 一 次 エ ネ ル ギ ー 換 算 消 費 量 を 計 算 し た 結 果 35,765 GJ/年 と な り 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.56 と 向 上 し た 。 こ れ は 、 実 測 か ら 得 ら れ た 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 21.7％ 上 回 る 結 果 と な っ た 。

（ ３ ） 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 し た 場 合 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ

性 能 が 劣 化 し て い る 吸 収 冷 温 水 機 を 、 Ｋ Ｓ ビ ル と 同 様 の 現 状 に お け る ト ッ プ ラ ン ナ ー の 熱 源 機 に 変 更 し た 場 合 の 計 算 を 行 な っ た 。 高 効 率 熱 源 機 の 冷 房 時 の Ｃ Ｏ Ｐ は 1.28 で あ り 暖 房 時 は 0.84 で あ る 。 た だ し 、 計 算 に 用 い た 部 分 負 荷 特 性 は 現 状 の 熱 源 機 の 部 分 負 荷 特 性^{注 ３ ）}を 使 用 し て い る 。計 算 の 結 果 、年 間 の 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 は 31,377GJ/年 と 減 少 し て 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.64 の 結 果 が 得 ら れ た。こ れ は、実 測 か ら 得 ら れ た 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 39.1％ 上 回 る 結 果 と な っ た 。

（ ４ ） 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 変 流 量 シ ス テ ム を 加 え た 場 合 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ 上 記 の 高 効 率 吸 収 冷 温 水 機 に 更 新 し た 熱 源 シ ス テ ム に 、 さ ら に 冷 水 ・ 温 水 ポ ン プ お よ び 冷 却 水 ポ ン プ を 変 流 量 シ ス テ ム に 変 更 し た 場 合 の 計 算 を 行 な っ た 。 そ の 結 果 、年 間 の 一 次 エ ネ ル ギ ー 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 は 23,311GJ/年 と 大 き く 低 減 し 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.86 と 高 い 数 値 と な っ た 。 特 に 熱 源 シ ス テ ム の 電 力 消 費 量 は 、 実 測 結 果 の 1,334,860 kWh に 対 し 514,317kWh と な り 、 実 測 値 の 38.5％ ま で 削 減 し て い る 。 こ れ は 、 Ａ ビ ル の 吸 収 冷 温 水 機 の 運 転 時 の 負 荷 率 が 極 め て 低 い た め に 、 変 流 量 方 式 を 採 用 す る こ と に よ り ポ ン プ 動 力 が 大 き く 減 少 す る こ と を 意 味 し て い る 。 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 変 流 量 シ ス テ ム を 加 え た 場 合 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.86 で あ り 、 実 測 か ら 得 ら れ た 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 実 績 値 で あ る 0.46 に 対 し 、 87.0％ の 向 上 と な っ て い る 。 図 6.1 に Ａ ビ ル に お け る 各 種 ケ ー ス ス タ デ ィ に お け る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 計 算 結 果 を 示 す 。

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000

実測値 性能劣化 定格性能 高効率熱源 高効率+変流量

計算ケース

一次換算エネルギー消費量〔GJ/年〕

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

熱源システムＣＯＰ

エネルギー消費量 熱源システムＣＯＰ

以 上 の 結 果 か ら 、 Ａ ビ ル に お け る 熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 向 上 さ せ た 場 合 の 各 種 の ケ ー ス は ４ つ の タ イ プ に 分 類 さ れ 、 そ れ ぞ れ の タ イ プ の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 変 化 は 以 下 の よ う に な る 。

タ イ プ Ⅰ ： 熱 源 機 の 劣 化 し た 性 能（実 測 値）を 標 準 的 な 定 格 時 の 効 率（定 格 性 能 ） に 改 善

熱 源 機 の 性 能 劣 化 時 0.46 ⇒ 定 格 時 の 効 率 に 改 善 0.56 21.7％ 向 上 タ イ プ Ⅱ ： 標 準 的 な 定 格 時 の 性 能（定 格 性 能）を 高 効 率 熱 源 機（高 効 率 熱 源）に 更 新 標 準 的 な 定 格 性 能 時 0.56 ⇒ 高 効 率 熱 源 機 に 更 新 0.64 14.3％ 向 上

タ イ プ Ⅲ ： 標 準 的 な 定 格 時 の 性 能（定 格 性 能）を 高 効 率 熱 源 機 に 変 更 し ポ ン プ に 変 流 量 方 式（高 効 率 ＋ 変 流 量）を 採 用

標 準 的 な 定 格 性 能 時 0.56 ⇒ 高 効 率 熱 源 ＋ 変 流 量 0.86 53.6％ 向 上 タ イ プ Ⅳ ： 性 能 劣 化 し た シ ス テ ム（実 測 値）を 高 効 率 熱 源 お よ び 変 流 量 方 式（高 効

率 ＋ 変 流 量）に 改 良

熱 源 機 の 性 能 劣 化 時 0.46 ⇒ 高 効 率 熱 源 ＋ 変 流 量 0.86 87.0％ 向 上 図 6.1 Ａ ビ ル に お け る 各 種 ケ ー ス の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果

注 記：計 算 ケ ー ス の「 性 能 劣 化 」と は 、シ ス テ ム シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 精 度 を 検 証 す る 目 的 で 、実 測 よ り 得 ら れ た 熱 源 機 Ｃ Ｏ Ｐ の 実 態 値 を 用 い て 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 計 算 し た ケ ー ス を 意 味 す る 。

0.46 0.45

0.56

0.64

0.86

（0 . 45 5 ） （0 .44 5 ）

実 測 値 と 各 種 計 算 ケ ー ス

６ .２ .２ Ｋ Ｓ ビ ル に お け る 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 改 善 例

第 ３ 章 ３ .６ 節 に 示 し た 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム を 採 用 し た Ｋ Ｓ ビ ル の 例 か ら 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 指 標 と し て エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 を 検 討 す る 。

Ｋ Ｓ ビ ル は 竣 工 か ら 19 年 を 経 過 し て 、冷 房 能 力 不 足 の 解 消 お よ び エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 を 目 的 に 、 高 効 率 な 熱 源 機 へ の 変 更 と ポ ン プ に 変 流 量 方 式 を 採 用 す る 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 し た 複 合 用 途（事 務 所 、 店 舗）ビ ル で あ る 。 実 測 の 結 果 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 低 層 系 統 で 0.86、 高 層 系 統 で 0.99、 建 物 全 体 で 0.91 の 結 果 が 得 ら れ た 。 Ｋ Ｓ ビ ル の 熱 源 設 備 の 更 新 前 は 、 冷 房 能 力 の 不 足 に 悩 ま さ れ て い た こ と か ら も 、 熱 源 機 器 の 性 能 の 劣 化 が 進 ん で い た と 想 定 さ れ る 。 更 新 前 と 更 新 後 の 建 物 全 体 の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 変 化 か ら 、 更 新 前 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 推 定 す る と 0.47 と な り 、 熱 源 シ ス テ ム は 異 な る も の の Ａ ビ ル の 実 態 と ほ ぼ 同 等 の 値 と な っ た 。

以 上 の 結 果 か ら Ｋ Ｓ ビ ル に お け る 熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 は タ イ プ Ⅳ に 分 類 さ れ 、 そ の 時 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 変 化 を 以 下 に 示 す 。

タ イ プ Ⅳ ： 性 能 劣 化 し た シ ス テ ム を 高 効 率 熱 源 お よ び 変 流 量 方 式 に 改 良

熱 源 機 の 性 能 劣 化 時 0.47 ⇒ 高 効 率 熱 源 ＋ 変 流 量 0.91 92.6％ 向 上

６ .２ .３ モ デ ル ビ ル に お け る 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 改 善 予 測

第 ２ 章 ２ . ６ .４ 項 で 、 モ デ ル ビ ル の 各 種 熱 源 シ ス テ ム を 、 高 効 率 熱 源 機 に 変 更 し た 場 合 に お け る 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 向 上 を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り 求 め て い る 。 計 算 し た 熱 源 シ ス テ ム の 種 類 と 入 力 し た 定 格 Ｃ Ｏ Ｐ な ど を 要 約 し て 以 下 に 示 す 。

［ ガ ス 方 式 ］： 吸 収 冷 温 水 機 3 台 分 割 方 式

吸 収 冷 温 水 機 の 冷 房 時 に お け る 定 格 Ｃ Ｏ Ｐ は 標 準 の 1.0 を 、高 効 率 熱 源 機 で は 現 状 の ト ッ プ ラ ン ナ ー 機 種 の 性 能 で あ る 1.28 に 変 更 し て い る 。 暖 房 時 の 効 率 は ど ち ら も 0.9 の 同 等 と し て い る 。

［ 電 気 方 式 ］： 空 冷 ス ク リ ュ ー 式 ヒ ー ト ポ ン プ ３ 台 分 割 方 式

空 冷 ヒ ー ト ポ ン プ の 冷 房 時 に お け る 定 格 Ｃ Ｏ Ｐ で あ る 2.5 を 、 高 効 率 熱 源 機 で は 3.76 に 変 更 し て い る 。 同 じ く 暖 房 時 の 定 格 Ｃ Ｏ Ｐ は 3.0 を 3.42 に 変 更 し て い る 。

［ 併 用 方 式 ］： タ ー ボ 冷 凍 機 と ボ イ ラ ー 各 3 台 分 割 方 式

タ ー ボ 冷 凍 機 の 冷 房 時 に お け る 定 格 Ｃ Ｏ Ｐ で あ る 4.0 を 、 高 効 率 熱 源 機 で は 現 状 の ト ッ プ ラ ン ナ ー 機 種 の 性 能 で あ る 6.0 に 変 更 し て い る 。ボ イ ラ ー 効 率 は ど ち ら も 0.9 の 同 等 と し て い る 。

以 上 の 計 算 結 果 は 、 熱 源 シ ス テ ム 種 類 別 の 標 準 的 な 熱 源 シ ス テ ム に お け る 定 格 時 の 性 能 を 高 効 率 熱 源 機 に 変 更 し た 場 合 の 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 向 上 を 求 め た も の で 、 タ イ プ Ⅱ に 分 類 さ れ る 。

タ イ プ Ⅱ ： 標 準 的 な 定 格 時 の 性 能 を 高 効 率 熱 源 機 に 更 新

［ ガ ス 方 式 ］ 吸 収 冷 温 水 機 3 台 分 割 方 式

標 準 的 な 定 格 性 能 時 0.782 ⇒ 高 効 率 熱 源 機 に 更 新 0.902 15.3％ 向 上

［ 電 気 方 式 ］ 空 冷 ス ク リ ュ ー 式 ヒ ー ト ポ ン プ ３ 台 分 割 方 式

標 準 的 な 定 格 性 能 時 1.166 ⇒ 高 効 率 熱 源 機 に 更 新 1.383 18.6％ 向 上

［ 併 用 方 式 ］ タ ー ボ 冷 凍 機 と ボ イ ラ ー 各 3 台 分 割 方 式

標 準 的 な 定 格 性 能 時 0.925 ⇒ 高 効 率 熱 源 機 に 更 新 1.143 23.4％ 向 上

熱 源 方 式 の 中 で も 、 吸 収 冷 温 水 機 方 式 お よ び タ ー ボ 冷 凍 機 方 式 は 、 冷 却 塔 を 必 要 と し 、 補 機 動 力 の 占 め る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 も 多 い 。 し た が っ て 、 こ れ ら の 熱 源 方 式 の 熱 源 機 を 高 効 率 機 種 に 変 更 し 、 さ ら に 冷 却 水 ポ ン プ 、 冷 水 ポ ン プ に 変 流 量 方 式 を 採 用 し た 場 合 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 向 上 を 計 算 に よ り 求 め た 。 熱 源 シ ス テ ム の ポ ン プ を 変 流 量 に し て い る た め 、 両 シ ス テ ム と も 温 水 ポ ン プ に 関 し て も 変 流 量 方 式 と し た 。 こ れ ら の 計 算 結 果 は タ イ プ Ⅲ に 分 類 さ れ る 。

タ イ プ Ⅲ ： 標 準 的 な 定 格 時 の 性 能 を 高 効 率 熱 源 機 に 変 更 し ポ ン プ に 変 流 量 方 式 を 採 用

［ ガ ス 方 式 ］ 吸 収 冷 温 水 機 3 台 分 割 方 式

標 準 的 な 定 格 性 能 時 0.782 ⇒ 高 効 率 熱 源 ＋ 変 流 量 0.967 23.7％ 向 上

［ 併 用 方 式 ］ タ ー ボ 冷 凍 機 と ボ イ ラ ー 各 3 台 分 割 方 式

標 準 的 な 定 格 性 能 時 0.925 ⇒ 高 効 率 熱 源 ＋ 変 流 量 1.239 33.9％ 向 上

６ .２ .４ 熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 消 費 削 減 量 算 定

都 市 に お け る エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 求 め 、 そ の 向 上 の 可 能 性 を 推 定 す る た め に は 、 建 築 に お け る 熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 捉 え る 必 要 が あ る 。 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 熱 源 シ ス テ ム の 性 能 を 評 価 す る 指 標 で あ る が 、 建 築 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 推 定 や 、 そ の 向 上 の 可 能 性 を 検 討 す る 上 で 有 効 に 活 用 す る こ と が で き る 。 建 築 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 （ 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ ） は 、 個 々 の 建 築 に お け る 熱 源 方 式 種 別 、熱 源 シ ス テ ム 性 能 、機 器 の 劣 化 の 程 度 な ど に よ り 数 値 が 異 な る 。 一 方 で 、 建 物 規 模 や 用 途 、 熱 負 荷 形 態 な ど は 熱 源 シ ス テ ム が 同 一 で 適 性 に 計 画 さ れ て い れ ば 、 こ れ ら が 変 化 し て も 大 き く 変 化 す る こ と は な い 。

建 築 に お け る 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 、第 ３ 章 に お い て 現 状 で 概 ね 0.4～ 0.7 の 範 囲 に あ る と 推 定 し て い る 。 ま た 、 第 ３ 章 の 文 献 ３ ） で は 、 平 均 で 0.6 と 報 告 さ れ て い る 。 今 後 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ に 関 す る 実 測 例 が 増 え 、 実 態 が よ り 詳 し く 把 握 で き た 時 点 で 熱 源 方 式 の カ テ ゴ リ ー を 定 め 、 そ の カ テ ゴ リ ー に 属 す る 建 築 あ る い は 熱 源 シ ス テ ム に 対 す る 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 値 を 提 示 す こ と に よ り 、 上 述 し た よ う に 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ よ り 建 築 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 が 求 め ら れ る よ う に な る 。 し か し 現 状 で は デ ー タ が 十 分 と は 言 え ず 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ か ら 求 め た 建 築 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 は 概 略 値 と し て の 評 価 と な る 。

以 上 の 観 点 か ら 、 こ こ で は 建 築 の 熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 が 既 知 で あ る 場 合 に 、 建 築 の 熱 源 シ ス テ ム に お け る エ ネ ル ギ ー 消 費 を 削 減 す る こ と が 可 能 な ポ テ ン シ ャ ル を 求 め る た め の 考 え 方 を 以 下 に 示 し た 。

（ １ ） 既 存 の 熱 源 シ ス テ ム の 性 能 劣 化 を 改 善 す る こ と に よ る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減

Ａ ビ ル の 実 測 に 基 づ く 熱 負 荷 を 入 力 に 用 い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 結 果 、 お よ び 、 Ｋ Ｓ ビ ル の 実 測 結 果 か ら 、 既 存 ビ ル の 熱 源 シ ス テ ム は 熱 源 機 の 劣 化 等 の 理 由 で 、 初 期 の 性 能 に 比 べ て 著 し く 性 能 が 低 下 し て い る こ と が わ か っ た 。 Ａ ビ ル の タ イ プ

Ⅰ で は 熱 源 能 力 を 定 格 時 の 性 能 に 改 善 す る こ と で 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 21.7％ 向 上 す る 結 果 が 得 ら れ た 。 ま た 、 Ｋ Ｓ ビ ル の タ イ プ Ⅳ で は 、 既 存 の 熱 源 シ ス テ ム を 高 効 率 機 に 変 更 し ポ ン プ を 変 流 量 方 式 に 変 更 し た 場 合 に 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 96.2％ 向 上 し た 。 同 じ タ イ プ Ⅳ の Ａ ビ ル の 結 果 は 87.0％ の 向 上 で あ る こ と か ら 、 Ｋ Ｓ ビ ル に お い て も 既 存 シ ス テ ム を 初 期 性 能 に 改 善 す る こ と で 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 20～ 30％ 程 度 向 上 し た も の と 想 定 で き る 。

稼 動 し て い る 建 築 の 熱 源 シ ス テ ム は 、 保 守 管 理 等 を 定 期 的 に 行 な い 機 器 性 能 の 保 全 を 図 る こ と な ど に よ り 性 能 の 向 上 が 可 能 で あ り 、 事 例 は 少 な い も の の 、 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 ポ テ ン シ ャ ル は 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 20％ 向 上 に 資 す る と 本 研 究 で は 想 定 し た 。

（ ２ ） 標 準 的 熱 源 シ ス テ ム を 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 変 更 す る 場 合 の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減

熱 源 機 が 定 格 時 の 性 能 で 運 転 さ れ て い る 熱 源 シ ス テ ム を 、 現 状 の ト ッ プ ラ ン ナ ー 機 種 を 採 用 し 、 ポ ン プ 類 を 変 流 量 方 式 に 変 更 し た 場 合 に 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 向 上 す る 。 Ａ ビ ル の タ イ プ Ⅲ で は 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ が 53.6％ 向 上 す る 結 果 が 得 ら れ た 。 し か し 、 Ａ ビ ル の 冷 却 水 ポ ン プ は 実 測 時 点 か ら 過 大 な 容 量 で あ る こ と が 指 摘 さ れ 、 イ ン バ ー タ に よ る 変 流 量 方 式 に 改 善 す る こ と で 適 正 な 容 量 の 運 転 に 変 わ っ た こ と を 考 慮 す る と 、 53.6％ 向 上 の 結 果 を 一 般 的 と 捉 え る こ と は 過 大 で あ り 汎 用 的 な 数 値 と し て 用 い る こ と は 不 適 切 と 考 え ら れ る 。 し た が っ て 、 第 ２ 章 の モ デ ル ビ ル に お け る パ タ ー ン Ⅲ の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 結 果 で あ る ガ ス 方 式 23.7％ 、 併 用 方 式 33.9％ 向 上 の 結 果 か ら 、 標 準 的 熱 源 シ ス テ ム を 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 変 更 し た 場 合 の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 ポ テ ン シ ャ ル は 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 25％ 向 上 に 資 す る と 本 研 究 で は 想 定 し た 。

以 上 、（ １ ）、（ ２ ）の 結 論 よ り 、熱 源 シ ス テ ム を 有 す る 建 築 物 の 熱 源 シ ス テ ム は 、 高 効 率 な 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 す る こ と に よ り 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 概 ね 45％ 向 上 す る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 削 減 ポ テ ン シ ャ ル を 持 っ て い る 。

６ .３ 地 域 冷 暖 房 に お け る エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 向 上 の 可 能 性 調 査

地 域 冷 暖 房 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 を 、 未 利 用 エ ネ ル ギ ー の 活 用 、 コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン シ ス テ ム の 導 入 、 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム へ の 更 新 の 3 つ の 観 点 か ら 検 討 を 行 な っ た 。 以 下 に 、 そ れ ぞ れ の 場 合 に お け る 地 域 冷 暖 房 の 有 す る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 に 関 す る 可 能 性 の 推 定 結 果 を 示 す 。

６ .３ .１ 未 利 用 エ ネ ル ギ ー を 活 用 し た 場 合 の 検 討 例

新 宿 駅 周 辺 地 域 の 近 接 し た 複 数 の 地 域 冷 暖 房 に 、 下 水 処 理 水 の 温 度 差 エ ネ ル ギ ー を 活 用 し た 場 合 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上^{２）～ ４ ）}を 、第 ５ 章 で 提 案 し て い る 実 効 エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 用 い て 検 討 し 、 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 効 果 に 対 す る ポ テ ン シ ャ ル を 求 め る 。

（ １ ） 新 宿 駅 周 辺 地 域 の 選 定 理 由

新 宿 駅 周 辺 地 域 に は 現 在 ８ 区 域 の 地 域 冷 暖 房 が 隣 接 す る よ う に 稼 動 し て い る 。 一 方 、 新 宿 駅 か ら 約 2.5km の 位 置 に は 落 合 下 水 処 理 場 が あ り 、 処 理 水 の 一 部 を 再 生 水 と し て 二 つ の 目 的 で 再 利 用 を し て い る 。 一 つ は 新 宿 新 都 心 リ サ イ ク ル セ ン タ ー に 送 水 し 、 そ こ か ら 周 辺 地 域 の 27 棟 （ 2003 年 10 月 現 在 ） の 建 物 に 対 し て リ サ イ ク ル 水 を 供 給 し 、 便 所 の 洗 浄 水 と し て 使 用 し 上 水 の 節 水 を 図 っ て い る 。 も う 一 つ は 清 流 復 活 事 業 と し て 、 渋 谷 川 ・ 古 川 、 目 黒 川 、 呑 川 の ３ 河 川 に 再 生 水 を 送 水 し 、 河 川 環 境 の 改 善 に 寄 与 し て い る 。 こ れ ら の 再 生 水 の 供 給 配 管 は 、 新 宿 駅 周 辺 の 地 域 冷 暖 房 の 直 近 に 敷 設 さ れ て 通 過 し て い る こ と か ら 、 地 域 冷 暖 房 の 冷 却 水 ・ 熱 源 水 と し て 比 較 的 容 易 に 活 用 が で き る 条 件 が 整 っ て い る 。

図 6.2 に 新 宿 駅 周 辺 の 地 域 冷 暖 房 と 再 生 水 供 給 配 管 の 概 況 を 示 す 。

（ ２ ） 地 域 冷 暖 房 ・ 下 水 処 理 施 設 の 概 要

８ 区 域 の 地 域 冷 暖 房 の 概 要 と 2002 年 度 に お け る 販 売 熱 量 （ 熱 発 生 量 ） お よ び 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 を 表 6.1 に 示 す 。 ま た 、 落 合 下 水 処 理 施 設 の 2002 年 度 に お け る 下 水 処 理 量 、リ サ イ ク ル 水（ 中 水 ）供 給 量 、清 流 復 活 事 業 供 給 水 量 を 表 6.2 に 示 す 。 調 査 年 度 は 落 合 下 水 処 理 場 の 調 査 を 2002 年 度 に 実 施 し た た め 、 地 域 冷 暖 房 の デ ー タ も 2002 年 度 を 使 用 し て 統 一 し た 。

図 6.2 新 宿 駅 周 辺 の 地 域 冷 暖 房 と 再 生 水 供 給 配 管 新宿新都心リサイクルセン

ターにリサイクル水を供給

清流復活事業として 再生水を供給

P1：新宿歌舞伎町地区 P2：西新宿地区

P3：西新宿一丁目地区 P4:新宿新都心地区

P5：初台淀橋地区 P6：新宿南口西地区

P7：新宿南口東地区 P8：西新宿六丁目西部地区

落合下水処理場

水リサイクル センター

新宿新都心リサイクルセン ターにリサイクル水を供給

清流復活事業として 再生水を供給

P1：新宿歌舞伎町地区 P2：西新宿地区

P3：西新宿一丁目地区 P4:新宿新都心地区

P5：初台淀橋地区 P6：新宿南口西地区

P7：新宿南口東地区 P8：西新宿六丁目西部地区

落合下水処理場

水リサイクル センター

地 域 冷 暖 房 区 域 冷 熱 能 力 （ RT） 販 売 熱 量 （ GJ/年 ） 一 次 換 算 ｴﾈﾙｷﾞｰ 消 費 量（ GJ/年 ）

新 宿 歌 舞 伎 町 2,400 63,620 87,920

西 新 宿 6 丁 目 9,700 409,676 581,269

西 新 宿 １ 丁 目 7,700 146,636 229,675

新 宿 新 都 心 59,000 1,559,975 2,063,011

初 台 淀 橋 9,000 230,107 313,448

新 宿 南 口 西 6,900 275,998 354,424

新 宿 南 口 東 9,700 146,216 216,419

西 新 宿 ６ 丁 目 西 部 1,400 23,523 37,020

注 記 ：新 宿 歌 舞 伎 町 、 新 宿 南 口 東 の 2 区 域 は 熱 供 給 事 業 便 覧 に 販 売 熱 量 の 記 載 が 無 い た め 、第 ２ 章 参 考 文 献 27）よ り 2000 年 度（平 成 12 年 度 ）の 数 値 を 記 載 し て い る 。

神 田 川 放 流 水 量 〔 ㎥ 〕 清 流 復 活 事 業 〔 ㎥ 〕 リ サ イ ク ル 水 〔 ㎥ 〕

4 月 6,476,100 2,483,210 106,550

5 月 6,869,860 2,619,130 107,640

6 月 7,210,450 2,649,850 103,720

7 月 7,805,870 2,646,630 111,620

8 月 7,108,380 2,666,260 104,610

9 月 7,700,160 2,603,090 99,150

10 月 7,943,490 2,702,310 110,570

11 月 6,505,210 2,574,830 109,900

12 月 7,112,560 2,608,640 105,280

1 月 6,625,450 2,523,700 100,290

2 月 5,948,420 2,429,160 100,820

3 月 7,299,730 2,445,150 107,500

年 間 84,605,680 30,951,960 1,267,650

注 記：下 水 処 理 量 の 合 計 は 、神 田 川 放 流・清 流 復 活 水・リ サ イ ク ル 水 量 の 合 計 と な る 。 表 6.1 新 宿 駅 周 辺 地 域 の 地 域 冷 暖 房 の 概 要

表 6.2 落 合 下 水 処 理 場 放 流 水 量 と 供 給 水 量

（ ３ ） 下 水 処 理 水 の 月 別 温 度 変 化

第 ５ 章 で 実 測 し た 温 度 差 エ ネ ル ギ ー を 活 用 し て い る サ ン ポ ー ト 高 松 の 地 域 冷 暖 房 の 実 効 エ ネ ル ギ ー 利 用 率 と 比 較 す る た め に 、 高 松 の 海 水 温 度 の 月 別 変 化 と 下 水 処 理 水 の 月 別 変 化 を 比 較 し た 。 比 較 結 果 を 図 6.3 に 示 す 。 た だ し 、 測 定 年 度 が 違 う た め 下 水 処 理 水 の 2002 年 度 に 対 し 海 水 温 度 は 2004 年 度 （ 平 成 16 年 度 ） の 実 測 値 を 示 し て い る 。な お、グ ラ フ に は 参 考 と し て 、2002 年 度 の 東 京 の 外 気 温 度（ Ｄ Ｂ ） と 湿 球 温 度 （ Ｗ Ｂ ）、 お よ び 日 最 高 気 温 の 月 別 平 年 値 を 併 せ て 示 し て い る 。

下 水 処 理 水 は 海 水 温 度 に 比 べ 、冷 却 水 に 使 用 す る 夏 期 は 2～ 3℃ 程 度 水 温 が 高 く 、 冬 期 は 5℃ 以 上 高 い 傾 向 が わ か る 。冷 却 水 と し て は 海 水 が 有 利 で ヒ ー ト ソ ー ス と し て は 下 水 が 有 利 と な る 。

（ ４ ） 下 水 処 理 水 を 活 用 し た 場 合 の 省 エ ネ ル ギ ー 効 果

新 宿 駅 周 辺 地 域 の ８ 箇 所 の 地 域 冷 暖 房 に 対 し 、 現 在 供 給 さ れ て い る リ サ イ ク ル 水 お よ び 清 流 復 活 の た め の 再 生 水 を 温 度 差 エ ネ ル ギ ー と し て 活 用 し た 場 合 の 、 エ ネ ル ギ ー 削 減 量 を 推 定 す る 。

0 5 10 15 20 25 30 35

4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 月

温度〔℃〕

清流復活事業 リサイクル水 海水

外気温度（ＤＢ） 外気湿球温度（ＷＢ） 日最高気温平均値

注 記 ：日 最 高 気 温 の 月 別 平 年 値 は 1971 年 ～ 2000 年 ま で の 平 均 値 で 理 科 年 表 に よ る 。

図 6.3 月 別 下 水 処 理 水 と 海 水 温 度 変 化

８ 箇 所 の 地 域 冷 暖 房 の 冷 熱 能 力 の 合 計 は 105,800RT で あ り 、 吸 収 式 冷 凍 機 の 冷 却 水 量 は 約 1 ㎥ /1RT で あ る こ と か ら 、 約 105,800 ㎥ /h の 冷 却 水 を 必 要 と す る 。 リ サ イ ク ル 水 と 再 生 水 の 水 量 は 年 間 で 32,219,610 ㎥ で あ り 、時 間 当 た り で は 約 3680

㎥ /h と な り 必 要 と な る 冷 却 水 量 の 3.5％ に 過 ぎ な い 。 ち な み に 落 合 下 水 処 理 場 の 全 下 水 処 理 量 を 活 用 し た 場 合 に は 必 要 と す る 冷 却 水 量 の 12.6％ と な る 。 冷 却 水 量 の 3.5％ で は あ る が 現 状 供 給 さ れ て い る 下 水 処 理 水 を 、熱 源 シ ス テ ム の 冷 却 水・熱 源 水 に 活 用 し た 場 合 の エ ネ ル ギ ー 削 減 量 を 以 下 の 方 法 で 推 定 す る 。

活 用 で き る 下 水 処 理 水 の 温 度 差 エ ネ ル ギ ー と し て の 賦 存 量 は 、 利 用 温 度 差 を ５ ℃ と す る と 次 式 よ り 年 間 で 674.4 TJ と な る 。

32,219,610 ㎥ /年 ×５ ℃ ×4.18605＝ 674.4×10⁶MJ/年 ＝ 674.4TJ/年

下 水 処 理 水 と 海 水 の 月 別 平 均 温 度 は 、 図 6.3 で 示 す よ う に 多 少 の 差 が あ り 、 第 ５ 章 で 求 め た 海 水 利 用 の 地 域 冷 暖 房 か ら 求 め た 実 効 エ ネ ル ギ ー 利 用 率 を 用 い る こ と は や や 精 度 を 欠 く が 、 他 に 有 効 な デ ー タ が 示 さ れ て い な い た め 、 第 ５ 章 で 示 し た 実 効 エ ネ ル ギ ー 利 用 率 の 2.6％ の 値 を 用 い て 、エ ネ ル ギ ー 消 費 の 削 減 量 を 計 算 す る と 17.5 TJ/年 と な る 。

674.4TJ/年 × 0.026 ＝ 17.53TJ/年 ＝ 17,530GJ/年

地 域 冷 暖 房 ８ ヶ 所 の 年 間 一 次 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 は 約 3,883,000GJ/年 で あ る こ と か ら 、 下 水 処 理 水 の 温 度 差 エ ネ ル ギ ー の 活 用 に よ る 、 エ ネ ル ギ ー 削 減 率 は 0.45％

と な っ た 。 新 宿 駅 周 辺 の ８ 箇 所 の 地 域 冷 暖 房 の 合 計 で 考 え る と 、 0.45％ の 削 減 と の 結 果 と な る が 、下 水 処 理 水 の 供 給 配 管 に 最 も 近 い 西 新 宿 ６ 丁 目 、新 宿 歌 舞 伎 町 、 新 宿 南 口 東 の ３ ヶ 所 の 地 域 冷 暖 房 を 対 象 と す る と エ ネ ル ギ ー 削 減 率 は 2.0％ と な る 。ま た 、落 合 下 水 処 理 場 の 全 下 水 処 理 水 を 温 度 差 エ ネ ル ギ ー と し て 活 用 す る と 、 ８ ヶ 所 の 地 域 冷 暖 房 に 対 し て エ ネ ル ギ ー 削 減 率 は 1.6％ と な る 。

６ .３ .２ コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン シ ス テ ム を 導 入 し た 場 合 の 調 査

地 域 冷 暖 房 に コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン シ ス テ ム を 導 入 し た 場 合 の 、 エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 を 、 第 ４ 章 の 分 析 結 果 を 利 用 し て 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 指 標 と し て 求 め た 。

（ １ ） 吸 収 ・ ボ イ ラ 方 式

第 ４ 章 の 検 討 で は 、 平 成 16 年 度 の 吸 収 ・ ボ イ ラ 方 式 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 平 均 は 0.659 で あ る 。 し か し 、 吸 収 ・ ボ イ ラ 方 式 の 熱 源 シ ス テ ム に は 、 コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン を 設 置 し て い る シ ス テ ム と 設 置 し て い な い シ ス テ ム と が 混 在 し て い る 。 こ こ で は 、 コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン を 設 置 し て い な い 地 域 冷 暖 房 23 ヶ 所 （ 図 6.4 参 照 ） と 、 設 置 し て い る 地 域 冷 暖 房 14 ヶ 所 （ 図 6.5 参 照 ） と を 分 別 し て 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 求 め た 。Ｃ Ｇ Ｓ 無 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 平 均 は 0.596、Ｃ Ｇ Ｓ 有 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 平 均 は 0.712 と な り 、 エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 は 19.5％ 向 上 し て い る 結 果 が 得 ら れ た 。

図 6.4 吸 収 ・ ボ イ ラ 方 式 で Ｃ Ｇ Ｓ 無 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ （ 平 成 16 年 度 ）

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

供給開始年

熱源ｼｽﾃﾑCOP

H16年 (2004年)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

供給開始年

熱源ｼｽﾃﾑCOP

平 均 0.596

平 均 0.712

平 成 16 年 度 の 単 年 度 の み の 比 較 で は な く 、 経 年 変 化 を 含 め た 平 成 9 年 度 か ら 平 成 16 年 度 の ８ 年 間 に お け る 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 平 均 を 求 め て 比 較 し て み る と 、 Ｃ Ｇ Ｓ 無 の 地 域 冷 暖 房 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.588、Ｃ Ｇ Ｓ 有 で は 0.688 と な り 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 17.0％ 向 上 し て い る 結 果 が 得 ら れ た 。こ れ は 、平 成 16 年 度 の 検 討 結 果 の 19.5％ と ほ ぼ 同 等 の 数 値 と な っ て い る 。

（ ２ ） 併 用 方 式

吸 収 ・ ボ イ ラ 方 式 と 電 動 方 式 の 併 用 方 式 の 地 域 冷 暖 房 で も コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン を 設 置 し て い る 地 区 が 多 い 。 こ こ で は 、 未 利 用 エ ネ ル ギ ー を 活 用 し て い る 併 用 方 式 の 地 域 冷 暖 房 を 除 い て 、 Ｃ Ｇ Ｓ を 設 置 し て い る 地 域 冷 暖 房 と 、 設 置 し て い な い 地 域 冷 暖 房 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 求 め た 。

平 成 16 年 度 の Ｃ Ｇ Ｓ を 設 置 し て い な い 地 域 冷 暖 房 は 24 ヶ 所 で 平 均 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.696 で あ り 、 設 置 し て い る 地 域 冷 暖 房 は 13 ヶ 所 で 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.745 と な り 、 エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 は 7.0％ と な る 結 果 が 得 ら れ た 。 ま た 、 吸 収 ・ ボ イ ラ 方 式 と 同 様 に ８ 年 間 の 平 均 で 比 較 す る と 、 Ｃ Ｇ Ｓ 無 の 地 域 冷 暖 房 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.685、Ｃ Ｇ Ｓ 有 で は 0.709 と な り 、エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 は 3.5％ と な る 結 果 が 得 ら れ た 。

電 気 ・ ガ ス を 併 用 し た 併 用 方 式 の 地 域 冷 暖 房 で は 、 電 気 と ガ ス の 熱 源 比 率 構 成 や 、 吸 収 式 冷 凍 機 に 比 べ 効 率 の 高 い タ ー ボ 冷 凍 機 の 影 響 な ど に よ り 、 コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン の 導 入 に よ る エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 は 、 吸 収 ・ ボ イ ラ 方 式 に 比 べ る と 低 い 結 果 と な っ て い る 。

（ ３ ） コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン を 導 入 し た 場 合 の エ ネ ル ギ ー 削 減 ポ テ ン シ ャ ル 以 上 の 検 討 結 果 よ り 、 地 域 冷 暖 房 に コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン シ ス テ ム を 導 入 し た 場 合 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 を 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 指 標 と し て 示 す と 概 略 以 下 の よ う に な る 。

・ 吸 収 ・ ボ イ ラ 方 式 の 地 域 冷 暖 房 に Ｃ Ｇ Ｓ を 導 入 し た 場 合 に 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 約 15～ 20％ 性 能 が 向 上 す る 。

・ 電 気 ・ ガ ス の 併 用 方 式 の 地 域 冷 暖 房 に Ｃ Ｇ Ｓ を 導 入 し た 場 合 は 、 電 気 と ガ ス の 熱 源 比 率 に も よ る が 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 向 上 は 約 5％ と な る

６ .３ .３ 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム へ 更 新 し た 場 合 の 調 査

地 域 冷 暖 房 の 更 新 を 行 な っ た 地 域 冷 暖 房 を 例 に と り 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 向 上 を 調 査 し た 。 第 ４ 章 ４ .５ 節 の パ タ ー ン ５ に 示 し た と お り 、 熱 源 シ ス テ ム の 改 善 に よ り 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 向 上 す る 。 熱 供 給 事 業 便 覧 か ら は 、 熱 源 機 器 の 更 新 の 有 無 は 判 断 で き な い た め 、 熱 源 設 備 更 新 を 実 施 し た 内 容 が 把 握 で き る 以 下 の ２ つ の 地 域 冷 暖 房 に つ い て 検 討 を 行 な っ た 。

（ １ ） 赤 坂 地 区 地 域 冷 暖 房 の 例

赤 坂 地 区 で は 、 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 を 目 的 に 、 2001 年 度 に 吸 収 式 冷 凍 機 ４ 台 の 内 、 ベ ー ス 運 転 を し て い る 冷 凍 機 １ 台 を 現 状 の ト ッ プ ラ ン ナ ー 機 種 に 更 新 し て い る 。

そ の 結 果 、 1997～ 2001 年 度 の 5 年 間 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 平 均 値 は 0.526 で あ る の に 対 し 、 更 新 後 の 2002～ 2004 年 度 の 平 均 値 は 0.563 と 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 約 7.0％ 向 上 し て い る 。

（ ２ ） 東 池 袋 地 区 地 域 冷 暖 房 の 例

東 池 袋 地 区 で は 、 熱 源 シ ス テ ム 全 体 に わ た る 更 新 の 時 期 を 向 か え 、 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム を 目 指 し た 全 面 的 な 設 備 更 新 を 2002 年 度 に 完 成 し て い る 。

そ の 結 果 、1997～ 2002 年 度 の 6 年 間 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 平 均 値 は 0.62 と ほ ぼ 標 準 的 な 下 位 グ ル ー プ の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 示 し て い た が 、 更 新 後 の 2003 お よ び 2004 年 度 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 平 均 値 は 0.83 と 大 き く 向 上 し 、 地 域 冷 暖 房 の 効 率 と し て は 上 位 の グ ル ー プ に 位 置 す る よ う に な っ て い る 。 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 向 上 は 33.9％ と 高 い 数 値 と な っ た 。

（ ３ ） 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 し た 場 合 の エ ネ ル ギ ー 削 減 ポ テ ン シ ャ ル

現 状 で は 調 査 例 が 少 な く 、 今 回 の 研 究 の 範 囲 で 得 ら れ た 知 見 か ら 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 し た 場 合 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 を 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 指 標 と し て 示 す と 、 概 略 以 下 の よ う に な る 。

・ ベ ー ス 運 転 を す る 冷 凍 機 の 高 効 率 機 へ の 更 新 に よ り 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 約 5～ 10％ 効 率 が 向 上 す る 。

・ 熱 源 シ ス テ ム 全 体 を 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 す る こ と に よ り 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 約 30％ 程 度 の 効 率 向 上 の 可 能 性 が あ る 。

６ .４ 東 京 都 の 業 務 用 建 築 物 に お け る エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 向 上 の 可 能 性 調 査

東 京 都 の 2000 年 度 時 点 に お け る 民 生 部 門 の 業 務 用 途 ビ ル （ 非 住 宅 ） の ス ト ッ ク

注 ４ ）は 約 30 万 棟 （ 300,082 棟 ） で あ り 、 総 延 床 面 積^{注 ４ ）}は 約 2 億 1200 万 ㎡

（ 212,177,645 ㎡ ） で あ る 。 ま た 、 東 京 都 の 業 務 用 建 築 物 の エ ネ ル ギ ー 消 費 量^{５ ）} は 251 PJ で 、 炭 酸 ガ ス 排 出 量^{５ ）}は 24.9 Mt-CO₂と の 調 査 結 果 が あ る 。

こ れ ら の 調 査 結 果 か ら 、 東 京 都 に お け る 業 務 用 建 築 物 の エ ネ ル ギ ー 消 費 原 単 位 を 単 純 に 算 出 す る と 、 1184.0 MJ/㎡ ･年 と な り 、 前 述 し た 全 国 平 均 の 883.2 MJ/㎡ ･ 年 に 比 べ 34％ 東 京 都 の 業 務 用 建 築 物 は エ ネ ル ギ ー 消 費 原 単 位 が 大 き い 。 ま た 、 炭 酸 ガ ス 排 出 量 の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 に 対 す る 原 単 位 は 0.0992 t-CO₂/GJ と な り 、延 床 面 積 あ た り の 炭 酸 ガ ス 排 出 量 は 0.1174 t/㎡ ･年 と な る 。

本 節 の 研 究 で は 、 都 市 の エ ネ ル ギ ー 効 率 が 不 明 な 中 で 、 東 京 都 の 業 務 用 ビ ル の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 推 定 し て 示 す と 共 に 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 指 標 と し て 、 熱 源 シ ス テ ム の 改 善 に よ る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 ポ テ ン シ ャ ル を 求 め 、 都 市 に お け る エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 改 善 効 果 を 予 測 す る こ と を 目 的 と し て い る 。

６ .４ .１ 対 象 と す る 業 務 用 建 築 物 の 選 定

東 京 都 の 業 務 用 建 築 物 の 、 熱 に 変 換 さ れ る エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 求 め る に あ た り 、 対 象 建 物 は 省 エ ネ ル ギ ー 法 で 定 め ら れ て い る 第 1 種 お よ び 第 2 種 エ ネ ル ギ ー 管 理 指 定 工 場 に 該 当 す る ビ ル を 選 定 し た 。 す な わ ち 、 調 査 年 度 で あ る 平 成 17 年 度 に お い て 、 燃 料 お よ び 熱 の 使 用 量 が 年 間 1500 kl 以 上 の 事 業 所 、 ま た は 、 電 気 の 使 用 量 が 年 間 600 万 kWh 以 上 の 事 業 所^{注 ５ ）}で あ る 。東 京 都 は 、こ れ ら の 条 件 に 該 当 す る ビ ル に 対 し 、 東 京 都 環 境 確 保 条 例 （ 都 民 の 健 康 と 安 全 を 確 保 す る 環 境 に 関 す る 条 例 ） の 中 で 、 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 制 度 を 定 め 、 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 の 提 出 を 義 務 付 け て い る 。 こ の 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 の 内 容 の 一 部 は 、 東 京 都 の ホ ー ム ペ ー ジ で 公 表 さ れ 、 建 物 用 途 別 の 棟 数 、 延 床 面 積 、 炭 酸 ガ ス 排 出 量 な ど の 情 報 を 得 る こ と が で き る 。

熱 原 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 、 集 中 （ セ ン ト ラ ル ） 熱 源 方 式 に 対 し て 適 用 す る エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 で あ る た め 、 概 ね 中 規 模 以 上 の ビ ル が 対 象 と な る が 、 第 1 種 お よ び 第 2 種 エ ネ ル ギ ー 管 理 指 定 工 場 に 該 当 す る ビ ル の ほ と ん ど は 、 延 床 面 積 が 10,000

㎡ を 超 え る 中 規 模 以 上 の ビ ル で あ り 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 指 標 と し て 、 エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 評 価 す る こ と に 支 障 は な い と 判 断 し た 。

以 下 の 表 6.3 に 東 京 都 の ホ ー ム ペ ー ジ に 、 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 の 内 容 の 一 部 が 公 表 さ れ て い る 業 務 用 建 築 物 の 、 用 途 別 の 棟 数 、 延 床 面 積 の 合 計 、 炭 酸 ガ ス 排 出 量 の 合 計 を 示 す 。

用 途 棟 数 延 床 面 積 合 計〔 ㎡ 〕 炭 酸 ガ ス 排 出 量

〔 t-CO₂〕

事 務 所 223 11,801,660 1,781,021

テ ナ ン ト ビ ル 245 20,307,524 2,304,513

商 業 施 設 124 6,339,376 1,000,486

宿 泊 施 設 36 3,184,252 476,300

教 育 施 設 45 6,533,375 417,218

医 療 施 設 47 3,237,656 499,547

文 化 施 設 15 1,038,289 96,779

そ の 他 52 5,175,444 539,638

合 計 787 57,617,576 7,115,502

注 記：東 京 都 環 境 局 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 制 度 の「 計 画 書 等 の 公 表 と 評 価 結 果 」よ り 作 成

平 成 17 年 度 の 調 査 に お け る 、 東 京 都 の 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 の 提 出 の 対 象 と な る 業 務 用 建 築 物 の 棟 数 は 787 棟 で あ り 、東 京 都 の 全 業 務 用 建 築 物 棟 数 の 2.6％ に 過 ぎ な い 。 し か し 、 延 床 面 積 の 合 計 は 東 京 都 の 全 業 務 用 建 築 物 の 27.2％ の 割 合 を 占 め て い る 。

本 研 究 で は 、 東 京 都 の 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 の 提 出 が 義 務 付 け ら れ て い る 業 務 用 建 築 物 、 す な わ ち 省 エ ネ ル ギ ー 法 で 定 め ら れ て い る 第 1 種 及 び 第 2 種 の エ ネ ル ギ ー 管 理 指 定 工 場 に 該 当 す る 業 務 用 建 築 物 を 対 象 と し て 、 エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 算 出 す る 。

表 6.3 業 務 用 建 物 の 棟 数 、 延 床 面 積 、 炭 酸 ガ ス 排 出 量

６ .４ .２ 年 間 熱 負 荷 の 算 出

エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 求 め る 対 象 と し て 定 め た 、 東 京 都 に お け る 一 定 規 模 を 超 え る 787 棟 の 業 務 用 建 築 物 に 対 し 、熱 源 シ ス テ ム の 出 力［

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_{o u t}］と な る 年 間 熱 負 荷 を 以 下 に 示 す 方 法 で 求 め た 。

東 京 都 の 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 で は 、 業 務 用 途 の 建 築 物 を 表 6.3 に 示 す ８ 種 類 に 分 類 し て 公 表 し て い る 。 年 間 熱 負 荷 は そ れ ぞ れ の 用 途 の 業 務 用 ビ ル に 対 し 、 尾 島 研 究 室 で 調 査 し た 冷 熱 ・ 温 熱 負 荷 の 原 単 位 を 使 用 し て 年 間 の 熱 負 荷 を 求 め て い る 。 た だ し 、 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 で 「 そ の 他 」 に 分 類 さ れ て い る 52 棟 に 対 し て は 、 内 容 を 分 析 す る と 研 究 施 設 ・ 駅 ビ ル ・ 遊 園 地 ・ 市 場 ・ 倉 庫 等 の 用 途 の 建 物 が 混 在 し て い る た め 、 今 回 は 熱 負 荷 の 算 出 に 最 も 妥 当 と 思 わ れ る 事 務 所 の 原 単 位 を 使 用 し た 。

表 6.4 に 建 物 用 途 別 に 熱 負 荷 算 定 に 用 い た 原 単 位 と 求 め た 熱 負 荷 を 示 す 。

用 途 原 単 位〔 MJ/㎡ ･年 〕 延 床 面 積 合 計〔 ㎡ 〕 年 間 全 熱 負 荷

〔 GJ/年 〕

事 務 所 675.32^＊ 11,801,660 7,969,897

テ ナ ン ト ビ ル 507.76 20,307,524 10,311,348

商 業 施 設 435.34 6,339,376 2,759,784

宿 泊 施 設 766.88 3,184,252 2,441,939

教 育 施 設 330.69 6,533,375 2,160,522

医 療 施 設 851.43 3,237,656 2,756,637

文 化 施 設 330.69 1,038,289 343,352

そ の 他 507.76 5,175,444 2,627,883

合 計 ― 57,617,576 31,371,362

＊：東 京 都 の 分 類 に よ る 事 務 所 ビ ル は 自 社 ビ ル で あ り 、そ の 多 く が 電 算 ビ ル で あ る た め 、 事 務 所 の 熱 負 荷 原 単 位 を 、東 京 都 の 公 表 デ ー タ か ら 求 め た 事 務 所 ビ ル と テ ナ ン ト ビ ル の Ｃ Ｏ 2 排 出 量 （ t-CO2/㎡ ） の 比 率 で 補 正 し て 用 い て い る 。

計 算 の 結 果 、対 象 と す る 業 務 用 建 築 物 の 年 間 熱 負 荷 は 31,371.4 TJ/年 と な っ た 。 ま た 、 単 位 面 積 あ た り の 年 間 の 熱 負 荷 は 544.5 MJ/㎡ ･年 と な る 結 果 が 得 ら れ た 。

表 6.４ 年 間 熱 負 荷 の 算 定

６ .４ .３ 年 間 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 算 出

エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 求 め る た め の 、 熱 源 シ ス テ ム の 入 力 ［

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_in］ と な る 年 間 の 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 を 以 下 に 示 す 方 法 で 求 め た 。

（ １ ） 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数 と 単 位

東 京 都 の 公 表 デ ー タ に は 各 建 物 ご と の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 は 示 さ れ て い な い た め 、 公 表 さ れ て い る 年 間 の 炭 酸 ガ ス 排 出 量 か ら 一 次 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 を 逆 算 し て 求 め て い る 。 炭 酸 ガ ス の 排 出 は 使 用 す る 原 ・ 燃 料 （ エ ネ ル ギ ー ） に よ り 異 な る が 、 東 京 都 の 一 定 規 模 以 上 の 業 務 用 建 築 物 で は 、 電 力 と 都 市 ガ ス を 使 用 し て い る と 考 え て 計 算 を 行 な っ て い る 。 な お 、 ご く 一 部 の ビ ル で 重 油 の 使 用 が あ る と 想 定 さ れ る が 、 炭 酸 ガ ス 排 出 原 単 位 は 重 油 と ガ ス と で 極 端 に 異 な る こ と も 無 く 、 何 よ り も 重 油 の 使 用 比 率 は 少 な い と 判 断 し て 、 今 回 の 計 算 で は 重 油 の 扱 い は 無 視 し て い る 。 東 京 都 が 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 で 提 出 を 求 め て い る 炭 酸 ガ ス の 排 出 係 数^{注 ６ ）}の 単 位 を 以 下 に 示 す 。

都 市 ガ ス 0.0513 t-CO2/GJ 電 気 （ 全 日 平 均 ） 0.386 t-CO₂/千 kW

た だ し 、 電 気 は 千 kW あ た り の 炭 酸 ガ ス 排 出 量 が 示 さ れ て い る た め 、 電 気 の 全 日 平 均 に お け る 一 次 エ ネ ル ギ ー 換 算 値 で あ る 9.83 MJ/kWh を 用 い て 、 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数 を 0.0393 t-CO2/GJ に 変 換 し て 計 算 に 用 い た 。

（ ２ ） 建 物 用 途 別 の 電 力 消 費 比 率 と 補 正 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数

建 物 用 途 別 の 電 力 消 費 比 率 を 文 献^{６ ）}よ り 求 め た 。 建 物 の 電 力 消 費 比 率 は 以 下 の 式 で 求 め て い る 。

ルギー換算値 算値＋燃量の一次エネ

電力一次エネルギー換

算値 電力一次エネルギー換 　　

電力消費比率　　=

文 献 ６ ）に よ る 用 途 別 の 建 築 物 の 電 力 消 費 比 率 は 、事 務 所 ビ ル・テ ナ ン ト ビ ル ・ そ の 他 は 84％ 、 商 業 施 設 85％ 、 宿 泊 施 設 60％ 、 医 療 施 設 61％ 、 教 育 施 設 79％ 、 文 化 施 設 72％ で あ る 。

用 途 別 の 各 建 物 の 電 力 消 費 比 率 を 用 い て 、 電 気 と ガ ス の 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数 か ら 各 建 物 の 電 力 と ガ ス の 消 費 比 率 を 勘 案 し た 補 正 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数 〔 t-CO2/GJ〕 を 算 出 し た 。 表 6.5 に 用 途 別 建 築 物 の 補 正 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数 を 示 す 。

用 途 電 力 ・ ガ ス 比 率 補 正 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数〔 t-CO2/GJ〕

事 務 所 84： 16 0.04130

テ ナ ン ト ビ ル 84： 16 0.04130

商 業 施 設 85： 15 0.04119

宿 泊 施 設 60： 40 0.04416

教 育 施 設 79： 21 0.04190

医 療 施 設 61： 39 0.04404

文 化 施 設 72： 28 0.04273

そ の 他 84： 16 0.04130

（ ３ ） 炭 酸 ガ ス 排 出 量〔t-CO₂/年〕か ら 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量〔GJ/年〕の 算 出 東 京 都 か ら 公 表 さ れ て い る 用 途 別 建 築 物 に お け る 年 間 の 炭 酸 ガ ス 排 出 量〔 t-CO₂〕 か ら 、（ ２）で 求 め た 表 6.5 に 示 す 補 正 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数 〔 t-CO2/GJ〕 を 用 い て 、 建 物 全 体 の 年 間 の 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 を 算 出 し た 。炭 酸 ガ ス １ t の 排 出 に 対 し て 消 費 す る 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 量 は 補 正 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数 の 逆 数 を 用 い て 算 出 し て い る 。 表 6.6 に 建 物 用 途 別 の 建 物 全 体 で の 年 間 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 計 算 結 果 を 示 す 。

（ ４ ） 熱 源 シ ス テ ム に お け る 年 間 エ ネ ル ギ ー 消 費 量

建 物 全 体 の 年 間 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 中 で 、 熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 比 率 を 文 献^{７ )}よ り 求 め た 。（ ３ ） で 求 め た 表 6.6 に 示 す 建 物 全 体 の 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 に 、 建 物 用 途 別 の 熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 消 費 比 率 を 乗 じ る こ と に よ り 、 建 物 用 途 別 の 熱 源 シ ス テ ム に お け る 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 を 求 め る こ と が で き る 。 表 6.7 に 建 物 用 途 別 の 熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 消 費 比 率 と 、 求 め た 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 を 示 す 。

表 6.5 建 物 用 途 別 の 補 正 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数

用 途 炭 酸 ガ ス 排 出 量

〔 t-CO2/年 〕

１ ／ 補 正 炭 酸 ガ ス 排 出 係 数 〔 GJ/t-CO2〕

年 間 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 〔 GJ/年 〕

事 務 所 1,781,021 24.213 43,123,861

テ ナ ン ト ビ ル 2,304,513 24.213 55,799,173

商 業 施 設 1,000,486 24.281 24,292,801

宿 泊 施 設 476,300 22.645 10,785,814

教 育 施 設 417,218 23.867 9,957,742

医 療 施 設 499,547 22.706 11,34,2714

文 化 施 設 96,779 23.402 2,264,822

そ の 他 539,638 24.213 13,066,255

合 計 7,115,502 ― 170,633,182

用 途

建 物 全 体 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー

消 費 量 〔 GJ/年 〕

熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 消 費

比 率

熱 源 シ ス テ ム 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー

消 費 量 〔 GJ/年 〕

事 務 所 43,123,861 0.299 12,894,035

テ ナ ン ト ビ ル 55,799,173 0.311 17,353,543

商 業 施 設 24,292,801 0.320 7,773,696

宿 泊 施 設 10,785,814 0.360 3,882,893

教 育 施 設 9,957,742 0.410 4,082,674

医 療 施 設 11,34,2714 0.320 3,629,669

文 化 施 設 2,264,822 0.300 679,447

そ の 他 13,066,255 0.299 3,906,810

合 計 170,633,182 ― 54,202,767

表 6.6 建 物 用 途 別 の 年 間 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 （ 建 物 全 体 ）

表 6.７ 建 物 用 途 別 の 年 間 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 （ 熱 源 シ ス テ ム ）

６ .４ .４ エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 推 定

東 京 都 の 地 球 温 暖 化 対 策 計 画 書 を 提 出 す る 対 象 の 業 務 用 建 築 物 787 棟 に 対 し 、 6.4.2 項 で は 熱 源 シ ス テ ム に お け る 年 間 発 生 熱 量 ［

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_{o u t}］ を 、 6.4.3 項 で は 年 間 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 ［

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_in］ を 算 出 し た 。

都 市 の エ ネ ル ギ ー 効 率 は 、 建 築 で 発 生 す る 熱 負 荷 〔 GJ〕 を 処 理 す る た め に 必 要 と な る 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 〔 GJ〕 の 量 に よ り 定 ま る 。 す な わ ち 、 エ ネ ル ギ ー の 熱 変 換 効 率 で あ り 都 市 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 と も 言 え る 。

ま た 、都 市 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 は 年 間 発 生 熱 量［

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_{o u t}］を 年 間 エ ネ ル ギ ー 消 費 量［

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_in］ で 除 し た 値 と な る こ と か ら 、 都 市 レ ベ ル で の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ と 言 う こ と も で き る 。

今 回 の 検 討 で は 、 用 途 別 建 築 物 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は サ ン プ ル 数 の 少 な い 用 途 の 建 物 も あ り 若 干 精 度 が 劣 る 点 も あ る が 、 都 市 に お け る 業 務 用 建 築 物 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 は 0.58 で あ る と の 結 果 が 得 ら れ た 。

表 6.8 に 、 今 回 求 め た 建 物 用 途 別 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ と 都 市 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 示 す 。

用 途 年 間 全 熱 負 荷

〔 GJ/年 〕

熱 源 シ ス テ ム 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー

消 費 量 〔 GJ/年 〕

エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率

（熱 源 シ ス テ ムＣＯＰ）

事 務 所 7,969,897 12,894,035 0.62

テ ナ ン ト ビ ル 10,311,348 17,353,543 0.59

商 業 施 設 2,759,784 7,773,696 0.36

宿 泊 施 設 2,441,939 3,882,893 0.63

教 育 施 設 2,160,522 4,082,674 0.53

医 療 施 設 2,756,637 3,629,669 0.76

文 化 施 設 343,352 679,447 0.51

そ の 他 2,627,883 3,906,810 0.67

全 体 31,371,362 54,202,767 0.58

表 6.8 都 市 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 （ 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ ）

６ .４ .５ エ ネ ル ギ ー 消 費 削 減 量 の 算 定

東 京 都 の 一 定 規 模 以 上 の 787 棟 の 業 務 用 建 築 物 の 年 間 に お け る 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 は 170,633,182 GJ で あ り 、 東 京 都 全 体 の 業 務 用 建 築 物 の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 約 68％ を 占 め る 。 そ の 内 、 熱 源 で 消 費 さ れ る 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 は 54,202,767GJ で あ り 、エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率（ 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ ）は 0.58 と な る 結 果 が 得 ら れ た 。

6.2 節 の 建 築 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 の 考 察 で 示 し た よ う に 、建 築 に お け る 熱 源 シ ス テ ム の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 ポ テ ン シ ャ ル は 、 現 状 の 稼 動 し て い る 熱 源 シ ス テ ム を 初 期 の 性 能 に 回 復 す る こ と で 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 20％ 向 上 し 、 ま た 、 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 す る こ と に よ り 更 に 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 25％ 向 上 す る 。

従 っ て 、 今 回 の 計 算 に よ り 求 め た 787 棟 の 業 務 用 建 築 物 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.58 の 結 果 が 得 ら れ て い る が 、 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 す る こ と に よ り 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ が 45％ 向 上 す る こ と が 可 能 で あ り 、 そ の 場 合 に は エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 （ 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ ） は 最 大 で 0.84 に 向 上 さ れ る 。

以 上 よ り 、 東 京 都 の 787 棟 の 業 務 用 建 築 物 の 熱 源 シ ス テ ム を 、 耐 用 年 数 を 考 慮 し な が ら 順 次 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 す る こ と に よ り 、 年 間 24,390,000 GJ の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 が 可 能 で あ る 。 こ の 数 値 は 、 東 京 都 の 全 業 務 用 建 築 物 の 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 で あ る 251 PJ^{５ ）}（ 2003 年 度 実 績 ）の 9.7％ に 相 当 す る 。 ま た 、 東 京 都 全 体 の 一 次 換 算 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 は 829 PJ^{５ ）}（ 2003 年 度 実 績 ） で あ り 、 業 務 用 建 築 物 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 向 上 す る こ と に よ り 、 東 京 都 全 体 の 約 3.0％ の 一 次 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 が 可 能 と な る 。

６ .５ 結 論

エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 向 上 の 可 能 性 を 整 理 し 、 建 築 ・ 地 域 冷 暖 房 お よ び 東 京 都 の 業 務 用 建 築 物 に お け る エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 効 果 を 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 評 価 指 標 と し て 推 定 し た 。 以 下 に 今 回 の 研 究 で 得 ら れ た 知 見 を 示 す 。

（ １ ） 建 築 単 体 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上

① Ａ ビ ル の 熱 源 で あ る 吸 収 冷 凍 機 の 性 能 が 劣 化 し て い る こ と か ら 、 初 期 の 性 能 が 得 ら れ た 場 合 を 想 定 し た 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り 求 め た 結 果 0.56 の 数 値 と な っ た 。 こ れ は 現 状 の Ａ ビ ル の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 0.46 に 対 し 21.7％ の 向 上 に あ た る 。

② Ａ ビ ル の 熱 源 を 高 効 率 な 吸 収 冷 温 水 機 に 更 新 し た 場 合 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.64 と な り 、現 状 の Ａ ビ ル の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 0.46 に 対 し 39.1％ の 向 上 と な っ た 。

③ さ ら に 、 Ａ ビ ル で ポ ン プ の 搬 送 動 力 を 削 減 す る 目 的 で 変 流 量 方 式 を 導 入 し た 結 果 、熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.86 と な り 、現 状 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 86.9％ 上 回 っ た 。

④ 熱 源 シ ス テ ム を 高 効 率 シ ス テ ム に 更 新 し た Ｋ Ｓ ビ ル の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 建 物 全 体 で 0.91 の 結 果 が 得 ら れ た 。

⑤ Ｋ Ｓ ビ ル の 熱 源 更 新 前 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を 、 更 新 前 後 の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 差 か ら 推 定 す る と 0.47 の 結 果 が 得 ら れ た 。 熱 源 シ ス テ ム の 更 新 に よ り 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 0.47 か ら 0.91 と 92.6％ 向 上 し て い る 。

⑥ モ デ ル ビ ル （ 第 ２ 章 参 照 ） に お け る 各 種 熱 源 方 式 を 高 効 率 機 に 変 更 し た 場 合 の 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で 求 め た 結 果 、 ガ ス 方 式 で 15.3％ 、 電 気 方 式 で 18.6％ 、 併 用 方 式 で 23.4％ 向 上 す る 結 果 が 得 ら れ た 。

ま た 、 更 に ポ ン プ を 変 流 量 法 式 に 変 更 し た 場 合 は 、 モ デ ル ビ ル の 熱 源 シ ス テ ム に 対 し ガ ス 方 式 23.7％ 、 併 用 方 式 で 33.9％ の 向 上 と な っ た 。

以 上 の 検 討 結 果 か ら 、 現 状 稼 動 し て い る 性 能 劣 化 を 内 包 す る 熱 源 シ ス テ ム を 、 初 期 の 性 能 ま で 回 復 す る こ と で 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 約 20％ 向 上 す る 。 ま た 、 定

格 時 の 性 能 を 有 す る 熱 源 シ ス テ ム を 高 効 率 機 種 に 更 新 し 、 ポ ン プ を 変 流 量 に 変 更 し た 場 合 に は 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 約 25％ 向 上 す る 。

（ ２ ） 地 域 冷 暖 房 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上

新 宿 駅 周 辺 地 域 の 地 域 冷 暖 房 に 対 す る 未 利 用 エ ネ ル ギ ー の 活 用 、 地 域 冷 暖 房 に コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン シ ス テ ム を 導 入 、 お よ び 、 熱 源 シ ス テ ム を 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 変 更 し た 場 合 の ３ ケ ー ス に 関 し て ケ ー ス ス タ デ ィ を 行 な い 、 以 下 の 知 見 を 得 た 。

① 新 宿 駅 周 辺 地 域 の 地 域 冷 暖 房 に 、 落 合 下 水 処 理 上 か ら 供 給 さ れ て い る 再 生 水 を 冷 却 水 ・ 熱 源 水 に 活 用 し た 場 合 、 ８ ヶ 所 の 地 域 冷 暖 房 に 対 し て は 0.45％ の エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 と な る 結 果 が 得 ら れ た 。し か し 、再 生 水 供 給 管 に 最 も 近 い ３ ヶ 所 の 地 域 冷 暖 房 に 範 囲 を 限 定 す る と 、エ ネ ル ギ ー 消 費 量 の 削 減 は 2.0％ と な る 結 果 が 得 ら れ た 。

② 吸 収 ・ ボ イ ラ ー 方 式 で コ ー ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン （ Ｃ Ｇ Ｓ ） を 採 用 し て い な い 地 域 冷 暖 房 に Ｃ Ｇ Ｓ を 導 入 す る こ と に よ り 、 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ は 15％ 向 上 す る 。 た だ し 、 電 気 ・ ガ ス の 併 用 方 式 の 地 域 冷 暖 房 で は 約 5％ の 向 上 と な る 。

③ 熱 源 シ ス テ ム を 高 効 率 熱 源 シ ス テ ム に 更 新 し た 場 合 に 、 ベ ー ス 運 転 の 冷 凍 機 の 更 新 で は 5～ 10％ 、熱 源 シ ス テ ム 全 体 の 更 新 で は 約 30％ 熱 源 シ ス テ ム Ｃ Ｏ Ｐ の 向 上 が 図 れ る 。

地 域 冷 暖 房 は エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 が 低 位 な グ ル ー プ と 高 位 の グ ル ー プ に 分 け ら れ 、 特 に 低 位 に 属 す る 地 域 冷 暖 房 の シ ス テ ム の 改 善 は エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 の 向 上 に 資 す る 。

（ ３ ） 東 京 都 に お け る 業 務 用 建 築 物 の エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 と そ の 改 善 効 果

東 京 都 に 建 設 さ れ て い る 、 省 エ ネ 法 で 第 1 種 お よ び 第 2 種 の エ ネ ル ギ ー 管 理 指 定 工 場 に 定 め ら れ て い る 業 務 用 途 ビ ル 787 棟 に 対 し て 分 析 を 行 い 、 エ ネ ル ギ ー 利 用 効 率 を 求 め 、 エ ネ ル ギ ー 消 費 量 削 減 の ポ テ ン シ ャ ル を 推 定 し 、 以 下 の 知 見 が 得 ら れ た 。