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

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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 Shin-ichi

2 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 5 次評価報告書の概要 - 第 3 作業部会 ( 気候変動緩和 ) Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 1

3 アジアのエネルギー需要 2035 年の一次エネルギー需要量の推計 (Mtoe) 2012 年から 2035 年の経済成長米国中国 4060 日本東南アジアインド非 -OECD アジアインドに 2030 年にある住宅建築物の 7 割は今存在しない引用 :IEA, World Energy Outlook 2013 (12 November 2013) Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 2

4 Green Building Brown Building Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 3

6 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建築物については 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 ZEB( ネットゼロエネルギービル ) を実現することを目指す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 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 5

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36 条行政庁認定と 7 条に基づく第三者認証 (BELS) 既存建築物が基準適合法第

13 何故省エネ建築ではないのか? 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 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 12

14 ZEB 13

Site-ZEB と Source-Zeb 空気調和衛生工学会ガイドライン http://www.shasej.

15 Site-ZEB と Source-Zeb 空気調和衛生工学会ガイドライン Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 14

16 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 ) EU 加盟各国に対して以下のことを要求 2020 年末までに全ての新築住宅建築物を nearly Zero Energy(nZEB) とする公的機関は 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完全ゼロは究極的な目的 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 15

17 NREL の定義 ZEB-A ZEB-B ZEB-C ZEB-D 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 ) バイオマスの原単位が日本では未設定 ( フランス :0.2kW/kW) オフサイトの再生可能エネルギー送電網への再生可能エネルギー受入可能量 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 June 2010 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 16

18 米国エネルギー省 (DOE) の定義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 D=E 2015 年 9 月 16 日 ( パブリックコメントを反映 ) 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 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 22

19 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 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 18

年間で消費する建築物のエネルギー量が大幅に削減 Tanabe Laboratory, Department of Architecture,

20 ZEH ZEB の定性的定義 ZEB とは... 快適な室内環境の担保適切なエネルギー運用 1. 省エネエネルギーを極力必要とせず上手に使う 2. 創エネ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空調換気削減太陽光発電照明給湯昇降機空調換気照明給湯昇降機年間で消費する建築物のエネルギー量が大幅に削減 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University Pictgram created by Muharrem Senyil, Lance Hambly from Noun Project 19

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22 ZEB の定義ただし 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 ZEB Ready (50% 以上省エネ ) Nearly ZEB ( 正味で 75% 以上省エネ ) ZEB ( 正味で 100% 以上省エネ ) 50% 削減 + 空調換気照明給湯昇降機 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University Pictgram created by Muharrem Senyil, Lance Hambly from Noun Project 21

23 OA コンセントの取扱い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 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 26

24 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 23 ZEB チャートエネルギー供給量 ZEB 100% 以上減 (Net Zero) エネルギー自立 4 再生可能エネルギーの導入 Nearly ZEB 75% 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 ZEB Ready 50% 以上減 50% 以上減基準一次エネルギー消費量エネルギー消費量 Reference Building

25 ZEBの実現可能性 10,000 7階建の事務所ビルで試算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パターンB 省エネ基準相当ガラス建築パターンA 平成25年省エネ基準相当パターンC ZEB Ready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 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 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定風量制御等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制御等換気静圧250Pa ファン効率40% 制御なし等静圧250Pa ファン効率40% 制御なし等照明 HF型器具制御なし等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給湯局所電気貯湯式節湯器具なし配管保温30mm 局所電気貯湯式節湯器具なし配管保温30mm 局所電気貯湯式自動給湯栓配管保温30mm VVVF 電力回生なし VVVF 電力回生なし VVVF 電力回生あり外皮空調昇降機最新ビルの状況を模擬 HF型器具制御なし等 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 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 24

26 ZEB の実現可能性 (10,000 m2 (7 階建 ) の事務所ビルで試算 ) 一次エネルギー消費削減量 [MJ/( 年 m2 )] 1,800 1,600 1,400 1,200 1, ( 対 Case A) 削減比率 52% A: 平成 25 年基準相当 B: 平成 25 年基準相当 ( ガラス建築化 ) ( 対 Case B) 削減比率 50% C:ZEB Ready ケースコンセント等 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 25 昇降機 B: 平成 25 年基準相当 A: 平成 25 年基準相当 C:ZEB Readyケース ( ガラス建築化 ) 検討 Case 一次エネルギー比率一次エネルギー比率一次エネルギー比率削減率 [GJ/ 年 ] [MJ/ m2年 ] [%] [GJ/ 年 ] [MJ/ m2年 ] [%] [GJ/ 年 ] [MJ/ m2年 ] [%] ( 対 B) 空調 8, % 8, % 4, % 50% 換気 % % % 46% 照明 3, % 3, % 1, % 55% 給湯 1693MJ/m % 1646MJ/m % 997MJ/m % 27% 昇降機 % % % 11% その他 3, , , 合計 17,537 1,693-17,046 1,646-10, % 除コンセント - 1, , % PAL 給湯照明換気空調

ZEH( 住宅 ) の定義評価方法 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

27 ZEH( 住宅 ) の定義評価方法 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 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 ZEH ( 正味で 100% 以上省エネ ) Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University Pictgram created by Muharrem Senyil, Lance Hambly from Noun Project 26

28 ZEH チャート 100% 以上減 (Net Zero) エネルギー供給量 ZEH エネルギー自立 4 再生可能エネルギーの導入 ( 容量不問 ) Nearly ZEH 75% 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 20% 以上減基準一次エネルギー消費量エネルギー消費量 Reference House 27

29 SII-ZEH 補助金対象住戸 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 28

Nobi-Nobi House: エネマネハウス 2014 TakeshiYAMAGISHI Tanabe Laboratory,

ワセダライブハウスエネマネ 2015 Tanabe Laboratory, Department of

32 スマートグリッド水力発電所揚水発電所 ( 電力網と情報網の高度融合ネットワーク : 林泰弘 ) 送配電網電気の流れ情報の流れスマートコミュニティスマートビル火力発電所など電力ネットワーク ( グリッド ) ICT による制御太陽光発電 / ガスタービン発電機 / 蓄電池設備つきビルエネルギー貯蔵設備変電所スマートメーター太陽光パネルスマートハウス太陽光発電所風力発電所再生可能エネルギー電源蓄電池電気自動車 HP 給湯器燃料電池電力品質 ( 電圧周波数 ) 問題無理のない節電スキームの実行エネルギーフローを最適管理する司令塔 GEMS ( グリッド ) BEMS ( ビル ) HEMS ( 住宅 ) CEMS ( コミュニティ ) 早稲田大学スマート社会技術融合研究機構 ACROSS 33

33 エコハウス ( 省エネ住宅 ) とスマートハウス Eco House Generation Grid House Gas Smart House Pictgram created by Madebyelvis, Maurizio Fusillo,Edward Boatman, Thomas Uebe, from Noun Project 34

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このイメージは現在表示できませんスマート社会技術融合研究機構 (ACROSS) 林所長先進グリッド技術研究所 7 つの拠点研究所スマート社会技術推進協議会社会インフラを築く企業スマート社会技術研究会様々な分野の開発技術を持つメーカ住宅建築環境研究所動力エネルギーシステム研究所田辺所長太陽光発電システム研究所天野所長スマートライフサイエンス研究所社会フレーム技術製品若尾所長紙屋所長電動車両研究所岡野所長鷲津所長次世代科学技術経済分析研究所大学の先進研究技術融合のイノヘーション新宿実証センター社会実装国家プロジェクト等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 33

35 早稲田大学新宿実証センターの設備画像 36 自動 DR サーバ (Open ADR 2.0b) スマートハウス (4 棟 ) スマートメータースマートガスメーター次世代 HEMS 配電系統シミュレータ ANSWER エアコン PHV/EV 充電器分電盤燃料電池ヒートポンプ給湯機蓄電池太陽光パワコン

スマートメーター Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 37 280 m 2 2

36 スマートメーター Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University m 2 2 units 5 people 3 refrigerators 5 computers 1 TV No AC ~90% fluorescent Gas water heating

37 Green Button とはアメリカエネルギーデータのフォーマットと通信を規格化顧客が自身の電力利用状況を確認できるようにし第三者のサービスプロパイダとのデータ共有を可能にする方策顧客は自身のポータルサイトからXMLとしてデータのダウンロードが可能権限を与えることでサービスプロパイダもグリーンボタンデータへのアクセスが可能 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 36

エネルギーコストガス使用量電気使用量 Tanabe Laboratory, Department of

38 Green Button( 米国公共建築の事例 ) 建物名 Energy Star のレーティング最新記録日ここ 10 日の電力消費量月積算エネルギー消費量ダウンロードできるデータ月積算エネルギー消費量エネルギーコストガス使用量電気使用量 Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 37

1. 我が国のエネルギーの現状 2.ZEBロードマップ検討委員会における ZEBの定義今後の施策など (1) はじめに (2) ZEBの定義評価方法 (3) ZEBの実現可能性 (4) ZEBの普及方策

ZEB ロードマップ検討委員会における ZEB の定義今後の施策など経済産業省資源エネルギー庁省エネルギー対策課 0 1. 我が国のエネルギーの現状 2.ZEBロードマップ検討委員会における ZEBの定義今後の施策など (1) はじめに (2) ZEBの定義評価方法 (3) ZEBの実現可能性 (4) ZEBの普及方策 1. 我が国のエネルギーの現状 ( エネルギー消費状況 ) 石油危機以降