2020年のZEB実現に向けたロードマップ」 - NEDONREL: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

「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 Tanabe, Waseda University, all right reserved 2015

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

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

Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University 3

Green Building – Brown Building


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。

Copyright © 2015 建築設備技術者協会 6

テナントオフィスのピクトグラムの提案

8

9

Tanabe Laboratory, Department of Architecture, WASEDA University, all rights reserved, 2015

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)


• 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？

ZEB13


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

Site-ZEBとSource-Zeb


• 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

完全ゼロは究極的な目的


バイオマスの原単位が日本では未設定（フランス：0.2kW/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-AZEB-BZEB-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


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

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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。

2015年9月16日（パブリックコメントを反映）


• 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


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.省エネエネルギーを創る2.

創エネ高断熱化日射遮蔽

自然エネルギー利用高効率設備

太陽光発電

2020


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（正味で75%以上省エネ）

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

＋


• 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


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

NearlyZEB

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

ZEBReady

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


• 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


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

439427 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/m21646MJ/m21693MJ/m2

ZEBの実現可能性（10,000㎡（7階建）の事務所ビルで試算）

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（正味で100%以上省エネ）

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

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

NearlyZEH

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


SII-ZEH補助金対象住戸

28

https://sii.or.jp/zeh26/meti/file/doc_1208.pdf


©TakeshiYAMAGISHI

Nobi-Nobi House:エネマネハウス2014


ワセダライブハウスエネマネ2015

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)

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

Pictgram created by Madebyelvis, Maurizio Fusillo,Edward Boatman, Thomas Uebe, from Noun Project

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

スマート社会技術研究会

技術製品

ここここここここここここここここここ

http://www.waseda.jp/across/laboratory/

燃料電池

PHV/EVエアコン

次世代HEMS

蓄電池ヒートポンプ給湯機

早稲田大学新宿実証センターの設備画像

配電系統シミュレータANSWER

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

充電器

分電盤

太陽光パワコン

スマートガスメーター

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スマートメーター

280 m2

2 units5 people3 refrigerators5 computers1 TVNo AC~90% fluorescentGas water heating

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Green Buttonとは

• 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

アメリカ

http://www.greenbuttondata.org/


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

Green Button(米国公共建築の事例)

http://www.buildsmartdc.com/

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