2015/5/7

1

「 建築外皮性能と実効性ある環境負荷低減」

2015年５月１５日

東京理科大学理工学部

井上 隆

IPCC WG3 AR5 2014/04

IPCC WG3 AR4 ｐ11

地球環境負荷削減 建築・住宅におけるポイント

省エネルギー地球環境とエネ戦略＋ 長寿命化 ＋ 材料

＋ライフスタイル見直し学会声明

← 建築（外皮）＋ 設備 ＋ 運用平面計画・断熱・気密・日射遮蔽/取得・採光・通風換気 高効率機器＋システム構築

PAL＊ CEC

一次エネルギー消費量

┗ 設計段階 ┛ ←→ 実態指標自体の目的化要注意 → エネルギー消費量

know-how蓄積 全面ガラスで不十分対策もPAL １０モード 部分負荷効率 温度差 CO2排出量 計測省エネ法・エネルギー管理指定工場、事業所

ペリメータ負荷要因

ゾーニングの例

θ

PerimeterCooling

Energy

Heating

Energy

貫流熱

内部発熱

日射

外気温

ペリメータ負荷

外皮性能 不十分

2015/5/7

2

夏期

中間期

夏期

中間期

夏期

中間期

窓面日射量[W/m2]

窓面日射量[W/m2]

6000 150 300 450 6000 150 300 450

窓面日射量[W/m2]

窓面日射量[W/m2]

窓面日射量[W/m2]

窓面日射量[W/m2]

0

200

50

100

150

0

200

50

100

150

200

50

100

150

0

200

50

100

150

0

200

50

100

150

200

50

100

150

0

200

50

100

150

0

200

50

100

150

200

50

100

150

0

200

50

100

150

0

200

50

100

150

200

50

100

150

0

200

50

100

150

0

200

50

100

150

200

50

100

150

0

200

50

100

150

0

200

50

100

150

200

50

100

150

冷房負荷[W/m2]

冷房負荷[W/m2]

冷房負荷[W/m2]

冷房負荷[W/m2]

冷房負荷[W/m2]

冷房負荷[W/m2]

南東 北西 南西

ペリメータ インテリア

相関係数 0.5759

相関係数 0.1944

相関係数 0.2869

相関係数 0.7829

相関係数 0.8548

相関係数 0.8963

相関係数

0.2330

相関係数 0.3308

相関係数 0.0510

相関係数 0.7902

6000 150 300 450 6000 150 300 450 6000 150 300 450 6000 150 300 450

6000 150 300 450 6000 150 300 450 6000 150 300 450 6000 150 300 450 6000 150 300 450 6000 150 300 450

0 100 200 300 400 500 600

-10-5

0 5

10 0

100

200

300

400

南東ペリメータ

室内外温度差[℃] 窓面日射量[W/m2]

冷房負荷[W/m2]

実測回帰面

‘03年7月～’03年11月平日勤務時間帯(09:00～18:00)

■ 実測値＜実測回帰面

■ 実測値＞実測回帰面

◇ペリメータにおける検討（南東ペリメータ）

0 100 200 300 400 500 600 -10 -5 0 5 10 0

100

200

300

400

南東ペリメータ

室内外温度差[℃]窓面日射量[W/m2]

冷房負荷[W/m2]

実測回帰面

‘03年7月～’03年11月平日勤務時間帯(09:00～18:00)

■ 実測値＜実測回帰面

■ 実測値＞実測回帰面

◇ペリメータにおける検討（南東ペリメータ）

28. 0 28. 0

31. 0 31. 0

34. 0 34. 0

37. 0 37. 0

40. 0 40. 0

43. 0 43. 0

46. 0 46. 0

49. 0 49. 0

52. 0 52. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: NORM

(100.0)

(-20.0)

04/10/01

15:53:45

X:227Y: 88T: 52.5

ピーク時熱画像（15:50頃）

15. 0 15. 0

16. 0 16. 0

17. 0 17. 0

18. 0 18. 0

19. 0 19. 0

20. 0 20. 0

21. 0 21. 0

22. 0 22. 0

23. 0 23. 0

RG: 1 : 1 . 0 0

(80.0)

(-20.0)

00/01/22

01:34:29

X: 94Y: 69T: 18.8

比較実験

単板ガラス の仕様旧？） Low-Eガラス

2015/5/7

3

ブラインド制御の判断基準と方法

②ブラインドの状態の決定

排気

ベンチレーション窓

照度計 天空照度計 直射照度計

人工光照度分布

昼光照度分布

③昼光照度分布の算出

①日射に関する情報の把握

④消灯･調光状態の決定

NS

LAN

自動制御ブラインド内蔵 各

階

南面 北面

吸込

照明制御範囲

ﾀｰﾐﾅﾙｺﾝﾄﾛｰﾙﾕﾆｯﾄ

調光端末器

ﾌﾞﾗｲﾝﾄﾞ制御ｺﾝﾄﾛｰﾗ

照明主操作盤から

調光端末器へ

ﾌﾞﾗｲﾝﾄﾞ監視ｼｽﾃﾑ

照明制御ｼｽﾃﾑ照明主操作盤

ﾉｰﾄﾞｽﾃｰｼｮﾝ

NS

NS NS

NS NS

NS NS

NS NS

5,340

4,3243,429 3,170

2,733

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

照明電力量[kWh/年]

FLR照明器具 Hf照明器具 Hf照明器具適正照度維持

Hf照明器具適正照度維持昼光利用

100%

64%59%

51%

第一研究棟基準階南側(1スパン18灯)

81%

Hf照明器具適正照度維持昼光利用

一斉消灯運用

2015/5/7

4

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:35

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:44

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:35

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:35

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:35

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:44

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:44

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:44

45℃

32℃

39℃

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:35

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:44

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:35

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:35

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:35

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:44

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:44

26. 026. 0

27. 527. 5

29. 029. 0

30. 530. 5

32. 032. 0

33. 533. 5

35. 035. 0

36. 536. 5

38. 038. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: FAST

(100.0)

(-20.0)

02/08/07

16:41:44

45℃45℃

32℃32℃

39℃39℃

特徴1

外付けブラインドによる直達日射の遮蔽

特徴2

発熱複層ガラスによる冬期窓際環境の改善

計測対象フロア

実験結果(10/17 13:45前後)

28. 0 28. 0

29. 5 29. 5

31. 0 31. 0

32. 5 32. 5

34. 0 34. 0

35. 5 35. 5

37. 0 37. 0

38. 5 38. 5

40. 0 40. 0

RG: 1 : 0 . 9 5 SC: NORM EL : WA

(100.0)

(-20.0)

03/10/17

13:45:00

X:189Y:149T: 40.1

外付けブラインド内ブラインド（中間色）

内ブラインド（明色）

29.8℃ 40.1℃ 35.1℃

内・外ブラインドの窓表面温度の比較

外ブラインド 同色内ブラインド

明色内ブラインド ブラインド無し

2010/9/9 8:00 東方位

可視画像

29. 0 29. 0

30. 5 30. 5

32. 0 32. 0

33. 5 33. 5

35. 0 35. 0

36. 5 36. 5

38. 0 38. 0

39. 5 39. 5

41. 0 41. 0

RG: 1 : 1 . 0 0 SC: NORM

(100.0)

(-20.0)

10/09/09

07:58:33

30.7℃ 39.3℃ 36.5℃

34.8℃

遮熱型Low-E

2015/5/7

5

製図室

西方位サーモカメラ

外ブラインド

外観

実測概要

外ブラインド（暗色）

内ブラインド（暗色） (明色)

エアフロー窓ダブルスキン

Mビル（丸の内）

電動ブラインド

照明

高透過複層ガラス

普通ガラス

電動ブラインド

照明

高透過複層ガラス

普通ガラス

（DS） （AFW）

風量による窓表面温度の違い窓E→AFW（窓B、D）より約8℃高い

窓F→AFW（窓B、D）より約1℃低い

43.3 36.243.8 36.9

33.033.0

34.534.5

36.036.0

37.537.5

39.039.0

40.540.5

42.042.0

43.543.5

45.045.0

(100.0)

(-20.0)

44.5 35.5

窓A 窓B

0.8m/s

(123CMH)0m/s

窓C 窓D

0.8m/s

(123CMH)0m/s

窓E 窓F

0m/s0.96m/s

(148CMH)

８.1 同時竣工した地域熱供給プラントと建物全体のエネルギー受給状況一次エネルギー消費量とCO2排出量

照明

その他

熱源

冷熱源

温熱源

空調搬送

空調搬送

照明・コンセント

コンセント

テナント動力

その他

0

500

1000

1500

2000

2500

比較対象ビル 街区全体 丸の内パークビルディングオフィス用途

一次エネルギー消費原単位

[MJ/容積対象面積

] -42%

2173 1823 1263

-16%

11%

8%

15%

35%

10%

8%

13%

17%

40%

17%

26%

年間一次エネルギー消費原単位内訳（容積対象面積あたり）

一次エネルギー消費量 / CO2排出量 （２０１０年実績）

街区全体（容積対象面積当たり）：1,823MJ/(m2･年) 82.8kg-CO2/(m2・年)（延床面積当たり）：1,680MJ/(m2･年) 75.9kg-CO2/(m2・年)

オフィス用途（容積対象面積当たり） ：1,263 MJ/(m2･年) 55.9 kg-CO2/(m2・年)（延床面積当たり） ：1,158 MJ/(m2･年) 51.5 kg-CO2/(m2・年)

空調関連エネルギー消費量：構成比約31％、約59MJ/(m2･年)

比較対象ビル（オフィス用途）に対して約42%削減

0 20 40 60 80 1000

500

1000

1500

開口率 [%]

一次エネルギー消費量

[M

J/m

2/年

]

遮熱型Low-Eガラス・自然光利用・ブラインド制御の効果

高性能熱線反射 透明単板+内BL

Low-E(Ag2)複層+外BL

透明単板

Low-E(Ag2)複層+内BL

Low-E(Ag2)複層透明複層

透明単板照明制御なし

Low-E(Ag2)複層照明制御なし

南面

2015/5/7

6

SHASE－M－0008－2009

254

287

298

241

242

247

511

498

679

565

607

799

466

261

197

631

631

631

0 500 1000 1500

BL全閉

BL制御

BL全開

BL全閉

BL制御

BL全開

一次エネルギー消費量[MJ/m^2/年]

300

320

320

293

293

292

454

475

665

492

532

725

211

114

99

316

316

316

0 500 1000 1500

一次エネルギー消費量[MJ/m^2/年]

暖房

冷房

照明

年間空調・照明エネルギー消費量（西ペリメータ）

375lx750lx 照明制御なし

照明制御あり

業務用建築における節電メニューと留意点 【節電対策効果の詳細評価】業務用建築における節電メニューと留意点 【節電対策効果の詳細評価】

§２ 照明制御・ブラインド制御による効果検討

照明制御及びブラインド制御の効果試算 －年間省エネルギー効果－

図 Ⅴ . 3 . 5 . 1 照 明 制 御 別 省 エ ネ ル ギ ー 効 果

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

5.5

0.4 0.6 0.8 1

Aビル Bビル Cビル

Dビル Eビル Fビル

Gビル Hビル 実験室

CEC/L

初期照度補正

ﾀｲﾑｽｹｼﾞｭｰﾙ

ゾーニング

在室検知

ﾀｽｸ･ｱﾝﾋﾞｴﾝﾄ

省エネルギー補正係数 ※ 内参考値0.5

1.5

2.5

3.5

0.2 0.4 0.6 0.8 1

400lx時

500lx時

750lx又は

800lx時

省エネルギー補正係数

昼光利用制御

• 各種照明制御による削減効果（CEC/L補正値との比較）

まとめ

・ 温暖化防止の観点から、建築 ・ 設備の果たすべき役割は極めて大

・ ペリメータ環境の質の向上と、実効性ある省エネルギーのためには、

断熱・気密・日射遮蔽など、建築外皮が十分な基本性能を有すること

が不可欠

・ ペリメータでは必ずしも設計時に想定した負荷処理はなされていない

・ 開口部周りは大きな弱点になりがちであり、十分な注意が必要

・ 昼光利用・高効率照明・タスクアンビエントによる効果・影響も要注意