自立循環プロジェクトの成果と 今後の展開 研究開発の背景（１） 日本における各分野でのCO2排出量 ［ CO2 百万トン］ 部門 2002年度排出量の伸び（1990年度比） 産業 476百万t→468百万t（1.7％減） 300 運輸 217百万t→261百万t（20.4％増） 250 業務その他 500 450 400 350 200 150 100 50 0 家庭 144百万t→197百万t （36.7％増） 129百万t→166百万t（28.8％増） エネルギー転換 82百万t→82百万t （0.3％減） 工業プロセス 57百万t→49百万t（14.0％減） 廃棄物 17百万t→24百万t（43.2％増） 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 ［年度］ 研究開発の背景（２） 日本各地における住宅のエネルギー消費量 照明・ 家電 調理 給湯 冷房 暖房 研究開発の背景 住宅内の電気のエネルギー消費割合 待機電力 12.7% その他 6.8% 浴室換気扇（推計分） 2.5% 照明（推計分） 3.5% 冷蔵庫 15.2% 照明 11.2% 24h換気扇 6.9% 浄水器 1.2% 食器洗乾燥機 4.0% 温水暖房便座 5.5% 洗濯機 0.4% 電子レンジ 0.7% テレビ 3.8% パソコン 0.3% エアコン 25.3% 自立循環型プロジェクトの概要 １）プロジェクトの目的 温暖地を対象として、居住時のエネル ギー消費量（二酸化炭素排出量）2000 年頃の標準的な住宅と比較して５０％に まで削減可能な、2010年時点までに十 分実用化できる住宅」を開発することとし た。 ２）プロジェクトの検討体制 平成13年度から16年度までの4カ年度 に渡り、(独）建築研究所と国土技術政策 総合研究所が中心となり、産官学の研究 者・実務者が研究開発に取り組んだ。 Ⅳ 地域 自立循環型住宅とは何か 自立循環型住宅とは、究極的には外部からのエ ネルギー・資源の供給なしに運用できる住宅を意 味する。 本プロジェクトにおいては、やや限定的に、 温暖 地において、居住時のエネルギー消費量（CO２ 排出量）を2000年頃の標準的な住宅と比較して５ ０％にまで削減可能で、2010年時点までに十分 実用化できる住宅」を自立循環型住宅として定義 した。 また、本プロジェクトにおいては快適性を向上さ せつつ、 ・特殊な技術を使うことなく ・多種多様な住宅の作り方を生かして ・手が付けられるところから を前提として、エネルギー消費量５０％削減な「自 立循環型住宅」を構築している。 －５０％ 自立循環型住宅の設計手順（１） ◆ 手順１ 設計要件の把握 ◆ 手順２ 設計目標像の設定 ◆ 手順３ 設計にかかる基本的事項への配慮 ◆ 手順４ 要素技術の適用検討 立地３：自然エネルギー利用が容易な敷地。 立地２：自然エネルギー利用のために工夫が必要な敷地。 立地１：自然エネルギー利用が困難な敷地。 ライフスタイル 伝統的な自然生活指向 自然生活指向 設備生活指向 自立循環型住宅の設計手順 自然エネルギー利用の可能性の判断根拠（自然風の例） 立地区分 立地 3 立地 2 立地 1 利用可能性 自然風の利用が容易 自然風の利用に工夫が必要 自然風の利用が困難 敷地周辺状況の 例示 □風上側に卓越風を遮蔽す □周辺の建物密集度が比較 □周辺建物の密集度が高く、 る建物等の要素が少ない 的高いこと等により、計 計画建物の高さが周辺よ □騒音源がない 画建物の外壁面に卓越風 り低く落ち込んでいるか、 が当たらない部分がある または高層建物等があり、 敷地内への卓越風の流入 が極めて少ないと想定さ れる 自然風利用の イメージ ・開口部（窓）からの直接 ・ウィンドキャッチャーな ・外壁面の開口部（窓）から 的な通風が可能 どによる開口部（窓）か の通風は困難 らの間接的な通風が有効 ・温度差換気を利用した屋根 ・屋根に設けられた開口部 面開口による通風の工夫 を利用した通風が有効 が必要 自立循環型住宅の要素技術の分類 自然エネルギー 活用技術 熱環境分野 空気環境分野 日射熱の利用 自然風の利用 （太陽熱の利用・1） 太陽熱給湯 （太陽熱の利用・2） 光環境分野 その他 昼光利用 （太陽光の利用・1） 太陽光発電 （太陽光の利用・2） 建物外皮の熱遮断技術 断熱外皮計画 日射遮蔽手法 省エネルギー設備技術 暖冷房設備計画 給湯設備計画 換気設備計画 照明設備計画 高効率家電機器の導入 水と生ゴミの処理と効 率的利用 自立循環型住宅のイメージ １．伝統的自然生活志向タイプ（地方郊外の広い敷地に建つ平屋建て住宅） 日射遮蔽 日射熱利用 （パッシブ） 自然風 自立循環型住宅のイメージ ２．自然生活志向タイプ（都市近郊の比較的広い敷地に建つ２階建て住宅） ファミリー ルーム サンルーム 日射熱利 用 （パッシブ） 北側天窓 昼光利用 欄 間 自然風や日射熱の利用 （南東側サンデッキ・長い庇など） 自立循環型住宅のイメージ ３．設備志向タイプ（都市の狭い敷地に建つ２階建て住宅） ２階リビング 頂側窓 昼光利用 高効率設備 自立循環型住宅の要素技術(13の要素技術） １）自然風の利用 （自然ｴﾈﾙｷﾞｰ活用技術） ５）太陽熱給湯 （自然ｴﾈﾙｷﾞｰ活用技術） ９）換気設備計画 （省ｴﾈﾙｷﾞｰ設備技術） ２）昼光利用 （自然ｴﾈﾙｷﾞｰ活用技術） ３）太陽光発電 （自然ｴﾈﾙｷﾞｰ活用技術） ４）日射熱の利用 （自然ｴﾈﾙｷﾞｰ活用技術） ６）断熱外皮計画 （建物外皮の熱遮断技術） １０）給湯設備計画 （省ｴﾈﾙｷﾞｰ設備技術） １１）照明設備計画 （省ｴﾈﾙｷﾞｰ設備技術） １２）高効率家電機器の導入 （省ｴﾈﾙｷﾞｰ設備技術） 自立循環型住宅の要素技術毎の省エネルギー効果のレベル 要素技術毎の省エネルギー効果とレベル ●この数値は、Ⅳ地域であ る東京郊外を想定し、所 定の条件のもとで算出。 ●本研究では、要素技術を 導入した結果が 2000年 当時の一般的な住宅に 比べ、どの程度のエネ ルギー消費削減できる か簡単に算出できる計 算手順とデータを整備。 自立循環型住宅の要素技術－自然エネルギー利用 目的 １．自然風の利用 ・・・夏期夜間や中間期（温熱感覚上の体感改善 に有効な場合）に、外気を通風という形で積極的 に取り入れ、冷房エネルギー消費の削減と快適 性の向上を実現する ポイント ・建物の形状やプランを工夫する方法 ・開口部の形状や開閉操作を工夫する方法 をうまく融合させる必要がある。 窓開けを居住者任せに しない。 注意点 居住者に通風を促す 設計上の工夫を考えて ・開口部を設けることは、防犯や騒音など他の 面でマイナスとなる場合も多いため、トータル としての住宅の安全性、快適性を損なうことの ないように計画することが大切 ・敷地条件に応じてどのくらい効果があるかを 検討することが必要 自立循環型住宅の要素技術－自然エネルギー利用 目的 ２．昼光利用 ・・・照明エネルギーも住宅全体に占める割合が 大きい。自然エネルギーのうち光エネルギーを 適切に取り入れることにより照明エネルギー消 費を削減する。 特に昼間の照明は住宅計画により決まるので、 予め住宅計画の上で昼光の積極的な活用を計 画する。 住宅の計画次第で昼の 照明エネルギーを削減 ポイント ただし日射遮蔽とのバ ランスも必要 ・間接的な昼光利用（導光） ・直接的な昼光利用（採光） 自立循環型住宅の要素技術－自然エネルギー利用 ３．太陽光発電 ポイント ・周囲の建物の影響を考慮する ・地域差はほとんどなし ・季節差も積雪地域を除き少ない ・屋根材としての太陽光発電 （塗装メンテ軽減） 注意点 発電は「創エネ」 ・・・イニシャルコスト 増加を許容できれば 入れるほど自給 ・周囲への建物の影響も考慮する （北面設置等の場合）まぶしさ軽減の工夫 ・自治体の補助金も検討 自立循環型住宅の要素技術－自然エネルギー利用 目的 ４．日射熱の利用 ・・・日射による自然エネルギーの熱部分を適切 に床・壁に取得することにより、冬期暖房エネル ギー削減を図ると共に、送風によらない心地よい 空間をつくる。 屋根への適用により夏期の冷房エネルギー削減 も可能である。 冬の日射の取り入れ による暖房エネルギー 削減は開口部にコスト をかけても有効 夏の室温上昇抑止にも 有効 但し住まい方による。 不在がちの世帯には不 向き ポイントと注意点 ・断熱水準がしっかりしていないと効果なし ・開口部と集熱部位の適切な設計 ・住まい方を良く確かめる 自立循環型住宅の要素技術－自然エネルギー利用 目的 ５．太陽熱給湯 ・・・太陽光発電と同様、太陽エネルギーからエ ネルギーを創りだす。比率の高まっている給湯エ ネルギー削減になるので有効 ポイント ・給湯機と連携できるシステムが通年を通じて 利用できるのと安全対策上も有効 給湯機と連携させ、デ ザインを配慮すると有 効なシステム。 但し高いので今後の開 発に期待したい 注意点 ・配管の断熱も必要 自立循環型住宅の要素技術－自然エネルギー利用 自立循環型住宅の要素技術－自然エネルギー利用 左：太陽熱温水器 自然循環式 中：太陽熱給湯システム 自然循環式（直接集熱 真空型） 右：太陽熱給湯システム 強制循環式 （間接集熱タイプ） 自立循環型住宅の要素技術－建物外皮の熱遮断計画 目的 ６．断熱外皮計画 ・・・暖房エネルギー削減と同時に、温暖地の部 分間欠空調に適した、冬場の非暖房室の最低室 温（自然室温）や住まい手の快適の感じ方に配 慮することにより、住宅工法毎に適した暖冷房エ ネルギー削減を図る。 ポイント ・暖房費削減効果を知っておく。 ・自然室温を維持することを念頭に置く。 温暖地の住宅の様々な 工法を生かし、適切な 断熱手法を検討するこ と。 必ずしも全ての部位の 性能を満足しなくてもよ いが、ポイントは抑えて おくこと ・バランスの取れた断熱計画をする。 注意点 ・特に温暖地においては、通気止め措置が有 効であり、これらは実行されていないことが多 い。せっかくの断熱性能を発揮できないことに なるので、しっかり施工する。 自立循環型住宅の要素技術－建物外皮の熱遮断計画 ［万円/年］ 18 16 14 暖 12 房 10 費 の 8 目 6 安 4 2 0 昭 和 ５５ 年 基 準 平 成 ４ 年 基 準 平 成 ４気 年密 基仕 準 様 平 平 成 成 １１ 土 １１ 年 年 塗 基 基 準壁 準 と と 平 平 成 成 ４ ４ 年 年 基 基 準 準 の の 中 中 間 間 仕 仕 様 様 断熱水準 天 井 開 口 部 強 化 平 成 １１ 土 年塗 基壁 準 平 成 １１ 天 年井 基開 準口 部 強 化 平 成 １１ 年 基 準 平 成 １１ 年 基 準 ＋ 開 口 部 強 化 自立循環型住宅の要素技術－建物外皮の熱遮断計画 体感温度 室 温 表面温度 15.4℃ 20℃ 10.8℃ 低い断熱レベルの住宅 体感温度 外気温度 0℃ 室 温 表面温度 19℃ 20℃ 18℃ 高い断熱レベルの住宅 自立循環型住宅の要素技術－建物外皮の熱遮断計画 目的 ７．日射遮蔽計画 ・・・室内上昇を防ぎ、蓄熱の不要な部分への日 射熱侵入を防止し、冷房エネルギーを削減する ポイント ・開口部の日射侵入率はガラスの日射侵入率 ×日射遮蔽部材の遮蔽係数×ひさし等の遮 蔽係数により簡易的に考えることが出来る。 ・方位により有効な日射遮蔽手法が異なる｢こ とに注意。 注意点 日射遮蔽部材の取り付 けは、可能な限り屋外 に！ ・屋内に設置した遮蔽部材は熱を持ちます。 材質や色にも十分配慮する必要があります。 ・日射遮蔽部材も住まい手任せにしないこと が大切です。（すだれ等にしても取り付け方を 考えておくと効果的です。） 自立循環型住宅の要素技術－建物外皮の熱遮断計画 日射遮蔽手法の全体像 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 目的 ８．暖冷房設備計画 ・・・適切な設備選定や配置を考慮して、住宅に 適した暖冷房計画を検討、暖冷房エネルギー削 減を図る ポイント ・導入する場合でも、住まい手が購入する場 合でも計画に携わること。 ・機器の効率をよく確認して選択すること 注意点 大は小を兼ねない！ ・実質の空調空間を考慮した設計（連続する 空間等）とすること。 ・床暖房配管の熱損失等にも注意すること 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 目的 ９．換気設備計画 ・・・室内空気質を、窓開けされていない状態に おいても適切に保つための建築基準法改正に 伴う措置に対して、省エネの工夫を探る ポイント ・効率は機器によりずいぶん異なる ・メンテのしやすさが後のランニングコストや効 率に影響する ・ハイブリッド換気システムも選択肢に。 ・配管距離にも要工夫 メンテナンスのしやすさ を考慮する 注意点 ・全熱交換型換気システムは省エネの観点か らはこの地域では最適ではない 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 ダクト経路やダ クトの断熱性能 の検討 （断熱層外側設置のダクトは断熱ダクトとする） DC モーターの 使用など省エネ ルギー機器の選 択を検討 局所換気扇 停止時シャ ッター閉と する 廊下 便所 廊下 住宅の気密性や 断熱性のチェッ ク 縦シャフト 個室１ 個室2 便所 局所換気扇 停止時シャ ッター閉と する 浴室 集中排気口 居間･食事室 洗面所 廊下 ダクト以外の換気 経路の検討 台所 局所換気扇 停止時シャ ッター閉と する 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 目的 １０．給湯設備計画 ・・・住宅の中でもその占める割合の大きい給湯 設備について、機器の特性を理解し、エネル ギー消費を削減できる可能性を検討する ポイント ・高効率の機器を選択する ・太陽熱給湯との連携を検討する ・浴室の保温や水栓金具等にも配慮する ・節水と共に検討する 湯の使用状況により 適したシステムは異なる！ 注意点 ・世帯の湯の使用状況により、適切な機器を 選択すること（貯湯式か直接式か） 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 潜熱回収型 ガス給湯機 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 ヒートポンプユニット 貯湯ユニット 自然冷媒 ヒートポンプ式 電気給湯機 （1次エネルギー 換算では270） 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 目的 １１．照明設備計画 ・・・照明環境を良好に保ち、且つエネルギー消 費を削減する ポイント ・機器による手法 ・制御による手法 ・設計による手法 機器も住まい手任せに せずにアドバイスを 注意点 ・設計による手法では、住まい手の理解につ いて配慮が必要 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 1 間口 5.7 2 ｍ、奥行 2.4 6 ｍ 2 PLAN 1 一室一灯方式 2 間口 5.7 2 ｍ、奥行 2.4 6 ｍ 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 PLAN 1 2 天井高 2. 4 ｍ SECTION 一室一灯方式 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 3 2 1 間口 5.7 2 ｍ、奥行 2.4 6 ｍ 多灯分散方式 4 5 PLAN 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 間口 5.7 2 ｍ、奥行 2.4 6 ｍ PLAN シーン 例 1 （全点灯） 多灯分散方式 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 シーン 例 1 （全点灯） シーン例 2 団らん等（シャンデリア＋ペンダン ト 1 灯） 多灯分散方式 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 シーン例 2 団らん等（シャンデリア＋ペンダン ト 1 灯） シーン例 3 映画鑑賞等 （ダウンライ ト 50% ＋フロアスタン ド 1/2 点灯＋デスクスタンド） 多灯分散方式 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 １２．高効率設備機器の導入 目的 ・・・家電機器の買い替え・購入アドバイスをする ことにより、住まい手のエネルギー消費削減を 啓発する ポイント ・消費電力量を知る ・消費電力の多い設備機器を知る 買いかえるのは もったいない 使い続けるのは もっともったいない。。 注意点 ・冷蔵庫など、配置による消費電力の変化に ついても注意する 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 ［kWh/年］ 削減割合（右目盛り） ［%］ 16 省エネ型 従来型 800 600 12 500 10 400 8 300 6 200 4 100 2 0 0 パ ソ コ ン 14 型 テ レ ビ 掃 除 機 Ｃ Ｄ ラ ジ カ セ レ ン ジ フ ー ド ア イ ロ ン 家電機器のエネルギー消費量と 従来型（１９９７年当時）・最新型（２００３年当時）の比較 従 来 型=1997年度に高い販売シェアを占めていた製品 省エネ型=2003年度に販売されていた最も省エネルギー化の進んだ製品 稼働時間の長い製品の電力消費量が大きくなるので、実際は各家庭によって違いが生ずる テ レ ビ ゲ ー ム 機 ヘ ア ド ラ イ ヤ ー ス タ ン ド 洗 濯 機 Ｍ Ｄ コ ン ポ 温 水 暖 房 便 座 29 型 テ レ ビ 冷 蔵 庫 従 来 型 家 電 全 消 費 量 へ の 削 減 効 果 14 年 間 電 力 消 費 量 700 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 １３．水と生ゴミ処理と効率的利用 目的 ・・・節水・生ゴミを減量化・削減することにより環 境保全と省エネを図る ポイント（節水） ・節水機器を適切に利用する ・水栓器具の選定にも工夫する 水・ゴミ処理コストは上 昇する一方であり、節 水は家計にも効果大 注意点 ・再利用する場合の水の汚染にも注意する 自立循環型住宅の要素技術－省エネルギー設備技術 水と生ゴミの処理と効率的利用における全体像 自立循環型プロジェクトの今後 研究成果の普及 ●本プロジェクト研究の成果は、 「自立循環型住宅への設計ガイドライン －エネルギー消費50%削減を目指す住宅設計－」 発行 (財)建築環境・省エネルギー機構 監修 国土交通省 独立行政法人 国土技術政策総合研究所 建築研究所 として詳細な内容を実務者向けにとりまとめ、公開したと ころである。 自立循環型プロジェクトの今後 研究成果の発展 ●より実効的な省エネ・地球温暖化防止対策を推進するため には、新築住宅・建築物のみならず、既存ストックの省エ ネ性能向上が必要不可欠 ●このため、建築研究所においては、本研究の成果を発展さ せ、平成18年度より「建築物におけるより実効的な省エネ ルギー性能向上技術と既存ストックへの適用手法に関する 研究」に関して、大型プロジェクト研究を実施。 ●この大型プロジェクト研究では、住宅・建築物の省エネ技 術に関して要素技術の適材適所の活用方法や、既存対応技 術に適応したより合理的な評価技術の開発について検討す るほか、運転管理・制御や、省エネ技術の活用を阻害して いる社会制度的要因についても検討を実施。
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