戸建住宅における省エネルギー技術導入に係わるコスト最適化

part.1
省エネルギー技術に関するコスト最適化
 コスト最適化の考え方
• 研究背景
 ZEB(Zero Energy Building)やZEH(Zero Energy House)など、  省エネルギー建物は一般的な建物と比べ、エネル
ギーにかかるコストを小さくできる。
省エネルギー建物の普及が求められている。
 標準建物と比べて、建物の生涯で削減が期待される
エネルギーコストdOCは、省エネルギー設計の経済的
メリットである。
A
一般的住宅
低性能断熱
単層ガラス窓
太陽光発電なし
B
環境性能の高い住宅
高断熱
高断熱窓
太陽光発電あり
・・・
例２
例１
初期投資
最小モデル
例３
省エネルギー
性能最大モデル
コスト最適モデル
生涯エネルギー
コスト
施工時コスト
Reasonable?
Expensive?
初期投資は小さいが、
建物生涯を通じたエネルギー
コストは大きい
建物の初期投資と生涯
エネルギーコストの合計
値を最小化
エネルギー性能は高いが、
ライフサイクルコスト最小
化の観点では、例２に劣る
意思決定者
省エネ性能と施工コストはトレードオフ
の関係にある。
意思決定のための根拠が必要。
生涯エネルギーコスト削減
ポテンシャルを考慮した
コスト最小化
 環境性能の高い建物を計画した場合、建物の各要素
において初期投資が高額化する。
 省エネルギー性能向上によって得られる利益をコスト
として評価し、提示できなければ省エネルギー建物は
普及しない。
 建物の構成要素ごとに、投資を検討した場合、検討
すべき設計パターン数は膨大になる。そのためコスト
最適化の検討ではコストのシミュレーションに加え、
遺伝的アルゴリズム(G.A.)などの最適化ツールが用
いられる。
外壁断熱材
厚さ
50mm
75mm
100mm
125mm
窓
熱回収装置
単層ガラス
複層ガラス
真空ガラス
あり
なし
各部設計仕様を組み合わせたバリ
エーションは膨大
part.2
省エネルギー技術に関するコスト最適化
• 日本の戸建住宅へコスト最適化を適用
• シミュレーションの結果
[左]シミュレーション対象
としたIBEC標準住宅
• 東京においてIBEC標準住宅を50年間使用した場合にお
ける壁、屋根、床下のロックウール断熱材厚さのコスト
最適値を導出する。
※１
• 4段階の断熱材導入厚さにおける施工コスト、生涯エ
ネルギーコストを比較した結果、断熱材厚さ50mmの
際にコスト最適になることが示唆された。
• 省エネ投資に伴うライフサイクルコストへの影響として、
①施工時コストの増減(dIC)、②生涯エネルギーコストの
増減(dOC)、を考慮する。(※ともに標準モデルにおける
値を0とした相対値。)
＜コスト計算フロー＞
施工時コスト
材料費(¥)
＋
施工費(¥)
＋
空調用熱負荷
計算値(kWh)
空調用年間
消費電力(kWh)
管理費(¥)
運用1年目の空調用
エネルギーコスト(¥)
以上3要素の加算として施
工時コストを産出
ライフサイクル
エネルギーコスト(¥)
熱負荷
シミュレー
ションによる
1/COP倍
電力量
料金換算
運用年度ご
とにエネル
ギー価格上
昇を設定
現在価値換
算し、積算
[札幌]
ライフサイクルコストは断熱材
厚さ50mm~150mmで横ばいで
最小値をとる
[東京ほか]
エネルギー価格上昇率を
2%以上と仮定すると断熱材
厚さ50mmでコスト最適
[那覇]
断熱材導入に経済的
メリットは無い
• 異なる地域で断熱材導入のコスト最適厚さを計算した
結果、札幌、那覇では他の都市と異なるライフサイク
ルコストの推移が見られた。
※１計算時に仮定する年間エネルギー価格上昇率を1%(CASE 1)
2%(CASE 2),3%(CASE 3)とした。
※２札幌のシミュレーションでは、全館暖房を仮定して熱負荷計
算を行った。（他の都市は部分間欠運転を仮定）

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