学校におけるエネルギー環境管理システム（簡易 BEMS）の概念設計

京都市立 H 高校を事例とした省エネルギー行動指針とエネルギーモニタリングシステムを用いたエネルギー管理方法の提案

亀山太輔

環境計画学科環境社会計画専攻において学士(環境科学)の学位授与の資格の一部として滋賀県立大学環境科学部に提出した研究報告書

2006 年度

承認＿＿＿＿＿＿＿＿＿
指導教員

学校におけるエネルギー環境管理システム（簡易 BEMS）の概念設計
京都市立 H 高校を事例とした省エネルギー行動指針とエネルギーモニタリングシステムを用いたエネルギー管理方法の提案

石川研究室

１．

研究の背景

0312009

亀山太輔

してはあまり受け入れられていない。省エネ

多くの場合、学校の省エネルギーに対するルギー法でも BEMS 等の利用を促している

取り組みの主なインセンティブは、「環境にやが、中小建物における BEMS 導入は低迷してさしい」というイメージをステークホルダーいる。そのため、国内の中小建物に対する省に与えることであり、社会的責任という観点エネルギー管理はまだまだ行き届いていないから省エネルギーに取り組む場合が多く、省のが現状である。

エネルギー施策推進の原動力としてはどうしエネルギーの使用実態を明らかにし、適正化を行ってゆく BEMS のプロセスは非常にても乏しい。
そのため、学校エネルギーの管理方法につ省エネルギーに対して有効的な手段であり、いては議論があまりされておらず、未だに具

そのため、中小建築物をターゲットとした簡体的な方策が示されていないのが現状である。

易 BEMS について考えていく意義は大きい。

２．

４．

研究の目的

研究の方法

本研究は、BEMS の自動制御部分を手動に

本研究は京都市立 H 高校を研究事例とし、直した簡易エネルギー環境管理システム

同校に対してヒアリング調査とアンケート調（BEMS）について概念設計を行い、学校利査を行うことでエネルギー運用に関するいく

用者と使用するエネルギーのインターフェー

つかの問題点を明らかにした。これより 17

スモデルを構築することを目的としている。

つの省エネルギー管理指針（表 4-1）を作成し、

電気設備
給湯設備

省エネ効果
各消費量

省エネ行動からエネルギー評価までの一連の

評価

照明設備

エネルギーモニタリングシステム

省エネルギー行動指針

空調設備

その効果測定と評価方法について研究を行い、システムモデル図その他

表 4-1 省エネルギー管理指針

衛生設備（手動制御）

３．

流れをシステムとしてまとめた。

（自動監視）

管理部

指針

省エネルギー管理指針

空調１

空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する

N o .１

２

不在教室や未使用室の不要な空調を停止する

N o .１３

暑くも寒くもないときは空調を停止する

N o .１４

冷 房 設 定 値 は 26℃ 以 上 と し 、 28℃ を 基 準 値 と す る

N o .２５暖 房 設 定 値 は 22℃ 以 下 と し 、 20℃ を 基 準 値 と す る

N o .２６

設定温度の変更は一度に２℃までとする

N o .２７屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる

N o .３８

冷却塔の設置状況を改善する

N o .３９空 調 機 ・ F C U ・ G H P ・ PA C の フ ィ ル タ ー 清 掃 を 行 う

N o .４（手計算可能）研究の意義

BEMS とは、リアルタイムに建物のエネル

モニタリング

１０

全熱交換機のフィルター整備を行う

N o .４

ギー情報を解析し、自動的に建物の室内環境

１１

空調時には窓・ドアを閉め、断熱を行う

N o .５１２

空調時にカーテン・ブラインドを利用する

N o .６とエネルギー性能の最適化を図るシステムで

１３

窓の遮蔽フィルムを設置する

N o .７
N o .８ある。しかし、BEMS は大規模なシステムで照明あるため、中小建物のエネルギー制御方法と
EV
総括

ⅰ

１４

不在教室や未使用室の不要な照明を消灯する

１５

照明器具及び壁面天井の清掃を行う

１６

高効率ランプへ交換する

N o .９１７

エレベータ利用を見直し、階段を利用する

N o .１ ０

運用状況の改善に努め、定めた指針を遵守する

５．

省エネルギー行動指針の作成

表 6-2

表 4-1 に示した管理指針に基づいて H 高校の各室に省エネルギー行動指針を作成した

No.
①（例；表 5-2）。
表 5-2 省エネ行動指針例（更衣室）
更衣室
省エネルギー行動指針
夏
冷房設定温度は２８℃にしましょう
体育・部活動のあとは必ず冷房をやめましょう
冷房中はドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

暖房設定温度は２0℃にしましょう
体育・部活動のあとは必ず暖房をやめましょう
冷房中はドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

６．

②

③
④

⑤

使用後は照明を消しましょう

省エネルギー効果の算定方法

次に、定めた管理指針ごとの省エネ効果を⑥

表 6-1 にまとめ、表 6-2 に各効果の算定方法と、算定に用いるデータを整理した。
表 6-1

⑦

省エネ管理指針の効果

指針
省エネルギー行動指針
効果
効果算定方法対象①
空調設備 1 空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する 運転時間の短縮

照明設備
EV

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

７．

不在教室や未使用室の不要な空調を停止する
暑くも寒くもないときは空調を停止する
冷房設定値は26℃以上とし、28℃を基準値とする
暖房設定値は22℃以下とし、20℃を基準値とする
設定温度の変更は一度に2℃までとする
屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる
冷却塔の設置状況を改善する
空調機・FCU・GHP・PACのフィルター清掃を行う
全熱交換器のフィルター整備を行う
空調時には窓・ドアを閉め、断熱を行う
空調時にカーテン・ブラインドを利用する
窓の遮蔽フィルムを設置する
不在教室や未使用室の不要な照明を消灯する
照明器具及び壁面天井の清掃を行う
高効率ランプへ交換する
エレベータ利用を見直し、階段を利用する⑧⑨

機器の適正運転②

冷房負荷の低減③

空調負荷の低減④

点灯時間の短縮
反射率の向上
照明負荷の低減
動力負荷の低減

⑤
⑥
⑦
⑧
×
⑨
⑩

⑩

省エネルギー効果の算定方法
効果算定方法

必要なデータ

①運転内容（冷房/暖房）
空調熱源・空調機短縮（延長）時間＝前期稼働時間―運転時間②運転時間
室内機短縮（延長）時間＝10時間―運転時間③空調消費電力量
消費熱量削減量①＝（運転時の消費熱量合計÷運転時間−停止時の消費熱量合計÷停止時間）×短縮時間 ④空調消費ガス量
消費熱量増加量①＝（運転時の消費熱量合計÷運転時間−停止時の消費熱量合計÷停止時間）×延長時間 ⑤室温
⑥外気温
（冷房）
冷房時上昇温度＝冷房時平均設定温度−26℃①運転内容（冷房/暖房）
冷房削減量②＝冷房用空調消費熱量×冷房削減効果率（0.1）×冷房時上昇温度≧0②運転時間
冷房増加量②＝冷房用空調消費熱量×冷房削減効果率（0.1）×冷房時上昇温度＜0③空調消費電力量
冷房効果率＝冷房削減（増加）量÷（冷房用空調消費熱量＋冷房削減（増加）量）④空調消費ガス量（暖房）⑤空調設定温度値
暖房時下降温度＝22℃−暖房時平均設定温度
暖房削減量②＝暖房用空調消費熱量×暖房削減効果率（0.13）×暖房時下降温度≧0
暖房増加量②＝暖房用空調消費熱量×暖房削減効果率（0.13）×暖房時下降温度＜0
暖房効果率＝暖房削減（増加）量÷（暖房用空調消費熱量＋暖房削減（増加）量①屋上壁面の表面温度
熱遮蔽効果③＝ 0.3kwh/m2 × 日照緩和面積 × 9.83MJ/kwh × 夏季晴天日数②日照緩和面積③天候エネルギー損失防止量④＝各機器の年間消費熱量÷（1―0.05）−各機器の年間消費熱量①清掃の有無＝各機器の年間消費熱量×0.0526315②各機器の消費電力量
換気用外気取入量（m3/ｈ・人） ≦ 25(m3/ｈ・人)（冷房）①運転内容（冷房/暖房）
外気取入量（m3/ｈ・人）≒外気負荷（MJ/m2・月）②外気取入量A＝余剰外気負荷（MJ/m2・月）＝（外気取入量―25）③平均室利用人数
エネルギー損失量⑤（MJ/月）＝ A × 室面積
④室面積
（暖房）
外気取入量（m3/ｈ・人）＋１ ≒ 外気負荷（MJ/m2・月）
B＝余剰外気負荷（MJ/m2・月）＝（外気取入量―25）＋１
エネルギー損失量（MJ/月）⑤＝ B × 室面積（冷房）
冷房削減量⑥(MJ)＝空調用電力消費熱量÷（1―0.24）―空調用電力消費熱量（MJ）①カーテン・ブラインドの＝空調用電力消費熱量×0.31579
空調時における利用率（暖房）
暖房削減量⑥（MJ）＝空調用ガス消費熱量÷（1―0.18）―空調用ガス消費熱量（MJ）＝空調用ガス消費熱量×0.21951
A＝空調用消費熱量（MJ）（熱遮断タイプ）①遮蔽フィルムの設置状況
空調削減量⑦（MJ）＝A÷（1―0.19）―A②遮蔽フィルムの仕様＝A×0.23457③空調消費電力量（断熱タイプ）④空調消費ガス量
空調削減量⑦（MJ）＝A÷（1―0.25）―A=A×0.33333
照明点灯時間（ｈ）＝照明電力消費量（kwh）÷室内総ワット数（kwh）①照明消費電力量
点灯短縮時間＝前期日平均点灯時間―今期日平均点灯時間②室内総ワット数
照明電力削減（増加）量⑧（MJ）＝室内総ワット数×点灯短縮時間×9.83MJ/kwh
A＝交換するランプの総ワット数＝高効率照明電力（kwh）×交換本数①標準照明電力
B＝交換されるランプの総ワット数＝標準照明電力（kwh）×交換本数②高効率照明電力
点灯時間＝照明消費電力量（kwh）÷A
③交換本数
照明電力削減量⑨（kwh）＝（B―A）×点灯時間④照明消費電力量
EV消費削減（増加）量⑩（MJ/m2）＝前期エレベータ消費原単位―今期エレベータ消費原単位①EV消費電力量*

効果算定方法 No.はモニタリング系統 No.と対応

効果算定に用いるデータ収集経路

表 6-2 に示した 10 種の効果算定に用いる各データの収集対象、及び中央監視にデータがⅱ収集されるまでの経路を系統図に示した(例；図 7-1)。表 7-1 はデータ収集ログの頻度。
また、
表 4-1 に示していたモニタリング No.
は、各種データ収集系統を示したものであり、これらは表 6-2 の No.に対応したものである。
今回作成した効果算定方法は日本ビルエネ
ルギー総合管理技術協会の省エネ効果試算方法を基に作成したオリジナルのものである。
図 7-1

ⅱ

モニタリング系統図例（No.①）

表 7-1
①

②

③
④

⑤

データログの頻度

必要なデータN o.

① 運 転 内 容 （冷 房 /暖 房 ）②運転時間③空調消費電力量④空調消費ガス量⑤室温⑥外気温① 運 転 内 容 （冷 房 /暖 房 ）②運転時間③空調消費電力量④空調消費ガス量⑤空調設定温度値①屋上壁面の表面温度②日照緩和面積③天候①清掃の有無②各機器の消費電力量① 運 転 内 容 （冷 房 /暖 房 ）②外気取入量③平均室利用人数④室面積

リアル タイム

日単位

更新時
●

表 8-1

固定値

●
●
●
●
●

No.

H 高校のエネルギー評価方法

評価項目

評価判定方法生徒100人当たりのエネルギー使用量①

総消費熱量（GJ）＝A MJ ÷ 1000

他校比較・経年変化を見る指標①＝総消費熱量÷生徒総数×100人

●
●
●
●
●

省エネルギー率（％）

評価

②

●

②＝エネルギー削減量 ÷ 総消費量⑦●
省エネルギー目標達成率（％）

●
●

③

●

目標消費量（MJ/m2）＝本年度消費原単位×（1−目標削減率）
目標達成率（％）＝目標消費量÷次年度消費原単位

●

⑨

⑩

①照明消費電力量② 室 内 総 ワ ット数①標準照明電力②高効率照明電力③交換本数④照明消費電力量① EV消 費 電 力 量８．

二酸化炭素の排出量 （kg・CO2）●●④④＝各消費量（削減量）×二酸化炭素排出係数⑤⑤＝各削減量（消費量）×エネルギー単価

●
●

●
●

●

×

増

増

増
減
要対策 要対 策
要対 策

評価

○

×

目標達成率

100%以上100%未満

目標達成度
目標達成 状況

0以上
達成

0未満
未達成

種類

係数

電気

0.356 kg･CO2/kwh

ガス
水道

2.36 kg･CO2/m3
0.58 kg･CO2/m3

種類 エネルギー単価
電気

22

円/kwh

ガス
水道

149
228

円/m3
円/m3

●
●
●
●
●

表 9-1
対象建物
主要用途
延床面積
構造
階数

エネルギー使用に対する評価方法

建物の運用方法について新たに改善策を立案し、モニタリングデータから各種省エネル

総人員数
主な館内設備空調設備
消費原単位

ギー行動へフィードバックを行うためには、実際に使用したエネルギー量と省エネルギー
行動による効果量を把握し、的確に評価を行H 高校とシステムの概要
京都市立H高等学校
高等学校
12643.46 m2
鉄筋コンクリート造
地階を除く階数 6階
地階の階数 0階
８５６ 人 （平成１８年度調べ）
食堂・図書館・EV2台・アリーナ・トレーニングルーム等
FCU系統・GHP系統 （一部PAC使用）
年間約 537.6MJ/m2

システム概要
主要用途
制御部
監視部
管理部

簡易BEMS
エネルギー使用の最適化
省エネルギー管理指針 （17指針）
エネルギーモニタリングシステム （監視項目10系統）
エネルギー評価方法 （5個）
今まで評価されてこなかった啓蒙活動による省エネルギーシステムの先進性 効果の判定を行うことができ、具体的な改善案を立案することができる。そのため機器の自動制御機能を欠いてもこのシステ
ムによって省エネルギーに寄与することができる

う必要があるため、モニタリング管理から得られる省エネルギー行動の効果量と、実際の消費量を用いた 5 つのエネルギー評価方法を作成した。これを表 8-1 に示す。

９．

減
見直し

●

金額換算 （円）

⑧

減

増
見直し

●

① カ ー テ ン ・ブ ラ イ ン ドの
空調時における利用率① 遮 蔽 フィル ムの 設 置 状 況② 遮 蔽 フィル ムの 仕 様③空調消費電力量④空調消費ガス量○減

省エネルギー率
エネルギー消費について

省エネルギー活動について 見直し 要対策 見直し
増減は前年度との差から求める●

目標達成度＝目標達成率（％）−100⑥◎

消費 量の増減率

H 高校のエネルギー環境管理システム

本研究は、小中高等学校のような比較的エ手動制御を適正に行うためには、比較・判

ネルギー規模の小さい学校の省エネルギー施断を行うための基準が必要であり、本研究で策として、啓発活動による省エネルギー行動

はこれを省エネルギー行動指針として定めてを推進することが最も効果的であるとし、いる。これより、施設利用者が正しく機器のBEMS のモニタリング管理による自動制御部

運用を行うことによってエネルギー使用の適分を手動に直したエネルギー環境管理システ

正化を行い、実際値をモニタリング管理する

ムについて、京都市立 H 高校を事例に概念設ことによってその効果判定を行うことができ計を行ったものである。表 9-1 にその概要を

る。

示す。

ⅲ

エネルギー環境管理システム

結エネルギー評価

１０．

各種省エネ効果改善提案

使用量の経年変化
省エネルギー率

広報活動

目標達成度
二酸化炭素排出量A

図 10-1

Ｈ高校関係者

C

出力結果
管理者

Ｄ

管理部

エネルギーモニタリング

監視部
システム

省エネルギー行動指針

制御部

その他

システムを用いた PDCA

Ｐ

論

H 高校を事例として構築した本研究の簡易管理部では、得られた各種計測計量結果をBEMS では、まず制御部として省エネルギー行動指用いた全体の評価方法を作成した。各種計測針を用いることとした。これは、各人のエネルギー

計量結果とは、省エネルギー行動による各効

利用に対する認識を統一させ、全体の運用方法を見果量を算出したものであり、これによって、直すことによってエネルギー使用の最適化を目指

各省エネルギー行動と省エネルギー行動によすものであり、これが、これまでの BEMS の自動る学校全体のエネルギー使用を評価すること制御に代わる手動制御の部分に当たる。認識を統一ができる。

させるとは、今回の研究調査から明らかになった各
エネルギーの浪費につながる行為・行動を皆がよく

１１．

まとめ

理解し、どのような設備利用が適切であるかという今回構築するのは、学校における啓発活動

認識を全体で統一させるという意味である。これにの効果測定を目的とした新しい BEMS であ

よって、全体が一丸となった省エネルギー行動が得る。これまで BEMS は、建物内に設置された

られ、効果を発揮するものであるため、管理者は定各種機器の運転効率の向上を目的として発展めた行動指針の意図をよく理解し、これを学校全体してきたシステムであり、その管理対象はハに伝えていく必要がある。

ードな面に特化している。この管理対象を今回ソフトな目線に変えて計量を行うことで、監視部には BEMS でも利用されているエネルギ

人のエネルギー消費行動を把握することがでーモニタリングシステムを用いてエネルギー使用

き、啓発活動の内容を評価することが可能とを個別に計測することとした。エネルギーの使用用なる。

途は多岐にわたっており、全体のエネルギー使用量

しかし、BEMS とはあくまでビル管理のツからエネルギー利用の現状を把握することは現実ールであり、このシステム自体が省エネルギ

的に不可能である。よって、エネルギーの使用量にーを実現するわけではない。今回構築した簡

ついては系統別の把握を行うモニタリング管理を

易 BEMS においても、省エネを達成するため行う必要があり、これによって省エネルギー行動指には常に人のエネルギー消費行動について評

針の効果判定を行う基礎データを収集、蓄積及び加価を行い、改善を行う必要があることを忘れ工を行う。

てはいけない。

ⅳ

The conceptual design of the energy environmental control system in the school.
Proposition of the energy environmental control system which uses energy-saving conduct guide andenergy monitoring system in the case of the H high school in Kyoto.

Ishikawa laboratory
1.

0312009

Background

Taisuke Kameyama

explain the problematical point concerning

Argument concerning the management

energy use of the H high school by the inve-

method of energy of the school is not done .

stigation

And concrete plan is not shown yet.

rk. Then, I draw up the energy saving

which

is

survey andmanagement guide consists

2.

Objectresearch onoflegwo-

17.Next, I

the effective measurement

Constructs the simple energy environme-

and estimation method of it, put together

ntal control system that exchanges thethe consecutive flow to energy estimation

automatic control part of BEMS to manualfrom energy saving conduct as the system.

operation.

Hot water supply
equipment

Hygienic equipment

Simplification
EffectResult（Automatic operation supervision）

nated as purpose of this research is new
BEMS where effective measurement of theestimate

Electric
installationenergy monitoring system

Illuminationequipment（Manual control）

Conclusion
This constructing system that is desig-

Air conditioning
equipment

Energysaving
conduct
guide

5.

System model figure

Simplification

enlightenment activity for energy saving inthe school, and it is possible to constructfrom result of research. It becomes possible（The hand calculation）

to estimate the contents of enlightenment
activity.

3.

Meaning

BEMS is, however, the tool of building

The process of BEMS is very effective

management. It is not meaning that thisexpedient in the energy saving. Because, itsystem itself actualizes the energy saving.

makes the actual condition of energy usage

About this simple BEMS which is constr-

clear. So, it is important to keep thinking

ucted in this research, it is necessary toconcerning simple BEMS that designates

estimate and better the energy consu-

the small-to-medium-sized building as the

mption conduct of the person every day fortarget.

accomplishing the energy saving.

4.

Method6.

This research has designated H highTo all people who cooperated, thank you.

school in Kyoto as the research case. First,ⅴ

Acknowledgements

目

次

表紙
要旨 ·······························································································································································ⅰ〜ⅴ
目次 ·······························································································································································ⅵ〜ⅶ
図表目次······················································································································································· ⅷ〜xi

第１章 エネルギー管理と省エネルギー技術の普及状況について
1.1

第２章

国の省エネルギー施策と建築物におけるエネルギー管理の課題 ···························１
BEMS（Building and Energy Management System）とは2.1

BEMS とは ··············································································································52.2

BEMS の定義 ··········································································································5

2.3

BEMS の概念 ··········································································································6

2.4

省エネルギー法の BEMS に関する規定 ································································92.5BEMS を支えるエネルギーモニタリングシステム ·············································10

2.6BEMS の課題 ········································································································11

第３章

学校エネルギー管理における着眼点の抽出

3.1

研究の背景 ·············································································································12

3.2

研究の目的 ·············································································································12

3.3

研究の方法 ·············································································································14

3.4

研究の予備調査

3.4.1

BEMS に関する調査 ··························································································15

3.4.2

H 高校に関する調査···························································································16

3.5

H 高校のエネルギー消費状況 ···············································································16

3.6

H 高校の設備状況 ·································································································19

3.7

H 高校の設備・運用・エネルギー消費の一般比較··············································23

3.8

H 高校の運用状況 ·································································································34

3.8.1

登下校について ··································································································35

3.8.2

エネルギーの使用について ················································································37

3.8.3

窓の開閉について·······························································································39

3.8.4

過冷房・過暖房について ···················································································41

ⅵ

第４章

H 高校の省エネルギー行動指針

4.1

非・省エネルギー行動と各対応 ···············································································45

4.2

H 高校省エネルギー行動指針···················································································51

第５章

H 高校のエネルギーモニタリングシステムの概念設計

5.1

モニタリングの評価対象と省エネルギー効果算定方法 ··········································55

5.2

省エネルギー効果の評価方法 ···················································································70

5.3

評価方法の考察 ·········································································································77

第６章

結論

6.1

簡易 BEMS について ································································································80

6.2

簡易 BEMS の手動制御部について··········································································81

6.3

簡易 BEMS のエネルギー監視部について ······························································87

6.4

簡易 BEMS のエネルギー管理部について ······························································90

6.5

H 高校のエネルギー環境管理システム ····································································91

6.6

まとめ ························································································································93

付録・参考資料 ·····························································································································94
引用文献 ··········································································································································95
謝辞 ················································································································································96

ⅶ

図

表

目

次

【図】
図 1-1

研究フロー図··················································································································4

図 2-1

BEMS のシステム概念図 ····························································································6

図 2-2エネルギー計測計量計画概念図···················································································7

図追記①

簡易 BEMS のモデル図···························································································13

図追記②

簡易 BEMS の PDCA ······························································································13

図追記③

現状調査のフロー図·································································································14

図追記④

簡易 BEMS 構築の手順···························································································14

図 3-1

H 高校の月別電気使用量 ····························································································17

図 3-2

H 高校の月別ガス資料量 ····························································································17

図 3-3

H 高校の月別消費総熱量 ····························································································17

図 3-4

H 高校の月別使用熱量（平成 17 年度） ···································································18

図 3-5

H 高校の平面図 ············································································································20

図 3-6

H 高校の空調系統図 ····································································································21

図 3-7

高校の総延床面積ヒストグラム·················································································24

図 3-8

高校の校舎階数ヒストグラム·····················································································24

図 3-9

高校の冷暖房設備の有無 ····························································································25

図 3-10 高校の冷房面積割合 ····································································································25
図 3-11 高校の暖房面積割合 ····································································································25
図 3-12 高校の冷房日数ヒストグラム·····················································································25
図 3-13 高校の暖房日数ヒストグラム·····················································································26
図 3-14 高校の 1 日当たりの冷房時間·····················································································26
図 3-15 高校の 1 日当たりの暖房時間·····················································································26
図 3-16 高校のエネルギー消費原単位·····················································································27
図 3-17 東京の高校の月別エネルギー消費原単位 ·································································27
図 3-18 東京の高校の月別エネルギー消費原単位（増減率）··············································27
図 3-19

H 高校の月平均学校稼働率·························································································30

図 3-20

H 高校の一人当たりの月別エネルギー消費量 ·························································30

図 3-21 登校時刻と登校者数の関係 ························································································35

ⅷ

図 3-22 下校時刻と下校者数の関係 ························································································36
図 3-23 すぐに下校する生徒と下校時刻の関係 ·····································································36
図 3-24 教室からの下校者と下校時刻の関係 ·········································································36
図 3-25 図書館からの下校者と下校時刻の関係 ·····································································36
図 3-26 カフェテリアからの下校者と下校時刻の関係 ·························································37
図 3-27 グラウンドからの下校者と下校時刻の関係 ·····························································37
図 3-28 アリーナからの下校者と下校時刻·············································································37
図 3-29 その他の生徒と下校時刻 ····························································································37
図 3-30 学校生活の中でエネルギーの浪費を感じる人の割合··············································38
図 3-31 学校生活でエネルギーの浪費を感じる対象 ·····························································38
図 3-32 エネルギーの浪費と感じる要因の内訳（空調） ·····················································38
図 3-33 エネルギーの浪費と感じる要因の内訳（照明） ·····················································38
図 3-34 エネルギーの浪費と感じる要因の内訳（その他）··················································39
図 3-35 不在時・退室時に照明・空調を OFF にしている人の割合·····································39
図 3-36 冷暖房中に窓を開けることに抵抗を感じるか否かについて ··································39
図 3-37 空調時の窓を開けるタイミング·················································································40
図 3-38 冷房時に窓を開ける理由 ····························································································40
図 3-39暖房時に窓を開ける理由と全熱交換機の効果について知っているか否かについて ··40

図 3-40 回転型全熱交換器 ········································································································41
図 3-41 過度の空調によって悪影響を受ける人の割合 ·························································41
図 3-42 快適な温度設定値に対する回答（冷房） ·································································42
図 3-43 快適な温度設定値に対する回答（暖房） ·································································42
図 3-44 冷暖房の影響緩和のための対策·················································································43
図 3-45 冷房期間中の防寒衣類の着用率·················································································43
図 3-46 断熱フィルムの効果フロー図·····················································································44
図 3-47 窓際の温度変化（空気調和衛生工学便覧） ·····························································44
図 3-48 窓ガラスからの標準日射熱取得例（流入熱量） ·····················································44
図 4-1

H 高校における夏季の断熱と放熱のイメージ図（H 高校正面から見た断面図） ······47

図 5-1モニタリング系統図① ································································································58

図 5-2モニタリング系統図② ································································································58

図 5-3モニタリング系統図③〜⑥ ························································································58

図 5-4モニタリング系統図⑦ ································································································58

図 5-5モニタリング系統図⑧〜⑩ ························································································58ⅸ図 5-6

経年変化と省エネルギー率 ························································································73

図 5-7

消費量と省エネ率の関係 ····························································································74

図 6-1

室温の自動制御例 ········································································································80

図 6-2

室温の手動制御例 ········································································································81

図 6-3

省エネ提案内容の構成比 ····························································································82

図 6-4

H 高校の月別平均使用熱量·························································································82

図 6-5

簡易 BEMS の PDCA サイクル ···················································································91

図 6-6

簡易 BEMS のシステム概念図····················································································92

【表】
表 2-1

BEMS の機能分類表 ······································································································5

表 3-1

消費エネルギー相互の相関関係·················································································17

表 3-2

H 高校過去 3 年間の平均消費エネルギー量（推定）··············································19

表 3-3

空調設備の略称と主な使用エネルギー ·····································································22

表 3-4

H 高校の空調機器表① ································································································22

表 3-5

H 高校の空調機器表② ································································································23

表 3-6

アンケートの回収率 ····································································································24

表 3-7

地域別アンケート回収件数 ························································································24

表 3-8

生徒 100 人当たりの年間消費熱量·············································································28

表 3-9

H 高校の各種稼働状況に応じた日数 ·········································································28

表 3-10

H 高校の学校稼働率と月別平均人員数 ·····································································29

表 3-11 高等学校のエネルギー消費状況調査におけるデータ 60 項目の説明①·················31
表 3-12 高等学校のエネルギー消費状況調査におけるデータ 60 項目の説明②·················32
表 3-13 調査データ 60 項目の平均値（公立と私立）と H 高校のデータ ···························33
表 3-14 学校環境衛生基準

夏季教室·····················································································42

表 3-15 快適と思う冷房温度設定値の相関関係 ·····································································42
表 3-16 学校環境衛生基準

冬季教室·····················································································42

表 3-17 快適と思う暖房温度設定値の相関関係 ·····································································42
表 4-1

省エネルギー管理指針 ································································································45

表 4-2

H 高校の室分類表 ········································································································51

表 4-3

省エネルギー行動指針（教室・非教室部） ·····························································52ⅹ表 4-4

省エネルギー行動指針（アメニティ部①） ·····························································52

表 4-5

省エネルギー行動指針（アメニティ部②） ·····························································53

表 4-6

省エネルギー行動指針（アメニティ部③） ·····························································53

表 4-7

省エネルギー行動指針（アメニティ部④） ·····························································53

表 4-8

省エネルギー行動指針（アメニティ部⑤） ·····························································53

表 4-9

省エネルギー行動指針（アメニティ部⑥） ·····························································54

表 4-10 省エネルギー行動指針（管理部）·············································································54
表 5-1

省エネルギー管理指針の効果·····················································································55

表 5-2

省エネルギー行動による効果の算定方法 ·································································56

表 5-3モニタリングから分かる削減効果·············································································56

表追記①データログの頻度 ········································································································57
表 5-4

屋上緑化による日照緩和効果·····················································································61

表 5-5

外気取入量と冷房負荷 ································································································63

表 5-6

外気取入量と暖房負荷 ································································································63

表 5-7

窓の遮蔽フィルターの省エネ効果·············································································66

表 5-8

熱量変換係数················································································································70

表 5-9

H 高校のエネルギー評価方法·····················································································70

表 5-10 高校エネルギー消費原単位との各種相関関係 ·························································72
表 5-11 新しいエネルギー消費原単位·····················································································72
表 5-12 省エネルギー率の評価方法 ························································································74
表 5-13 評価方法②のシミュレーション·················································································74
表 5-14 評価方法②の評価例 ····································································································75
表 5-15 目標達成度の評価方法 ································································································75
表 5-16 評価方法③の評価例 ····································································································76
表 5-17 二酸化炭素排出係数 ····································································································78
表 5-18 電力会社ごとの二酸化炭素排出係数 ·········································································78
表 5-19 各種エネルギー単価 ····································································································79
表 6-1

H 高校とシステムの概要 ···································································· 91

ｘi

第１章
1.1

エネルギー管理と省エネルギー技術の普及状況について

我が国の省エネルギー施策と建築物におけるエネルギー管理課題

省エネルギーについては、石油危機を背景としてその施策がスタートしたが、近年、地球規模での環境問題が国際的な課題として取り上げられることによって、その必要性が再び大きくクローズアップされている。特に地球温暖化については、その主な原因とされる二酸化炭素等の温室効果ガスの排出抑制及びその要因となる化石燃料の使用の削減等が国際世論として強く求められている。こうした中、1997 年 12 月、京都において「気候変動枠組条約第３回締約会議国会議（COP3）」が開催され、京都議定書が採択された。この中で、先進国全体の温室効果ガス排出量削減の数量目標等が定められ、我が国は 2008 年から2012 年までの５年間の温室ガスの平均排出量を 1990 年比でマイナス 6%とすることが義務付けられている。その目標達成のため見直された「地球温暖化対策推進大綱」（平成 14 年
3 月 19 日

地球温暖化対策推進本部）のなかで、住宅・建築物分野の省エネルギーの具体的な目標として原油換算で 860 万 kl を削減すること、さらに 2006 年度時点で新築建築物（非住宅・2000 ㎡以上）の 8 割が省エネルギー基準（建築物に係るエネルギーの使用の合理化に関する建築主の判断の基準）を達成することとされており、建築物に対する省エネルギーの見直しが課題の一つに挙げられている。
「高齢化対策、環境対策、都市再生等、21 世紀における新たな課題に対応するための建築行政のあり方に関する第一次答申」（平成 14 年 1 月 30 日

社会資本整備審議会）においても、住宅・建築物の省エネルギー対策について早急に講じるべき施策として、「省エネ
ルギー計画書の義務付け及び執行体制の整備」、「分かり易い基準の策定等」に関する答申が出されている。
こうした状況を踏まえ、平成 15 年 4 月に施行された改正省エネルギー法（エネルギーの使用の合理化に関する法律）では、省エネルギー措置の届出の義務付け等が行われるとともに省エネルギー性能を定量的に算定する際の判断基準の整備及び仕様書の整備がなされた。しかし、建物の使用エネルギーを定量的に把握し管理することは難しく、一般の管理者に管理を一任することは容易ではない。エネルギー管理を行うべき全ての建築物に専門家を保有させることは難しく、法律でもそこまでの規定はない。そこで、実際のエネル
ギー診断と分析の多くが専門の業者等に委託という形で行われ、維持管理については通信
ネットワークを利用して一カ所から遠隔監視・操作する方法がとられてきている。現在では省エネルギー設備、管理システムの発達によって、より綿密なエネルギー管理が実現されており、その多くが省エネルギーに結びついているが、その実施は一部の企業ビルや工場、大学、病院、デパートなど、まだ比較的大規模な建築物にとどまっている。
独立行政法人エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）では、先ほど述べた地球温19

暖化推進大綱の閣議決定を受け、国のエネルギー消費量の約 1/4 を占める民生部門に対する省エネルギー推進策として「住宅・建築物高効率エネルギーシステム導入促進事業（BEMS導入支援事業）」を平成 14 年度に創設した。これによって民生用の建築物に対してビルに自動制御システムを有したエネルギー環境管理システム（BEMS）を導入する際に補助金が出されることになったが、それでも平成 16 年度実績でBEMSの実施状況の報
告1)は 178 件にとどまっている。平成 17 年度時点での実施建築物の平均延べ床面積は新築
で 83908 ㎡、既築で 32649 ㎡となっており、エネルギーを定量的に把握し管理することができるエネルギー環境管理システム（BEMS）を導入している建築物が少数の比較的大規模なものに偏っていることが分かる。
ここで、建築物の規模に比例してエネルギーの使用用途は量と共に増大し、その多くのエネルギーが空調に費やされていることが分かっている。空調を合理的に管理するにはインバータによるポンプや送風機の自動制御が最も効果的であり、自動制御システムを有すエネルギー環境管理システム（BEMS）による省エネルギー管理は、事業所やデパートなどにとって飛躍的なコスト削減につながるため、多くの場合にメリットになる反面、設備投資にかかる費用が高く、中小規模の建築物にとってシステム導入の費用対効果が薄い。
そのため、設備投資の高さが普及の弊害のひとつと考えられるが、中小建築物に BEMSのような大規模システムが要求されていないのも事実である。また、テナントビルなどにかかるエネルギー消費は、消費者が各々に費用を負担するため、それらの建物管理者にとって建物全体のエネルギーを改めて管理するということが意識されにくいことや、国や市が運営費用を負担する国公立の学校や公共施設は、予算枠によって運営費用が補償されているためエネルギーの効率利用に対する意識が低く、社会的責任という観点から省エネル
ギーに取り組むことがほとんどである。そのため省エネルギー施策推進の原動力としてはどうしても乏しくなってしまい、省エネルギーに結びつくエネルギー管理まで踏み切らない建物も多いのではないかと考えられる。
こうした状況から建築物にかかるエネルギーに関して言えることは、今後は大規模建築
物にとどまらず、中小建築物が具体的な省エネルギー施策を講じることができる簡易エネ
ルギー管理システムについて考え、同時にエネルギーの効率的な利用の必要性とそのメリットを強く訴えていく必要があるということである。
現在、省エネルギーにおいて最も効果をあげているのは啓発活動と言われており、エネ
ルギー環境管理システム（BEMS）のような多額の設備投資を必要としない分、取り組みの輪は大きく広がってきている。これらの活動は個体としての効果は小さくとも全体としての効果を考えると無視できない。しかし、啓発活動による効果は目に見えないところが多く、未使用の PC 電源の OFF や、節電節水、空調温度の設定値の是正など、これら省エネルギー行動の評価はほとんどの場合がなされていない。省エネ活動を行っている一部のオフィスビルや環境報告書を出している企業ビル等が建物全体に使用された電力量やガス量の経年変化を元にエネルギーの削減率を求めているが、この方法では例えば、空調機器
29にかかるエネルギー等は削減量が啓発活動の効果によるものなのか、それとも気候や天候といった他要因によるものかを判別することが極めて困難であり、各省エネ行動の中から、どういう状況で何がどの程度効果的であったかなど、建物個体ごとの使用エネルギーと啓発活動の効果との因果関係を知ることができない。これは、建物個体のエネルギー使用状
況を詳細に知る手段を持っておらず、効果的な対策が行えていないことを示唆している。
よって、これまで見落とされてきた中小規模の建築物にかかるエネルギーの使用実態にも的確に把握し、対策を講じるための管理システムが求められるだろう。なかでも学校のエネルギー使用状況は、（社）日本ビルエネルギー総合管理技術協会が毎年実施している「建築物エネルギー消費量調査」２）の中で、エネルギー消費原単位は他の用途建築物と比較す
ると小さいものの、児童数の減少傾向にもかかわらず、大幅な上昇傾向にあり、省エネを推進する上で他の用途建築物と同様に、エネルギーの使用状況、動向、要因等について把握し、評価できるようにする必要があると明記されており、同協会によって調査が行われ始めている。
本研究では、中小規模建築物に求められるエネルギー管理システムを考える上で、このような学校エネルギー管理の必要性を考慮し、京都市立 H 高校に協力を頂いて同校に対するエネルギー環境管理システムの概念設計を行った。京都市立 H 高校の選定理由としては、
同校は平成８年に校舎を全面改築した際、今後多くの学校に導入されると予想される空調設備やエレベーター、パソコン等の機器充実など、施設設備が充実しており、実際のエネ
ルギー使用量も多いことが分かっていることから、これからの学校エネルギー管理を考える上でとても参考になると考えたためである。（図 1-1 研究フロー図）

39

以下、研究フロー図。
BEMS に関する調査

調査内容
工場見学
省エネルギー活動の沿革・コンセプト

藤沢ビルテクノセンター工場見学

エネルギー制御機器・制御事例（

神奈川県藤沢市

エネルギーモニタリングシステム）

テレコムセンター設備見学
BOSS センター見学（ビル群の遠隔管理）

テレコムセンタービル見学（

東京都江東区）
BAS のデータは何を語るか（理想と現実）

BSC アプリケーションプラザ

関連資料
助

建物の設備概要と BAS の機能概要

（協力）

言

株式会社山武NEDO 技術開発機構

H 高校に関する調査
調査内容

分

析

H 高校エネルギー消費データ

京都市教育委員会

床面積・空調設備・空調システム
H 高校各種施工図

その他、設備概要等
エネルギー的な課題・設備稼働状況・その他運用状況等

ヒアリング調査

省エネルギー意識・登下校時刻・放課後の設備利用アンケート調査

空調による影響と対応・窓の開閉状況等

H 高校におけるエネルギー環境管理システムの概念設計

エネルギー制御部

省エネルギー行動指針

エネルギー監視部

エネルギーモニタリング系統図・データ収集方法

エネルギー管理部

モニタリングデータの評価方法

分析結果より日本ビルエネルギー総合
管理技術協会におけるエネルギー環境管理システム

省エネルギー評価方法を参考に

図 1-1

研究フロー図49

第２章

BEMS（Building and Energy Management System）とは2.1

BEMS とはBEMS とは、建物の室内環境とエネルギー性能の最適化を図るビル管理システムである。
建物における空調・衛生設備、電気・照明設備、防災設備、セキュリティ設備などの建築設備を対象とし、各種センサ、メータにより、室内環境や設備状況をモニタリングする。
そして、モニタリングの結果に基づいて自動運転、管理、および自動制御や消費エネルギ
ーの算定がなされ、建物全体のエネルギー効率を最適化するシステムである。
2.2

BEMS の定義

BEMS はよくビルディングオートメーションシステム（BAS）や設備管理支援システム（BMS）、施設運用支援システム（FMS）など複数の機能を含み、意味が混同されやすいため注意が必要である。本研究における BEMS とは、その機能の中でも建物のエネルギ
ー環境管理システム（EMS）のことを差し、その主な機能はエネルギーモニタリングによる建物のエネルギー管理・室内環境管理・設備運用管理であるとここで定義しておく。
BEMS の機能とその一般的な名称については表 2-1 に、機能ごとのシステム概念図を図2-１に示す。
表 2-1

BEMSの機能分類表３）

BEMS
ビルディング

エネルギー環境管理

設備管理支援施設運用支援

一般的なオートメーション

システム

システム

システム

名称

BAS

EMS

BMS

FMS

Building

EnergyBuilding

Facility

Automation

Management

Management

Management

SystemSystemSystemSystem

ビル管理技術者

ビル管理技術者

ビル管理技術者

ビルオーナー

利用者

設計・施工者

ビル管理技術者

性能検証担当者

主な機能

設備機器状態監視

エネルギー管理

設備機器台帳管理

資産管理

警報監視

室内環境管理修繕履歴管理ライフサイクル

運転管理

設備運用管理保全時間管理マネージメント

課金データ

図面管理

設備の自動制御

http://www.shasej.org/iinkai/bems/BEMS.pdf#search='bems'参照-5-図 2-1

BEMSのシステム概念図3)

2.3

BEMS の概念

最近は特に、地球環境問題を背景に、建物の運用段階における省エネルギーの重要性が認識されており、BEMS のエネルギー環境管理機能が注目されている。建築設備を十分に効率的に機能させるためには、試運転調整や季節毎の最適化、経年変化への対応など、ライフサイクルでの性能検証(コミッショニング)が重要となる。そのためには以下の 3 つ、
• 設備機器・室内環境などの適切なエネルギー計量計測計画• BEMS のエネルギー・環境管理機能によるデータ収集・蓄積• BEMS のエネルギー・環境管理機能を用いたデータ解析・評価が重要となる。以下にエネルギー計量計測計画の概念が分かり易く掲載されていた空気調
和・衛生工学会の資料を図 2-2 に示す。

-6-

図 2-2エネルギー計測計量計画の概念図３）

http://www.shasej.org/iinkai/bems/BEMS.pdf#search='bems'参照

7

BEMS とはこのエネルギー計測計量計画によって建物のエネルギー要素をカテゴリー別に計量し、得られたデータを基にエネルギー設備全体の省エネ監視・制御を自動化・一元化する制御管理システムのことである。エネルギー運用状況、データの収集からその分
析、運転の最適化、故障予兆監視など、総合的なマネジメントを自動で行い、その中に環境管理も含まれるので BEMS は BAS や BMS ではなく、先に述べていたように特にエネ
ルギー環境管理システム（EMS）の意味で呼ばれている。そして EMS の機能を支えているのがこの計量計測計画に基づいたモニタリングシステムと言える。

98

2.4

省エネルギー法の BEMS に関する規定

平成 15 年 4 月に施行された省エネルギー法の改正によって、BEMS の活用が追記されている。以下にその内容を抜粋した。

判断基準改正のポイント（BEMS 関連）
エネルギー使用の基準●BEMS 等に関する規定の追加
空気調和設備の効率改善のために必要な計量器、センサー等を設置するとともに、BEMS 等の採用により、適切な空気調和の制御ができるものとすること。
エネルギー使用の合理化の目標及び計画的に取り組むべき措置●BEMS に関する規定の追加① 系統別に年単位、季節単位、月単位、日単位、時単位等でのエネルギー管理を実施し、数値、グラフ等で過去の実績と比較したエネルギーの消費動向が把握できるように検討すること。
② 空気調和設備、電気設備等について、統合的なエネルギー制御を実施することを検討すること。
③ 機器、設備の保守状況、運転時間等を比較検討し、機器、設備の劣化状況、保守時期等が把握できるように検討すること。

これらはエネルギーの使用状況をより的確に把握しつつ対策を講じることができる仕組みを導入することを目的として追加されたものである。そこで、BEMS を導入することの代表的なメリットとその効果を以下にまとめた。
１.

建物内のエネルギー使用状況や設備機器の運転状況を一元的に把握でき、その時々の需要予測に基づいた最適な運転計画をすばやく立案、実行できる。
例 1. オフィスビルの一次エネルギー消費の大半を占める「空調関連」で具体的な省エ
ネ対策(ファンやポンプのインバータ化など)を施した際に、実際の効果をきちんと計測・把握できる。
例 2. 量的（熱負荷や使用量）にも形態的(使用時間、ピーク時刻)にも異なる様々なシ
チュエーションに対して個別に効果的な省エネ対策を抽出することができる。

9

２.

きめ細かな監視制御によって、人手をかけることなく、建物全体のエネルギー消費を最小化できる。

３.

監視・制御サーバを中核としたネットワーク(LAN による構内システムが一般的)によって自動制御されるので利用が容易である。また公衆回線を用いれば、遠方の建物な
どの遠隔監視も可能である。

４.

受変電設備といった供給設備やエアコンなどの需要機器の稼動状況は、自動的に計測され、管理サーバに送られる。従来、管理者に多大な負荷をかける原因となっていた
計測・計量、記録作業が自動化されるため、大幅な省力化が図れる。

５.

PC 等の画面上で、用途別、フロアー別、部門別等に使用状況をきめ細かく把握することで、原単価の的確な把握が行える。

６.

管理ソフトのグラフィック機能を活かして、定期報告書や中長期計画書の作成など、
改正省エネ法対応業務も容易になる。

など
2.5

BEMS を支えるエネルギーモニタリングシステム

BEMS には大原則として以下の３つの流れがある。
1.

測る・・・・三現主義（現場・現物・現実）に基づいて現状を知る

2.

眺める・・・数値データをグラフ化し、改善策を立案する

3.

制御する・・個々に対策を打ち、全体をマネジメントする
建物運営に関するエネルギー削減のためには、建物稼動状況におけるエネルギー使用状

況の把握や解析を基にした改善施策が求められており、その立案実施においても効果測定が行われなければならない。しかし、現在の既設建物には、建物に要するエネルギーの使用状況を把握・解析するために必要な計測システムや計量センサ類が十分に設置されているとは言えない。また、工場やオフィスビルなど、建築時にエネルギー計測を十分に考慮した建物においても、その後のレイアウト変更、設備改修などによって、計測体制が不充分になってしまう例が多くある。こうした状況の中で適正なエネルギー計測に手間とコストがかかりすぎるようであっては、建物管理者に過大な負担が強いられるため、手間とコストを抑えて運用エネルギーのデータ測定を行えるような｢エネルギーモニタリングシス
109

テム｣が数多く開発されてきている。
建築物におけるエネルギー消費の実態をモニタリングし把握しておくことは、個々の建築物において、制御管理のための省エネルギー計画、エネルギー消費の分析を行う際に重要な基礎データとなる。本来、建築物のエネルギー消費状況を分析・評価し、エネルギー消費が効率的に行われているかを判断するには、適切な周期でエネルギー消費に関わるデータを収集する必要があり、コスト意識の高い企業が本格的なエネルギー管理に取り組む
際にこのエネルギーモニタリングシステムが必要となる。
特にエネルギー環境管理システムである BEMS が目指すところは建物運営の効率化、環境の質の向上、エネルギー利用の合理化であり、基本機能として建物の各設備の運転・監視・記録機能が挙げられる。それら建物管理や BEMS の自動制御システム作動に必要な情報を一手に回収してくるシステムがこのエネルギーモニタリングシステムであり、これ無しでは BEMS は機能しない。したがって、リアルタイムで建物のエネルギー情報を解析し、自動的にビル内環境の最適化を行うことが BEMS の役割であると言える。
2.6

BEMS の課題

正確には BEMS の課題ではなく、建築物のエネルギー管理に対する課題であるが、これについては第１章に詳述したので、簡単に説明する。
機器の自動制御部分をモニタリングデータとリンクして行うため、どうしても BEMS
は大規模なシステムとなってしまう。そのため中小建物のエネルギー制御方法としてはあまり受け入れられていない。国の施策を眺めても、規模が大きな建物に対するエネルギー管理の整備を進めている段階であり、省エネルギー法の中でも BEMS 等の利用を促しているが、中小規模の建物に対する BEMS 導入は低迷している。そのため、国内の中小建物に対する省エネルギー管理はまだまだ行き届いていないのが現状である。
最近ではビルエネルギーの簡易管理ソフトが多数開発されてきているが、これらは年間など長い期間における各種使用エネルギー量を入力及びグラフ加工するものである。
これに対して、リアルタイムにエネルギーの使用実態を明らかにし、適正化を行ってゆく BEMS のプロセスは非常に省エネルギーに対して有効的な手段であり、中小建築物をターゲットとした簡易 BEMS について考えていく意義は大きい。

11
9

第３章

学校エネルギー管理における着眼点の抽出
3.1

研究の背景

一般的に学校とは、その成り立ちが利益追求型事業体ではないため原価管理という発想が薄く、また、施設管理業務が事務の中心ではないため、コスト面からみた省エネルギー
対策は他業種と比較しても遅れていると言われている。多くの場合、学校の省エネルギーに対する取り組みの主なインセンティブは、「環境にやさしい」というイメージをステークホルダーに与えることであり、社会的責任という観点から省エネルギーに取り組む場合が多く、省エネルギー施策推進の原動力としてはどうしても乏しいのが現状である。
元々、使用するエネルギー量自体が他業種と比較すると小さいものであったため、これまで学校のエネルギー使用について議論されることは無かったのだが、近年の人口減少にも関わらず学校エネルギー消費は増加傾向であることから、その原因究明と対応策について話し合いがなされ始めている。例えば、省エネルギーセンターの依託事業として（社）
日本ビルエネルギー総合協会が平成 16 年度に行った高等学校のエネルギー消費状況調査
４）

は、様々なタイプの学校エネルギー消費の実態を把握し、学校のエネルギー管理方法に関する基礎検討を行うために実施されている。しかし、学校エネルギーをこれからどう管理していくのかについては未だ不透明なままである。1990 年代にヒートアイランド現象が話題になったことで、小中高等学校の教室環境に対する非難が相次ぎ、近年、都市単位で教室にエアコンを設置する学校が増加し始めたことを考えると、学校エネルギー管理と省エネルギー施策に対しても早め早めの対応が必要であると考えられる。
3.2

研究の目的

本研究では、小中高等学校のような比較的エネルギー規模の小さい学校における省エネ
ルギー施策として、啓発活動による省エネルギー行動を推進することが最も効果的であると考え、人の手によって学校全体のエネルギーを管理する方法を考える。
現在、建物エネルギーの管理システムとして BEMS が注目されており、このシステム
は建物内のエネルギーを隈なくモニタリング監視し、機器のアルゴリズムによって自動制
御を行うものである。エネルギー管理及び自動制御を可能にした BEMS のモニタリング
システムに今回着目し、BEMS における自動制御部分を啓発活動による省エネルギー行動に置き換え、学校エネルギーをモニタリング管理することで、学校のエネルギー使用を評
価及び最適化することができるのではないかと考えた。
自動制御を手動化することによって、BEMS のシステムを簡易化し、中小規模の建物に対する BEMS 導入費用を軽減することができ、合わせてデータ分析方法の簡易化を行うことで、一般利用者にも利用価値の高いシステムとすることができる。

-12-

また、自動制御部分を手動制御に置き換えるということは、建物の諸設備に対する調節を手動で行うということであり、機器の操作まで含めた範囲が手動制御となる。
よって、本研究では BEMS のモニタリング管理による自動制御部分を手動に直した学校版エネルギー環境管理システムの概念設計を行い、学校利用者と使用するエネルギーのインターフェースモデルを構築する研究を行う。以下に構築するシステムモデル図を示す。

制御部

監視部

照明設備

電気設備
給湯設備

評価

エネルギーモニタリングシステム

省エネルギー行動指針

空調設備

管理部

省エネ効果

各消費量
その他

衛生設備

（自 動 監 視 ）（手 動 制 御 ）図追記①（手 計 算 可 能 ）簡易 BEMS のシステムモデル図

エネルギー環境管理システム

管理部

出力結果

エ ネ ル ギー 評 価

各種省エネ効果

省エネルギー率

C

広報活動

目標達成度
二酸化炭素排出量

その他

など

A

Ｐ
図追記②

簡易 BEMS を用いた PDCA

-13-

施設利用者

使用量の経年変化

金額換算値

Ｄ

改善提案

管理 者

エ ネ ル ギ ー モ ニ タ リ ング

監視部

シ ス テム省エネルギー行動指針

制御部

3.3

研究の方法

本研究では学校の設計図など詳細な資料を提供して頂く必要があり、京都市立 H 高等学校の協力を頂くことができた。そこで、BEMS の中身と現状について調査を行い、BEMS事業の推進を行っている NEDO から頂いた資料や BEMS 事業で有名な株式会社山武の技術者からのアドバイスを参考に H 高校の現状把握・分析を以下のように行った。そこから同校の省エネルギーポイントを抽出し、得られた運用上の問題点を改善する省エネルギー
行動指針を作成した。これを BEMS の制御部分として考え、H 高校を事例としたエネル
ギー環境管理システムの概念設計を行った。
現状把握

H高校
設備状況

一般比較

調査①

調査②

調査③

省エネルギー行動指針

運用状況

調査④

エネルギー消費状況

手動制御対象の抽出

運用上の問題点
簡易BEMSの概念設計
図追記③

運用状況の把握

建物の特異性の把握

設備状況の把握

エネルギー消費状況の把握

現状把握

現状調査のフロー図

運用上の問題点の抽出エネルギー管理指針の作成
各指針の省エネ効果を整理
効果量の算定方法の作成

算定に用いるデータ収集方法の整理
エネルギー使用の評価方法の作成

図追記④

簡易 BEMS 構築の手順

-14-

3.4

研究の予備調査
3.4.1（研究フロー図は p.4 を参照）

BEMS に関する調査

BEMS に関する詳細な資料は社団法人空気調和・衛生工学会から 2001 年 10 月 20 日に出版された『環境・エネルギー性能の最適化のための BEMS

ビル管理システム』の他、NEDO から BEMS の導入事例に関する資料を頂くことができた。
また、実際に BEMS を見学するため、BEMS 事業で日本のシェア 7 割を占めている株
式会社山武の御協力を頂いて、以下の二箇所に現地で勉強させていただくことにした。
１つ目は、株式会社山武の藤沢テクノセンター（旧藤沢工場；神奈川県藤沢市）である。
藤沢テクノセンターは省エネ活動を 1999 年より実施、2000 年には日本に先駆けてエネル
ギーモニタリングシステムを導入し、省エネ活動の推進を図ってきた。結果エネルギーの大半を占める電力消費量は、1998 年（省エネ活動前）の実績と比較して、約 25%（2003
年度末時点）の削減に成功し、この藤沢テクノセンターでの省エネ事業が BEMS の基礎となっている。その後も省エネ活動が盛んに行われており、毎年数回自社工場の見学会を行っているので、これに参加し、工場の省エネ活動について勉強させて頂いた。
２つ目は、臨海副都心のランドマークにもなっているテレコムセンタービル（東京都江東区）である。同ビルは次世代マルチメディアコミュニケーションの最重要拠点として最先端の BA（ビルオートメーション）テクノロジーが 24 時間 365 日監視を行っており、株
式会社山武による総合ビル管理サービス（ビルの遠隔監視・制御）もテレコムセンタービ
ルの情報通信網を利用して行われている。テレコムセンターでは BEMS を理解するための基礎知識として一般的な建物の設備概要と BAS（ビルオートメーションシステム）の機能概要を株式会社山武のコミュニケーションマーケティング部主任の N さんと市場開発部部長の A さんに御教授して頂いた後に、山武で管理しているビル群の遠隔監視・制御の拠点である BOSS-２４の見学をセンター署長の S さんに、テレコムセンタービルのビル管理方法と設備について見学をテレコムセンタービル電気主任技術者の K さんに引率して頂いた。また、BAS のデータが何を語るかについて、山武データウェアセンターの S さんに御教授して頂き、卒業論文を進めて行くにあたって様々なアドバイスを山武プロダクト
マーケティング部システムグループ主任の D さんからメールのやりとりによって常に頂くことができた。
これら現地で実際のビル管理について知ることで BEMS のイメージが具体的になり、H高校のエネルギー環境管理システムを考える上で何を調査すべきか分かったので、以下にH 高校に関する調査内容をまとめる。

-15-

3.4.2

H 高校に関する調査

建物のエネルギーや設備管理を行う上で最も重要なことは、管理対象である建物の状況を正確に知ることである。建物がどのような設備で構成されているのか、何の目的で建物が使用されているのか、利用人数、室の配置からエネルギーフローなどつぶさに状況把握し、知ることから自ずと管理方法が決まってくることが二度の現地調査で分かった。
そこで、H 高校における現状把握を行った。実際に施設見学をさせて頂いた後に各種施工図、設計図から同校の施設状況を把握し、生徒を対象とした二度のアンケート調査と設備管理を行っている事務員の方にヒアリング調査を行うことで運用面の調査を行った。さらに社団法人ビルエネルギー総合管理技術協会が平成 16 年度に行った高等学校のエネル
ギー消費状況調査の結果と、今回 H 高校について行った調査の結果を比較することで H高校におけるエネルギー的な課題と傾向がつかめたので、これらをきちんと把握し、改善に向けた管理が行える簡易エネルギー環境管理システムを構築してゆく。以下にシステムを構築していく上で根拠となった H 高校の調査結果をまとめる。
3.5

H 高校のエネルギー消費状況

H 高校で消費されているエネルギーは主に電気とガスであることが分かっている。ヒア
リング調査によって事前に H 高校におけるエネルギー消費の大部分が冷暖房によって消費されていることが予想できたので、その実態をつかむため平成 15 年度から 17 年度までのガス・電気・水道の月別の使用量から H 高校におけるエネルギー消費の傾向を調べた。
今回使用した H 高校のエネルギーデータは、京都市教育委員会から提供して頂いたものを使用し、H 高校のエネルギー使用については第 3 章 3.7
ギー消費の一般比較の中でも触れている。
以下に調査結果をまとめる。

-16-

H 高校の設備・運用・エネル

月別の電気使用量を図 3-1 に京都市立H高校 月別電気使用量(kw)示す。電力量のピークは 7 月と 9

90,00080,00070,00060,00050,00040,00030,00020,00010,000
0

17年度
16年度
15年度

4月

6月

8月

10月

12月

月と２月にあり、8 月は夏休みの影響で低下するものの、年間の中では高い消費量を示している。

2月

同じく月別のガス使用量を図
図 3-1

3-2 に示す。6 月と 12 月頃から

H 高校の月別電気使用量

消費量が急増し、8 月と 2 月にピ

京都市立H高校 月別ガス使用量

ークを示している。これはガス（m3）
14,00012,00010,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0

が主に冷暖房設備の熱源に利用
17年度
16年度
15年度

されているためで、夏と冬に消費量が大幅に偏っていることから、通年を通して厨房で使用さ

4月

6月

8月

10月

12月

れているガスの使用量が、冷暖

2月

房にかかるガスの使用量と比較
図 3-2

H 高校の月別ガス使用量すると微細なものであることが分かった。

京都市立H高校 月別消費総熱量

H 高校の年度ごとの電力・ガ（ 万） MJ
100.0

ス・水道使用量を熱量変換し、

80.0

17年
度
16年
度
15年
度

60.0
40.0
20.0
0.0

4月
図 3-3

6月

8月

10月

12月

2月

その月毎の合計を H 高校全体の月別消費熱量として図 3-3 に示すと、毎年のエネルギー消費傾向に類似性が見られた。そこで、月ごとの各エネルギー要素（水H 高校の月別消費総熱量

道・ガス・電力）と全体の消費熱量との関係を表 3-1 に示した

表 3-1

ところ、ガスの消費熱量が全体

消費エネルギー相互の相関関係

項目① 相関係数 項目②
17年度 ガス消費量
0.66
電力消費量
ガス消費量
電力消費量
水道消費量
16年度 ガス消費量
ガス消費量
電力消費量
水道消費量
15年度 ガス消費量
ガス消費量
電力消費量
水道消費量

0.98
0.80
(0.30)
0.74
0.98
0.85
0.90
0.48
0.95
0.73
0.38

消費総熱量
消費総熱量
消費総熱量
電力消費量
消費総熱量
消費総熱量
消費総熱量
電力消費量
消費総熱量
消費総熱量
消費総熱量

-17-

の消費熱量に毎年最も強い相関関係を示していることが分かった。電力消費量とガス消費量との関係は 15 年度の相関が低いものの、冷暖房設備を運転するためには電力消費を要するため

17・16 年度の相関係数や電力消費量が図 3-4 からも分か
京都市立H高校 17年度月別使用熱量

るように、夏冬にピークがあMJることから判断して、電力消1000000.0
900000.0
800000.0
700000.0
600000.0

費量とガス消費量との間に合計
水道も相関があるとし、H 高校にガス

500000.0400000.0300000.0
200000.0
100000.0
0.0

電力

おけるエネルギー消費は夏
冬の冷暖房にかかる空調エ
4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1月

2月

3月

ネルギーによってその多く
図 3-4

H 高校の月別使用熱量（17 年度）が消費されていると結論づけた。

また、H高校の設備上の特徴として、生徒のエレベータ利用がある。ヒアリング調査からこのエレベータにかかるエネルギーも考慮する必要があると判断した。エレベータに関するエネルギーデータが得られなかったので、これにかかるエネルギー量を以下に試算する。試算方法は日本ビルエネルギー総合管理技術協会の省エネ効果試算方法４）を参考にし、使用したH高校の学校年間稼働率についてはpp28-29 で詳述する。
エレベータ消費電力量(kWh)＝エレベータ定格電力量 (kW)×負荷率×運転時間 (h/day)×台数＝ 22 kW＝ 264
エレベータ消費熱量(MJ)

0.5××12 h/day

×2 台

kWh/day＝エレベータ消費電力量(kWh)×熱量変換（MJ/kWh）＝264

kWh/day

×9.83 MJ/kWh

MJ/day＝2595.12

エレベータ消費原単位(MJ/m2)＝エレベータ消費熱量×365 日×学校年間稼動率÷総延床面積（m2）＝2595.12 MJ/day≒60.68

365 日

×

×

0.81

÷

12643.46 m2

MJ/m2

消費原単位割合（%）＝エレベータ消費原単位÷H 高校過去 3 年間の平均消費原単位（MJ/m2）＝60.68 MJ/m2

÷≒0.11287

約 11.3

⇔

537.6

MJ/m2

%

電力消費割合（%） ＝エレベータ消費原単位÷H 高校過去 3 年間の平均電力消費原単位(MJ/m2)＝60.68 MJ/m2 ÷ 290.7 MJ/m2≒0.20873⇔

約 20.9%中間期電力消費割合（%）＝中間期月平均エレベータ消費原単位÷H 高校中間期平均電力消費原単位（4〜6・11 月）＝5.20661 MJ/m2・月≒0.25785⇔÷

約 25.820.191647 MJ/m2・月%

試算結果より、エレベータにかかる年間総エネルギー量は H 高校におけるエネルギー消費-18-原単位の約 11%を占めた。また、H 高校にかかる年間電力消費の約 21%、中間期（4,5,11
月）においては月平均電力消費量の約 26%を占めた。よって、エレベータにかかるエネル
ギー量が全体の消費量に影響を与えるには充分な能力を持っていることが分かったので、エレベータの運用方法についても考慮する必要がある。
しかし、Ｈ高校過去 3 年間（平成 17・16・15 年）の平均消費エネルギー量を期間ごとに求め、夏季・冬季にかかる消費熱量から中間期消費熱量を引き算することで空調にかかるエネルギー量を表 3-2 に推定したところ、全体の約 33.4%を占めていることが推測でき
た。
表 3-2

H 高校過去 3 年間の平均消費エネルギー量（推定）

単位MJ/㎡
夏季

7月〜10月

冷房可

冬季

12月〜3月暖房可

中間期 4〜6・11月
年間 1月〜12月

調整期間

消費熱量
245.5

空調消費熱量 EV消費熱量

45.7%

126.1

23.4%

172.8

32.1%

53.4

9.9%

119.4
537.6

22.2%
0.0
100.0% 179.4

0.0%
33.4%

＊

空調消費熱量＝（夏・冬）期消費熱量―中間期消費熱量＊

割合（％）は年間消費熱量 537.6MJ/m2に対する割合

20.23

その他

3.8%

99.2

18.4%

20.23

3.8%

99.2

18.4%

20.23
60.68

3.8% 99.2
11.3% 297.5

18.4%
55.3%

特に冷房にかかる推定消費熱量は全体の 23.4%を占め、H 高校におけるエネルギー消費に最も寄与している可能性があることが判明した。冷房消費は、暖房にかかるエネルギー
消費量の約 2.４倍を示しており、この冷房期にかかるエネルギー量の大きさの原因について調査を行い、省エネルギー化することが H 高校のエネルギー使用に最も効果があると判断した。
補足；その他にかかるエネルギーは主に照明・OA 機器及び PC・換気ファンなどが考えられる。しかし、換気ファンについては人による操作管理によって省エネルギー効果を出すことが難しく、室内環境に影響を及ぼしかねないので、インバータ化することが最も理想的である。PC 等はよく未使用時の電源 OFF が奨励されているが、起動時にかかる電力負荷が大きいため、OA 機器も含め頻繁に使用する PC についてはスリープ機能で省電力を図ることが無難である。しかし、照明についてはさらに調査を行い、浪費がなされていないか調べることにした。
3.6

H 高校の設備状況

H 高校は平成 8 年に全面改築され、現在は１階から天井まで吹き抜けのアトリウム空間
を挟んで北館と南館に分かれた BOX 状の建築物となっている。平面図を図 3-5 に示す。

-19-

・・・アトリウム部分を示す

北

図 3-5

H 高校の平面図-20-

南館の２階から４階が普通教室として使用されており、北館は主に特別教室や体育館、講堂などが配備されている。2〜5 階にまたがるアトリウム空間は東西の壁・天井共にガラス張りとなっており、自然光を利用した開放的な造りになっているのが特徴的である。H 高
校は全館空調完備であり、夏冬の冷暖房にかかるエネルギーが年間のエネルギー消費に大きく影響を与えていることから、ここでは H 高校の空調に関連する内容をまとめた。
まず、空調施工図から H 高校には空調方式が 3 系統あることが分かった。以下に系統図を図 3-6 に、H 高校における主な空調設備の略称を表 3-3 に、室ごとに系統が分かる空調
設置機器表を表 3-4、3-5 に示す。
H 高校の空調系統には、5 階空調室に設置された冷温水発生機によって作られる冷水及び温水が各室に送られ、ファンコイルユニットによって各室の室温を個別に調整する空調方式を FCU 系統。屋外に設けられたガスヒートポンプの室外機によって発生された冷気及び暖気を用いて、室内機が各室の室温を調整する空調方式を GHP 系統。さらに空冷ヒートポンプエアコンによる部分的な空調を行っている PAC 系統があるが、これは厨房及び厨房の休養室にのみ利用されており、学校の大部分は FCU と GHP による 2 系統によって空調が行われている。表 3-4 で台数が複数設置されている室に対しては、その台数をかけ算で表した（例；２台の場合は【×２】 ）。また、非教室部・教室部との分けは、学校建築の性能基準やエネルギー評価を行う際によく区分されるので、まとめて整理した。
また、表からも分かるように、FCU は主に教室部、GHP は主に非教室部の空調を担っていることが分かる。

（FCU系統）（GHP系統）（PAC系統）

空調機械室
（熱源）

室外機

PAC

空調機械室
（空調機①）
室内機
空調機械室（空調機②）FCU

図 3-6

H 高校の空調系統図-21-表 3-3

空調設備の略称と主な使用エネルギー

H高校の主要な空調設備①吸収式冷温水発生機②冷却塔③冷温水ポンプ④冷却水ポンプ⑤空気調和機（講堂）⑥ 空 気 調 和 機 （ス テージ）
⑦ ファン コ イル ユニット
⑧ GH P（ 室 外 機 ）⑨ GH P（ 室 内 機 ）⑩ 空 冷 ヒ ー ト ポ ン プエ ア コ ン⑪ 空 冷 ヒ ー ト ポ ン プエ ア コ ン⑫全熱交換機

略称
R-1
CT-1
GH P-1
CDP-1
AH U -1
AH U -2
FCU
GH P-AGH P-A-1
PA C-1
PAC-2
H EA

表 3-4

階
１階

小計
合計
２階

小計
合計

主 な 使 用 エネ ル ギー
電 気 ・ガ ス
電気
電気
電気
電気
電気
電気
電 気 ・ガ ス
電気
電気
電気
電気

H 高校の空調機器表①

室名
面積
空調設備
非教室部● 購買
FCU2C
● 放送室（スタジオ）
37 FCU4C HEA１０４（放） FCU2C HEA101（操）● 事務室倉庫
37 FCU4C×2● 進路指導資料室
42 FCU4C×2 HEA103● 保健室
86 FCU4C×4 HEA108（保）FCU2C×2（カ）● 図書館
287 FCU6R×8 HEA109×2● 食堂
112 FCU8C×3（廊下）FCU8C×4 HEA113×2（食堂）● 印刷室２15 GHP1-1● 印刷室１20 GHP1-1● 生徒会（資料）室
20 GHP1-1● 職員室・企画コーナー
348 GHP1-2×8 GHP2-2×8 HEA110×3（職）GHP2-1×4 HEA104（企● 生徒指導室
80 GHP2-1×2 HEA106（生）GHP2-1×2（カ）● 管理用務員室
35 GHP3-1×2 HEA104● 事務室
80 GHP3-2×4 HEA102● 進路指導室
82 GHP3-3×2 HEA105（進）GHP3-1×4 HEA102（カ）● 校長室
79 GHP4-1×4 HEA107● 会議室
72 GHP4-1×4 HEA111×2● 厨房
107 PAC１×２ PAC２（厨）PAC２（休）19 FCU2C● 休養室（女子更衣室）● アトリウム450● 昇降口（ホール）1558
その他
910.142918.14● マルチメディアコーナ
193 FCU8R×8 HEA207×2● 同窓会室
69 FCU8C×4 HEA201×2● 資料室
31 FCU6C×2
教室部○ 演習室９41 FCU8C×2 HEA204（演）FCU6C×2（廊下）○ 自習室
121 FCU6C×6 HEA206○ 普通教室６室
438 FCU6C×24 HEA205×6○ 演習室１〜８
328 FCU6C×16 HEA202×8○ 授業研究室
154 FCU4C×6 HEA205×2（授）FCU6C×2 HEA203（見）○ 和室（畳の間）
29 FCU12R×2 HEA205○ 和室（板の間）
53 FCU12R×2 HEA205
1457
その他
900.752357.75＊

面積の単位・・・ｍ2-22-

表 3-5３階● 化学準備室● 家庭科準備室● 物理地学準備室● 生物準備室● CALL教室準備室● CAI準備室● 倉庫（暗室）○ CALL教室○ CAI教室○ 被服室○ 普通教室６室○ 調理実習室○ 化学教室○ 物理地学教室○ 生物室○ 自然科学教室

小計
その他
合計
４階

● トレーニング室● 男女更衣室
● 管理室
● 放送室
● 器具庫
● 体育館（アリーナ）○ 普通教室６室

小計
その他
合計
５階

● 空調機械室（熱源）● 調整室● 講師控え室● 空調機械室（１）
● 湯沸室
● 倉庫
● 講堂
○ 小ホール○ アトリエ

小計
その他
合計
６階
合計
追記
屋上

● 空調機械室（２）その他

H 高校の空調機器表②33 FCU6C×2 HEA303
32 FCU6C×2 HEA301
32 FCU3C×2 HEA303
33 FCU3C×2 HEA303
31 FCU3C×2 HEA301
11 FCU3C
23
144 GHP7-1×8 HEA302×2
124 GHP5-1×6 HEA302×2
121 FCU6C×6 HEA302×2
438 FCU6C×24 HEA302×12
184 FCU6C×10
113 FCU12C×6 HEA302×2
113 FCU12C×6 HEA302×2
122 FCU12C×6 HEA302×2
80 FCU12C×4 HEA302×2
1634
835.16
2469.16
189 FCU8C×10 HEA403×2
67 FCU6C HEA401（男） FCU8C HEA402（女）31 FCU4C
9 FCU4C
37
1,020
438 FCU6C×24 HEA403×12
1,791
669.712460.71
189 R-1×2 CHR1 CHS1 CHP1×2 CDP1×2 EXT1
30 FCU4C×2 HEA503
18 FCU4C
27 AHU1
7
14
312
197 GHP6-1×8 HEA502×2
177 FCU8C×6 HEA502×2
971
401.391372.39
38 AHU2
0.42
38.42● エレベーター
117.03 GHP6 GHP3 GHP5 GHP7 CT1×2＊

3.7

面積の単位・・・ｍ2

H 高校の設備・運用・エネルギー消費の一般比較

社団法人ビルエネルギー総合管理技術協会が平成 16 年度に行った高等学校のエネルギ
ー消費状況調査４）結果に掲載されているデータを用いてH高校の校舎設備等の一般比較を行った。学校におけるエネルギー消費状況調査は、全国の私立高校および東京・神奈川・千葉の３都県の公立高校を対象にエネルギー消費状況・建物利用状況について調査したものである。調査件数については表 3-6、3-7 に示した通りである。公立高校に関しては南関東に収集データが集中しているので、京都市にあるH高校とは地域が異なるが、-23-

表 3-6

アンケートの回収率

学校区分 発送件数 回収件数
私立
１３０７件 １３２件
公立
５３７件 １８７件
計
１８４４件 ３１９件
表 3-7

回収率
10%
35%
17%

私立高校に関しては全国からのデータが収集されており、設備状況の比較には大変参考になると考えられる。
調査アンケートの各質問項目から得地域別アンケート回収件数

地方名
北海道
東北
北陸
中部
北関東
南関東
東海
近畿
中国
四国
北九州
南九州
計

られるデータ数は全部で 60 項目あり、項目ごとのデータの説

件数
10
16
5
3
4
214
14
18
9
3
10
1
307

明を表 3-11、3-12 に示す。また、全 60 項目のデータに対して H 高校に関するデータと、公立高校と私立高校の平均値を
表 3-13 にまとめて比較を行った。以下に比較を行った結果か
ら、分かったことについてまとめる。
高校の総延床面積は図 3-7 に示したように、１万〜１万５千(m2)に集中しており、H高校の総延床面積は平均よりやや小
さい値となっているが、H高校

総延床面積 度数分布

校数

は総延床面積に対する校舎面

120
100
80
60
40
20
0

積の占める割合が高い。そのため、H高校は単位面積当たりの私立
公立

エネルギー消費量を表すエネ
消費量が同程度の学校よりも㎡

大きい値を示す傾向があると

５０

５０

００
未
００
満
〜
１０
１０
００
０
０ 〜 ００１５
１５
００
０
０ 〜 ００２０
２０
００
０
０ 〜 ００２５２５００
０
０ 〜 ００
５０
００
５０
０
００
０以
上

ルギー消費原単位（MJ/m2）が、考えられる。
（図 3-16 エネルギ
ー消費原単位ヒストグラム）

図 3-7

高校の総延床面積ヒストグラム・H 高校（公立）12643.46(m2)

次に、校舎階数のヒストグラム

建物階数
校数

を図 3-8 に示す。H 高校は 6 階建

100
80
60
40
20
0

ての比較的階数 が多い縦長の建
私立
公立

造物であり、アトリウム部分がガ
ラス張りの影響もあって上層階

上

場は温かいが、夏場の室内環境は

７階
以

６階

５階

４階

３階

２階
以

下

に熱がこもりやすい。そのため冬極めて悪化しやすく、空調と換気

図 3-8

高校の校舎階数ヒストグラム・H 高校（公立）

６階建て

-24-

が欠かせないのが現状である。

また、図 3-9 から多くの高校で冷房設備の有無

冷房が設置されているように見

100%
80%
60%
40%
20%
0%

なし
ある
私立

えるが、公立高校の冷房設備の設
置状況は職員室や音楽室などに集中していることが分かっ てお

公立り、H 高校のように全室冷房を完図 3-9備している学校はまだ少ないと高校の冷暖房設備の有無・H 高校（公立）空調完備思われる。
そこで高校の冷房面積が総延

総延床面積に占める冷房面積の割合

校数

床面積に占める割合を図 3-10 に

80
60
40
20
0

公立
私立

ヒストグラムで示した。冷房面積の割合が総延床面積の 40％を越

未
１０ 満
〜
２
２０ ０
〜
３
３０ ０
〜
４
４０ ０
〜
５
５０ ０
〜
６
６０ ０
〜
７
７０ ０
〜
８
８０ ０
以
上

え ている学校は私立高校に集中しており、H 高校が公立高校とし

１０％ては冷房面積の割合が比較的大きいことが分かった。H 高校の冷図 3-10（暖）房面積割合は空調機器が設

高校の冷房面積割合・H 高校（公立）45.9％

置されている室面積の合計から求めたものである。また、同じく

総延床面積に占める暖房面積割合

校数

高校の暖房面積割合を図 3-11 に

50
40
30
20
10
0

私立
公立

示す。これより、暖房設備の設置

１０

未
１０ 満
〜
２
２０ ０
〜
３
３０ ０
〜
４
４０ ０
〜
５
５０ ０
〜
６
６０ ０
〜
７
７０ ０
〜
８０ ８０
〜
１０
０

は公立・私立共に進んでおり、H
高校は冷房設備の設置状況が一％般の高校と比較して充実していることが分かった。

図 3-11次に、高校の冷房日数ヒストグ

高校の暖房面積割合・H 高校（公立）45.9％

ラムを図 3-12 に示す。冷房設備
校数が稼動する日数は地域によって冷房日数ヒストグラム

差があるが、全国規模で調査した

100
80
60
40
20
0

図 3-12０以

上０

私立高校に関しても年間 60 日前
後が平均的であるのに対し、H 高
校の冷房日数はヒアリング調査

日

１２

１２

０

０〜

〜
１０

１０

〜
８０

８０

６０

〜
６０

４０

〜
４０
２０

２０

未

満

私立
公立

によると大体 100 日程度である
ことが分かった。

高校の冷房日数ヒストグラム・H 高校（公立）100 日-25-図 3-13 に高校の暖房日数
校数をヒストグラムで示す。

暖房日数ヒストグラム

暖房の稼動日数は冷房より

120
100
80
60
40
20
0

全体的に長く、80 日前後が

４０
未
満
４０
〜
６０
６０
〜
８０
８０
〜
１０
１０
０
０〜
１２
１２
０
０〜
１４
１４
０
０〜
１６
１６ ０
０以
上

私立
公立

平均的である。H 高校はヒ
アリング調査により暖房日
数も 100 日としたが、回答

日が曖昧であったため、H 高校の空調日数についてはしっかりと把握し、無駄を抑図 3-13

える必要がある。

高校の暖房日数ヒストグラム・H 高校（公立）100 日

次に、高校の１日当たりの冷房時間を図 3-14 に示す。公立高校に関しては昼
夜 2 部制の学校があることから、空調時間が私立と比１日当たりの冷房時間

校数

較するとやや長い傾向があ

80
60
40
20
0

る。H 高校は現在夜間の部はないので、生徒が登校する 8 時から完全下校時刻で以上ある 18 時までの 10 時間を

１３

１３
１１
〜

９〜
１１

７〜
９

５〜
７

５未
満

私立
公立

時間

冷房時間とした。
同様に暖房時間のヒスト

図 3-14

グラムを図 3-15 に示す。冷高校の 1 日当たりの冷房時間（冷房を入れた場合）

暖房の 1 日の使用時間はほ・H 高校（公立）10 時間

ぼ同じ値を示している。運用方法をきちんと定め、運１日当たりの暖房時間

校数

転時間を管理することによ

80
60
40
20
0

図 3-15

時間

高校の 1 日当たりの暖房時間（暖房を入れた場合）
・H 高校（公立）10 時間-26-って無駄な空調時間を 1 時間削減できれば、年間で約100 時間以上の削減につな

以
上
１３

〜
１３
１１

９〜
１１

９
７〜

７
５〜

５未
満

私立
公立

がるので、空調日数とは別

に 1 日の空調時間について把握管理する必要がある。
2004年度エネルギー消費原単位 （MJ/㎡・年）

次に、高校のエネルギー
消費原 単位 ヒスト グラ ム

70
60
50
40
30
20
10
0

私立
公立

を図 3-16 に示す。調査データよ り公 立高校 の平 均

１０
０未
１０
満
０〜
２０ ２０
０〜 ０
３０ ３０
０〜 ０
４０ ４０
０〜 ０
５０ ５０
０〜 ０
６０ ６０
０〜 ０
７０ ７０
０〜 ０
８０
８０ ０
０以
上

値は 308.3 MJ/m2、私立高
MJ/㎡・年

校は 435.6 MJ/m2 であることから、H高校はエネル
ギー消 費密 度の高 いエ ネ

図 3-16

ルギー 多消 費型の 学校 で高校のエネルギー消費原単位
・H 高校（公立）； 537.4

MJ

/

m2・年

あると言える。
日本ビルエネルギー総合管理 技術 協会が 同調 査

MJ/㎡

2004年度月別エネルギー消費原単位（東京の学校の平均値とH高校の比較）のデー タを 用いて 作成 した東京 の高 校のエ ネル ギ

100

ー消費グラフ（図 3-17）に80

H 高校のデータをプロッ
私立
公立
H高校

60
40

トした。図より H 高校は冷房期間 のエ ネルギ ー消 費

20

量が高く、暖房期間は平均0

的な値を示している。

４月

６月

そこで、各月のエネルギ

８月 １０月 １２月 ２月

ー消費 原単 位を年 間消 費
図 3-17

原単位 の平 均値で 除し た

東京の高校の月別エネルギー消費原単位

値を図 3-18 に表したとこ
ろ、東京の高校は年間のピ

2004年度エネルギー消費原単位の月別の増減率（注意；公立私立のデータは東京の学校）
増減率＝月消費原単位÷年平均消費原単位

1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6 ４ 月0.4

ークが 2 月にあるのに対して、H 高校のピークは 8 月
私立
公立
H高校

６月

８月

１０月

１２月

２月

と 9 月にある。また、東京の高校は公立・私立共に 8月のエ ネル ギー消 費原 単
位が平 均値 を下回 って いるのに対して、H 高校では年間の ピー クを示 して い

図 3-18

東京の高校の月別エネルギー消費原単位（増減率）

-27-

る。

さらに、H 高校のエネルギー消費の傾向として、季節ごとの消費エネルギー量の増減が激しく、年間平均消費原単位に対する月ごとの増減率が、東京が 0.8〜1.2（幅 0.4）の枠内に収まっているのに対して、H 高校の増減率は 0.4〜1.6（幅 1.2）と東京の 3 倍の幅を示しており、H 高校のエネルギー消費の仕方が比較的大きいことが伺えた。そこで、日本
ビルエネルギー総合管理技術協会のデータから公立高校と私立高校における単位人数当たりの平均消費エネルギー量を算出し、表 3-8 に示したところ、H 高校は私立高校の約 1.4倍、公立高校の約 1.6 倍を消費していることが分かった。
表 3-8

しかし、これでは H 高校のエネルギー消費の生徒 100 人当たりの年間消費熱量

H高校
私立
公立

909.6 GJ/100人・年623.6 GJ/100人・年573.5 GJ/100人・年

実態がつかめないので、月ごとに H 高校におけ

H高校
私立
公立

75.8 GJ/100人・月52.0 GJ/100人・月
47.8 GJ/100人・月

みなどの長期休業期間があり、学校の稼動状況

る一人当たりの消費熱量を算出し、図 3-20 に示した。ここで注意したことは、学校には夏休によって学校使用 人数が大きく変化することである。そこで、平日の学校稼動状況を 100％と考えて、土日・祝日や休業期間の稼働状況

を表 3-10 に数値化してまとめた。次に、平成 18 年度の H 高校学校要覧に掲載されていた
行事日程表から各種稼動状況（土･日･平日など）の日数を表 3-9 にまとめ、これと表 3-10の学校稼働率を掛け合わせることで月ごとの平均学校稼動率を求め、図 3-19 と表 3-10 に示した。また、この月ごとの平均学校稼働率と H 高校の総人員数を掛けた値をその月の平均人員数とし、表 3-10 に合わせて示した。ただし、学校稼働率はヒアリング調査によってH 高校の学校管理者である事務員の経験則から決定したもので、厳密なものではない。
表 3-9

H 高校の各種稼働状況に応じた日数

１８年度 平日 土曜日 日曜 祝日 休業日 補習
４月
15
5
5
0
5
0
５月
20
4
4
3
0
0
６月
22
4
4
0
0
0
７月
13
4
4
1
1
8
８月
4
4
4
0
16
3
９月
20
5
4
1
0
0
１０月
18
4
5
1
3
0
１１月
20
4
4
2
0
0
１２月
14
4
4
0
3
6
17
4
１月
4
1
4
1
２月
19
4
4
1
0
0
３月
14
5
4
1
7
0
合計
196
51
50
11
39
18
-28-

表 3-10

H 高校の学校稼働率と月別平均人員数

表 3-10 と図 3-19 に示した H 高校における月ごとの平均稼働率より、やはり長期休業期間のある 8・12・3 月の稼働率が低く、8 月の稼働率が最も低い稼動状況であることが分かる。
しかし、これまでの調査結果から H 高校におけるエネルギーの消費は夏冬に集中しており、特に夏場の冷房にかかるエネルギー消費量が大きいことが分かっている。学校全体の月別消費エネルギー量を示した図 3-3 や図 3-17、3-18 より、年間エネルギー消費のピークが 8・9 月にあることが分かるが、一人当たりの消費エネルギー量を示した図 3-20 から、H 高校では 8 月のエネルギー消費活動が最も活発であることが分かる。

H高校月別消費熱量 MJ

万・MJ
100
80

17年度
16年度
15年度

60
40
20

図 3-3

月

月

月

２

３

２月
１

１

１月
１

月
０月

月
８

１

月
７

９

月
６

月
４

5月

0

H 高校の月別消費熱量29

H高校の月平均学校稼働率と年平均稼働率との関係

0.893
0.810

0.610

平均稼働率
0.500

４月

６月

図 3-19

８月

１０月

１２月

２月

H 高校の月平均学校稼働率

H高校一人当たりのエネルギー消費量（ Y軸 ； 月消費熱量MJ/総人員数・月平均稼働率 ）2000.01800.01600.01400.01200.01000.0
800.0
600.0
400.0
200.0
0.0

図 3-20

２月
３月

１０
月
１１
月
１２
月
１月

８月
９月

６月
７月

４月
５月

１７年度
１６年度
１５年度

H 高校の一人当たりの月別エネルギー消費量30表 3-11

高等学校のエネルギー消費状況調査におけるデータ 60 項目の説明①

No.
1 総延床面積
2 校舎延床面積
3 体育館延床面積
4 講堂延床面積
5 格技場延床面積
6 その他延床面積
7 校舎延床面積割合
8 体育館延床面積割合
9 講堂延床面積割合
10 格技場延床面積割合
11 その他延床面積割合
12 経過年数
13 地上階数
14 地下階数
15 階数
16 プール施設
17 生徒総数
18 教職員総数
19 その他職員
20 人員数
21 人員密度（総床）
22 生徒密度（校舎）
23 教室総数
24 学級総数
25 生徒密度（教室）26 生徒密度（学級）27 週授業日数28 春期休日
29 夏季休日
30 秋期休日説明
建物全体の延床面積
校舎の延床面積
体育館の延床面積
講堂の延床面積
格技場の延床面積
上記用途以外の延床面積
総床面積に占める校舎割合
総床面積に占める体育館割合
総床面積に占める講堂割合
総床面積に占める格技場割合
総床面積に占めるその他割合
竣工年から２００６年１２月までの経過年数
地上部分の階数
地下部分の階数
地上階数と地下階数の合計
プール施設の有無
生徒の総人数教職員の総人数
生徒、職員以外の職員数
生徒、職員、その他の職員の合計
総延床面積100㎡当たりの人員数
校舎面積100㎡当たりの生徒人数
教室の総数
学級の総数
教室当たりの生徒数
学級当たりの生徒数
１週間の授業日数
春期の休日日数(土日を除く）
夏季の休日日数（土
秋期の休日日数
（土

31

単位
㎡
㎡
㎡
㎡
㎡
㎡
%
%
%
%
%
年
階
階
階
人
人
人
人
人/100㎡
人/100㎡
室
級
人/教室
人/学級
日/週
日/年
日/年
日/年

表 3-12

高等学校のエネルギー消費状況調査におけるデータ 60 項目の説明②

No.
31 冬季休日
32 全期休日
33 教室日稼働時間
34 教室週稼働時間
35 職員室週稼働時間
36 課外週稼働時間
37 教室年稼働時間
38 プール年間使用日数
39 冷房面積割合
40 １日冷房時間
41 暖房面積割合
42 １日の暖房時間
43 年間冷房日数
44 年間暖房日数
45 冷房度合い
46 暖房度合い47 年間冷暖房日数
48 屋外照明施設
49 給食用厨房
50 料理実習用厨房
51 食堂
52 EV台数
53 教育用PC台数
54 事務処理用PC台数
55 その他PC台数
56 PC台数
57 PC密度（総延）58 PC密度（生徒教育）
59 PC密度（人員）60 エネルギー消費原単位

説明単位

冬季の休日日数（土日を除く）
春夏秋冬期の休日合計

日/年
日/年

教室週稼働時間を週授業日数で除した時間

時間/日

教室の週の平均稼働時間

時間/週

職員室の週の平均稼働時間

時間/週

上記以外の週稼働時間

時間/週

教室週稼働時間×５２週から全期休日を減じた

時間/年

プールの年間の使用日数日/年

冷房を実施している面積の総床面積に占める割合
１日の冷房時間暖房を実施している面積の総床面積に占める割合

%
時間/日
%

１日の暖房時間

時間/日

年間の冷房日数日/年

年間の暖房日数日/年

冷房面積割合×１日冷房時間×年間冷房日数
暖房面積割合×１日暖房時間×年間暖房日数
年間冷暖房日数と年間暖房日数の和日/年

屋外の照明設備の有無-

給食に用いる厨房の有無-

料理実習用に用いる厨房の有無

-

食堂の有無

-

エレベータの台数

台

教育用に設置されているパソコンの台数台

事務処理用に設置されているパソコンの台数台

上記以外の使用に設置されているパソコンの台数

台

教育用、事務処理用、その他のパソコン台数の合計

台

総延床面積500㎡当たりのパソコンの台数

台/500㎡

生徒100人当たりの教育用パソコンの台数

台/100人

人員数100人当たりのPC台数（合計）

台/100人

２００４年度比較

MJ/㎡

32

表 3-13No.
1 総延床面積
2 校舎延床面積
3 体育館延床面積
4 講堂延床面積
5 格技場延床面積
6 その他延床面積
7 校舎延床面積割合
8 体育館延床面積割合
9 講堂延床面積割合
10 格技場延床面積割合
11 その他延床面積割合
12 経過年数
13 地上階数
14 地下階数
15 階数
16 プール施設
17 生徒総数
18 教職員総数
19 その他職員
20 人員数
21 人員密度（総床）
22 生徒密度（校舎）
23 教室総数
24 学級総数
25 生徒密度（教室）26 生徒密度（学級）27 週授業日数28 春期休日
29 夏季休日
30 秋期休日

調査データ 60 項目の平均値（公立と私立）と H 高校のデータ

H高校

私立学校

公立学校

12643.5
11733.6

14842
11062

14263
10968

1020
312

2418
420.8

2370
18.5

0
909.9
92.8
8.07
2.47
0
7.2

217.2
877.7
74.94
16.27
2.57
1.76
5.44

507.8
453.8
76.38
16.93
0.12
3.73
3.22

8
6
0
6
0
747

29.8
4.4
0.45
4.9
0.3
1036.7

26.2
4.3
0.09
4.3
0.8
766.7

91
18
856
6.8
6.4
41

76.7
14.7
1128
7.7
9.5
45.3

64.2
11
871.9
6.2
7.5
40.3

18
18.2
41.5
5
12
26

28.3
23.6
35.9
5.3
15.1
38.9

21
22.7
36.6
5
10.7
42.4

3

0.9

0.5

No.
31 冬季休日
32 全期休日
33 教室日稼働時間
34 教室週稼働時間
35 職員室週稼働時間
36 課外週稼働時間
37 教室年稼働時間
38 プール年間使用日数
39 冷房面積割合
40 １日冷房時間
41 暖房面積割合
42 １日の暖房時間
43 年間冷房日数
44 年間暖房日数
45 冷房度合い
46 暖房度合い47 年間冷暖房日数
48 屋外照明施設
49 給食用厨房
50 料理実習用厨房
51 食堂
52 EV台数
53 教育用PC台数
54 事務処理用PC台数
55 その他PC台数
56 PC台数
57 PC密度（総延）58 PC密度（生徒教育）
59 PC密度（人員）60 エネルギー消費原単位＊各種データの単位は表 3-11、3-12 参照

33

H高校

私立学校

公立学校

12
53

16.1
70.9

13.9
67.4

10
50

7.8
40.5

7.7
38.7

70
2221.4
0
45.9
10
45.9

56.1
86.7
1696
35.8
47.99
6.872
68

52.3
138.9
1638
73.7
19.77
8.923
58.61

10
100
100
459.1
459.1
200

8.4
58.7
91.8
272
544
150.4

8.8
54.4
81.1
126
428
135.4

1
0
1
1
2
108

0.8
0.5
0.9
0.7
0.8
95.1

0.5
0.2
1
0.3
0.5
66.3

93
201
7.9
14.5
23.5

34.1
3.8
132.9
4.7
11.9
14

23.5
3.8
93.6
3.4
9.4
12

537.4

435.6

308.3

3.8

H 高校の運用状況

H 高校は平成 18 年度調べで生徒が 747 人、教職員及びその他の職員が 109 人、計 856人で構成されている。学科によってクラスごとの男女比は不揃いだが、全体の男女比はだ
いたい同程度となっている。クラスは 1 学年当たり 6 クラスあり、1 クラスの平均人数は担任を含め 42.5 人。教員数は 59 名おり、その他常勤・非常勤講師や実習助手などを含めると 88 名ほどになる。しかし、実際に学校を使用している人数は１日の使用時間によってかなり変動するものである。また、H 高校事務員に対するヒアリング調査から、空調や照明の電源消し忘れ、空調時の窓開放など、複数の問題点があることが分かったので、エネルギー消費に大きな影響を与えている空調エネルギーの利用実態等についても調査を行う目的で H 高校の２年生に対してアンケートを行った。

アンケート①

実施；平成１８年１１月初旬
対象；京都市立 H 高校

２年生（男性 141

女性 109計 250 名）方法；ホームルーム時間に一斉配布・回収
回収率；男性
有効回答率；

91%

女性

96%

全体

94%

99％（データに反映された回答の割合）

質問内容；①性別・生徒 or 教員・文系 or 理系②登校時刻・下校時刻③放課後の主な居場所④教室不在時に照明を OFF にしているか否か⑤教室不在時に空調を OFF にしているか否か⑥特別教室の使用後に照明を OFF にしているか否か⑦特別教室の使用後に空調を OFF にしているか否か⑧冷房によって肌寒く感じることがあるか否か⑨暖房によって頭がボーとすることがあるか否か⑩冷暖房の影響緩和に対する対策・快適な設定温度⑪冷暖房中に窓を開けることに抵抗を感じるか否か⑫全熱交換機の効果について知っているか否か⑬学校生活の中でエネルギーの浪費を感じるか否か⑭浪費を感じるのはなぜか

34

アンケート②

実施；平成１８年１2 月初旬
対象；京都市立 H 高校

２年生（男性 141

女性 109計 250 名）方法；各担任による配布・回収
55%

回収率；男性

72%

女性

全体

62%

99％（データに反映された回答の割合）

有効回答率；
質問内容；①性別②冷房期間中に長袖を着用するか否か③冷房期間中にひざかけを利用するか否か④冷房中に教室の窓を開ける状況（複数回答可）⑤暖房中に教室の窓を開ける状況（複数回答可）⑥教室の窓が開く時間帯（複数回答可）⑦アトリウム・廊下の冷暖房設備の有無
アンケート分析結果
3.8.1【登下校について】
生徒の登校時刻を調

登校時刻と登校者数の関係（％ ； 延べ登校者数 / 生徒数 ）250

べたところ、図 3-21 よ100%

り、生徒の半数が授業開200

始の 10 分前に登校して

累計

登
150
校
者
数 100

いる。また、一部の生徒

54%

登校者

は８時前に登校してい
25%

50

7%

5%

ることから、H 高校の空

14%

調は生徒も自由に利用

0
8:30

8:20

8:10

8:00

7:50

7:40

7:30

7:20

7:10

時刻

することができるため、
夏冬の空調の開始時刻
は８時前から空調の電図 3-21

源が ON となり始めてい

登校時刻と登校者数の関係ると考えられる。
冷暖房機器の初期動作には大きな負荷がかかるため、空調の開始時には室内温度が初め不快であっても、冷房１８℃・暖房３０℃など、設定温度値をオーバーにせず、じょじょに室温を快適にするよう注意しなければならない。室内温度が快適になるまでには時間がかかるため、初期設定値が不適切なまま授業が開始されると過冷房・過暖房の原因となる。
よって、設定温度についてはこまめにチェックする必要があるが、基本は冷暖房の設定値は一律にしておくことが望ましい。

35

下校時刻と下校者数の関係（％ ； 延べ下校者数 / 生徒数 ）生徒の下校時刻について調べた

下校者

ところ、図 3-22 より、４時半と６

80
70
60
下
50
校
40
者
数 30
20
10
0

82%

時に帰る人に別れた。これは授業

29%終了時にすぐ帰宅する人と部活動
91%

44%

や補習などの理由で完全下校時刻

99%
100%

46%

8%
1% 4%

まで残る人がいるためである。放

7:20

7:00

6:40

6:20

6:00

5:40

5:20

5:00

4:40

4:20

4:00

3:40

3:20

課後の校舎利用者は、図より生徒

時刻

全体の７０％であり、ほとんどの
図 3-22

生徒達が６時までに下校してい下校時刻と下校者数の関係る。
放課後の居場所は皆まちまちですぐに下校する生徒と下校時刻

人40あるので、アンケートから放課後

30の主な居場所について得た回答と20

下校時刻の関係を合わせて以下に10分析を行った。その結果、図 3-23

0
7:20

7:00

6:40

6:20

6:00

5:40

5:20

5:00

4:40

4:20

4:00

3:40

3:20

時刻

より、すぐに下校すると答えた生徒は全体の約 30%であり、そのほ

図 3-23

とんどが４時半頃に下校していすぐに下校する生徒と下校時刻の関係る。
また、図 3-24 より、教室に残る教室からの下校者と下校時刻

生徒は全体の 11%であった。完全

人
40
30

下校時刻まで残る生徒は全体の204%であり、放課後の教室稼働率は10低い。空調・照明など電源の消し

0
7:20

7:00

6:40

6:20

6:00

5:40

5:20

5:00

4:40

4:20

4:00

3:40

3:20

時刻

忘れは生徒が下校する４時半〜５時、そして完全下校時刻である６

図 3-24時頃に多発していると考えられ教室からの下校者と下校時刻の関係る。
図 3-25 より、図書館の利用者は図書館からの下校者と下校時刻
40

少なく、空調における費用対効果30は小さいので過冷房・過暖房に注人 20

意する必要がある。必要以上の空

10
0
7:20

7:00

6:40

6:20

6:00

5:40

5:20

5:00

4:40

4:20

4:00

3:40

3:20
図 3-25

調を行わず、館内の空気を用いた
時刻

内気空調を心懸け、電熱ストーブなどエネルギー負荷の小さい機器

図書館からの下校者と下校時刻の関係の個別使用が望ましい。
36

図 3-26 より、カフェテリアのカフェテリアからの下校者と下校時刻

人

放課後の利用者は全体の 6%で4030あった。完全下校時刻まで利用20する傾向があり、空調稼働時間

10は比較的長い。しかし、カフェ

0
7:20

7:00

6:40

6:20

6:00

5:40

5:20

5:00

4:40

4:20

4:00

3:40

3:20

時刻

テリアは無人の時間が長く、省エネルギーの観点から放課後の図 3-26

空調停止について検討する余地

カフェテリアからの下校者と下校時刻の関係がある。
図 3-27 より、全体の 15%がグランドを利用し、6 時に下校してグラウンドからの下校者と下校時刻

人40いる。ここでは屋外の更衣室の30

空調・電気の消し忘れについて

20

注意する必要がある。しかし、

10

空調に関しては電源の ON・OFF

0
7:20

7:00

6:40

6:20

6:00

5:40

5:20

5:00

4:40

4:20

4:00

3:40

3:20

時刻

を繰り返す方がエネルギーコス
トは大きいので、空調は最初か

図 3-27

ら停止しておくか設定温度を負グラウンドからの下校者と下校時刻の関係

荷の小さい方に設定し連続運転することが望ましい。

アリーナ（体育館）からの下校者と下校時刻
人

アリーナの利用者は図 3-28 よ

40
30
20
10
0

り全体の 15%であった。ここでも更衣室の空調・照明の消し忘れに注意する必要がある。
7:20

7:00

6:40

6:20

6:00

5:40

5:20

5:00

4:40

4:20

4:00

3:40

3:20

時刻

その他の理由で 6 時まで残る
生徒は図 3-29 より全体の 10%ほ

図 3-28

どであり、部活動で小ホールをアリーナからの下校者と下校時刻利用する人が多かった。

その他の生徒と下校時刻
人
40
30
20
10
0

3.8.2
【エネルギーの使用について】
7:20

7:00

6:40

6:20

6:00

5:40

5:20

5:00

4:40

4:20

4:00

3:40

3:20

時刻

次に、学校利用者が学校生活の中でエネルギーを無駄に使っ

図 3-29ていると思うか、また思うので

その他の生徒と下校時刻

あればどこに浪費を感じるかに37

学校生活の中でエネルギーを無駄に使っているなと感じる人の割合

合計
混合

38%

29%

29%

3%

女

33%

40%

24%

2%

男

26%

36%

34%

5%

0%
図 3-30

20%

40%

60%

80%

大いに感じる
少し感じる
あまり感じない
全く感じない100%

学校生活の中でエネルギーの浪費を感じる人の割合

ついて質問した結果、図H高校の生徒がエネルギーの浪費を感じる対象

3-30 よりエネルギーの浪費を感じる人が大いに感じる
その他
24.0%

照明
25.3%

空調
50.6%

1

人と少し感じる人を合わせると全体の７割を占めた。
また、図 3-31 より、特に空0%
図 3-31

20%

40%

60%

80%

100%

調に対して浪費を感じる人
が 7 割の中の 50%、照明と学校生活でエネルギーの浪費を感じる対象

そ の 他 が 25% ず つ で あ っエネルギーの浪費と感じる要因の内訳 （空調）た。

寒くないのに暖房を使う

各種浪費を感じる要因に

暑くないのに冷房を使う

ついて調べた結果、空調・ドアが開いている。

照明ともに消し忘れが最も冷房が効き過ぎている
自由に使いすぎ

多く、図 3-32 より、空調に設定温度が適切でない

関しては空調時の窓・ドア窓が開いているの開け放し、不要な空調、エアコンの消し忘れ

過度の空調などの問題点が0

図 3-32

5

10

15

20

25 人

あがった。その他の要因に関しては、図 3-34 より、直エネルギーの浪費と感じる要因の内訳（空調）

感的に浪費していると感じエネルギーの浪費と感じる要因の内訳 （照明）ていたり、エレベータの利
用頻度の高さに対してエネ

無駄な照明

ルギーの浪費を感じる人が電気の消し忘れ多かった。
0
図 3-33

10

20

30

40 人

そこでまず、照明・空調の電源をきちんと切ることエネルギーの浪費と感じる要因の内訳（照明）に対する意識がどの程度あ38

るのか分析を行ったところ

図 3-35 のようになった。

エネルギーの浪費と感じる要因の内訳 （その他）

男女間に若干のばらつきがみんなの意識が低すぎる

あるものの、全体で見ると約紙の使いすぎ

3 割が未使用室の照明や空調

エレベーターの利用

電源を OFF にする意識を持

そう思うから0
図 3-34

5

10

20 人

15

っていない。
図 3-32、3-33 の結果より、実際にも照明・空調電源の消エネルギーの浪費と感じる要因の内訳（その他）

し忘れが多く発生していると考えられるので、これを改

不在時・退室時に照明・空調をOFFにしている人の割合
普通＝普通教室 特別＝特別教室（演習室等）

める必要がある。
3.8.3

80%
70%

【窓の開閉について】

60%
50%
40%

また、空調時に窓・ドアを30%

開け放していることにエネ

20%

ルギーの浪費を感じると答

10%
0%
男
女
混合

普通・照明
76%
73%
75%

特別・照明
76%
70%
74%

普通・空調
73%
63%
68%

特別・空調
73%
68%
71%

えた人が図 3-32 より、複数見受けられたので、窓を開け放すことにどの程度の人が抵抗を感じているのかにつ

図 3-35

いて質問したところ、図 3-36

不在時・退室時に照明・空調を OFF にしている人の割合のようになった。抵抗を感じるのは女性が多く７割に達

冷暖房中に窓を開けることに抵抗を感じるか否かしているのに対して、男性の感じる, 61%混合

半数が抵抗を感じずに窓を感じない,39%

開放している。図 3-37 より、感じる, 70%

女

教室の窓が開いているのは感じない,30%

主に休み時間と掃除中であ感じる, 53%

男
0%

20%

感じない,47%
40%

60%

80%

り、なぜ開けるのかについて
100%

は図 3-38、3-39 に示した。
冷房時・暖房時共に窓を開け

図 3-36

冷暖房中に窓を開けることに抵抗を感じるか否かについてるのは換気のためという回答が最も多かったので、全熱交換機の効用に対して質問したところ、図 3-39 から分かるように、全体の３割ほどにしか知られていなかった。

39

『教室の窓が開くのは主にいつですか？』に対する回答と冷暖房中に窓を開けることに抵抗を感じる人の割合

80%

女
男 女

男

60%

男

女

40%
男 女

20%
0%

授業中
13%
15%
14%

男
女
混合

図 3-37

休み時間
54%
44%
49%

掃除中
59%
59%
59%

女

男 女

男

その他
5%
4%
5%

開けない
9%
16%
13%

抵抗感じる
53%
70%
61%

空調時の窓を開けるタイミング『冷房中に教室の窓を開けるのはどんな時ですか？』 に対する回答

80%
男 女

60%

男

40%

女

男 女

20%

男

0%

換気
54%
54%
54%

男
女
混合

図 3-38

掃除中
29%
37%
33%

女

男 女

寒いとき
7%
15%
11%

その他
8%
4%
6%

開けない
33%
30%
32%

冷房時に窓を開ける理由『暖房中に教室の窓を開けるのはどんな時ですか？』に対する回答と全熱交換機の効果を知っている人の割合

100%
80%

男

女

60%
男

40%

女

男

女

20%
0%
男
女
混合

図 3-39

男女
男女

換気
76%
86%
81%

掃除中
30%
38%
34%

暑いとき
26%
33%
30%

その他
8%
5%
6%

男女
開けない
14%
11%
13%

知っている
32%
30%
31%

暖房時に窓を開ける理由と全熱交換機の効果について知っているか否かについて

40全熱交換機とは、新鮮な外気を室内に取り入れ、室内の空気を室外に排出する際に、外気の温度と室内の温度との差による熱エネルギーを逃がさずに利用できる機器のことである。冷房時には、高温、多湿な外気が全熱交換器を通過するとき、顕熱と潜熱が外に排出される室内空気によって吸収されるので、外気は予冷、除湿され導入される。また、暖房
時には、これが逆のサイクルとなり、外気は全熱交換機を通過する室内空気によって予熱、加湿されて導入される仕組みである。
H 高校の教室では、この全熱交換機による換気をよく行わないま
ま、窓の開閉によって教室の換気を行っていると考えられるので、これを改める必要がある。
全熱交換機はほとんどの室に設置されている（表 3-4 参照）。
3.8.4
【過冷房・過暖房について】
図 3-40回転型全熱交換器５）（省エネルギーセンターHPより）

http://www.epoc.gr.jp/syoene/technology_3.html参照

次に、過冷房・過暖房に関する分析を行った。空調による影響について質問したところ、冷房によって肌寒く感じることがある、暖房によっ

冷房で肌寒く感じることがある人
暖房で頭がボーとすることがある人の割合て頭がボーとすることがあると答えた人は図 3-41 より、全体の７割であ90%った。女性にいたっては８割が過度

80%
70%

の空調によって影響を受けており、

60%

これらの根本的な原因は、不適切な

50%
40%
30%

男,
57%

女,
83%

混合,
69%

男,
63%

女,
80%

混合,
71%

空調温度設定によるものであると考えられる。
そこで、それぞれが思う快適な空

20%
10%

調設定温度について質問した結果を0%

肌寒く感じることがある

頭がボーとすることがある

ヒストグラムにして以下の図 3-42、3-43 に示した。

図 3-41

過度の空調によって悪影響を受ける人の割合

41表 3-14快適な温度設定値に対する回答 （冷房）

学校環境衛生基準

夏季教室

学校環境衛生の基準（改訂平成１０年１２月１日）

人
40

第１章 定期環境衛生検査 教室等の空気

3530

女性 平均値
25.5℃
男性 平均値
25.3℃

25
20
15

・夏季では 30℃以下であることが望ましい
・また 25〜28℃が最も望ましい（補足）オフィスでは 28℃が奨励されている

105

表 3-150
15 17 19 21 23 25 27 29

図 3-42

快適と思う冷房温度設定値の相関関係

相関係数
男
女
混合

℃

快適な温度設定値に対する回答（冷房）男10.970++
0.993++

女
0.970++
1
0.992++

混合
0.993++
0.992++
1＊人数は男女合計
表 3-16

快適な温度設定値に対する回答 （暖房）人

学校環境衛生基準

冬季教室

学校環境衛生の基準（改訂平成１０年１２月１日）

30

第１章 定期環境衛生検査 教室等の空気

25
女性 平均値
23.8℃
男性 平均値
22.7℃

20
15
10

・冬季では 10℃以上であることが望ましい
・また 18〜20℃が最も望ましい（補足）オフィスでは 22℃が奨励されている

5
0
15 17 19 21 23 25 27 29
図 3-43

表 3-17℃

快適と思う暖房温度設定値の相関関係

相 関 係数
男女
混合

快適な温度設定値に対する回答（暖房）＊人数は男女合計

男
1
0.572
0.917++

女
0.572
1
0.852++

混合
0.917++
0.852++
1

冷房設定温度については表 3-16 より、学校環境衛生基準に合致した回答を得られた。しかし、冷房によって肌寒く感じることがある女性が図 3-41 より、全体の８割に達していることから、過冷房が実際には行われていると考えられる。そこでヒアリング調査を行った
ところ、体育や昼間休み等で汗をかいた際に、教室の空調設定温度を極端に下げる傾向があることが分かった。また、適当な空調設定温度が分からない人が知らずと過冷房・過暖
房となる温度設定を行っているとも考えられ、この傾向は暖房設定温度について特に強く見受けられた。快適な暖房設定温度値に対しては幅広い回答が得られ、そのほとんどが20℃以上であった。平均値（図 3-43 参照）も学校環境衛生基準（表 3-16 参照）で定められている最適室内温度を 3℃上回っている。特に女性が高い温度設定値を好む傾向があり、男女で好みの暖房設定温度が表 3-15 と表 3-17 を比較することから二極化していることが
分かる。

42

過度の空調によって影響を受
冷暖房の影響緩和のための主な対策方法

けている人に対して、どのような対応策を講じているか質問した

窓を少し空けておく
がまん

両方対策

ところ、図 3-44 のような結果が

換気をする

暖房対策

得られた。多くが冷房に対するも衣服で調節する

冷房対策のであり、セーターや長袖を着用

ブランケットを使用するすると答えた人が最も多かった。

設定温度を調節する

そこで、セーター等防寒衣類をセーター（長袖）を着る

冷房期間中にどの程度の人が着0

図 3-44

5

10

15

20

25

30

人

用しているのか、再度アンケート調査を行った結果、女性の６割が冷暖房の影響緩和のための対策

夏にも関わらずセーターを着用

冷房期間中の防寒衣類の着用率していることが分かった（図 3-45
参照）。
女

61%

20%

以上のことから H 高校には基準となる温度設定値がないまま、男

26%

セーター（長袖をよく着用する
ひざかけをよく利用する0

誰もが自由に温度設定値に触れることができることによって過0%
図 3-45

20%

40%

60%

80%

100%

度の空調が起こっており、その対応の仕方が根本原因である空調

冷房期間中の防寒衣類の着用率

設定温度の調節ではなく、まず衣服による調整を行うなど各個人の対応を一番に取っていることがエネルギーの大きな損失に繋がっていると考えられる。
なぜ設定温度を調節するのではなく、個人の対応を行うかについては、アンケートに寄せられた意見によると、教室内の窓辺と廊下付近での室温が異なり、窓辺の生徒は夏冬共に季節の影響を受けやすいため、室内の温度設定値を負荷の大きい方へ変更し、教室内の廊下側にとって過度の空調となっても、設定値を調節するのではなく、窓際の人への配慮
から各個人の対応を取らざるを得ない状況になっているということが分かった。
よって、空調温度設定値の省エネルギー設定を行うには、まず窓辺の断熱を図り、その影響を緩和することによって教室内の空気環境を均一に保つ必要があると考えられる。そのためには、夏冬の空調時にはブラインド・カーテンを使用し、窓にはガラス面への断熱
遮蔽フィルムなどを利用するなどの対策が考えられる。
ガラス面への断熱遮蔽フィルムとは、ガラス面に貼り、透明度を保ちながら赤外線を反射するフィルム（断熱遮断フィルム）のことをいう（図 3-46）。夏には日差しによる窓際の熱負荷を緩和し、冬には、室内から室外へ窓を通じた放熱を低減することができるので、導入により空調用エネルギーの削減が見込め、省エネルギーに繋がるので広く推奨されて43

いる（図 3-47、3-48）。H 高校の普通教室の窓面積は南向きで比較的大きなものになっており、断熱遮蔽フィルムの利用効果は大きいと考えられるので補足説明した。

3-46

断熱フィルムの効果フロー図６）

図 3-47

http://www.epoc.gr.jp/syoene/technology_3.html参照

図 3-48

窓際の温度変化（空気調和衛生工学便覧）６）

条件：夏季（7 月 23 日）、方位

西

窓ガラスからの標準日射熱取得例（流入熱量）６）

条件：時期

http://www.epoc.gr.jp/syoene/technology_3.html参照

ガラス

夏季快晴、場所：東京、方位：西6mm 透明、測定

自記記録計

窓際 30cm

http://www.epoc.gr.jp/syoene/technology_3.html参照

44

第４章
4.1

H 高校の省エネルギー行動指針
非・省エネルギー行動と各対応

H 高校における現状把握の結果を基に、H 高校のエネルギー管理標準としてまとめた 17
つの管理指針を表 4-1 に示す。これら管理指針は空調・照明・EV（エレベータ）に対するものであり、以下に各指針について説明する。また、モニタリング No.は監視系統を意味
し、監視系統については第 5 章で詳述する。
表 4-1
管理部
空調

照明

EV
総括

指針

省エネルギー管理指針
省エネルギー管理指針

モニタリング１

空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する

N o .１

２

不在教室や未使用室の不要な空調を停止する

N o .１３

暑くも寒くもないときは空調を停止する

N o .１４

冷 房 設 定 値 は 26℃ 以 上 と し 、 28℃ を 基 準 値 と す る

N o .２５暖 房 設 定 値 は 22℃ 以 下 と し 、 20℃ を 基 準 値 と す る

N o .２６

設定温度の変更は一度に２℃までとする

N o .２７屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる

N o .３８

冷却塔の設置状況を改善する

N o .３９空 調 機 ・ F C U ・ G H P ・ PA C の フ ィ ル タ ー 清 掃 を 行 う

N o .４１０

全熱交換機のフィルター整備を行う

N o .４１１

空調時には窓・ドアを閉め、断熱を行う

N o .５１２

空調時にカーテン・ブラインドを利用する

N o .６１３窓の遮蔽フィルムを設置する

N o .７
N o .８１４

不在教室や未使用室の不要な照明を消灯する

１５

照明器具及び壁面天井の清掃を行う

１６

高効率ランプへ交換する

N o .９１７

エレベータ利用を見直し、階段を利用する

N o .１ ０

運用状況の改善に努め、定めた指針を遵守する

まず、H 高校のエネルギー消費量のうち、空調エネルギーにかかる割合が高い原因のひ
とつに冷房稼働期間の長さが考えられる。しかし、気候的な問題から空調せざるを得ないということも考えられるので、期間内の１日の空調稼働時間をできる限り短縮していく方法を提案することにした。以下に短縮の方法を説明してゆく。
１.

空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する。空調熱源の停止時間を学校終了時間より前に停止させても、熱源から各室内機に送られる配管の中の未使用熱を利用することで一定時間熱源を停止しても館内を空調することができる。また、空調さ45

れた室内の空気は空調を停止しても一定時間快適な状態を保つことができるので、室内退室時間の 5〜10 分前に室内機を停止することができる。また、登下校に関する調査によって、午後６時以降の生徒学校利用はアリーナに集中しており、生徒の８割がすでに下校していることが分かっている（図 3-27、3-28 参照）。６時以降の空調の使用に関しては、職員室や事務室など GHP 系統の室（表 3-4、3-5 参照）に限定されるので、教室関連の空調を担っている FCU 系統の熱源を５時半頃から停止することができる。
２. 不在教室や未使用室の不要な空調を停止する。運用面に関するアンケート調査・ヒアリング調査によって空調機器の消し忘れが起こっていることが分かっている。これを徹底して防止する必要があるのだが、現実問題として消し忘れはどうしても起こりう
る問題であり、業界でも自動制御にたよる傾向が強い。しかし、H 高校は夜間の利用がなく、スケジュール管理によって熱源を停止することで学校稼働時間外の最低限の防止は可能である。問題は、学校運用時間内の消し忘れであり、これについては工夫が必要であるだろう。この工夫に関しては研究の対象外であるのであまり言及しないが、一つの例として、省エネルギー係なるものを各クラスに組織し、移動教室の際には空調・照明等を消すことを義務づけることが効果的であると思われる。日替わりで係りを交代すれば、一人一人の負担は少なく、また生徒全員が省エネルギー活動を体験することで意識向上にもつながるため、環境教育の一環としてもよいだろう。モニ
タリング管理を導入すれば各室のエネルギー使用実態が把握できるので、環境週間を設け、省エネルギーの度合いを各クラスで競わせるなど、ある程度の遊びがあってもいいと思われる。省エネルギーは我慢することではなく、いかにエネルギーと上手く付き合っていくかということが大切であり、そのことを生徒に教えてゆく意義は大きい。
３. 外気温がさほど暑くも寒くもないときは空調を停止する。アンケートによせられた意見から、比較的まだ涼しい夏の朝夕方、暖かな冬の昼間も空調を作動していることが分かっている。そのため、室内から外気温を把握できるような措置を行い、本当に空調が必要か否かを判断し、不要な空調を停止していく必要がある。また、室の未使用時に室内環境を悪化させない工夫を講じることも重要である。例えば、日中暖まった館内空気を夜間に放出し、夜間の冷気を取り入れることで夏場の朝を予冷して迎えることができる。これをナイトパージと呼び、採用している学校も多い。
しかし、H 高校は全館空調完備であり、館内環境の方が夜間の外気より優れている
可能性もある。そのため、ナイトパージによる効果が逆効果となりかねないので、注意が必要である。その場合は、断熱することで昼間蓄えた熱環境を保存し、次の日に持ち越すなどの工夫を凝らすことも検討するとよいだろう。冷房期間中の一つ

46

の案としては、下層階の各室の未使用時にカーテン、ブラインドを閉め、窓の断熱を補強し、換気を停止する。上層階は同じく断熱を図りながら全熱交換機によって積極的に館内に溜まった暖気を放出するなど、蓄熱と放熱を上手く併用するのが効果的であると考える（図 4-1 参照）。これは日中の冷房利用に関しても同じことが言えるが、断熱を怠ると必要な冷気まで放出しかねないため、注意が必要である。冬場に関しては断熱を徹底し、全熱交換機による全室換気を心がけ、蓄熱に徹することが望ましい。

放熱

太陽

放熱

熱

屋上
上層階
換気

図 4-1

暖

気

換気

北館

南館

１〜３階

１〜３階

断熱
地上

上層階

アトリウム
吹き抜け

断熱

断熱

H 高校における夏季の断熱と放熱のイメージ図（H 高校正面から見た断面図）

次に、不適切な空調温度設定によって過度の空調が行われていることが分かっている（図3-40 参照）。H 高校では自由に各室の空調利用、温度調節が行えるので、そのため設定温度が不適切なものにならないように、基準値についてきちんと定める必要がある。
４.

冷房設定値は 26℃以上とする。学校環境衛生基準では（表 3-14 参照）、夏の教室環
境は 25℃〜28℃が最も望ましく、30℃以下であることが望ましいとされている。また、コスト意識の高い企業オフィスではクールビズ等によって既に冷房設定 28℃が奨励されている。H 高校では、夏場 6 割の生徒がセーターやひざかけを利用していることが分かっているので（図 3-44 参照）、季節に見合った服装をし、省エネルギーセ
ンター等によって広く推進されている設定値 28℃を基準値とすることにした。また、冷房の下限値を学校環境衛生基準の最低値 25℃より 1℃高い 26℃とすることで、必要以上の冷房を防止することにする。1℃高めた理由は、25℃の設定では省エネルギ
ー効果がないと判断したためである。

47

５.

暖房設定値は 22℃以下とする。学校環境衛生基準では（表 3-16）、冬の教室環境は
18℃〜20℃が最も望ましく、10℃以上であることが望ましいとされている。これより、暖房設定値は 20℃を基準値とすることにした。また、省エネルギーセンターが企業オ
フィス向けに広く推進している暖房設定値は 22℃であるので、これを暖房設定値の上限値とし、必要以上の暖房を防止することにする。

６.

設定温度の変更は一度に２℃までとする。空調設定温度を一度に大幅に変更することが、H 高校における過度の空調につながっていることが分かっている。即効性を求めて設定温度を限界まで上げ下げしながら快適室温をハンチングするのではなく、適正な温度調節を行う必要がある。

H 高校はアトリウム部分のガラス張り効果や、階数の多い建築設計によって、上層階における夏場の室内環境が極めて悪化しやすい。よって、屋上部分の断熱を図る必要があり、屋上に設置されている冷却塔の設置状況の改善も合わせて行うとよい。
７.

屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる。屋上の断熱については緑化などの手法が取られてきている。H 高校の校長の好意で真夏の屋上に上がらせて頂いたが、鉄筋コン
クリートに蓄えられた熱によってその場は蒸し返っていた。屋上に日除けを設けるだ
けでも屋根を伝って降りてくる熱は相当分カットされると思われるので、工夫を凝らした断熱を図る必要がある。

８.

冷却塔の設置状況を改善する。冷却塔は、風通しの悪さ、直射日光などの影響によって藻の発生が促進されるため注意が必要である。冷却水の汚れに関しては、腐食・ス
ケール・藻・スライムなどがあり、それら全てが空調機器の熱交換効率の低下を引き起こすものである。熱交換効率の低下はファン動力や冷温水機への負荷を増大させる
ので、冷却塔にも同じく日除けを行い、定期的に水質検査を行う必要がある。

冷却塔と同様に熱交換効率の観点から、よく見落とされる空調機器の清掃についても考える必要がある。
９.

空調機・FCU・GHP・PAC のフィルター清掃を行う。日本ビルエネルギー総合管理技術協会の省エネ効果試算によると、フィルターが目詰まりしていると個々の能力が低下し、電気代が約 5〜10%上昇するとされている。これは空調効率の低下を示すものであり、フィルターの清掃を定期的に行う必要がある。

48

１０.

全熱交換機のフィルター清掃を行う。理由は上と同様であるので省略する。

次に、空調時の外気取入は空調負荷となることが分かっている。その影響の度合いは省
エネルギーセンター調べで冷房負荷の 15〜30％、暖房負荷の 30〜50％を占めるとされている。H 高校では運用調査から窓を開放して空調することに対する生徒の抵抗感が薄く、窓やドアの開け放しが頻繁に起こっていると考えられる（図 3-35 参照）。よって、窓辺の外部負荷軽減について以下にその対応をまとめる。
１１.空調時には窓・ドアを閉め、断熱を行う。省エネルギーセンター調べで外気取入量を20%程度軽減すると冷房負荷が 5％前後、暖房負荷は 10%前後の削減が可能とされている。換気は全熱交換器を主に使用し、清掃時間には空調機を停止してから窓を開けるか、設定温度を負荷の小さい方へ変更して清掃を行うことが望ましい。
１２.空調時にカーテン・ブラインドを利用する。ブラインドメーカーのタチカワブラインドによると、冷房中に南側窓にブラインドをかけた場合、空調電力で 24％程度の削減が期待できるとされている。H高校における熱源の消費エネルギー源は主にガスであり、1ｍ3当たりのガスの仕事量は 1kWh当たりの仕事量の約 4.7 倍であることから、概算で約 5％程の削減効果があると考えられる。同様に、暖房中に北側窓にブラインドをかけた場合、灯油で 22%程度の削減が期待できるとされている。ガス 1m3当たりの仕事量は、灯油 1 リットル当たりの仕事量の約 1.2 倍であることから、概算で 18%程度の削減が期待できると考えられる。しかし、カーテンやブラインド利用がどこまで徹底して行われているのか管理することは難しいので、数値は目安として考え、当面はカーテン・ブラインドの利用促進に注力することが望ましいだろう。
１３.窓の遮蔽フィルムを設置する。H 高校の南館は主に普通教室として用いられており、窓も南側に設置されているため、夏の陽射しが普通教室の大きな冷房負荷となっていると考えられる。メーカーである帝人のデータによると、熱線遮断タイプのフィルターによる省エネルギー効果は約 19〜25%、断熱タイプのフィルターによる省エネルギ
ー効果は 25〜35%としており、体感温度にして実に 5〜9℃の低減効果があるとしている。
次に空調以外に関する非・省エネルギー内容とその対応方法についてまとめる。
１４.不在教室や未使用室の不要な照明を消灯する。現状調査から照明の消し忘れが起こっていることが分かっている（図 3-32）。これを徹底して防止する必要があるのだが、49

現実問題として消し忘れはどうしても起こりうる問題であり、消し忘れ防止には工夫が必要である。この工夫に関しては研究の対象外であるのであまり言及しないが、工夫例を指針２『不在教室や未使用室の不要な空調を停止する。』に記述した。
１５.照明器具及び壁面天井の清掃を行う。照明器具周りの清掃を行い、反射率や透過率を上げることにより、照明の間引きや、照度を見直して照明エネルギーの削減を図ることができる。また、天井や壁、床の光反射率に照明電力消費量は反比例する。省エネ
ルギーセンター調べで、反射率が 55%のとき、照明電力が 24W/m2に対して、反射率が 72%のとき、照明電力は 18W/m2であり、省エネルギーに寄与するとされているが、毎日の清掃で天井壁面まで行うことは難しい。しかし、壁面天井の清掃状況チェック
はライフサイクルコストの低減につながるので、その意味で行うものとする。
１６.高効率ランプへ交換する。照明電灯・電球には数多くの種類があり、中には省エネル
ギー設計されたものがあるので、長時間点灯する必要がある部位には、消費効率のよいものを採用することが望ましい。
１７.エレベータ利用を見直し、階段を利用する。H高校は６階建てであり、生徒は１階から５階を主に利用しているため、エレベータの利用頻度が非常に高いことが分かっている。空調にかかるエネルギー量と比べ、月ごとのエレベータにかかるエネルギー量は小さくはあるが、年間の消費量を積算するとH高校におけるエネルギー消費の約11%を占めることが試算結果から推測できた。エネルギーコスト意識の高い企業ビル、オフィス等では既にエレベータ利用より階段利用を奨励しており、エレベータ利用にかかるエネルギー量の低減が図られてきている。日本ビルエネルギー総合管理技術協会によると、平均的な事務所ビル（エネルギー消費原単位＝2,163 MJ/m2・年）のエ
レベータ搬送比率（エネルギー消費原単位に対するエレベータの消費エネルギー量）
は 2.3%（H高校は推定 11.3%）とされている４）。エネルギー消費規模が事務所ビル
平均の約 1/4 であるので、H高校と単純に比較することはできないが、照明などに代表される必須エネルギーとは違い、エレベータは階段を利用することでエネルギーの消費を回避することができるので、利用方法の見直しが必要である。

補足.H 高校では各室から漏れる冷気や暖気によってアトリウム空間及び廊下部分まで冷暖房が行われていることが学校利用者の経験則から分かっている。特に夏場はこれらの空気は徐々に温められながら上層に溜まり、積極的に換気されるものであるが、下層階の空気は非常に利用価値の高い空気環境となっている可能性がある。そこで、そのような場合は１階の図書館やカフェテリアなどの空調を停止し、アトリウム空間下50

層部の空気を利用した内気空調を行うことが可能であると考えられる。しかし、今回作成した省エネ管理指針では各室の断熱を行うことを目的としており（指針 12,13）、
アトリウム空間の空気環境を利用した内気空調を行うことは本来の本旨とは外れているものである。よって、これを断熱が行われずにアトリウム空間の空気まで空調が及んだ時の二次の策として考え、1 階部分に対しては例外的に館内空気を利用した内気空調を認めることにする。
4.2

H 高校省エネルギー行動指針

以上 17 つの管理指針（表 4-1 参照）に従って、H 高校の省エネルギー行動指針を作成した。省エネルギー行動指針を定めるに当たって、H 高校の各室をその利用形態ごとに 4つに分類し表 4-2 に示した。これは、省エネルギー行動指針を室ごとに定める際に、室の利用形態が似ているものに対しては同じ行動指針を用いることができるためである。分類の仕方については以下に述べる。

表 4-2

階
１階

２階

３階

H 高校の室分類表

①

教室部

室名
購買
放送室（スタジオ）
事務室倉庫
進路指導資料室
保健室
図書館
食堂
印刷室２
印刷室１
生徒会（資料）室
職員室・企画コーナー
生徒指導室
管理用務員室
事務室
進路指導室
校長室
会議室
厨房
休養室（女子更衣室）
アトリウム
昇降口（ホール）
マルチメディアコーナー
同窓会室
資料室
演習室９
自習室
普通教室６室
演習室１〜８
授業研究室
和室（畳の間）
和室（板の間）化学準備室
家庭科準備室

①

②
●

③

②

非教室部

④ 階

●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●

４階

●
●
●

５階

●
●
●
●
●
●
●
●
●

６階
●
●

屋上
追記

51

③

アメニティ部

室名
物理地学準備室
生物準備室
CALL教室準備室
CAI準備室
倉庫（暗室）CALL教室
CAI教室
被服室
普通教室６室
調理実習室
化学教室
物理地学教室
生物室
自然科学教室トレーニング室
男女更衣室
管理室
放送室
器具庫
体育館（アリーナ）
普通教室６室
空調機械室（熱源）調整室
講師控え室
空調機械室（１）
湯沸室
倉庫
講堂
小ホール
アトリエ
空調機械室（２）
その他

①

④
②
●
●
●
●
●

管理部
③

④

●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●

エレベーター●

学校の室利用形態の分類については、以下の手順で 4 つに分類を行った。１つは生徒が学習するために設けられている教室部。２つ目は職員室や校長室など、職員が使用するために設けられた非教室部。３つ目は図書館やカフェテリア、更衣室など、非教室ではあるが生徒が積極的に介入する室利用形態があり、これをアメニティ部とした。４つ目は空調
機械室など事務室で管理する室であり、これを管理部とする。
これら４種類の室郡に対して省エネルギー行動指針を以下に示した。ただし、教室・非教室部については同じ行動指針となったので１つにまとめて表 4-3 に示し、アメニティー
部については室ごとに利用方法が大きく異なるものがあるので、必要に応じて各々に行動指針を立て、表 4-4、4-5、4-6、4-7、4-8 に示した。また、それ以外のものについては 1
つの行動指針にまとめて表 4-9 に、管理部の行動指針については表 4-10 に示した。
表 4-3

省エネルギー行動指針（教室・非教室部）

教室・非教室省エネルギー行動指針
夏
冷房設定温度は２６℃以上にしましょう
設定温度の変更は一度に２℃までにしましょう
暑くない穏やかな朝・夕は冷房をやめましょう
誰もいない部屋の冷房はやめましょう
冷房中は、窓やドアを必ず閉めましょう
南側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

暖房設定温度は２２℃以下にしましょう
設定温度の変更は一度に２℃までにしましょう
寒くない穏やかな日中は暖房をやめましょう
誰もいない部屋の暖房はやめましょう
暖房中は、窓やドアを必ず閉めましょう
北側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

誰もいない部屋の照明は消しましょう

表 4-4

補足
基準値は28℃

基準値は20℃

省エネルギー行動指針（アメニティー部①）

図書館・マルチメディア
省エネルギー行動指針夏アトリウムの空気を利用した内気冷房を心懸けましょう
冷房設定温度は２８℃にしましょう
冷房中は内気冷房をやめ、窓やドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

アトリウムの空気を利用した内気暖房を心懸けましょう
暖房設定温度は２０℃にしましょう
暖房中は内気暖房をやめ、窓やドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

未使用時の照明・空調の電源は切りましょう52表 4-5

省エネルギー行動指針（アメニティ部②）

食堂カフェテリア
省エネルギー行動指針夏アトリウムの空気を利用した内気冷房を心懸けましょう
冷房は昼食時間中に使用し、内気冷房を心懸けましょう
冷房設定温度は２８℃にしましょう
冷房中は内気冷房をやめ、窓やドアを必ず閉めましょう
南側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

アトリウムの空気を利用した内気暖房を心懸けましょう
暖房は昼食時間中に使用し、内気暖房を心懸けましょう
暖房設定温度は２０℃にしましょう
暖房中は内気暖房をやめ、窓やドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

未使用時の照明・空調の電源は切りましょう

表 4-6

省エネルギー行動指針（アメニティ部③）

更衣室
省エネルギー行動指針
夏
冷房設定温度は２８℃にしましょう
体育・部活動のあとは必ず冷房をやめましょう
冷房中はドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

暖房設定温度は２0℃にしましょう
体育・部活動のあとは必ず暖房をやめましょう
冷房中はドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

使用後は照明を消しましょう

表 4-7

省エネルギー行動指針（アメニティ部④）

EV 省エネルギー行動指針
通年 階段の利用を心懸けましょう
表 4-8

省エネルギー行動指針（アメニティ部⑤）

進路指導資料室省エネルギー行動指針夏アトリウムの空気を利用した内気冷房を心懸けましょう
冷房設定温度は２８℃にしましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

アトリウムの空気を利用した内気暖房を心懸けましょう
暖房設定温度は２０℃にしましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

未使用時の照明・空調・換気の電源は切りましょう53表 4-9

省エネルギー行動指針（アメニティ部⑥）

その他の室
省エネルギー行動指針
夏
冷房設定温度は２８℃にしましょう
冷房中は、窓やドアを必ず閉めましょう
南側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

暖房設定温度は２０℃にしましょう
暖房中は、窓やドアを必ず閉めましょう
北側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

使用後は必ず空調・照明・換気の電源を切りましょう
表 4-10

管理部

通年

省エネルギー行動指針（管理部）

省エネルギー行動指針
空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する
暑くも寒くもないときは空調を停止する
屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる
冷却塔の設置状況を改善する
空調機・FCU・GHP・PACのフィルター清掃を行う
全熱交換機のフィルター整備を行う
窓の遮蔽フィルムを設置する
照明器具及び壁面天井の清掃を行う
高効率ランプへ交換する
運用状況の改善に努め、定めた指針を遵守する

以上の省エネルギー管理指針及び行動指針を、本研究の簡易 BEMS の手動制御部とし、設備の適正運用を行う際の判断の基準として用いる。

54

第５章
5.1

H 高校のエネルギーモニタリングシステムの概念設計
モニタリングの評価対象と省エネルギー効果算定方法

省エネルギー行動指針による設備運用上の制御効果を評価するためには、各指針が効果を発揮する対象を把握し、その実際値を収集するモニタリング監視を行う必要がある。表5-1 に省エネルギー指針ごとの効果を整理し、日本ビルエネルギー総合管理技術協会の省
エネ効果試算方法4)を基に効果算定方法の分類を行った。ただし、指針 15 についてはラン
ニングコストというよりライフサイクルコストに対する効果の意味合いが強いので、モニタリング管理の対象からは除外し、定期的に目視によって記録することとする。

表 5-1

省エネルギー管理指針の効果

指針
省エネルギー行動指針
効果
効果算定方法対象①
空調設備 1 空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する 運転時間の短縮

照明設備
EV

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

不在教室や未使用室の不要な空調を停止する
暑くも寒くもないときは空調を停止する
冷房設定値は26℃以上とし、28℃を基準値とする
暖房設定値は22℃以下とし、20℃を基準値とする
設定温度の変更は一度に2℃までとする
屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる
冷却塔の設置状況を改善する
空調機・FCU・GHP・PACのフィルター清掃を行う
全熱交換器のフィルター整備を行う
空調時には窓・ドアを閉め、断熱を行う
空調時にカーテン・ブラインドを利用する
窓の遮蔽フィルムを設置する
不在教室や未使用室の不要な照明を消灯する
照明器具及び壁面天井の清掃を行う
高効率ランプへ交換する
エレベータ利用を見直し、階段を利用する

機器の適正運転②

冷房負荷の低減③

空調負荷の低減④

点灯時間の短縮
反射率の向上
照明負荷の低減
動力負荷の低減

⑤
⑥
⑦
⑧
×
⑨
⑩

算定方法の番号は第 4 章表 4-1 のモニタリング No.に対応するものであり、このモニタ
リング No.は、各効果算定に用いるデータの収集を行う監視系統図の系統 No.とも対応している。以下に、各算定方法と必要なデータを表 5-2 にまとめ、データ収集を行うためのモニタリング系統図を各系統別に図 5-1〜5-5 に示し、各効果算定方法について①から順に説明する。
また、今回作成した効果算定方法は日本ビルエネルギー総合管理技術協会による省エネ
効果試算方法を基に作成したオリジナルのものである。

55

表 5-2

省エネルギー行動による効果の算定方法

No.
①

②

③
④

⑤

⑥

⑦

⑧
⑨
⑩

効果算定方法

必要なデータ

①運転内容（冷房/暖房）
空調熱源・空調機短縮（延長）時間＝前期稼働時間―運転時間②運転時間
室内機短縮（延長）時間＝10時間―運転時間③空調消費電力量
消費熱量削減量①＝（運転時の消費熱量合計÷運転時間−停止時の消費熱量合計÷停止時間）×短縮時間 ④空調消費ガス量
消費熱量増加量①＝（運転時の消費熱量合計÷運転時間−停止時の消費熱量合計÷停止時間）×延長時間 ⑤室温
⑥外気温
（冷房）
冷房時上昇温度＝冷房時平均設定温度−26℃①運転内容（冷房/暖房）
冷房削減量②＝冷房用空調消費熱量×冷房削減効果率（0.1）×冷房時上昇温度≧0②運転時間
冷房増加量②＝冷房用空調消費熱量×冷房削減効果率（0.1）×冷房時上昇温度＜0③空調消費電力量
冷房効果率＝冷房削減（増加）量÷（冷房用空調消費熱量＋冷房削減（増加）量）④空調消費ガス量（暖房）⑤空調設定温度値
暖房時下降温度＝22℃−暖房時平均設定温度
暖房削減量②＝暖房用空調消費熱量×暖房削減効果率（0.13）×暖房時下降温度≧0
暖房増加量②＝暖房用空調消費熱量×暖房削減効果率（0.13）×暖房時下降温度＜0
暖房効果率＝暖房削減（増加）量÷（暖房用空調消費熱量＋暖房削減（増加）量①屋上壁面の表面温度
熱遮蔽効果③＝ 0.3kwh/m2 × 日照緩和面積 × 9.83MJ/kwh × 夏季晴天日数②日照緩和面積③天候エネルギー損失防止量④＝各機器の年間消費熱量÷（1―0.05）−各機器の年間消費熱量①清掃の有無＝各機器の年間消費熱量×0.0526315②各機器の消費電力量
換気用外気取入量（m3/ｈ・人） ≦ 25(m3/ｈ・人)（冷房）①運転内容（冷房/暖房）
外気取入量（m3/ｈ・人）≒外気負荷（MJ/m2・月）②外気取入量A＝余剰外気負荷（MJ/m2・月）＝（外気取入量―25）③平均室利用人数
エネルギー損失量⑤（MJ/月）＝ A × 室面積
④室面積
（暖房）
外気取入量（m3/ｈ・人）＋１ ≒ 外気負荷（MJ/m2・月）
B＝余剰外気負荷（MJ/m2・月）＝（外気取入量―25）＋１
エネルギー損失量（MJ/月）⑤＝ B × 室面積（冷房）
冷房削減量⑥(MJ)＝空調用電力消費熱量÷（1―0.24）―空調用電力消費熱量（MJ）①カーテン・ブラインドの＝空調用電力消費熱量×0.31579
空調時における利用率（暖房）
暖房削減量⑥（MJ）＝空調用ガス消費熱量÷（1―0.18）―空調用ガス消費熱量（MJ）＝空調用ガス消費熱量×0.21951
A＝空調用消費熱量（MJ）（熱遮断タイプ）①遮蔽フィルムの設置状況
空調削減量⑦（MJ）＝A÷（1―0.19）―A②遮蔽フィルムの仕様＝A×0.23457③空調消費電力量（断熱タイプ）④空調消費ガス量
空調削減量⑦（MJ）＝A÷（1―0.25）―A=A×0.33333
照明点灯時間（ｈ）＝照明電力消費量（kwh）÷室内総ワット数（kwh）①照明消費電力量
点灯短縮時間＝前期日平均点灯時間―今期日平均点灯時間②室内総ワット数
照明電力削減（増加）量⑧（MJ）＝室内総ワット数×点灯短縮時間×9.83MJ/kwh
A＝交換するランプの総ワット数＝高効率照明電力（kwh）×交換本数①標準照明電力
B＝交換されるランプの総ワット数＝標準照明電力（kwh）×交換本数②高効率照明電力
点灯時間＝照明消費電力量（kwh）÷A
③交換本数
照明電力削減量⑨（kwh）＝（B―A）×点灯時間④照明消費電力量
EV消費削減（増加）量⑩（MJ/m2）＝前期エレベータ消費原単位―今期エレベータ消費原単位①EV消費電力量＊効果算定方法の No.は監視（モニタリング）系統の No.と対応している

モニタリングNo.
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩

削減量 MJ
消費熱量削減量①
冷房削減量②
暖房削減量②
熱遮蔽効果③エネルギー損失防止量④

増加量 MJ
消費熱量増加量①
冷房増加量②
暖房増加量②エネルギー損失量⑤
冷房削減量⑥
暖房削減量⑥
空調削減量⑦
照明電力削減量⑧
照明電力削減量⑨
EV消費削減量⑩

照明電力増加量⑧
EV消費増加量⑩

56

表 5-3

モニタリングから分かる削減効果

省エネ量＝削減量―増加量＞０以下に表 5-2 より必要となるデータのデータログの頻度を示す（表追記①）。

表追記①

No.

必要なデータ

①運転内容（冷房/暖房）②運転時間① ③空調消費電力量④空調消費ガス量⑤室温⑥外気温①運転内容（冷房/暖房）②運転時間② ③空調消費電力量④空調消費ガス量⑤空調設定温度値①屋上壁面の表面温度③ ②日照緩和面積③天候④ ①清掃の有無②各機器の消費電力量①運転内容（冷房/暖房）⑤ ②外気取入量③平均室利用人数④室面積

データログの頻度

リアルタイム 日単位 更新時 固定値
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●

⑥ ①カーテン・ブラインドの空調時における利用率①遮蔽フィルムの設置状況⑦ ②遮蔽フィルムの仕様③空調消費電力量④空調消費ガス量⑧ ①照明消費電力量②室内総ワット数①標準照明電力⑨ ②高効率照明電力③交換本数④照明消費電力量⑩ ①EV消費電力量

●

●
●
●
●

●
●
●
●
●
●
●

次に、モニタリングデータの収集経路及び対象を系統図として以下に示す。

57

図 5-1

モニタリング系統図①

図 5-2

図 5-3

モニタリング系統図②

モニタリング系統図③〜⑥以上を、H 高校を事例としたエネルギ
ー監視部とし、エネルギー管理に必要なデータ収集経路としてこれを示す。

図 5-4

図 5-5

モニタリング系統図⑧〜⑩モニタリング系統図⑦58

【モニタリング No.1】●指針１『空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する。』●指針２『不在教室や未使用室の不要な空調を停止する。』●指針３『外気温がさほど暑くも寒くもないときは空調を停止する。』

ここでは、単位期間当たりの各空調機器運転時間の長さを評価する。評価は冷房運転・暖房運転に分けて行う。熱源及び空調機については年間・月間・日毎の空調稼働スケジュールを作成し、管理部がこれを厳守するなど、時間短縮には工夫も求められる。空調室内機については、稼働終了時刻が室ごとにまちまちであるので、室ごとの空調稼働時間を把握し、問題があるごとに対策を検討する必要がある。空調熱源・空調機の短縮時間は前期
稼働時間より短縮した分を、各室の空調室内機は空調時間 10 時間(８時〜１８時)より短縮
した分を評価する。ただし、空調機器は停止時にも待機という形で少量エネルギーを消費している可能性があるので、これも考慮する必要がある。
以下に効果算定方法を記述する。
【運転時間短縮による効果の計算方法】

空調熱源・空調機短縮（延長）時間＝前期稼働時間―運転時間
室内機短縮（延長）時間＝10 時間―運転時間
消費熱量削減量＝（運転時の消費熱量合計÷運転時間−停止時の消費熱量合計÷停止時間）×短縮時間
消費熱量増加量＝（運転時の消費熱量合計÷運転時間−停止時の消費熱量合計÷停止時間）×延長時間
空調（冷房/暖房）効果率＝消費熱量削減（増加）量÷（総消費熱量＋消費熱量削減（増加）量）【効果算定に必要なデータ①】①運転内容（冷房/暖房）②運転時間③空調消費電力量④空調消費ガス量

⑤室温

⑥外気温

注意；⑤と⑥は効果算定には用いないが、指針３を考慮してモニタリング監視するものとする【モニタリング No.２】●指針４『冷房設定値は 26℃以上とする。』●指針５『暖房設定値は 22℃以下とする。』●指針６『設定温度の変更は一度に２℃までとする。』

59

ここでは、空調設定温度の適正設定による省エネルギー効果を評価する。評価は冷房
設定値・暖房設定値に分けて評価を行う。省エネルギーセンターのデータによると、冷房設定温度を１℃上昇させることで空調負荷率が 10%削減、暖房設定温度を１℃下降す
ると空調負荷率が 13%削減するとされている。ただし、設定温度を２℃上げ下げしたからといって、冷房負荷率が 20%削減されたり、暖房負荷率が 26%削減されるものではないことを注意しておく。省エネルギーセンター調べで冷房設定温度を 2℃上昇すると、約 17％の削減効果があるとされている。
以下に効果算定方法を記述する。
【空調設定温度の適正化による効果の計算方法】（冷房）
冷房時上昇温度＝冷房時平均設定温度−26℃
冷房削減量＝冷房用空調消費熱量×冷房削減効果率（0.1）×冷房時上昇温度≧0
冷房増加量＝冷房用空調消費熱量×冷房削減効果率（0.1）×冷房時上昇温度＜0
冷房効果率＝冷房削減（増加）量÷（冷房用空調消費熱量＋冷房削減（増加）量）（暖房）
暖房時下降温度＝22℃−暖房時平均設定温度
暖房削減量＝暖房用空調消費熱量×暖房削減効果率（0.13）×暖房時下降温度≧0
暖房増加量＝暖房用空調消費熱量×暖房削減効果率（0.13）×暖房時下降温度＜0
暖房効果率＝暖房削減（増加）量÷（暖房用空調消費熱量＋暖房削減（増加）量（冷房設定温度を 28℃に固定した時の効果算定例；冷房消費熱量 100MJ とした場合）

冷房時上昇温度＝28℃−26℃＝2℃
冷房削減量＝100×0.1×2＝20MJ
冷房効果率＝20÷（100＋20）＝0.1666

⇔

約 17%

（平均暖房設定温度が 24℃であった時の効果算定例；暖房消費熱量 500MJ とした場合）

暖房時下降温度＝22℃−24℃＝―2℃
暖房増加量＝500×0.13×（―2）＝―130MJ
暖房効果率＝（―130）÷（500―130）＝―0.3514

⇔

約―35%

試算結果より、2℃調節した時の効果率は省エネルギーセンターの試算結果とほぼ同じ値を示した。

60

また、H 高校の２年生に対して行ったアンケート調査結果より、女性が思う快適な暖房設定温度値の平均
設定温度が 23.8℃であったことを考えると（図 3-42 参照）、仮に設定温度値が 24℃に設定されたまま暖房を行っていた場合、一般的に奨励されている設定温度値（22℃）の時と比較して、試算結果から空調
負荷 35%分の損失につながっていることになる。これを、学校環境衛生基準によって最も快適な設定温度(18〜20℃)とされている室温 20℃まで下げた場合、その効果は実に設定 24℃の時と比べて、空調負荷の 41%の軽減につながる可能性があることが分かった。以上のことから、各室の空調設定温度について
モニタリング管理し、省エネルギー行動によって設定を適正化するメリットは非常に大きいと考えられる。

【効果算定に必要なデータ②】①運転内容（冷房/暖房）②運転時間③空調消費電力量④空調消費ガス量⑤空調設定温度値【モニタリング No.３】●指針７『屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる。』●指針８『冷却塔の設置状況を改善する。』

ここでは、屋上壁面の日照緩和による熱遮蔽効果を評価する。冷却塔は強い夏の陽射しによってその冷房効率が低下することが分かっている。また、H 高校の屋上断面から貫通する熱量の比率はアトリウム空間のガラス天井等を考えると非常に大きく、上層階の室環境に悪影響を及ぼしていることが考えられる。よって、屋上に設置されている H 高校の冷却塔及び屋上壁面の日照緩和を講じることが望ましく、その効果判定を行うため屋上壁面の温度変化をモニタリング管理し、冷却水については定期的な水質検査を行う。
表 5-4

屋上緑化による日照緩和効果４）

都市緑化技術開発機構

特殊緑化共同

日中

夜間

13〜15 時平均

23〜24 時平均研究会によると、屋上緑化を行った場合、屋上タイル表面

57.7℃

31.8℃

緑化した屋上階下の部屋の室温は 2.0〜

芝生表面

38.6℃

26.4℃

2.4℃程度下降し、夏季の晴天時１日のエ

植栽基盤下面

28.1℃

27.5℃

ネルギー遮蔽効果は 0.56kWh/m2程度とされている。また、厚さ 15cmの南向き

鉄筋コンコリート壁面の緑化による、夏季の晴天時１日の熱エネルギー遮蔽効果は同協会によると 0.4kWh/m2程度としており、その屋上表面温度に対する効果を表 5-4 に示した。
ここでは日中の屋上壁面の平均表面温度を 40℃以下にすることを目標とし、目標を達成

61

した際の効果算定を行うことにする。40℃を下回った時の熱エネルギー遮蔽効果は、H高校が一部ガラス張り天井であることを考慮し、特殊緑化共同研究会の上記データを参考に0.3kWh/m2とした。H高校の屋上面積は約 780m2。
以下に効果算定方法を記述する。
【屋上の日照緩和による効果の計算方法】

熱遮蔽効果＝0.3 kWh/m2

夏季晴天時の最大熱遮蔽効果＝×

日照緩和面積0.3 kWh/m2

××9.83 MJ/kWh

780 m2××9.83 MJ/kWh

夏季晴天日数＝約 2300.22 MJ（夏季晴天時に屋上面積の 30%日照緩和に成功した時の効果算定例；晴天日数４０日間とした場合）

夏季晴天時の熱遮蔽効果＝0.3×780×0.3×9.83×40＝27602.64 MJ【効果算定に必要なデータ③】①屋上壁面の表面温度②日照緩和面積③天候【モニタリング No.４】●指針９『個別空調機 FCU・GHP・PAC のフィルター清掃を行う。』●指針１０『全熱交換機のフィルター整備を行う。』
ここでは、空調機器、全熱交換機のフィルター清掃を定期的に行うことで、目詰まりからくる熱交換効率の低下を防止することによる省エネルギー効果を評価する。
ビルエネルギー総合管理技術協会によると、メーカー資料４）により各種フィルターが目詰まりしていると能力が低下し、電気代が約 5〜10%の無駄になるとされている。よって、この 5%をエネルギー損失率として扱い、各種機器のエネルギー消費量と清掃状況をモニタリング管理することにした。
以下に効果算定方法を記述する。
【フィルター清掃によるエネルギー損失の防止効果算定方法】

62

エネルギー損失防止量＝各機器の年間消費熱量÷（1―0.05）−各機器の年間消費熱量＝各機器の年間消費熱量×0.0526315【効果算定に必要なデータ④】① 清掃の有無②各機器の電力消費量【モニタリング No.５】●指針１１『空調時には窓・ドアを閉め、断熱を行う。』
ここでは、外気取入による空調負荷の大きさを評価する。どの部屋においてもある程度の換気は必ず必要であり、新たに取り込まれた空気は空調負荷となる。冷房時の外気取入による空調負荷は省エネルギーセンター調べで空調負荷の約 15~30%、暖房時は空調負荷の約 30~50%を占めるとされている。
人一人当たりに必要な空気量は約 25 m3/ｈと言われており、H高校における教室の平均人員数は 42.5 人であるので、約 1062.5 m3/ｈの換気が理論的には必要である。しかし実際に取込む空気量はこれより少なくなる傾向があり、冬場には空気がこもりがちになるのはそのためである。
外気取入量が 25m3/ｈ・人を越えた時、窓やドアが開放されていると見なし、浸入した
外気負荷を空調エネルギー損失量として計算する。外気取入量と空調負荷の関係は、以下の表 5-5、5-6 に示す。
表 5-5

表 5-6

外気取入量と冷房負荷４）

外気取入量と暖房負荷４）

外気取入量

外気負荷

全負荷

外気取入量

外気負荷

全負荷

（m3/ｈ・人）（MJ/m2・月）（MJ/m2・月）(m3/h・人)（MJ/m2・月）（MJ/m2・月）

２５

２５

６５

２５

２６

２４

２０

２０

６５

２０

２１

２４

１５

１５

６５

１５

１６

２４

１０

１０

６５

１０

１０

２４

データ元；省エネルギーセンター

以下に計算方法を記述する。

63「省エネ手帳」

【不適切な窓・ドア開放による外気取入が空調負荷に及ぼす効果の計算方法】
換気用外気取入量（m3/ｈ・人）≦

25(m3/ｈ・人)（冷房）
外気取入量（m3/ｈ・人）≒外気負荷（MJ/m2・月）
Ｘ＝余剰外気負荷（MJ/m2・月）＝（外気取入量―25）
エネルギー損失量（MJ/月）＝

Ｘ

×

室面積

（暖房）
外気取入量（m3/ｈ・人）＋１≒

外気負荷（MJ/m2・月）

Ｘ’＝余剰外気負荷（MJ/m2・月）＝（外気取入量―25）＋１
エネルギー損失量（MJ/月）＝

Ｘ’

×

室面積

（2 月の教室平均外気取入量が 1200m3/ｈであったときの損失熱量算定例；平均室利用人数 42.5 人；教室面積 73m2

全 18 室の場合）

1200÷42.5≒28.24（m3/ｈ・人）
余剰外気負荷＝（28.24―25）＋１＝4.24（MJ/m2・月）
２月のエネルギー損失量＝4.24×73×18＝5571.36

MJ【効果算定に必要なデータ⑤】①外気取入量②平均使用人数③室面積④運転内容（冷房/暖房）【モニタリング No.６】●指針１２『空調時にカーテン・ブラインドを利用する。』
ここでは、冷暖房時にカーテンやブラインドを有効利用したときの断熱効果を評価する。
ブラインドメーカーのタチカワブラインドによると、冷房中に南側窓にブラインドをかけた場合、空調電力で 24％程度の削減が期待でき、暖房中に北側窓にブラインドをかけた場
合、灯油で 22%程度の削減が期待できるとされている４）。ガス 1m3 当たりの仕事量は、
灯油 1 リットル当たりの仕事量の約 1.2 倍であることから、H 高校における暖房負荷削減
効果は概算で 18%程度が期待できると考えられる。しかし、カーテンやブラインド利用の64

モニタリング管理は難しいので、数値は目安として考え、カーテン・ブラインドの利用促進に注力することが望ましい。
以下に効果算定方法を記述する。
【カーテン・ブラインドによる断熱効果の計算方法】（冷房）
エネルギー消費削減量(MJ)＝空調用電力消費熱量÷（1―0.24）―空調用電力消費熱量（MJ）＝空調用電力消費熱量×0.31579（暖房）
エネルギー消費削減量（MJ）＝空調用ガス消費熱量÷（1―0.18）―空調用ガス消費熱量（MJ）＝空調用ガス消費熱量×0.21951（冬季に北側窓の６割がブラインドを利用した時の効果算定例；空調用ガス消費原単位 48MJ/m2の場合）

エネルギー消費削減量＝48×12643.46（H 高校総延床面積）×0.21951×0.6＝79930.54

MJ【効果算定に必要なデータ⑥】①カーテン・ブラインドの空調時利用率【モニタリング No.７】●指針１３『窓の遮蔽フィルムを設置する。』
ここでは、窓に遮蔽フィルムを設置した時の断熱効果を評価する。メーカーである帝人のデータによると、窓用フィルムの省エネ効果は熱遮断タイプで年間 19〜25%、断熱タイ
プで年間 25〜35%とされている４）。H高校の普通教室は南館にあり、夏の陽射しの影響度が非常に大きいため様々な空調負荷の要因につながっていることが考えられる。そこで帝人のデータを参考にし、熱遮断タイプの効果率を 19%、断熱タイプの効果率を 25%とした
ときの、フィルム設置による効果を算定することにした。

65

表 5-7

窓の遮蔽フィルターの省エネ効果

熱遮断タイプ 断熱タイプ
効 省エネルギー効果 約19〜25％ 約25〜35％
果 体感温度低減効果 約5〜8℃
約6〜9℃
場所
東京事務所ビルを想定
窓面積
東；50
西；50
条
m2
南；50
北；50
件
空調条件
h/day
期間
冷房
14
102
暖房
14
91

以下に効果算定方法を記述する。

【窓の遮蔽フィルム設置による効果の計算方法】

Ｘ＝空調用消費熱量（MJ）（熱遮断タイプ）エネルギー消費削減量（MJ）＝Ｘ÷（1―0.19）―Ｘ＝Ｘ×0.23457（断熱タイプ）エネルギー消費削減量（MJ）＝Ｘ÷（1―0.25）―Ｘ＝Ｘ×0.33333（普通教室全室に断熱遮蔽フィルムを設置した時の効果算定例；教室の空調消費原単位 80MJ/m2 の場合）エネルギー消費削減量＝80×1314（教室延床面積）×0.33333＝35039.649

MJ【効果算定に必要なデータ⑦】①遮蔽フィルムの設置状況②遮蔽フィルムの仕様③空調消費電力量④空調消費ガス量【モニタリング No.８】●指針１４『不在教室や未使用室の不要な照明を消灯する。』
ここでは、単位期間当たりの照明点灯時間の長さを評価する。点灯時間は照明によって

66

消費された電力量から逆算する。昼光利用により室内総ワット数の 50%で１時間照明を行った場合、計算上の点灯時間は 30 分として評価されるので、単純に照明の発停状況を確認するよりも各室の照明利用状況が把握しやすく、点灯時間の短縮分も計算しやすい。照明利用時間は季節によっても変動するので、季節毎の評価が望ましい。また、エネルギー
消費の多寡も重要であるので、これも合わせて評価する必要がある。
よって、評価には各室の照明電力量と総ワット数を把握する必要があり、これをモニタ
リング管理する。
以下に計算方法を記述する。
【照明点灯時間短縮による効果の計算方法】

照明点灯時間（ｈ）＝照明電力消費量（kWh）÷室内総ワット数（kWh）
点灯短縮時間＝前期日平均点灯時間―今期日平均点灯時間
照明電力削減熱量（MJ）＝室内総ワット数×点灯短縮時間×9.83 MJ/kWh（月間照明消費量（28 日間）が１組 246kWh・２組 301kWh、教室総ワット数 800W の場合）

１組点灯時間＝246÷0.8＝307.5 時間⇔

10.98 時間/日

２組点灯時間＝301÷0.8＝376.25 時間⇔

13.44 時間/日

（月間照明消費量（30 日間）が１組 276kWh・２組 276kWh、教室総ワット数 800W の場合）

１組点灯時間＝276÷0.8＝345 時間⇔

11.5 時間/日

２組点灯時間＝276÷0.8＝345 時間⇔

11.5 時間/日（２ヶ月間の１組と２組の照明利用によるエネルギー消費行動の比較例）

１組照明電力総消費熱量＝（246＋276）×9.83＝5131.26

MJ

評価；優

２組照明電力総消費熱量＝（301＋276）×9.83＝5671.91

MJ

評価；劣

１組短縮時間＝10.98―11.5＝―0.52 時間/日

＜０

評価；×

1.94 時間/日

＞０

評価：○

２組短縮時間＝13.44―11.5＝

１組照明電力削減熱量（MJ/月）＝0.8×（―37.5）×9.83＝―294.9MJ/月（増加）

２組照明電力削減熱量（MJ/月）＝0.8×31.25×9.83＝245.75MJ/月

（削減）

67

【効果算定に必要なデータ⑧】①照明電力消費量②室内総ワット数【モニタリング No.９】●指針１５『照明器具及び壁面天井の清掃を行う。』●指針１６『高効率ランプへ交換する。』
ここでは、室内照明器具をより高効率なものと交換したときの効果を評価する。照明器
具及び壁面天井の清掃に対する具体的な評価はモニタリングシステムからは行わず、定期的に検査を行い、結果を記録する。
よって、評価には交換するランプと交換されるランプの総ワット数を把握する必要があり、これをモニタリング管理する。
以下に効果算定方法を記述する。
【高効率ランプへ交換した時の効果の計算方法】

Ｘ＝交換するランプの総ワット数＝高効率照明電力（kWh）×交換本数
Ｙ＝交換されるランプの総ワット数＝標準照明電力（kWh）×交換本数
点灯時間＝照明消費電力量（kWh）÷Ｘ
照明電力削減量（kWh）＝（Y―X）×点灯時間（標準型 40W 電灯 216 本を Hf 型 32W 電灯と交換し、30 日間経過した時の効果算定例；Hf 型照明の消費電力 2500kWh の場合）

Ｘ＝32×216÷1000＝6.912
Ｙ＝40×216÷1000＝8.640
点灯時間＝2500÷6.912＝361.6898 時間
照明電力削減量＝（8.640―6.912）×361.6898＝625

68

kWh

【効果算定に必要なデータ⑨】①標準照明電力②高効率照明電力③交換本数④照明消費電力量【モニタリング No.10】●指針１７『エレベータ利用を見直し、階段を利用する。』
ここでは、単位期間当たりのエレベータにかかるエネルギー消費量の多寡を評価する。
エネルギー消費の増減とエネルギー消費行動との因果関係については、学校のエレベータ
利用時間を休み時間・講義時間・放課後などに分けて考え、カテゴリー別にエネルギーの消費傾向を管理することによって把握することができる。
よって、評価にはエレベータ電力消費量を把握する必要があり、これをモニタリング管理する。
以下に効果算定方法を記述する。
【階段利用促進によるエレベータ消費エネルギーの効果算定方法】

エネルギー消費削減（増加）量（MJ/m2）＝前期エレベータ消費原単位―今期エレベータ消費原単位【効果算定に必要なデータ⑩】①EV 消費電力量

69

5.2

省エネルギー効果の評価方法

H 高校の運用方法について新たに改善策を立案し、モニタリングデータから各種省エネ
ルギー行動へフィードバックを行うためには、実際に使用したエネルギー量と省エネルギ
ー行動による効果量を把握し、的確に評価を行う必要がある。表 5-9 に H 高校におけるエネルギー使用の評価方法を示し、エネルギー評価を行う際にはエネルギー相互の比較がしやすいように単位を熱量（MJ）に変換して行う。変換係数は表 5-8 の通りである。
表 5-8

種類

係数

データ元

電気 9.83MJ/kwh
ガス

受電端投入熱量(省エネ法施行規則)

46.0MJ/m3

水道 31.2MJ/m3

ガス事業便覧 東京ガス等の13Aガス発熱量
省エネルギーセンターパンフレット『地球環境のためにわたしたちができること』

表 5-9

No.

熱量変換係数７）

H 高校のエネルギー評価方法

評価項目

評価判定方法生徒100人当たりのエネルギー使用量①

総消費熱量（GJ）＝A MJ ÷ 1000

他校比較・経年変化を見る指標①＝総消費熱量÷生徒総数×100人

省エネルギー率（％）②②＝エネルギー削減量 ÷ 総消費量

評価

◎

○

●

×

消費量の増減率

減

減

増

増

省エネルギー率
エネルギー消費について

増
見直し

減
見直し

増
減
要対策 要対策省エネルギー活動について 見直し 要対策 見直し
増減は前年度との差から求める

省エネルギー目標達成率（％）③

目標消費量（MJ/m2）＝本年度消費原単位×（1−目標削減率）
目標達成率（％）＝目標消費量÷次年度消費原単位
目標達成度＝目標達成率（％）−100

評価

○

×

目標達成率

100%以上100%未満

目標達成度
目標達成 状況

0以上
達成

0未満
未達成

種類

二酸化炭素の排出量 （kg・CO2）

係数

電気 0.356 kg･CO2/kwh

④

ガス
水道

④＝各消費量（削減量）×二酸化炭素排出係数種類 エネルギー単価

金額換算 （円）⑤2.36 kg･CO2/m3
0.58 kg･CO2/m3⑤＝各削減量（消費量）×エネルギー単価

70

電気

22

円/kwh

ガス
水道

149
228

円/m3
円/m3

要対策

【評価方法①；エネルギー消費原単位（生徒数）】
（

GJ

/

生徒数×100 人）

計算が容易であり、他の建築物とのエネルギー消費の実績値比較がしやすいという理由から、建物固体のエネルギー量はよく消費エネルギーを延床面積で除した値（MJ/m2）が用いられており、これをエネルギー消費原単位としている。よって、H 高校におけるエネ
ルギー量の表示は、このエネルギー消費原単位（MJ/m2）を用いることで他建築物のエネ
ルギーデータから単純に比較を行うことができる。
しかし、本研究において今回収集するデータは、他建築物のエネルギー量との比較を行
うためのものではなく、あくまで H 高校におけるエネルギー使用実態を明らかにし、そこから得られる反省を省エネルギー行動に還元することで本校のエネルギー使用の最適化を行うことが目的のものである。他業種の建物（病院・デパート・事務所ビルなど）との消費エネルギー量を比較する際には確かにこのエネルギー消費原単位は便利であるが、学校
単体、及び学校どおしのエネルギー消費量の比較を行う際に、このエネルギー消費原単位が最も適しているかについては疑問が残った。
日本ビルエネルギー総合管理技術協会が平成 16 年度に行った学校におけるエネルギー
消費状況の調査４）によって求められている高校のエネルギー消費原単位と、同調査の各調査項目との相関係数を公立高校と私立高校に分けて表 5-10 に整理したところ、学校のエネ
ルギー消費原単位と延床面積との相関は非常に弱く、公立高校に関しては冷暖房度合いや食堂の有無など、エネルギーを多く消費する設備、特に空調設備との相関が最も強いことが分かった。また、空調設備が公立高校と比べて比較的充実している私立高校に関しては、延床面積や設備面ではなく、施設を利用する総人員数とエネルギー消費原単位との相関が最も強かった。各 60 項目のデータに関する説明は、表 3-11、3-12 を参照。
以上のことから、学校のエネルギー使用を考える際にはまず、設備面、特に空調設備が充実しているかどうかに注目し、H 高校のようにその設置状況が充分であるとき、学校エ
ネルギー使用を測る要素として延床面積より人員数との関係を調べた方がより学校のエネ
ルギー使用の状況を把握することができるのではないかと考えた。

71

表 5-10No.
1 総延床面積
2 校舎延床面積
3 体育館延床面積
4 講堂延床面積
5 格技場延床面積
6 その他延床面積
7 校舎延床面積割合
8 体育館延床面積割合
9 講堂延床面積割合
10 格技場延床面積割合
1 1 その他延床面積割合
1 2 経過年数
13 地上階数
14 地下階数
1 5 階数
1 6 プール施設
17 生徒総数
1 8 教職員総数
19 その他職員
2 0 人員数
21 人員密度（総床）
2 2 生徒密度（校舎）
2 3 教室総数
2 4 学級総数
25 生徒密度（教室）2 6 生徒密度（学級）2 7 週授業日数
2 8 春期休日
29 夏季休日
30 秋期休日

高校エネルギー消費原単位との各種相関関係

私立 公立 No.
0.1
0.14 3 1 冬季休日
0.16
0.17 3 2 全期休日
-0.14 -0.09 33 教室日稼働時間
0.15
0.13 34 教室週稼働時間-0.06
0.15 35 職員室週稼働時間-0.02
0.02 36 課外週稼働時間
0.34
0.12 37 教室年稼働時間-0.39 -0.18 38 プール年間使用日数
0.14
0.13 39 冷房面積割合-0.090.15 40 １日冷房時間-0.11
0.02 41 暖房面積割合0.26 -0.16 42 １日の暖房時間
0.37
0.3 43 年間冷房日数
0.37
0.36 44 年間暖房日数0.45
0.36 45 冷房度合い
0.14
0.36 46 暖房度合い
0.46
0.23 4 7 年間冷暖房日数
0.32
0.3 48 屋外照明施設
0.31 -0.02 49 給食用厨房
0.46
0.24 50 料理実習用厨房
0.54
0.2 51 食堂
0.39
0.17 52 EV台数
0.17
-0.1 53 教育用PC台数
0.39
0.35 54 事務処理用PC台数
0.36
0.31 55 その他PC台数
0.35 -0.24 56 PC台数
0.36
0.04 57 PC密度（総延）-0.13
0.11 58 PC密度（生徒教育）
0.26
0.02 59 PC密度（人員）0.25
0.17 60 エネルギー消費原単位

私立 公立-0.05 -0.14
0.14
0.06
-0.21
0.3
-0.01
0.3
0.02
0.09
0.21 -0.23
-0.04
0.3
0.23
0.36
0.27
0.8
0.29
0.5
-0.05
0.29
0.21
0.51
0.33
0.29
0.19
0.2
0.45
0.73
0.07
0.55
0.39
0.29
0.03
0.45
-0.01
0.5
-0.26
0.07
0.14
0.57
0.44
0.49
0.02
0.14
0.2
0.42
0.01
0.04
0.15
0.31
0.05
0.31
-0.28
0.08
-0.22
0.17
1
1

＊データ No.60 エネルギー消費原単位と、その他のデータとの相関関係をまとめた表

表 5-11

新しいエネルギー消費原単位

H高校 私立学校 公立学校

エネルギー消費原単位（延面積） 537.4
エネルギー消費原単位（生徒数） 909.6
エネルギー消費原単位（人員数） 793.8

72

435.6
623.6
488.3

308.3
573.5
447.1

単位
MJ/m2
GJ/生徒数×100人
GJ/人員数×100人そこで、私立高校と公立高校の平均年間消費熱量を、平均延床面積、平均生徒数、平均総人員数でそれぞれ除し、同様にして求めた H 高校のエネルギー量の値を表 5-11 で比較したところ、生徒数百人当たりの消費エネルギー量が最も顕著にデータの差が現れた（使用した数量データについては表 3-13 を参照）。これより、H 高校が少ない人員数で多くのエネルギー量を消費していることが分かるので、H 高校は単位人数当たりの使用量の増減を評価することにした。この方法により、他校と比較した際の消費量の多寡を既存の消費原単位の比較より詳しく把握することができる。

【評価方法②；省エネルギー率】（

削減量 MJ/

消費量 MJ）

よく建物のエネルギー量の変化は百分率で表され、その値は年間消費原単位（MJ/m2・年）を、年度の違う年間消費原単位で除した値がよく用いられている。これによって年度ごとの消費エネルギー量の経年変化を百分率で表すことができ、その年度ごとの増減がよ
く省エネルギー率として扱われている。しかし、消費量は常に一定のものではなく、変化するものであるため、この値からは一体何がどの程度省エネルギーに寄与したのか把握することができない。よって、この省エネルギー率は全体消費量の変化を評価するものであり、図 5-6 に示したように省エネルギー量の評価は全体消費量に対する削減量の占める割合から別に求める必要がある。

図 5-6

経年変化と省エネルギー率

消費量÷消費量

削減量÷消費量（経年変化）（省エネ率）

B÷AB÷C

MJ/m2・年A

C

A
省エネルギー量を把握すると

C
B

B

１６

１7

１６

１7

年

年

年

年

73

表 5-3（p56）より H 高校の省エネルギー量を求め、これを全体消費量で除した値を H
高校の省エネルギー率とし、表 5-12 にその評価方法を示す。これは省エネルギー率の良し
悪しの判断については具体的なものが見当たらなかったので、今回新たに作成したものを示した。各種増減は前年度との差から求めるものとし、以下に評価例を示す。評価例は表
5-13 の評価を行い、図 5-7 は表 5-13 の省エネルギー率と年間消費原単位の経年変化を示したものである。以下表 5-14 に評価結果を示す。
表 5-12

省エネルギー率の評価方法

評価

◎

○

●

×

消費量の増減率

減

減

増

増

省エネルギー率

増

減

増

減

エネルギー消費について

見直し 見直し 要対策 要対策省エネルギー活動について 見直し 要対策 見直し 要対策

表 5-13

年度（平成）

評価方法②のシミュレーション

15 年16 年17 年18 年19 年20 年21 年22 年23 年 24 年

年間消費原単位（MJ/m2） 537 561 583 600 600 600 600 583 561 537
消費量前年度比（％）

―

4.5

3.9

2.9 ±0 ±0 ±0 -2.8 -3.8 -4.3

削減量（モニタリング）

100

90

110 110

削減量前年度比（％）

―

-10

22

省エネルギー率（％）

18.6 16.0 18.9 18.3 1.7 18.3 18.3 -1.7 21.4 22.3

10

110 110 -10 120 120±0 -91 110 ±0 -109 20±0

消費量前年度比（％）
省エネルギー率（％）

消費原単位の増減率と省エネルギー率の関係
30
20
10
0
-1 0
15年

16年

17年

18年
図 5-7

19年

20年

21年

消費量と省エネ率の関係

74

22年

2 3年

24年

表 5-14

年度（平成）

評価方法②の評価例

15 年 16 年 17 年 18 年 19 年 20 年 21 年 22 年 23 年 24 年

消費量前年度比（％）

―

4.5

3.9

2.9

±0

±0

±0

-2.8

-3.8

-4.3

省エネルギー率（％）

18.6

16.0

18.9

18.3

1.7

18.3

18.3

-1.7

21.4

22.3

評価

―

×

●

×

×

●

●

○

◎

◎

表 5-14 から、平成 23･24 年度のように省エネルギー率が上昇し、消費原単位が減少するパターンが最も評価が高いことが分かる。次に評価が高いパターンは、消費原単位は減少したが、省エネルギー率も減少した平成 22 年度である。省エネルギーを高水準で達成しても、エネルギーを消費していることには変わりないので、消費原単位が上向いた平成
16〜17 年度よりも、省エネルギー率が下降しても消費原単位が減少した平成 22 年度の方が評価は高い。つまり省エネルギーに対するアプローチの仕方は 2 種類あり、１つは省エ
ネルギー活動によるエネルギー使用の最適化である。これはエネルギーを消費することを前提とした方法であるが、もう１つは、エネルギーをそもそも使用しないという方法があり、そのため省エネルギー活動による削減量も減るが、こちらの方がエネルギー使用に対する評価は当然高い。
よって、省エネルギー活動に対する評価（省エネルギー率）が高くても H 高校のエネル
ギー使用に対する評価が一概に高いとは言えないので、全体の消費量が上昇した時には省エネルギー活動の内容を問わず、その原因までモニタリングデータから把握し、対策を打つ必要がある。よって、省エネルギー率の評価は表 5-12 のように行うものとする。

【評価方法③；省エネルギー目標達成率】
（

目標消費量

/

実消費量

）

省エネルギー目標を全体の消費量に対して設け、その達成度の評価を行う。表 5-15 にその評価方法を示し、以下に目標達成率と目標達成度の算出方法を説明する。
また、省エネルギー目標達成率に関する以下の一連の評価方法は全て本研究によって新たに作成したものである。

表 5-15評価
目標達成率

目標達成度の評価方法○

×100%以上 100%未満

目標達成度

0 以上

0 未満

目標達成状況

達成

未達成

75

（算出方法）

目標消費量（MJ/m2）＝消費原単位×（1−目標削減率）
目標達成率（％）＝目標消費量÷次年度消費原単位
目標達成度＝目標達成率（％）−100

まず H 高校のエネルギー消費原単位に対し、目標削減率を決定することでここから何%の削減を目指すか決める。この目標削減率を１から引いた値とエネルギー消費原単位を掛けた値が次年度の目標消費原単位となり、実際に消費した値と除すことでその達成率を評価することができる。
目標を達成したか否かについては、算出された結果が 100%以上であれば達成、100%未満であれば未達成である。達成度合いは 100%との差が大きい程大きいので、達成率から100 を引いた値の大きさを目標達成度とする。未達成の度合いも同様に評価を行うものとし、表 5-16 に評価例を示す。
表 5-16

年度（平成）

15 年

消費原単位（MJ/m2）

478

評価方法③の評価例

16 年
→

500

17 年
→

423

18 年
→

目標削減率（％）

5%

5%

5%

目標消費量（MJ/m2）

454.1

475

401.9

510

目標達成度

-10.1

+10.9

-26.9

消費原単位前年度比（％）

+4.6

-15.4

+20.6

評価

×

○

×

76

5.3

評価方法の考察

これらエネルギー使用に対する評価結果を、省エネ行動を通して実際に貢献した利用者へ伝えることは大事な作業であり、利用者の省エネルギー行動に対する目標や意義、達成感を与える意味で、これが省エネルギー行動推進の原動力に成り得るものである。しかし、実際に消費したエネルギー量の単位を消費原単位（MJ/m2）のまま用いると、多くの人にとってその大きさをイメージすることができないことが予想される。そうなると、エネル
ギー評価の結果をいくら度合いやパーセンテージで伝えても、上手く学校利用者に伝わらない可能性がある。
よって、省エネルギーの達成状況を学校利用者に伝えるには、その数字が分かりやすく、
すぐに省エネ効果や消費量の大きさをイメージできる単位に各種エネルギー量を変換する必要がある。この手法はよく TV のニュース等が視聴者に向けてエネルギーの使用量を説明する際に、実際の消費量を二酸化炭素の排出量や金額など他のモノに置き換えて説明を行っている手法と同じである。
近年、地球温暖化や京都議定書の発行にともなって、二酸化炭素の排出量に対する関心が高まっている。これより、普段のエネルギー使用によってどの程度自分たちが二酸化炭素の排出に寄与しているかを認識し、省エネルギーによってそれがどの程度削減されたのかを知ることは、省エネルギーを実践する利用者にとっても興味関心の強いところであると考えられるので、エネルギー量を二酸化炭素の排出量に換算する方法を H 高校のエネル
ギー評価に取り入れることにする。
また、エネルギー量を金額に換算することも、利用者がエネルギー使用量の多寡をリア
ルにイメージすることができる表現手法であると判断し、二酸化炭素排出量の換算方法を示した後にその方法についても以下に示す。

【評価方法④；二酸化炭素の排出量】（

kg･CO2/

年）

二酸化炭素の排出量の単位にはkg･CO2が一般的で、電気やガスなど各種エネルギー要
素からの変換がしやすいように変換係数が求められている。これを二酸化炭素排出係数といい、これを表 5-17 に示す。

77

表 5-17

二酸化炭素排出係数７）

種類

係数

データ元

電気 0.356

kg･CO2/kwh

関西電力

ガス 2.36kg･CO2/m3

環境省『温室効果ガス排出量算定方法ガイドライン』

水道 0.58

kg･CO2/m3

省エネルギーセンター『地球環境のためにわたしたちができること』＊電気；表 5-18 参照＊ガス・水道；http://www.eccj.or.jp/dict/26.html参照

二酸化炭素排出係数は年々変化しており、扱いが難しい。特に電気に関しては発電方法
によって大きくその係数が異なるため、地域によって係数の差が異なる。よって、この係数から算出される換算値は目安として考え、評価として重要視し過ぎないようにすることが望ましい。参考に日経エコロジー（2006 年 6 月号ｐ58）に掲載された電力会社ごとの二酸化炭素排出係数を表 5-18 に示す。

表 5-18

電力会社ごとの二酸化炭素排出係数８）kg・co2/kWh

二酸化炭素排出係数
九州電力

0.331

中部電力

0.45

関西電力

0.356

新日本石油

0.476

四国電力

0.36

イーレックス

0.48

東京電力

0.381

丸紅

0.485

旧環境省案

0.391

途中省略

エネット

0.394

北海道電力

0.53

新日本製鉄

0.427

環境省案

0.555

北陸電力

0.436

中国電力

0.64

東北電力

0.438

沖縄電力

0.94

【評価方法⑤；エネルギー単価】（

円

各種エネルギー単価を以下の表 5-19 に示す。

78）

表 5-19

各種エネルギー単価７）

種類 エネルギー単価

データ元

電気

22

円/kWh

（社）全国家庭電気製品公正取引協議会新電力目安単価

ガス

149

円/m3

ガス事業便覧 13A ガス料金平均単価

水道

228

円/m3

（社）日本電機工業会新水道料金・下水道使用料

H 高校に関する各種エネルギーデータを各々のエネルギー単価で掛け算することで、エネルギー量を金額に置き換えることができる。

以上、５つを H 高校のエネルギー使用に対する評価方法とする。

79

第6章
6.1

結論

簡易 BEMS について

本研究は、小中高等学校のような比較的エネルギー規模の小さい学校の省エネルギー施策として、啓発活動による省エネルギー行動を推進することが最も効果的であるとし、BEMS のモニタリング管理による自動制御部分を手動に直したエネルギー環境管理シス
テムについて、京都市立 H 高校を事例に概念設計を行ったものである。
BEMSとは、建物の諸設備に関する情報や運転データをリアルタイムに収集・蓄積・加工することによって、建物管理者のエネルギー管理を支援し、同時に収集された情報を基に空調・熱源・衛生等の諸設備に対して自動制御を行うものである。データに基づいた制
御を行うことによって、建物内環境を最適に保ちながら無駄な資源やエネルギーの使用を抑えることができる。図 6-1 に室温の自動制御例10)を参考に示す。

制御偏差を小さくするよ外気湿度・隙間風・日射・人員数の変動

うに操作部に信号を出す

外乱

設

制

定

調節部

操作部

制御装置

制御対象

値

(比較・判断)

（電動弁）

（空調機）

(室)

●

御
量
(室温 29℃)（設定温度 25℃）
検出部
（室内温度を検出する）
２９℃
管理者

モニタリング管理（評価）（データ収集・蓄積・加工）

図 6-1

室温の自動制御例

しかし、BEMS は機器の自動制御部分をモニタリングデータとリンクして行うため、どうしても大規模なシステムとなってしまう。そのため中小建物のエネルギー制御方法としてはあまり受け入れられていないのが現状である。最近ではビルエネルギーの簡易管理ソ
フトが多数開発されてきているが、エネルギーの使用実態をリアルタイムに評価し、適正化を行ってゆく BEMS のプロセスは非常に省エネルギーに対して有効的な手段である。
この自動制御部分を手動制御に置き換えるということは、建物の諸設備に対する調節を手動で行うということであり、機器の操作まで含めた範囲が手動制御となる。そのため手動制御を適正に行うためには、比較・判断を行うための基準が必要であり、本研究ではこれを省エネルギー行動指針として定めている。これより、施設利用者が正しく機器の運用を行うことによってエネルギー使用の適正化を行い、実際値をモニタリング管理すること80によってその効果判定を行うことができる。また、外乱に対しては緩和措置に対する指針
を行動指針の中に定めている。この効果判定についてもモニタリング管理によって行うことが可能である。図 6-2 に簡易 BEMS における室温の手動制御例を示す。

省エネルギー行動指針

管理者

緩和措置
外乱
学校関係者

希
望

＋

値

比較

○

省エネルギー行動指針
比較

⇒

判断

24℃ −

人

リモコン

操作

空調機

室温
室

●

29℃

設定値 26℃
検出部（室内温度を検出する）
29℃
図 6-2

管理者

モニタリング管理（評価）（データ収集・蓄積・加工）

室温の手動制御例

現行の BEMS と今回提案する簡易 BEMS の違いは、現行の BEMS が快適な室内環境を保ちながら省エネルギーを実現し、全自動化することによって省力化することができるのに対し、簡易 BEMS は運用方法を改善することによってエネルギー負荷を低減し、省エネルギーの実現を目指すものであるということである。そのため、施設利用者のエネル
ギー利用にかかる手間は増えるが、決して室内環境を犠牲にしてまで省エネルギーを行う
ものではなく、無駄を省いていく点では現行の BEMS とは違いない。ただし、無駄を省いていく対象が、現行の BEMS が主に建物のハードな部分であるのに対し、簡易 BEMS
がソフトな部分から無駄を省いていくことを目的としている点が大きく違うところである。
そのため、この簡易 BEMS によって省エネルギー管理を行うときに最も重要なことは、施設利用者のエネルギー消費行動と実際のエネルギー消費量との関係をよく理解する必要があるということである。この点についてよく調査を行った上で、手動制御すべき対象を抽出し、モニタリング管理によってその効果判定が行える評価（管理）方法と評価に用いるデータ収集（監視）方法を定める必要がある。

6.2

簡易 BEMS の手動制御部について

工場など、エネルギー消費の面で特殊な建物を除けば、建物個体にかかるエネルギー量81

は空調の割合が実に高いことが分かっている。(社)日本ビルエネルギー総合管理技術協会が行っているビルの省エネルギー診断では、診断結果から主に空調設備・照明設備・電気設備・給湯衛生設備などに対してそれぞれ改善提案がなされており、そのうち空調設備に対する提案内容の項目数は図 6-3 に示したように全体の 53%を占めている９）。

提案内容構成比率グラフ

昇降機関係
5%
衛生設備
6%
照明設備
10%

MJ 万

省エネ管理
13%
熱源機器
2%
搬送設備
14%

電力設備
13%
その他空調
11%

空調機器
26%

省エネ管理
熱源機器
搬送設備
空調機器
その他空調
電力設備
照明設備
衛生設備
昇降機関係

合計
水道
ガス
電力

4月

日本ビルエネルギー総合管理技術協会

図 6-3

H高校の月別平均消費熱量

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
6月
図 6-4

省エネ提案内容の構成比

8月

10月

12月

2月

H 高校の月別平均使用熱量＊空調設備＝熱源機器・搬送設備・空調機器・その他空調

表 3-2

H 高校過去 3 年間の期間別平均消費エネルギー量（推定）

単位MJ/㎡

消費熱量

空調消費熱量

EV消費熱量その他

夏季

7月〜10月

冷房可

245.5

45.7%

126.1

23.4%

20.23

3.8%

99.2

18.4%

冬季

12月〜3月

暖房可

172.8

32.1%

53.4

9.9%

20.23

3.8%

99.2

18.4%

中間期 4〜6・11月
年間 1月〜12月

調整期間

119.4
537.6

22.2%
0.0
100.0% 179.4

0.0%
33.4%

20.23
60.68

3.8%
11.3%

99.2
297.5

18.4%
55.3%

＊

空調消費熱量＝（夏・冬）期消費熱量―中間期消費熱量＊

割合（％）は年間消費熱量 537.6MJ/m2に対する割合82

H高校の月平均学校稼働率と年平均稼働率との関係

H高校一人当たりのエネルギー消費熱量（ Y軸 ； 月消費熱量MJ/総人員数・月平均稼働率 ）2000.00.893

1500.0

１７年度
１６年度
１５年度

0.810

1000.0
0.610

500.0

平均稼働率

0.0
４月

６月

８月

１０月

１２月

図 3-19

H 高校の月平均学校稼働率

４月
５月
６月
７月
８月
９月
１０月
１１月
１２月
１月
２月
３月

0.500
２月

図 3-20

H 高校の一人当たりの月別エネルギー消費量

H 高校でも空調エネルギーの占める割合が大きく（表 3-2 参照）、夏季は学校の稼動状況が低くなっているにも関わらず、冷房にかかるエネルギー消費量の割合が特に大きいことが分かっている（図 6-4､3-19、3-20 参照）。そこで、主に H 高校の空調設備に対して
17 つの管理指針を定め（表 4-1 参照）、これに基づいて各室の室利用を適性に行うための省エネルギー行動指針を作成した。省エネルギー行動指針を定めるに当たって、まず室を利用形態ごとに 4 つに分類し、利用形態が似ているもについては同じ行動指針を定めた。
表 4-2 に室の分類表を、表 4-3〜4-10 に各省エネルギー行動指針を示す。
表 4-1

省エネルギー管理指針

管理部

指針

省エネルギー管理指針

モニタリング

空調

１

空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する

N o .１

２

不在教室や未使用室の不要な空調を停止する

N o .１３

暑くも寒くもないときは空調を停止する

N o .１４

冷 房 設 定 値 は 26℃ 以 上 と し 、 28℃ を 基 準 値 と す る

N o .２５暖 房 設 定 値 は 22℃ 以 下 と し 、 20℃ を 基 準 値 と す る

N o .２６

設定温度の変更は一度に２℃までとする

N o .２７屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる

N o .３８

冷却塔の設置状況を改善する

N o .３９空 調 機 ・ F C U ・ G H P ・ PA C の フ ィ ル タ ー 清 掃 を 行 う

N o .４１０

全熱交換機のフィルター整備を行う

N o .４１１

空調時には窓・ドアを閉め、断熱を行う

N o .５１２

空調時にカーテン・ブラインドを利用する

N o .６１３窓の遮蔽フィルムを設置する

N o .７
N o .８

照明

EV
総括

１４

不在教室や未使用室の不要な照明を消灯する

１５

照明器具及び壁面天井の清掃を行う

１６

高効率ランプへ交換する

N o .９１７

エレベータ利用を見直し、階段を利用する

N o .１ ０

運用状況の改善に努め、定めた指針を遵守する

83

表 4-2

階
１階

２階

３階

H 高校の室分類表①

室名
購買
放送室（スタジオ）
事務室倉庫
進路指導資料室
保健室
図書館
食堂
印刷室２
印刷室１
生徒会（資料）室
職員室・企画コーナー
生徒指導室
管理用務員室
事務室
進路指導室
校長室
会議室
厨房
休養室（女子更衣室）
アトリウム
昇降口（ホール）
マルチメディアコーナー
同窓会室
資料室
演習室９
自習室
普通教室６室
演習室１〜８
授業研究室
和室（畳の間）
和室（板の間）化学準備室
家庭科準備室

表 4-3

①

教室部
②
●

②
③

非教室部
④ 階

●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●

４階

●
●
●

５階

●
●
●
●
●
●
●
●
●

６階
●
●

屋上
追記

③

アメニティ部

室名
物理地学準備室
生物準備室
CALL教室準備室
CAI準備室
倉庫（暗室）CALL教室
CAI教室
被服室
普通教室６室
調理実習室
化学教室
物理地学教室
生物室
自然科学教室トレーニング室
男女更衣室
管理室
放送室
器具庫
体育館（アリーナ）
普通教室６室
空調機械室（熱源）調整室
講師控え室
空調機械室（１）
湯沸室
倉庫
講堂
小ホール
アトリエ
空調機械室（２）
その他

④

管理部

①

②
●
●
●
●
●

④

●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●

エレベーター●

省エネルギー行動指針（教室・非教室部）

教室・非教室省エネルギー行動指針
夏
冷房設定温度は２６℃以上にしましょう
設定温度の変更は一度に２℃までにしましょう
暑くない穏やかな朝・夕は冷房をやめましょう
誰もいない部屋の冷房はやめましょう
冷房中は、窓やドアを必ず閉めましょう
南側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

暖房設定温度は２２℃以下にしましょう
設定温度の変更は一度に２℃までにしましょう
寒くない穏やかな日中は暖房をやめましょう
誰もいない部屋の暖房はやめましょう
暖房中は、窓やドアを必ず閉めましょう
北側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

誰もいない部屋の照明は消しましょう
84

③

補足
基準値は28℃

基準値は20℃表 4-4

省エネルギー行動指針（アメニティー部①）

図書館・マルチメディア
省エネルギー行動指針夏アトリウムの空気を利用した内気冷房を心懸けましょう
冷房設定温度は２８℃にしましょう
冷房中は内気冷房をやめ、窓やドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

アトリウムの空気を利用した内気暖房を心懸けましょう
暖房設定温度は２０℃にしましょう
暖房中は内気暖房をやめ、窓やドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

未使用時の照明・空調の電源は切りましょう

表 4-5

省エネルギー行動指針（アメニティー部②）

食堂カフェテリア
省エネルギー行動指針夏アトリウムの空気を利用した内気冷房を心懸けましょう
冷房は昼食時間中に使用し、内気冷房を心懸けましょう
冷房設定温度は２８℃にしましょう
冷房中は内気冷房をやめ、窓やドアを必ず閉めましょう
南側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

アトリウムの空気を利用した内気暖房を心懸けましょう
暖房は昼食時間中に使用し、内気暖房を心懸けましょう
暖房設定温度は２０℃にしましょう
暖房中は内気暖房をやめ、窓やドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

未使用時の照明・空調の電源は切りましょう

表 4-6

省エネルギー行動指針（アメニティー部③）

更衣室
省エネルギー行動指針
夏
冷房設定温度は２８℃にしましょう
体育・部活動のあとは必ず冷房をやめましょう
冷房中はドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

暖房設定温度は２0℃にしましょう
体育・部活動のあとは必ず暖房をやめましょう
冷房中はドアを必ず閉めましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

使用後は照明を消しましょう

表 4-7

省エネルギー行動指針（アメニティー部④）

EV 省エネルギー行動指針
通年 階段の利用を心懸けましょう85

表 4-8

省エネルギー行動指針（アメニティー部⑤）

進路指導資料室省エネルギー行動指針夏アトリウムの空気を利用した内気冷房を心懸けましょう
冷房設定温度は２８℃にしましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

アトリウムの空気を利用した内気暖房を心懸けましょう
暖房設定温度は２０℃にしましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

未使用時の照明・空調・換気の電源は切りましょう

表 4-9

省エネルギー行動指針（アメニティー部⑥）

省エネルギー行動指針
その他の室
夏
冷房設定温度は２８℃にしましょう
冷房中は、窓やドアを必ず閉めましょう
南側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう
冬

暖房設定温度は２０℃にしましょう
暖房中は、窓やドアを必ず閉めましょう
北側の窓にはブラインドをかけましょう
換気は全熱交換機を利用しましょう

通年

使用後は必ず空調・照明・換気の電源を切りましょう

表 4-10

管理部

通年

省エネルギー行動指針（管理部）

省エネルギー行動指針
空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する
暑くも寒くもないときは空調を停止する
屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる
冷却塔の設置状況を改善する
空調機・FCU・GHP・PACのフィルター清掃を行う
全熱交換機のフィルター整備を行う
窓の遮蔽フィルムを設置する
照明器具及び壁面天井の清掃を行う
高効率ランプへ交換する
運用状況の改善に努め、定めた指針を遵守する

以上の省エネルギー管理指針及び行動指針を、本研究の簡易 BEMS の手動制御部とし、設備の適正運用を行う際の判断の基準として用いる。

86

6.3

簡易 BEMS のエネルギー監視部について

省エネルギー行動指針による設備運用上の制御効果を評価するためには、各指針が効果を発揮する対象を把握し、その実際値を収集するモニタリング監視を行う必要がある。表5-1 に省エネルギー指針ごとの効果を整理し、効果算定方法ごとに分類を行った。ただし、指針 15 についてはランニングコストというよりライフサイクルコストに対する効果の意
味合いが強いので、モニタリング管理の対象からは除外し、定期的に目視によって記録することとする。
表 5-1

省エネルギー管理指針の効果

指針
省エネルギー行動指針
効果
効果算定方法対象①
空調設備 1 空調熱源、空調機、及び空調室内機を早めに停止する 運転時間の短縮

照明設備
EV

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

不在教室や未使用室の不要な空調を停止する
暑くも寒くもないときは空調を停止する
冷房設定値は26℃以上とし、28℃を基準値とする
暖房設定値は22℃以下とし、20℃を基準値とする
設定温度の変更は一度に2℃までとする
屋上の断熱を図り冷房効率を向上させる
冷却塔の設置状況を改善する
空調機・FCU・GHP・PACのフィルター清掃を行う
全熱交換器のフィルター整備を行う
空調時には窓・ドアを閉め、断熱を行う
空調時にカーテン・ブラインドを利用する
窓の遮蔽フィルムを設置する
不在教室や未使用室の不要な照明を消灯する
照明器具及び壁面天井の清掃を行う
高効率ランプへ交換する
エレベータ利用を見直し、階段を利用する

機器の適正運転②

冷房負荷の低減③

空調負荷の低減④

点灯時間の短縮
反射率の向上
照明負荷の低減
動力負荷の低減

⑤
⑥
⑦
⑧
×
⑨
⑩

各効果算定方法の番号は第 4 章表 4-1 のモニタリング No.に対応するものであり、このモニタリング No.は、各効果算定に用いるデータの収集を行う監視系統を示している。以下に、各算定方法と必要なデータを表 5-2 にまとめ、データ収集を行うためのモニタリン
グ系統図を各系統別に図 5-1〜5-5 に示す。

87

表 5-2
No.
①

②

③
④

⑤

⑥

⑦

⑧
⑨
⑩

モニタリング効果の算定方法

効果算定方法

必要なデータ

①運転内容（冷房/暖房）
空調熱源・空調機短縮（延長）時間＝前期稼働時間―運転時間②運転時間
室内機短縮（延長）時間＝10時間―運転時間③空調消費電力量
消費熱量削減量①＝（運転時の消費熱量合計÷運転時間−停止時の消費熱量合計÷停止時間）×短縮時間 ④空調消費ガス量
消費熱量増加量①＝（運転時の消費熱量合計÷運転時間−停止時の消費熱量合計÷停止時間）×延長時間 ⑤室温
⑥外気温
（冷房）
冷房時上昇温度＝冷房時平均設定温度−26℃①運転内容（冷房/暖房）
冷房削減量②＝冷房用空調消費熱量×冷房削減効果率（0.1）×冷房時上昇温度≧0②運転時間
冷房増加量②＝冷房用空調消費熱量×冷房削減効果率（0.1）×冷房時上昇温度＜0③空調消費電力量
冷房効果率＝冷房削減（増加）量÷（冷房用空調消費熱量＋冷房削減（増加）量）④空調消費ガス量（暖房）⑤空調設定温度値
暖房時下降温度＝22℃−暖房時平均設定温度
暖房削減量②＝暖房用空調消費熱量×暖房削減効果率（0.13）×暖房時下降温度≧0
暖房増加量②＝暖房用空調消費熱量×暖房削減効果率（0.13）×暖房時下降温度＜0
暖房効果率＝暖房削減（増加）量÷（暖房用空調消費熱量＋暖房削減（増加）量①屋上壁面の表面温度
熱遮蔽効果③＝ 0.3kwh/m2 × 日照緩和面積 × 9.83MJ/kwh × 夏季晴天日数②日照緩和面積③天候エネルギー損失防止量④＝各機器の年間消費熱量÷（1―0.05）−各機器の年間消費熱量①清掃の有無＝各機器の年間消費熱量×0.0526315②各機器の消費電力量
換気用外気取入量（m3/ｈ・人） ≦ 25(m3/ｈ・人)（冷房）①運転内容（冷房/暖房）
外気取入量（m3/ｈ・人）≒外気負荷（MJ/m2・月）②外気取入量A＝余剰外気負荷（MJ/m2・月）＝（外気取入量―25）③平均室利用人数
エネルギー損失量⑤（MJ/月）＝ A × 室面積
④室面積
（暖房）
外気取入量（m3/ｈ・人）＋１ ≒ 外気負荷（MJ/m2・月）
B＝余剰外気負荷（MJ/m2・月）＝（外気取入量―25）＋１
エネルギー損失量（MJ/月）⑤＝ B × 室面積（冷房）
冷房削減量⑥(MJ)＝空調用電力消費熱量÷（1―0.24）―空調用電力消費熱量（MJ）①カーテン・ブラインドの＝空調用電力消費熱量×0.31579
空調時における利用率（暖房）
暖房削減量⑥（MJ）＝空調用ガス消費熱量÷（1―0.18）―空調用ガス消費熱量（MJ）＝空調用ガス消費熱量×0.21951
A＝空調用消費熱量（MJ）（熱遮断タイプ）①遮蔽フィルムの設置状況
空調削減量⑦（MJ）＝A÷（1―0.19）―A②遮蔽フィルムの仕様＝A×0.23457③空調消費電力量（断熱タイプ）④空調消費ガス量
空調削減量⑦（MJ）＝A÷（1―0.25）―A=A×0.33333
照明点灯時間（ｈ）＝照明電力消費量（kwh）÷室内総ワット数（kwh）①照明消費電力量
点灯短縮時間＝前期日平均点灯時間―今期日平均点灯時間②室内総ワット数
照明電力削減（増加）量⑧（MJ）＝室内総ワット数×点灯短縮時間×9.83MJ/kwh
A＝交換するランプの総ワット数＝高効率照明電力（kwh）×交換本数①標準照明電力
B＝交換されるランプの総ワット数＝標準照明電力（kwh）×交換本数②高効率照明電力
点灯時間＝照明消費電力量（kwh）÷A
③交換本数
照明電力削減量⑨（kwh）＝（B―A）×点灯時間④照明消費電力量
EV消費削減（増加）量⑩（MJ/m2）＝前期エレベータ消費原単位―今期エレベータ消費原単位①EV消費電力量＊効果算定方法の No.は監視（モニタリング）系統の No.と対応している

モニタリングNo.
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩

削減量 MJ
消費熱量削減量①
冷房削減量②
暖房削減量②
熱遮蔽効果③エネルギー損失防止量④

増加量 MJ
消費熱量増加量①
冷房増加量②
暖房増加量②エネルギー損失量⑤
冷房削減量⑥
暖房削減量⑥
空調削減量⑦
照明電力削減量⑧
照明電力削減量⑨
EV消費削減量⑩

照明電力増加量⑧
EV消費増加量⑩

88

表 5-3

モニタリングから分かる削減効果

図 5-1

モニタリング系統図①

図 5-2

図 5-3

モニタリング系統図②

モニタリング系統図③〜⑥以上を、H 高校を事例としたエネルギ
ー監視部とし、エネルギー管理に必要なデータ収集経路としてこれを示す。

図 5-4

図 5-5

モニタリング系統図⑧〜⑩モニタリング系統図⑦

89

6.4

簡易 BEMS のエネルギー管理部について

建物の運用方法について新たに改善策を立案し、モニタリングデータから各種省エネル
ギー行動へフィードバックを行うためには、実際に使用したエネルギー量と省エネルギー
行動による効果量を把握し、的確に評価を行う必要がある。表 5-9 に H 高校におけるエネ
ルギー使用の評価方法を示し、エネルギー評価を行う際にはエネルギー相互の比較がしや
すいように単位を熱量（MJ）に変換して行う。変換係数は表 5-8 の通りである。
表 5-8

種類

係数

データ元

電気 9.83MJ/kwh
ガス

受電端投入熱量(省エネ法施行規則)

46.0MJ/m3

水道 31.2MJ/m3

ガス事業便覧 東京ガス等の13Aガス発熱量
省エネルギーセンターパンフレット『地球環境のためにわたしたちができること』

表 5-9

No.

熱量変換係数７）

H 高校のエネルギー評価方法

評価項目

評価判定方法生徒100人当たりのエネルギー使用量①

総消費熱量（GJ）＝A MJ ÷ 1000

他校比較・経年変化を見る指標①＝総消費熱量÷生徒総数×100人

省エネルギー率（％）②②＝エネルギー削減量 ÷ 総消費量

評価

◎

○

●

×

消費量の増減率

減

減

増

増

省エネルギー率
エネルギー消費について

増
見直し

減
見直し

増
減
要対策 要対策省エネルギー活動について 見直し 要対策 見直し
増減は前年度との差から求める

省エネルギー目標達成率（％）③

目標消費量（MJ/m2）＝本年度消費原単位×（1−目標削減率）
目標達成率（％）＝目標消費量÷次年度消費原単位
目標達成度＝目標達成率（％）−100

評価

○

×

目標達成率

100%以上100%未満

目標達成度
目標達成 状況

0以上
達成

0未満
未達成

種類

二酸化炭素の排出量 （kg・CO2）

係数

電気 0.356 kg･CO2/kwh

④

ガス
水道

④＝各消費量（削減量）×二酸化炭素排出係数種類 エネルギー単価

金額換算 （円）⑤2.36 kg･CO2/m3
0.58 kg･CO2/m3⑤＝各削減量（消費量）×エネルギー単価

90

電気

22

円/kwh

ガス
水道

149
228

円/m3
円/m3

要対策

6.5

H 高校のエネルギー環境管理システム
表 6-１

対象建物
主要用途
延床面積
構造
階数
総人員数
主な館内設備空調設備
消費原単位

H 高校とシステムの概要

京都市立H高等学校
高等学校
12643.46 m2
鉄筋コンクリート造
地階を除く階数 6階
地階の階数
0階
８５６ 人 （平成１８年度調べ）
食堂・図書館・EV2台・アリーナ・トレーニングルーム等
FCU系統・GHP系統 （一部PAC使用）
年間約 537.6MJ/m2

システム概要
主要用途
制御部
監視部
管理部

簡易BEMS
エネルギー使用の最適化
省エネルギー管理指針 （17指針）
エネルギーモニタリングシステム （監視項目10系統）
エネルギー評価方法 （5個）
今まで評価されてこなかった啓蒙活動による省エネルギーシステムの先進性 効果の判定を行うことができ、具体的な改善案を立案することができる。そのため機器の自動制御機能を欠いてもこのシステ
ムによって省エネルギーに寄与することができる

本研究では京都市立 H 高等学校を事例とした、BEMS の自動制御部分を手動に直した
簡易エネルギー環境管理システム（簡易 BEMS）の概念設計を行い、学校利用者と使用するエネルギーのインターフェースモデルを構築する研究を行ってきた。表 6-1 に H 高校と今回構築したシステムの概要を示す。
建物のエネルギー管理システムとは制御部・監視部・管理部の３つから現状把握を行う
ものであり、使用エネルギーに対して PDCA を可能にするものである。図 6-5 に簡易 BEMSを利用した際の PDCA を示し、以下に簡易 BEMS の制御部・監視部・管理部について説明していく。

エネルギー環境管理システム

管理部

出力結果

エ ネ ル ギー 評 価

各種省エネ効果

省エネルギー率

C

A

広報活動

目標達成度
二酸化炭素排出量

図 6-5

など

簡易 BEMS の PDCA

91

その他

Ｐ

Ｈ高校関 係者

使用量の経年変化

金額換算値

Ｄ

改善提案

管理 者

エ ネ ル ギ ー モ ニ タ リ ング

監視部

シ ス テム省エネルギー行動指針

制御部

簡易 BEMS では、まず制御部に省エネルギー行動指針を用いることとした。これは、各人のエネルギー利用に対する認識を統一させ、全体の運用方法を見直すことからエネル
ギー使用の最適化を目指すものであり、これが、これまでの BEMS の自動制御に代わる手動制御の部分に当たる。認識を統一させるとは、今回の研究調査から明らかになった各
エネルギーの浪費につながる行為・行動を皆がよく理解し、どのような設備利用が適切であるかという認識を全体で統一させるという意味である。これによって、全体が一丸となった省エネルギー行動が得られ、効果を発揮するものであるため、管理者は定めた行動指針の意図をよく理解し、これを学校全体に伝えていく必要がある。
監視部には BEMS でも利用されているエネルギーモニタリングシステムによってエネ
ルギー使用を個別に計測することとした。エネルギーの使用用途は多岐にわたっており、全体のエネルギー使用量からエネルギー利用の現状を把握することは現実的に不可能である。よって、エネルギーの使用量については系統別の把握を行うモニタリング管理を行う必要があり、これによって省エネルギー行動指針の効果判定を行う基礎データを収集、蓄積及び加工を行うことが可能となる。
管理部では、得られた各種計測計量結果を用いた全体の評価方法を作成した。各種計測
計量結果とは、省エネルギー行動による各効果量を算出したものであり、これによって、各省エネルギー行動と省エネルギー行動による学校全体のエネルギー使用を評価することができる（省エネルギー行動による効果については表 5-1 を参照）。以下図 6-6 に簡易BEMS のシステム図を示す。

エネルギー資源

監視部

制御部
データ収集
省エネルギー行動指針
比較

⇒

判断

人

モニタリング管理

データ蓄積

操作

監視

データ加工

各種省エネ効果

削減量

省エネルギー率(%)

増加量

経年変化

消費量

省エネ目標達成度
各種換算値

管理者
図 6-6

簡易 BEMS のシステム概念図

92

管理部

6.6

ま

と

め

現在、省エネルギーに対するアプローチの仕方は大きく分けて 2 つあり、1 つは BEMSのように使用エネルギーを定量的に把握し、正確に管理を行う方法である。これは、省エ
ネルギーに対して極めて合理的な方法であり、エネルギーを多量に消費する建物に対しては特に有効的な方法である。もう１つは、啓発活動に代表される省エネルギー活動などがあり、運用面から省エネルギーに貢献する方法がある。BEMS を導入している建物は比較的大規模建物に集中しており、中小建物は啓発活動のみ行っていることが多い。しかし、啓発活動を行う際にエネルギー利用の実際値を正確に把握する手段を持つことが少なく、その結果多くの中小規模建物で適正なエネルギー評価がなされていない。
したがって、中小規模建物における啓発活動の効果測定を目的とした新しい BEMS を構築する必要がある。これまで BEMS は、建物内に設置された各種機器の運転効率の向上を目的として発展してきたシステムであり、その管理対象はハードな面に特化している。
この管理対象をソフトな目線に変えてエネルギーの計量を行い、人のエネルギー消費行動を把握することによって、啓発活動の内容を評価することは、今回の概念設計から考え方としては充分可能であることが明らかとなった。
これまで BEMS 導入事業として、NEDO が行ってきた BEMS 補助金制度の対象となる
BEMS は、その機能に機器の自動制御機能を含むものとされている。しかし、BEMS とは本来、建物の状態を把握し全体の運転効率を向上させるものであり、その仕組みを支えているのはエネルギーを定量的に把握することができるエネルギーモニタリングシステムである。
本研究は、このエネルギーモニタリングシステムを用いた啓発活動と実際のエネルギー
使用量を評価する簡易 BEMS の概念設計を京都市立 H 高等学校を事例として行った。
研究ではまず事例となった H 高校の現状把握を行い、エネルギー使用上の課題を正す省エネルギー行動指針を作成した。次に、各省エネルギー行動の効果算定方法と効果算定に必要なデータを整理し、H 高校のエネルギー使用を評価する方法を示した。
建物の省エネルギー手法を BEMS 本来の自動制御ではなく、啓発活動による手動制御
によって行うことで、従来の BEMS のシステムを簡易化することができ、中小建物にも受け入れやすいシステムを構築することができると考えられる。
しかし、BEMS とはあくまでビル管理のためのツールであり、このシステム自体が省エネルギーに直結するわけではない。今回構築した簡易 BEMS においても、省エネルギーを達成するためには常に人のエネルギー消費行動について評価を行い、改善を行う必要があることを忘れてはいけない。

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参考資料

表 2-1；BEMS の機能分類表

図 2-1；BEMS のシステム概念図

図 2-2；エネルギー計測計量計画の概念図

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引用文献
１）

NEDO 住宅・建築物高効率エネルギーシステム導入促進事業（ＢＥＭＳ導入支援事業）平成 14〜15 年度事業者の実施状況の調査、平成 17 年 11 月 30 日

２）（社）日本ビルエネルギー総合管理技術協会、建築物エネルギー消費量調査報告書、平成 16 年
度版

３） （社）空気調和・衛生工学会、エネルギー・環境管理を主体とした BEMS の解説、URL〈http://www.shasej.org/iinkai/bems/BEMS.pdf#search='bems〉情報入手日；平成 19 年 1 月 26 日

４）（社）日本ビルエネルギー総合管理技術協会、ビル省エネルギー化推進のための調査・研究（その２）、平成 17 年 3 月

５） （財）省エネルギーセンター、省エネアドバイス EPOC、URL〈http://www.epoc.gr.jp/syoene/technology_3.html〉、情報入手日；平成 19 年 1 月 26 日

６） （財）省エネルギーセンター、省エネアドバイス（ビル）、URL〈http://www.epoc.gr.jp/syoene/technology_3.html〉、情報入手日；平成 19 年 1 月 26 日

７） （財）省エネルギーセンター、省エネ効果の算出根拠、URL〈http://www.eccj.or.jp/qanda/household/00.html〉、情報入手日；平成 19 年 1 月 26 日

８） CO2 排出係数、見直しの波紋 電力が環境性で選ばれる時代へ、日経エコロジー、6 月号、P68、2006 年９） （社）日本ビルエネルギー総合管理技術協会、ビルの省エネルギー診断及び広報事業報告書、平成 17 年 3 月
１０） （株）山武ビルシステムカンパニー、コンフォート・コントロール-計装ガイド-、平成 17 年 4 月

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謝辞

本研究を進めるにあたり、御協力して頂いた皆様に心よりお礼申し上げます。
石川義紀教授には、これまで研究の方向性を分かりやすく指導して頂き、本当に有難う御座いました。石川教授から頂いた様々な忠告や意見は、大変分かりやすく、勉強になる
ことばかりでした。
また、BEMS に関して右も左も分からなかった私に、親切に資料や助言をして頂いた
NEDO の方々をはじめ、一般の方の御協力を得て無事卒業論文を結論まで進めることができました。本当に有難う御座います。
特に株式会社山武の皆様には、親切に時間を割いて講義をして頂き、私の些細な質問にも丁寧にお応えして頂けたことは、研究の中で最も思い出深い出来事でした。このような機会を与えてくれたこと、そしてメールでの親切な回答を頂けたこと、また講義をして頂けたことに、心よりお礼申し上げます。
最後に、研究事例として協力して頂いた京都私立 H 高校の皆様にお礼をして本研究を終了したいと思います。忙しい中対応して頂いた先生方々、アンケートに協力して頂けた生
徒方々、質問に親切に対応して頂けた事務員の方々には大変お世話になりました。
本当に有難う御座いました。

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