ＢＲＩ－Ｈ２２講演会テキスト

LCCM 住宅に関する研究開発と普及－低炭素社会に向けた動向と先進的省エネルギー住宅－
環境研究グループ

目
Ⅰ

研究の背景

Ⅱ

住宅の省エネルギー技術

Ⅲ

先進的省エネルギー住宅

Ⅳ

LCCM 住宅

Ⅴ

上席研究員

桑沢

保夫

次

１）

コンセプト

２）

運用時のエネルギー消費に関する検討

３）

イニシャル CO2 に関する検討

４）

つくば LCCM 住宅デモンストレーション棟

将来の展望
参考文献

Ⅰ 研究の背景④コミッショニングの実行、運転・維持管理の向上

地球温暖化は、化石燃料の多用による二酸化炭素などの温室⑤ライフスタイルの変更

効果ガスの増大が主因となって引き起こされているとする説が⑥建築デザインにおけるシステム的アプローチの利用（環境設有力である。国際的な専門家による政府間機構である、IPCC

計は初期段階から考慮すべき）（(Intergovernmental Panel on Climate Change：気候変動にといったことが示され、建築物および設備機器における温室効関する政府間パネル) では、気候変化に関する科学的な判断基

果ガス緩和のための各種技術が示されている。

準の提供を目的とし、地球温暖化に関する科学的知見の集約と経済発展と環境保護などを役割として掲げ、気候変動に関す評価を行っている。その中の第三作業部会（WG III：温室効果

る政策と市場改革を現在の焦点としている、IEA（International

ガスの排出抑制及び気候変動の緩和策の評価）では、建築物やEnergy Agency:国際エネルギー機関）でも同様の検討がなされ産業などの「部門」ごとに温室効果ガス排出量の動向や緩和技ており、民生部門（家庭及び業務に関連する部門）における重術などが検討されている。各部門における、排出量削減のポテ

要な対策として、暖房、給湯対策、パッシブハウス基準の達成

ンシャルを図 1 に示す。住宅や建築に関係する建築物部門は、に向けた建物外皮の改修などが挙げられ、民生部門における鍵

他の部門に比べて大きなポテンシャルがあるとともに、比較的となる技術として、建築・設備の総合設計、照明、ヒートポン

少ない投資でも大きく削減できることが示されている。またそプ、太陽熱利用、パッシブハウス、ゼロエネルギー建築といっの省エネルギー対策の考え方として、たことが示されている。このように、住宅・建築に関わる省エ①暖房・冷房・照明用負荷の削減

ネルギー技術の重要性が国際的にも指摘されている。

②太陽エネルギーや他の自然エネルギーの利用③設備機器、暖冷房設備、換気設備のエネルギー効率向上-25-図 1 ボトムアップ研究による 2030 年の世界の緩和における部門別の経済的ポテンシャルの推計値 *1（各部門の評価で仮定されたそれぞれのベースラインと比較した値）

図 2 部門別の二酸化炭素排出量の推移 *2

図 2 には日本における主な部門別の二酸化炭素排出量の推移

効果ガスを１９９０年比で２５％削減と掲げられた。また、国を示す。この図に示されているように、日本における二酸化炭

土交通省としても新築の住宅・建築物の１００％を省エネ化す

素排出量は、排出量が最も多い産業部門では低減傾向が続き１ることを目指して、省エネ基準への適合を義務づけることの必９９０年比１３％減となっているのに対して、住宅や業務用建要性を示し、その検討を開始したところである。

築に対応する民生部門では２００７年までほぼ増加傾向が続き

建築研究所においては、従前より住宅における省エネルギー

２００８年にようやく減少に転じたものの１９９０年比で３０に関する研究を実施してきており、その成果は省エネ法への反～４０％の増加を示している。このような状況に対して、平成

映や、「自立循環型住宅への設計ガイドライン」としてまとめ上

２２年度に政府が示した「新成長戦略」（平成２２年６月１８日

げてきたところである。しかし、上に挙げたような昨今の状況

閣議決定）には、我が国の長期目標として、２０２０年に温室から、温室効果ガス排出削減に対してより効果的な住宅のあり-26-

方について検討を開始し、自立循環型住宅の研究などで培ってきく進み始めているのは周知のとおりでる。

きた知見を活用して、先導的なモデルとなりうる「LCCM（ライ9フサイクルカーボンマイナス）住宅」の研究開発に着手するこ

1980年基準8

熱損失係数[W/m 2K]ととなった。具体的には、重点的研究開発課題「建築・コミュ
ニティーのライフサイクルにわたる低炭素化のための技術開発(H.20～H.22 年度)」の中で「LCCM 住宅に関する技術の開発」という項目を掲げて研究を進めている。この研究実施にあたり国
土交通省国土技術政策総合研究所および日本サステナブル建築協会を参画者とする共同研究として「ゼロエネルギー住宅に関1992年基準7

1999年基準

6
5
4
3
2
1

する研究」を 2009 年より開始した。

0

また、これと併行し国土交通省住宅局の支援による研究開発

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

事業として、一般社団法人日本サステナブル建築協会内に設け

地域

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

図 3 熱損失係数基準値

られた「ライフサイクルカーボンマイナス住宅研究・開発委員会（委員長：村上周三（独）建築研究所理事長）」において、平成 21 年度からの３年計画で研究開発が進められている。

[GJ/戸]
120

Ⅱ 住宅の省エネルギー技術
図 3 に地域ごとの熱損失係数の基準値を示す。基準が新しく100なるにつれて熱損失係数の基準値は小さくなり、徐々に断熱性80の高い住宅へと誘導してきたことがわかる。図 4 には日本の８60

都市における戸建て住宅でのエネルギー消費の内訳を示す。こ40の図を見ると札幌のような寒冷地では暖房エネルギーが全体の20半分を超え大変大きいが、そのほかの地域では１／４程度と余0

り大きくない事がわかる。つまり、住宅全体におけるエネルギ■照明他電力 ■調理 ■給湯 ■冷房 ■暖房

札幌 仙台 新潟 東京 名古屋 京都 福岡 那覇

ー消費を削減するためには、これまでの省エネ法における様に図 4 住宅におけるエネルギー消費の現状

熱損失係数を小さくして暖冷房負荷を下げるだけではなく、そ―8 都市域の戸建て住宅に関する比較―の負荷を処理するための暖冷房機器の高効率化とともに、給湯や照明他電力などそのほかのエネルギー消費用途に関しても十Ⅲ 先進的省エネルギー住宅
海外では北米や欧州を中心に先進的な省エネルギー住宅はす分な配慮をする必要がある。
東京などの温暖地で特にエネルギー消費量の割合が大きい給でにいくつか建設されており、いずれも躯体の断熱・気密性強湯に関しては各種の高効率機器がすでに市場に出ており、発電化や再生可能エネルギーの活用、高効率機器の導入などによりと同時に給湯・暖房も行うことで効率を上げる燃料電池などに住宅内でのエネルギー消費量を抑える工夫がなされている。国よるコジェネレーションシステムもある。また、従来から用い内においても同様の先進的な省エネルギー住宅は民間企業が実られている、太陽熱を利用した給湯負荷の削減も大変効果的で現しており、すでに商品化されている例もある。

ある。照明については従来の白熱灯から電球型蛍光灯や LED ラ

断熱や気密に関してはすでに多くの知見があり、熱損失係数

ンプなどの利用が一般的になりつつあり、これらも省エネルギ

が１[W/m2K]を切るような住宅も実際に建設されているが、前にー効果は大変大きい。

示したように、それだけではエネルギー消費量を削減するには

一方、再生可能エネルギーを利用したエネルギー生産も広まってきており、特に住宅レベルでは太陽光発電が有望で、余剰限界があり、日本の温暖もしくは蒸暑地域ではむしろ冷房負荷を増やしてしまうことにもなる。
次に、中に導入する設備機器類については、すでに一般的に電力の買い取り制度などの影響もあり、すでに普及に向けて大-27-

市販されている暖冷房、給湯、換気、照明などに対応する各種

省エネ技術の導入により運用時のCO2発生量を大幅に削減の高効率機器があるので、負荷の状況などに応じてそれらを活用すればよい。
最後に再生可能エネルギーの活用についてであるが、これに照明他は大きく分けて２つの種類があり、一つ目は太陽熱のパッシブ

調理
給湯

年間のCO2発生量的な利用による暖房負荷削減や太陽光による照明負荷削減、通風による冷房負荷削減といった建築的な活用方法で、二つ目は太陽光発電や太陽熱給湯といった設備的な活用方法である。後者についてはそのほかの設備機器類と同様に、すでに一般的に返済分： 建設時に発生した
CO2を、運用時の余剰エネルギーにより返済

冷房

太陽光発電による
創エネルギー

暖房

省エネ前

市販されているものがあるので、負荷の状況などに応じてそれ

省エネ後

一般住宅

らを活用すればよい。特に太陽光発電に関しては充分な発電量

太陽光発電

LCCM住宅図 5 LCCM 住宅のエネルギー収支を確保できれば比較的容易にゼロエネルギー住宅が実現できる。
ただし、まだ高価である点と、その性能は現在急速に進歩しており、状況が常に変化している点に注意が必要である。

＋

性能・設備の見極めと、建築的な方法による再生可能エネルギ
ーの活用を個別の住宅に対してどう適用していくかという点が重要であり、実験住宅としての建設は容易であるが、いかにしてこれらを一般的な住宅として普及させるかと言う点に課題が改修②－

Ⅳ LCCM 住宅

従来の住宅

LCCM住宅改修①あると言える。

②①

建設

CO2収支 [CO2-t]

結局、気候条件やライフスタイルに応じた適切な断熱・気密年数

図 6 ライフサイクルにわたる CO2 収支のイメージ

１） コンセプト
LCCM 住宅（ライフサイクルカーボンマイナス住宅）とは、住宅の長い寿命の中で、建設時、運用時、廃棄時においてできる

２） 運用時のエネルギー消費に関する検討だけの省 CO2 に取り組むとともに、太陽光発電などを利用した

イ．暖冷房

再生可能エネルギーの活用により、住宅建設時の CO2 排出量も暖冷房にかかる CO2 排出量を低減するためには、その負荷を低含め生涯での CO2 収支をマイナスにする住宅として提案された

減するとともに、負荷を処理するために効率的な機器を選択すものである。

ることが必要である。負荷の低減には、建築躯体を気候条件や具体的には、まず運用時のエネルギー消費を大幅に削減し、ライフスタイルに応じた断熱・気密性能とすることとともに、その消費量を上回るような太陽光発電を導入することで、建設中間期や夏期においては通風などによる排熱のための性能、庇時等に発生した CO2 を運用時の余剰エネルギーにより返済するなどによる遮熱性能にも注意する必要がある。

（図 5）。ただし、一般への普及を考えた場合、運用時のエネル

負荷を処理するための高効率機器としては、基本的にはヒー

ギー消費を大幅に削減する際に、健康・安全性、快適性、利便

トポンプエアコンが最も有望である。空気熱源が一般的である性等を低下させてしまうと実効性が損なわれると考えられるのが、寒冷地などでは地中熱を熱源とする方法もある。また、機で、そのような性能はできるだけ残しておく必要がある。図 6

種を選択する際に重要な点として、適切な能力の機種とする点にあるように、従来の住宅であれば運用年数が増えるほど CO2がある。過大な能力のエアコンを選択してしまうと部分負荷の排出量は増えていくが、LCCM 住宅では改修の際には少し増える

状態で運転する時間が多くなり、そのエアコンの持っている高ものの、運用時の余剰エネルギーにより、全体として CO2 排出量

効率な性能を発揮できなくなってしまう。とくに断熱・気密性は減少していき、ある年数が経過したところでマイナスとなる。

を高めた LCCM 住宅では、エアコンのカタログなどに標記されて-28-

いる対応畳数で機種を選択すると大きめの能力となってしまうので注意する必要がある。

ロ．給湯
a. 熱源器
高効率なタイプの熱源機では、空気集熱式電気温水器（エコキュート）と燃料電池がまずは挙げられる。前者については、タンクを有しているため、貯湯時のロスが少なくなるような制御を行っているが、家族人数に応じた適切な貯湯サイズの選択が重要である。なお、寒冷地では効率が低下してしまう。後者については、住宅内における電力需要によっても効率が影響される点に注意が必要で、LCCM 住宅のようにエネルギー(電力)消費量を極端に小さくする場合にはその点について要検討である。
また、これらに比べてやや効率は落ちるが、タンクを有してい
図 7 サヤ管ヘッダー方式の概略

ないため、比較的安定した効率を得られる潜熱回収型の瞬間型
給湯器も高効率なタイプの熱源機として挙げることができる。
そのほか、旧来から用いられている太陽熱利用の給湯器も効率を上げる上で大変有効である。
b. 節湯機器等による省エネルギー効果
節湯機器等による省エネルギー効果も大きく期待できる。配管では小口径配管（サヤ管ヘッダー方式）の採用が有効で、水栓等については、節湯機器、浴槽断熱、浴室断熱が挙げられる。
配管では小口径配管とすれば配管らかの放熱ロスを減少できる点とともに、湯待ち時間を減らして使いやすくする点からも、
サヤ管ヘッダー方式とする事が有効である。サヤ管ヘッダー方式の概略と、実際の施工状況を以下に示す。
配管からの放熱ロスを防ぐには当然断熱区域内に設置する必

図 8 実際の施工状況

要がある。図 8 であれば断熱区域内に設置されているが、図 9では土間床に配置しており、床断熱の場合には断熱区域の外側となる位置となってしまうため問題がある。また、配管長はなるべく短くする必要もあり、設計施工時に十分な配慮を要する。
次に節湯型機器については、住宅事業建築主の判断の基準におけるエネルギー消費量計算方法において、その効果を以下のように示している。
シャワー（基準流量 10[L/min] ）節湯Ａ（手元止水）

２０％削減

節湯Ｂ（適流量 8.5[L/min]以下）

１５％削減

台所（基準流量 6[L/min] ）節湯Ａ（手元止水）
節湯Ｂ（適流量５[L/min]以下）

９％削減
図 9 実際の施工状況

１７％削減

-29-

これらの機器を組み込み、湯消費量の削減を図ることが必要である。また、これらとは別に、湯温調節が容易な湯水混合栓

やや下回るものの、ライフタイムが長いことを考慮すれば、１時間当りに換算した CO2 排出量では、も湯温調整時の無駄を防ぐ効果が示されている。

白熱電球 ＞＞ 電球形蛍光ランプ ＞ ＬＥＤ電球

しかし、いわゆるシングルレバーの場合、温水を必要としていないにもかかわらず、レバーを湯が出る領域で使用してしまとなって、ライフサイクル的にみても十分有利であることがわ
かった。

*3

っている場合が非常に多いとされている 。これに対応し、中央位置付近では湯が消費されないような機器も開発されてきておニ．換気

り、その効果についても今後検討を加える必要がある。

良好な空気環境・温熱環境を保ちながら暖房負荷削減可能な換気設備として、熱交換型第一種換気設備が挙げられ、その省エネルギー手法としては、高効率モータの採用、寒冷時以外における排気のみの片側運転がある。前者の高効率モータにはＤ
Ｃブラシレスモーターがある。また、後者の排気のみの片側運
転では外気冷房による冷房負荷削減と省電力化が期待できる。
また、省エネルギーに注目した別のアプローチとして、温度差・外部風による自然換気システムと機械換気システムの併用（ハイブリッド換気システム）が考えられる。

３） イニシャル CO2 に関する検討 *4
図 10 シャワーヘッドの種類による湯水使用量の比較

木材に関してその製造等にかかる CO2 排出量を、国内外におけ（自立循環型住宅設計ガイドラインより）る製材所、森林組合等の現地調査・文献調査により検討した（図11）。図にあるように、国産材であっても乾燥に化石燃料を用いている場合にはその部分の CO2 排出量が大きくなり、原木輸送やハ．照明
照明に関する省エネルギー手法としては、以下が挙げられる。

製材輸送で不利なはずの輸入材などよりも大きな CO2 排出量とLEDなってしまうことがわかった。しかし、これは一方で、乾燥部

有機 EL、分の木屑利用率を上げれば CO2 排出量を大幅に削減する余地が

自動調光・調色制御、あるとも言うことができ、図の右端にある対策ケースの様に他自動制御ブラインド、の木材よりも有利な条件となる可能性がある。

ライトダクト（非居室）

ただし、図 12 にあるように木屑乾燥時には CO2 以外の温室効

断熱透光壁、日射遮蔽

果ガスも無視できないため、これらについても考慮する必要が／日照調整装置と太陽光発電パネルの統合ある。
CO2排出量［t-CO2/棟］

これらの中でも、効果の大きなものとして LED 照明が挙げられるが、この運用時とそれ以外（製造、廃棄など）のエネルギ
ー消費量について調査した結果、以下のような値が示された。
運用時
LED ダウンライト

97.0%

その他
3%

コンパクト蛍光灯ダウンライト

98.7%

1.3%

白熱球ダウンライト

99.9%

0.1%

14
12

昼間は木屑、夜間はA重油で乾燥原木輸送

国産の丸太を集荷・製材し、24時間木屑で
乾燥

乾燥

製材輸送

10
8
6

原木輸送
加工

推計ケース

（特定非営利活動法人 LED 照明推進協議会）

地場木材を
24時間木屑
で乾燥

69％
削減

製材輸送

4
2
0

北米の丸太を輸入・製材し、24時間木屑でコージェネ（発
電と乾燥）

乾燥
加工
現状ケース

原木輸送
乾燥
加工

乾燥
加工
対策ケース

木材

国産材
（地場産材）

国産材
（一般材）

輸入材

国産材
（地場産材）

木屑利用率

【59％】

【100％】【100％】【100％】

図 11 木材製造等にかかる CO2 排出量
LED の発光効率が白熱球の数倍あり、コンパクト蛍光灯よりは-30-

の流れを作り出す通風塔、熱や風を取り込むパラボラ状の緩衝CO2原単位[kg‐CO2eq/t]

100■ CH4、N2Oの影響は全体の10-15%程度

領域形状など、自然エネルギーの利用を図る建物形状とした。
(6)アクティビティに応じた空間構成（図 18）

50

N2O

熱的緩衝領域を滞在時間の短い動線空間とし、身体感覚の延CH4長としてとらえられる気積の小さい空間を滞在時間の長い就寝CO2空間とするなど、アクティビティと温熱環境との重ね合わせを
考慮した。
0

H工場

K工場

I工場

図 12 木屑乾燥時の温室効果ガス排出量
CH4、N2O 排出量に、温暖化係数（CH4: 21、N2O: 310）を掛けて換算

４） つくば LCCM 住宅デモンストレーション棟
現在、茨城県つくば市の建築研究所内に、平成 23 年 2 月竣工を目指して LCCM 住宅デモンストレーション棟を建設中である（原稿執筆時現在：平成 23 年 1 月初旬）
。建設時の CO2 排出量を
図 13 多層レイヤー

正確に求めるため、施工中の廃棄物なども含めて施工調査を詳細に実施している。また、完成後には生活状態を再現した上でエネルギー消費量や温熱環境等も詳細に調査する予定である。
以下にはこの住宅の設計時に検討した内容を示す。
① デザインコンセプト *5(1)多層レイヤー（図 13）
日射遮蔽、断熱、視線制御、防犯等の役割を担う様々なレイヤーを組み込み、それらの組み合わせによって、環境制御を行

図 14 ストライブ状の平面構成

い、様々なアクティビティへの適応を検討した。
(2)ストライブ状の平面構成（図 14）
熱や風を和らげて取り込む緩衝領域、動的なアクティビティに対応した天井の高い空間、静的なアクティビティに対応した小空間などを確保し、多層レイヤーによるストライプ状の空間構成とした。
(3)積層された断面構成（図 15）
人が出入りするレベル、光と空気が出入りするレベルを高さ

図 15 積層された断面構成

方向に積層し、断面的にもレイヤーが積み重ねられた空間構成とした。
(4)モード（図 16）
レイヤーの開閉により、夏・冬、昼・夜間といった季節や時間に対応したモード、不在時や就寝時といった生活に対応したモードなど、様々なモードを実現可能とした。
(5)自然エネルギー利用（図 17）

図 16 モード

太陽光発電パネルを一体化した屋根形状、風を取り込み空気-31-

ンによる部分間欠暖冷房を選択する必要のあることが明確になった。
b. 緩衝空間の暖冷房条件について
今回の LCCM 住宅デモンストレーション棟に関する図面を元に行った熱負荷計算に対応して、エネルギー消費量を試算した。
その結果、予測されるエネルギー消費量が想定していた値よりもだいぶ大きくなっており、その原因について検討した。原因の一つとして熱負荷計算の際にリビング、緩衝空間（階段室な図 17 自然エネルギー利用

ど）、ワークスペースを一体としたため、居住者が一人しかいな
い場合にどこに在室していても一体となった全ての空間を暖房する必要があるためである可能性が指摘された。そこで、ワー
クスペースを一体としないこととして、暖冷房負荷、温熱環境について検討を進めることとした。
c. 熱負荷に対応したエアコンの選定について
負荷計算結果（南面の窓面積率７０％、窓の断熱有り、蓄熱有り）を基に、エアコンの機種（容量）を変えてエネルギー消費量の計算を行った。
エアコンについては、資源エネルギー庁の『省エネ性能カタ
ログ 2009 夏版』を参考に次表の通り、各サイズの代表機種を選定した。

図 18 アクティビティに応じた空間構成

これらの機種の中で、最小機種として全ての部屋に 2.2kW 機
種を配置する場合、負荷対応機種としてリビングに 5kW 機種、② 環境設備からみた検討

個室１に 2.2kW 機種、個室 2 に 4.0kW 機種を配置する場合、そイ． 暖冷房の中間の機種としてリビングに 2.8kW 機種、他の部屋に 2.2kW

a. 暖冷房方式について

機種を配置する場合について計算した。年間エネルギー消費量

全館連続の暖冷房を行うと、エネルギー消費は間欠暖冷房にの計算結果、運転時間に占める室内設定温度を実現できない時

比べて大きくなってしまうが、内部の温熱環境は改善される。

間を能力不足時間率とし、算出したものを図 20、表 2 に示す。

一方で、建物の断熱性を高くすれば（Q 値を小さくすれば）暖冷負荷対応機種の場合能力不足時間率はほぼゼロに近いが、低負

房負荷が小さくなり、暖冷房方式による差は小さくなる。また、荷で運転する時間が長くなるため一次エネルギー消費量が最小

その負荷に見合った暖冷房設備を導入することで、エネルギー

機種の場合に比べて 5 割弱大きくなってしまう。一方、最小機

消費量を小さく押さえられる。これらの関係を調べるため計算

種の場合冷房時にリビングで 3 割程度の時間で能力が不足してした結果を図 19 に示す。通常は左上のセントラル空調設備によしまう。また、中間機種としても冷房時に 2 割程度の時間で能る全館連続暖冷房か、右下のエアコンによる部分間欠暖冷房（居力が不足してしまう。しかし、能力不足は主に立ち上がり時に住している空間を在室する時間だけ暖冷房する）となるが、セ発生することから、タイマー運転などを活用することである程

ントラル空調設備による部分間欠および高効率エアコンによる度解消できるため、今回の住宅では中間機種の採用を提案した。

全館連続暖冷房も計算した。LCCM 住宅実現のためにはエネルギ
ー消費量を極力抑えることが必須となっており、建物の断熱性を相当程度高めてもエネルギー消費量の差があるため、エアコ-32-

4.部分間欠(セントラル空調)

全館連続(セントラル空調)
暖房

合計

冷房

60.00

60.00

50.00

50.00

エネルギー消費量[GJ/年]

エネルギー消費量[GJ/年]

合計

40.00
30.00
20.00
10.00

冷房

40.00
30.00
20.00
10.00

0.00

0.00
0.6 0.81

1.2 1.4 1.6 1.82

2.2 2.4 2.6 2.8

0.6 0.81

1.2 1.4 1.6 1.8

Q値[W/m2･K]2

2.2 2.4 2.6 2.8

Q値[W/m2･K]

2.全館連続(高効率エアコン+ファン)

3.部分間欠(エアコン)
合計

暖房

冷房

合計

60.00

60.00

50.00

50.00

エネルギー消費量[GJ/年]

エネルギー消費量[GJ/年]

暖房

40.00
30.00
20.00
10.00

暖房

冷房

40.00
30.00
20.00
10.00

0.00

0.00
0.6 0.81

1.2 1.4 1.6 1.82

2.2 2.4 2.6 2.8

0.6 0.81

1.2 1.4 1.6 1.8

Q値[W/m2･K]2

2.2 2.4 2.6 2.8

Q値[W/m2･K]

図 19 暖冷房方式・機器によるエネルギー消費量の違い
表 1 エアコン選定機種
空調室の目安広さ

6畳用

8畳用

10畳用

代表能力

2.2kW

2.5kW

メーカー

パナソニック シャープ

型番

CS-22RKX

12畳用

14畳用

16畳用

2.8kW

3.6kW

4.0kW

5.0kW

日立

日立

日立

日立

AY-W25SX RAS-X28Y RAS-X36Y RAS-X40Y2

RASX-50Y2

定格冷房COP

6.5

6.02

5.96

4.68

4.65

3.39

冷房定格

2200

2500

2800

3600

4000

5000

冷房最大

3400

3500

3900

4100

5000

5500

定格暖房COP

6.76

6.67

6.37

5.92

5.92

5.08

暖房定格

2500

2800

3600

4200

5000

6000

暖房最大

6100

6300

8100

8100

10400

10400

-33-

一次エネルギー消費量[MJ/年]

6000
5000
4000
3000

冷房
暖房

2000
1000
0
最小機種

中間機種

負荷対応機種

図 20 エアコン能力による一次エネルギー消費量の比較
図 21 内観リアルアピアランス画像
表 2 能力不足時間率
機種
最小機種
中間機種
負荷対応
機種

ニ．換気・通風

リビング

個室１

個室２

暖房

0%

0%

0%

冷房

31%

0%

12%

と機械換気システムの関連について検討し、自然換気システム

暖房

0%

0%

0%

が活用できる場合にはできるだけこれを生かして、不足分を機

冷房

20%

0%

12%

械換気で補う方法とした。

暖房

0%

0%

0%

冷房

4%

0%

2%

今回のモデル住宅では、換気塔を活用する自然換気システム

通風については、中間期と夏季の卓越風向を中心に、開口位
置、屋根形状の違いに基づく室内風速の分布を、ＣＦＤを用いて検証し、開口の大きさや屋根の形状を決定した。

ロ．給湯
a. 熱源器
まずは、各種の熱源器についてその年間消費エネルギー予測
値から年間の CO2 排出量を算出した。併せて、電力の CO2 排出量
原単位も検討を行った結果によると、LCCM 住宅において採用するべき給湯用熱源機については、地域や電力供給事情による電力の温室効果ガス排出量原単位の違いを考慮すると、エコキュート＋太陽熱温水器もしくは、燃料電池が最有力である。今回の LCCM 住宅デモンストレーション棟には両者を設置し、切り替
えて運用することによりそれぞれの効果を確認することとした。
b. 節湯機器等による省エネルギー効果
小口径配管（サヤ管ヘッダー方式）、および節湯機器、浴槽断図 22 CFD を用いた換気塔の検討

熱、浴室断熱とした。

ハ．照明・光環境③ LCCO2 からみた検討 *6

基本的に照明の光源には LED ランプを採用する事とし昼光、人LCCM 実現のためにはイニシャル CO2 もできる限り小さくして

工照明のそれぞれについて、南面のグレア防止、高効率照明器おく必要がある。その点、鉄骨、RC に比べて木造が最も有利で具（LED）の多灯分散配置等をテーマにシミュレーションを行い、あるため今回のLCCM 住宅デモンストレーション棟は木造とする

開口配置、配灯計画を行った。

こととし、主要構造部である木造軸組材については、加工・乾-34-燥時および輸送時に必要とされるエネルギーや CO2 を削減する

図 23 に示す。
部位などに応じて改修の周期が異なるため共用期という観点から、木材の産地や製材所を検討した。

間に応じた線形の増加とはならず、50 年や 80 年と言った時に大次に重量比が大きく、建設時の CO2 排出量に占める割合も大ききく増加するような傾向がある。

いコンクリート基礎部のイニシャル CO2 を減らすため、コンクリ
ート種別の検討、基礎形式の検討を行った。その結果、製造時140の排出 CO2 の少ない高炉コンクリートを採用し、コンクリートヴ

120
イニシャルCO2[t‐CO2/棟]

ォリュームの少ない布基礎形式を採用することとした。
その他、建具、ガラス、仕上材に関してもイニシャル CO2 削減という観点から検討した。
以上の検討を基に、住宅全体の建設時 CO2 排出量に関して試算した結果を図 24 に示す。今回の LCCM 住宅デモンストレーショ

100

ン棟では、CO2 排出量が少ない木材を選択、またコンクリート量

80
60
40
20

を削減しているが、太陽光発電パネルが必須なためその製造時

030年

CO2 排出量や、断熱性を高めるための断熱材の増加、日射熱を利

40年

50年

60年

70年

80年

計画供用期間用するために増やした開口部に用いるガラスの増加などにより、
図 23 共用期間とイニシャル CO2 の関係

一般的な仕様の住宅に比べて CO2 排出量が増加している。
共用期間を通じて改修や廃棄を見込んだ CO2 排出量の変化を

40.00

35.00

イニシャルのCO2排出量[t-CO2/棟]

その他

その他
その他

30.00

その他
太陽光発電
25.00

太陽光発電
太陽光発電

その他

太陽光発電
20.00
屋根瓦
PB

15.00

PB

PB

ガラス

ガラス

PB
PB

ガラス

ガラス

ガラス
断熱材

10.00

木面材

断熱材

木構造材

木面材・仕上断熱材

断熱材

木面材・仕上木面材・仕上断熱材
木面材・仕上

木面材

木面材

木面材

木面材

木構造材

木構造材

木構造材

木構造材

コンクリートコンクリートコンクリートコンクリートLCCM基準設計案

LCCM
対策(高炉)LCCM 対策(高炉+ガラス)

LCCM 対策(高炉+ガラス+GW)

5.00
コンクリート
鉄筋

0.00

一般的な住宅

その他
仕上げ
断熱材

太陽光発電
塗料
木面材・仕上

木窓
モルタル
木面材

サッシュ
タイル
木構造材

窯業系サイディング
PB
コンクリート図 24 イニシャル CO2 の低減対策とその効果

-35-

屋根鋼板
畳
鉄筋

屋根瓦
ガラス

90年

④ LCCM の実現性に関する検討
イニシャル CO2 と各設備などによる一次エネルギー消費量を元に LCCM の可能性について検討した（図 25）。

・外壁：サイディング・金属パネル・木羽目板

・床：無垢板フローリング

設備概要

今回の LCCM 住宅デモンストレーション棟に関する場合、共用

・太陽光発電パネル：8kw

期間約 30 年でイニシャル CO2 と運用時エネルギー消費量の合計

・ヒートポンプ式エアコン（2.2kw×2+2.8kw×１）

を、太陽光発電による発電電力量が上回り、LCCM が達成される

・太陽熱集熱器対応エコキュートと算出された。さらに共用期間が延びると余剰分のエネルギー

・家庭用燃料電池が増えるが、前に示したようにイニシャル CO2 が線形では変化し・LED 照明（多灯分散）ないため、共用期間 40 年と 50 年を比較する場合に様に運用期・コンロ（IH＋ガス）間の短い方が余剰分のエネルギーが多くなる場合もある。

・HEＭＳ（HOME ENERGY MANAGEMENT SYSTEM）

なお、電力の CO2 排出量原単位による影響が大きいので、注意する必要がある。
Ⅴ 将来の展望建設された LCCM 住宅デモンストレーション棟において、現場運用時エネルギー消費量

イニシャルCO2 、
CO 2 換算エネルギー消費量・発電量

350t
300t

イニシャル CO2における廃棄物などの量を計測した結果も用いて、建設時のイ

発電量

ニシャル CO2 を正確に求めるとともに、竣工後に模擬居住実験を行い運用時エネルギー消費量について検証する。

250t
200t

また、これまでは、つくばに建設された LCCM 住宅デモンスト

150t

レーション棟をターゲットとして進めてきたが、上記の検証結100t

果も活用しながら、日本の様々な気候やライフスタイルに対応

50t

できる LCCM 住宅評価ツールの作成を目指している。

0t

さらに、これらの成果は、普及促進を目指す LCCM 住宅の認証
30年

40年

50年

60年
70年
共用期間

80年

90年

に活用される予定である。

図 25 CO2 排出量・発電量の推移
太陽熱エコキュート利用、

参考資料

全電源平均(0.418kg-CO2/kWh)とした場合*1 IPCCC 第 4 次評価報告書第 3 作業部会報告書*2 国立環境研究所 HP より⑤ 住宅の概要*3 台所用シングルレバー型水栓の節水・節湯化手法に関する実

建築概要

験研究 食器洗浄におけるレバー操作の使用意識調査、鈴木一・延床面積 ：143 ㎡（２階建て）

聡（関東学院大）・大塚雅之、日本建築学会大会梗概集 2008 年，

・工法：木造在来工法

D-1 分冊，p.661 など

・基礎：布基礎、高炉セメント*4 伊香賀俊治、LCCM 住宅の開発と認証 第１回シンポジウム

・軸組

：国産材

資料、ライフサイクルにおける CO2 排出の考え方、平成２２年７・断熱：次世代省エネ基準(H11)Ⅱ地域相当

月７日

・開口部 ：木製気密サッシ＋一部樹脂サッシ
木製日射遮蔽ルーバー、

資料、LCCM モデル住宅の設計と仕様、平成２２年７月７日

断熱スクリーン*6 清家剛、 LCCM 住宅の開発と認証 第１回シンポジウム 資・ガラス ：真空ガラス
・屋根*5 小泉雅生、 LCCM 住宅の開発と認証 第１回シンポジウム

料、建築構成部材の省 CO2 対策、平成２２年７月７日：金属板葺き

-36-

図 26

LCCM 住宅デモンストレーション棟の概要-37-

図 27 LCCM 住宅デモンストレーション棟の概要-38-