設計のデジタリゼーションに呼応した環境性能インジケーターの考察
ISO21929-1 を参照して

A Study on Green Building Indicators for Digital Design
In the light of ISO 21929-1○中岡 桃子*1，野城 智也*2
Momoko NAKAOKA ＊1, and Tomonari YASHIRO＊2*1 東京大学大学院工学系研究科建築学専攻

博士課程

Graduate Student, Department of Architecture, School of Engineering, The University of Tokyo, Doctoral Course*2 東京大学生産技術研究所

教授

工博

Professor, Institute of Industrial Science, The University of Tokyo, PhD
キーワード：環境建築; 環境性能評価; 環境シミュレーション; 環境インジケーター; GBRT
Keywords: Green Building; Environmental Performance Analysis; performance simulation; Indicator; GBRT.

1. はじめに2.

持続可能な発展を支える建築物・建築環境の実現には、研究の背景と目的各国で適用される建築物環境性能評価手法(GBRT)で初期設計段階から建築物の環境性能に関する関係者間のは、建築物の設計に関わる定量的な情報から、建築物の対話を促すような建築物環境性能評価(GBR)の存在が不計画に関わる定性的な情報まで、多種多様な情報が参照可欠だ。BIM（Building Information Modeling）を中心とされる。参照する情報の特性は、インジケーターするデジタル化された設計プロセスの中で、BIM モデ（GBI）ごとに異なるため、インジケーターごとに最適ルや BIM ベースの解析ツールを用いた環境評価が行わな評価フローを検討する必要がある [中岡桃子, 2021]。

れる一方、こうした広義の BIM データを建築物の総合的な環境評価に活用する体系的な知見は得られてない。

本研究は環境性能評価のインジケーターについて、国設計のデジタリゼーション前後における環境性能評価

際規格 ISO と国際的に普及する建築物環境性能評価手の評価フローを以下に示す（図１）。設計と評価のデー法である LEED の定義を整理した上で、インジケータータが分断されていた状況から、評価から評価の提出までの評価フローが設計のデジタリゼーションによって、どをデジタルなプロセスで繋げることで、関係者が目的にのように変化するのかを分析することを目的としている。

応じてデータを共有し利用する基盤になると考える。
表 1 本論文に記載される用語
建築物環 建築物の持続可能性とグリ境性能評 ーン度を管理機関や民間で価:GBR判断するための総合評価。
建築物環 各国で採用されている建築
境性能評 物環境性能評価の手法。イ価
手 ンジケーターを体系化した
法:GBRT 評価構造を独自に持つ。
LEED
1996 年に米国グリーンビルディング協会が開発した環境性能評価。
BREEAM 1990 年に英国建築研究所が開発した環境性能評価。
GB デ ー BIM データなどの環境性タ能に関わる様々なデータ。
各建築物環境性能評価に対GBRT応する文書化ツール。
ソフトGBI
図1

建築物環境性能評価手法が採用するインジケーター。

設計 DX 前後の環境性能評価フロー日本建築学会情報システム技術委員会
第 44 回情報･システム･利用･技術シンポジウム論文集， 563-566 ， 2021 年 12 月，京都
Proceedings of the 44th Symposium on Computer Technology of Information ，Systems and Applications ， AIJ ， 563-566 ， Dec. ， 2021 ， Kyoto－ 563 －2.

建築物環境性能評価のインジケーター

2.1. ISO21929-1 のインジケーター

2.3. BIM を用いた LEE インジケーターの評価

ISO21929-1:2011 には、14 の環境側面に対する 15 のBIM を 環 境 評 価 に 活 用 す る 議 論 は 『 Autodesk

コアインジケーターが与えられている。「非再生可能資Whitepaper』（2005 年）に端を発し、2010 年にはシステ源使用量」のように抽象的なインジケーターが含まれる

ムレベルで BIM に LEED を連携させる研究が盛んにな環境側面と、「室内条件と空気質」のように具体的なイった [Tajin., 2008]、 [Wu, 2011]。個々のインジケーターンジケーターが含まれる環境側面が並列される（表 2）。

評価に関する研究は、2010 年以降に見られ、光温熱環

表 2 ISO21929-1:2011 記載のインジケーターの例
No. インジケーター
環境側面 コアインジケーター
非再生可 非再生可能エネルギーの 1 エコシステム
能資源使 使用量
2 天然資源
用量
非再生可能原料の使用量 3 エコシステム
4 室温
5 グローブ温度
室内条件
室内温熱環境6 蒸気圧と空気質
7 湿度
8 風圧

境やエネルギーに関するインジケーターを始め[Z.Alwan et al. 2014]、水資源や資材に関するインジケーターについても BIM を活用する可能性が示唆された[Farzad Jalaei, 2014]、[Taewook Kang,2020]。インジケーターの評価に関するケーススタディは、まだまだ少ないが、以下代表的な 3 つの事例について確認する。
2.3.1 BIM を用いた LEED IEQ C7.1 の評価フロー
表 3 の ISO-No.4 -7 に該当するインジケーターには、
LEED v2009 NC の IEQ C7.1「温熱快適性―デザイン」

2.2. 各環境性能評価のインジケーターが対応する。この項目では、機械式換気の場合、ENISO に記載されるインジケーターを実際の評価手法に落とし込む方法として、各国ではインジケーターに対応するインジケーターを独自に設定している（表 3）。例
えば、ISO-No.1「非再生可能エネルギーの使用量（エコシステム）」は計測するために、設計検討から運用計画に至る多様な観点でインジケーターを設定している。

15251:2007 のクラス I /II を参照し、建物の各ゾーンで外気の流れ（一人当たりの最小外気流量）＜規定値が確認できた時にクレジットが認められる。
G.Bergonzoni et al（2016）は、BIM ソフトウェアである Revit Architecture から Revit 環境で使用できるビジュ
アルプログラミング言語 Dynamo と、Microsoft Office

表 3 ISO に対応する LEEDv2009NC インジケーター
No. LEED
インジケーター名の一覧
1
コミッショニング、最低限のエネルギ
EA P1-3,ー性能、エネルギー性能の最適化、C1,3-6等。
2
敷地内の再生エネルギー生産量
EA C2
3
建物のライフサイクル環境負荷低減
MRC145IEQ C7.1 温熱快適性―デザイン
67
最低限の空気質性能、給気モニタリン
IEQ P1,8C1-2
グ、換気性能の強化

Excel を用いて、情報を抽出し、インジケーターのクレジットを算出した。この研究における評価フローは以下のように示せる（図 2）。この場合、BIM ソフトウェア環境で設計から GBI の算出まで行うため、設計者が評価結果を設計改善に生かすことが比較的容易であることが想定できるが、GBI のバージョン更新の際には逐一新たなプログラムが必要になるなど、長期的な運用が困難という欠点が挙げられる。また、評価のためには Revit
Architecture には、各部屋の ID 番号、名前、エリア、容積、占有率などの情報を予め保管する必要がある。

部屋のID番号、名前、エリア、容積、占有率

入力

変換

Dynamo 抽出

提出

解析・文書化

Microsoft
Office Excel

GB
データ

Revit
Architecture要件

デジタルプロセス

LEED IEQ
P1-C2

YES

LEED Online
FormNO

設計者

図2

メーカー
DB

EN 152512007 IEQ

気象GIS
DB

LEED Online
template

評価者

BIMソフトウェア環境

LEED v2009 BD+C NC / IEQ P1-C7 の評価フロー（参照：G.Bergonzoni et al, 2016）

報告 H111－ 564 －2.3. BIM を用いた LEEDEA P2,C1, IEQ P7 の評価フロー

2.4. BIM を用いた LEED SS5.2, MR C1 の評価フロー

表 5 の ISO-No. 1 に該当するインジケーターには、

表 5 の ISO-No.3 に該当するインジケーターには、

LEED v2009 NC のエネルギーと大気（EA）P2「最低LEED v2009 NC の材料と資源（MR）C1 「建物のラ限のエネルギー性能」、C1 「エネルギー性能の最適イフサイクル環境負荷低減」が対応する。この項目では、化」が対応する。C1 の項目では、HVAC 関連戦略に集リサイクル資材費が、総材料費の一定値以上の時にクレ中して ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1–2010 のジットが与えられる。

ベースラインを参照して、エネルギー性能の値がベース
Taewook Kang(2020)は、IFC などの BIM モデル出ライン以下の時に、クレジットが与えられる。

力ファイルから、独自に開発したプロセスモジュールを
Z.Alwan et al. (2014)は、Revit Architecture と設備用いて、サステナブルな敷地(SS) C5.2「ヒートアイラ設計用 3D モデルから、エネルギー解析用のソフトウェンド現象の低減」、と MRC1 のクレジットを算出した。

ア IES-Project や風解析用のソフトウェア Autodesk

この場合、設計モデルとは別個に評価用の BIM モデル

Vasari を用いて、クレジットの算出した。この研究にを用いて、その中で評価用のモジュール使用することで、おける評価フローは以下のように示せる（図 3）。この評価手法の更新にも対応しやすいデータ構造を提案して場合、BIM ソフトウェアの使用は設計部分に限定されいる。

るため、設計から評価、評価から設計の移行のたびにデータ変換の手間が生じることが推測される。また、参照

この事例では、LEED のデータ構造を UML（統一モする情報には、照明、暖房・換気・空調(HVAC）などデリング言語）によって BIM ソフトウェア内に位置付から発生するエネルギーが含まれるため。それら機器のけることで、評価に適した BIM モデルを構築している。

エネルギー負荷と、機器が設置されるシステム、部屋にこのようにアプリケーションや評価手法の更新に対して関するデータが含まれる。

柔軟なデータ構造を構築することは重要な課題である。
これに関連した研究として、BIM モデルと実際の建築

この事例は、エネルギー性能と空気質環境を同時に検物の誤差を少なくするための高品質なデータベース（拡討している。エネルギー性能に関しては、各種ソフトウ張データベース）の開発に関する研究がある。また、建ェアが開発されている。Insight360 や Design Builder

築物環境評価手法で現在あまり検討されていないようなでは、LEEDv4.1 の昼光に関するクレジットが算出でインジケーターである LCA 評価やコスト計算におけるき、eQUEST-DOE2 では、エネルギーと大気に関するデータの統合についての研究 [Farzad Jalaei, 2014]や、クレジットの一部が産出できる。IES-VE では、LEEDGIS など BIM アプリケーションの外にあるデータの統に加え、各国の環境性能評価と連携してクレジットを算合に関する研究 [Po-Han Chen, 2017]も行われている。

出できる。こうしたソフトウェアのデータの相互運用性

こうした多様なデータを扱い際の、データの伝送に伴うについて、参照する情報の抽出方法や、データ形式、連処理を整理し、欠損をなくしていくことも今後検討して携可能なその他のソフトウェアなどに注目して検討していく必要があるだろう。

いくことが、必要になる。
HVAC 機 器 性 能 、機器のある部屋のID番号、名前、容積、占有率

入力

抽出

デジタルプロセス

gbXML変換

変換

解析・文書化提出

BIMソフトRevit
Architecture

要件

設計者

図3

Mechanical
Design in 3D

GB
データ

メーカー
DB

IES-Project
VasariASHRAE

LEED Online
template

LEEDIEQ C1
EQ P1

気象GIS
DB

YES

LEED Online
Form

NO

評価者

LEED v2009 BD+C NC / EA P2,C1, IEQ P7 の評価フロー（参照：Z.Alwan et al., 2014）

報告 H111－ 565 －4. 考察と今後の展望
本研究では、インジケーター（GBI）について、国際規格 ISO や国際的に普及している建築物環境性能評価手法（GBRT）である LEED の定義を整理した上で、インジケーターの評価フローが設計のデジタリゼーションを受けてどのように変化するのかを分析した。今回示した事例には、Autodesk Vasari のように、現在サービスを停止しているソフトウェアも存在する。今後の研究では、刻一刻と開発されるソフトウェアにも注意を払いつつ、これらの変更や改変を許容するような評価フローについて検討していくことが望ましい。
また、今回の研究では、LEEDv2009 新築に関する事例を 3 つ扱ったが、現在で LEEDv4 の方が一般的に使用されている。今後の研究では、LEEDv4 に対する事例を検討すると同時に、環境性能評価手法の更新と評価フローの関係性についても分析していく必要がある。
最後に、今回の 2 つ目の事例でエネルギーのインジケーターと空気質のインジケーターが一緒に評価され、3つ目の事例でサステナブルな敷地のインジケーターと材料のインジケーターが一緒に評価されていたように、インジケーターの性質によっては、同時に検討するべき項［参考文献］
1） BergonzoniG. (2016). BIM for LEED IEQ category
prerewuisites and credit calculations.
2） Revit®Autodesk®. (2005). Building Information Modeling for
Sustainable Design. Autodesk Whitepaper, 1-13.
3） Tajin.Biswas. (2008). Integrating sustainable building rating
systems with building information models.
4） WuIssa. (2011). BIM Facilitated Web Service for LEEDAutomation.
5） Zaid AlwanGreenwood,Barry James GledsonDavid. (2015).
Rapid LEED evaluation performed with BIM basedsustainability analysis on a virtual construction project.
Construction Innovation.
6） KangTaewook. (2020). Rule-Based LEED Evaluation Method
considering BIM Linkage and Variability. KSCE Journal ofCivil Engineering.
7） Farzad JalaeiJradeAhmad. (2014). An Automated BIM Modelto Conceptually Design, Analyze, Simulate, and Assess
Sustainable Building Projects.
8）Po-Han ChenChuong NguyenThanh. (2017). Integrating web
map service and building information modeling for locationand transportation analysis in green building certification
process.
9）中岡桃子野城智成. (2021). BIM を用いた建築物環境評
価のための基礎的研究ーCASBEE の情報構造分析を通じてー. 第 36 回建築生産シンポジウム論文集.

目も存在する。各環境性能評価手法によって、インジケーターに違いがあることや、インジケーターの改変も頻繁にみられることから、インジケーター同士の関係性を厳密に定義することは極めて困難である。以上から、設計のプロセスや作成される BIM データの帰属先コンポーネントに注目するなど、BIM を用いた設計に対して、親和性の高い評価フローを検討することが期待される。

部材の名前、体積、部位、等。

入力要件

rvt/IFC 出力

BIM モデル

SQL抽出

Python解析・XML可視化
LEED評価プロセス
モジュール

データスキーマ

LEED
SS C5
MR C1

NO

設計者

UML
BIM
ソフトウェア

図4

デジタルプロセス

国際規格

独自評価
構造

UML
LEED評価構造

提出

YES

LEED Online
Form

評価者
ID番号、LEEDルールセット、LEEDデータセット、LEED結果

LEED v2009 BD+C NC / SS5.2, MR C1 の評価フロー（参照： Taewook Kang., 2020）

報告 H111－ 566 －