優良省エネルギー設備顕彰事例①
改修設備部門 譛省エネルギーセンター会長賞

富士オート本社ビル省エネルギー改修工事
設備所有者：富士オート㈱設備施工者：㈱ヤマト ○

建物の概要
名

称

富士オート株式会社

本社ビル

所 在 地

群馬県前橋市本町２丁目11−２

用事務所（テナント）ビル

途

構造規模

SRC造

延床面積 7,126m

地上９階 地下１階 塔屋
2１．技術開発の目的と経過
１）目的富士オート本社ビルは竣工後22年が経過し、「エネルギー効率の低下」や「ランニングコストの増加」「設備の長期信頼性の低下」など、設備の老朽化による弊害が顕在化していた。加えて、施設ニーズの多様化や熱負荷の増加による不具合、使い勝手と旧式設備とのミスマッチなどの問題も表面化し、使い勝手や施設ニーズに対応した全面改修を行う必要が出てきた。

建物外観

当ビルの更新計画に際しては、弊社がエネルギーを消費し、CO2を排出する自動車販売を業とすギーシステム導入促進事業（建築物に係るもの）」

る背景から、「省エネルギーや環境保全に配慮しの補助金交付を受けている。

た店づくり」を最重要テーマとして取り上げ、空２）経過

調利用者側のニーズも十分満足できるとともに、①基本計画

平成15年１月

LCC（ライフサイクルコスト）の視点からも有利②実施設計

平成15年２月

な「大温度差全蓄熱空調システム」の導入を計画③施工竣工

平成15年８月〜平成16年11月

した。

④運用開始

平成16年12月〜

改修計画終了後は、当ビルを省エネルギー型モデル店舗として位置づけ、グループ内他店舗にも２．設備システム概要

広く普及活用できるシステムとして計画を行った。

１）更新前の設備システム概要

なお、当ビル設備更新にあたっては「NEDO技術開発機構」主催、「住宅・建築物高効率エネル
14

冷凍空調設備

蘆機械設備
空調熱源にガス焚吸収式冷温水発生機を採用
2007年４月15日号

図1

図2

更新後システム概要

図3

大温度差変流量対応空冷HPチラー

図4

蓄熱槽全景（掘削後）

更新前システム概要

し、空調時間帯において空調負荷に対応した運転を行っていた。冷温水ポンプは定格流量で運転し、空調機は標準型（利用温度差⊿t＝5deg

冷暖切替方式）仕様、冷温水制御は三方弁方式であった。
換気設備は全熱交換器が設置され、中間期の外気が低い時は換気ファンの運転により、外気冷房に対応できるシステムとなっていた。
自動制御設備は温度制御が可能で、各フロアに一つ設置されている温度検出器により空調機が制御されていた。監視設備は現在の運転状況がわかる中央監視設備を備えていたが、データー印字機能は利用されていなかった。
蘆電気設備
受変電設備における変圧器は油入標準型が設置されていた。照明はラピッド方式で、標準型の器具が設置され、手動でON-OFFを行っていた。
２）更新後の設備システム概要
蘆機械設備
建物外部至近に有効水量370m3の大温度差温度し、各階に設置された空調機（高効率型利用温成層型蓄熱槽（誘導管方式）を新たに設置し、屋度差⊿t＝10deg

上に新設した空冷ヒートポンプチラーにより夜間空調を行う。昼間時間帯※１は空調機側の大温度差蓄熱時間帯※１で１日の空調用エネルギー全量を冷化を図ったことにより蓄熱容量が増加しているた水、または温水という形で蓄える。

め、熱源機の運転を全く行わない（大温度差全蓄

空調利用時間帯において、夜間蓄えた冷水・温水を蓄熱槽よりポンプで汲み上げ、熱交換器を介2007年４月15日号

冷暖切替方式）に供給し室内の熱運転）。
※１ 昼間時間帯（８：00〜22：00） 夜間時間帯（22：00〜翌８：00）

冷凍空調設備15表1

設備更新前・更新後設備概略
熱源機

変更前

変更後

ガス焚吸収式冷温水発生機

空冷ヒートポンプチラー

都市ガス13A（大温度差変流量対応型）（エネルギー起源）

電気
蓄熱槽

温度成層型蓄熱槽

機 （有効水量）
械設
備 空調機

370m3

（制御エリア数）
換気設備

標準型

高効率大温度差型（利用温度差⊿t＝5deg）（利用温度差⊿t＝10deg）

１エリア

３エリア

全熱交換器

熱回収ヒートポンプ外調機

中間期外気冷房

図5蓄熱槽内部（誘導管設置状況）

空調機は各階１台設置であったものを３台ずつ電気設
備

自動制御設備

中央監視設備BEMS※2

受変電設備

油入標準型

油入高効率型

照明設備

ラビッド方式（トップランナー）
インバーター方式

標準型照明器具

高効率照明器具

手動スイッチ

人感センサー（一部）

分割設置することで、１フロアの空調エリアを細かく分割制御でき、エリア毎に温度設定が可能なイレでは消し忘れ防止を図るため、人感センサーシステムとした。

を備えている。

換気設備は外気処理系統に、室内から排気される排気熱を凝縮器（暖房時は蒸発器）へ通し排熱回収３．着想を図った、熱回収型ヒートポンプ外調機を採用した。

更新前の設備状況を調査すると、低負荷時（中自動制御設備は、BEMS（Building Energy間期等）に熱源機が頻繁に発停を繰り返している、Management System）により統合管理され、季節空調機流量制御は三方弁方式の上利用温度差がとによる空調運転温度の変更、流量調整、定期監視れておらず、ポンプが定流量連続運転をしている、等を自動で行うとともに、取得したデーターを弊

空調機が各フロアに１台ずつのフロアダクト制御

社と設備施工業者及び管理会社の３社でwebを介となっている、全熱交換器を採用していたが必要し検索可能となり、計画→実行→点検→処置

以上の外気量と排気量で運転され空調負荷が過大（PDCA）サイクルをまわすことで、より一層のになっている等、エネルギーを多く消費している省エネルギーを図ることができるよう、システム状況が見受けられた。

計画されている。

また、照明は竣工当初のラピッド式、変圧器も竣工時の機器をそのまま利用しているなど、耐用年数の超過によるロスが見受けられ、自動制御監
視設備もデーターは放置されたままとなっており、省エネルギー目的の設定変更が為された形跡はなかった。
１）機械設備における着想①熱源システムの検討
蘆比較対象システムの選定
熱源システムの選定では、既存システムと同

図6

熱回収ヒートポンプ外調機

じ「ガス吸収式冷温水発生機方式」と、電気を利用する方式を比較対象とした。

蘆電気設備
受変電設備は省エネルギーを考慮し、高効率型（トップランナー）変圧器に更新した。

電気を利用する方式は、搬送動力削減で有利な「空冷式」を比較対象とした。また、当ビルが事務所を主体としたテナントビル用途であ照明は全館インバーターHf高効率照明に更新り、年間空調負荷を調べると暖房に較べ冷房負し、誘導灯は省エネ型を採用した。また、各階ト荷期間が長い特徴を備えていることから、一次

16

冷凍空調設備2007年４月15日号

エネルギー消費量・CO2排出量原単位が小さく表3コストが安価な電力を利用する「夜間蓄熱方式」を採り入れることとした。さらに「夜間蓄熱方式」では「氷ビルマルチ方式（個別）」と「セントラル方式」の選択が考えられるが、既存セランニングコスト比較
大温度差全蓄熱空調システム

ガス吸収式

電気

2.4

2.9

ガス・水道

0.0

2.9

メンテナンス

0.4

1.1

合2.76.9計※ガス吸収式システムのイニシャルコスト合計を100とした場合の指数表示

ントラルシステムの付帯設備を極力活かしたいという施主の意向と、暖房蓄熱がほとんどできない氷ビルマルチ方式に較べ、年間を通じて安価な夜間電力を利用できる「セントラル蓄熱方式」を採用した。
なお、「セントラル蓄熱方式」の蓄熱量はテナント用途事務所ビルのため夜間の電力負荷がほとんど存在しないという建物の使用状況と、ライフサイクルコストで有利な「全蓄熱方式」とし、蓄熱槽容積を最小限とするため利用温度差を拡大利用（⊿t＝10℃）した。
以上を総括し、電気利用の比較対象システムを「大温度差全蓄熱空調システム」とした。
蘆コスト比較
盧イニシャルコストの評価「ガス吸収式冷温水発生機システム」のほうが「大温度差全蓄熱空調システム」より24％ほど安価であった。
「大温度差全蓄熱空調システム」は、機器本体設備費に加え、蓄熱槽の構築費が割高とな
図7っている。
表2

ライフサイクルコスト比較

イニシャルコスト概算比較
大温度差全蓄熱空調システム

ガス吸収式冷温水発生機

機器設備工事4852

配管設備工事88

段階では「ガス吸収式冷温水発生機システム」の換気設備工事

44

自動制御設備工事

117ほうが有利であるが、７年目を境に逆転し「大温電気工事

74その他（内装養生等）

2323撤去工事

33蓄熱槽構築費

210124100※ガス吸収式システムのイニシャルコスト合計を100とした場合の指数表示

ライフサイクルコストで評価した場合、初期の度差全蓄熱空調システム」のほうが有利となる。
建物、機器の耐用年数から、20年のライフサイクルコストで評価すると、「大温度差全蓄熱空調システム」のほうが有利である。
以上の検討を踏まえ、当ビルの熱源システムに盪ランニング・メンテナンスコストの評価「大温度差全蓄熱空調システム」のほうが「大温度差全蓄熱空調システム」を採用することを決定した。

「ガス吸収式冷温水発生機システム」より60％も割安となった。
電気料金が安いのは、契約電力低減と夜間電力単価割引の相乗効果によるところが大きい。
盧、盪のコスト比較から、LCC（ライフサイクルコスト）で評価すると、以下のグラフのようになる。
2007年４月15日号

冷凍空調設備17４．効果

それぞれの立場で省エネルギー方策を実施したこ

１）エネルギー消費量とが目標達成につながったと考えている。

表4

エネルギー消費量

蘯テナントへの協力要請
更新前

区分

更新後

空調 搬送ポンプのインバータ制御（GJ／年）（GJ／年）（GJ／年）

（％）

（％）

6,788

3,967

4,024

41％

99％

679

207

138

80％

134％

6,109

4,856

4,849

21％

100％

13,575

9,030

9,010

34％

100％

あるテナントの協力も不可欠である。各テナント担当者に本事業の主旨を説明し、事業への賛同に空調機の分散設置
換

気照明

その他

本建物はテナントビルのため、設備ユーザーで消費量（実績） 削減後 目標値 消費量（実績値） 省エネ率 目標達成率

採用システム
大温度差蓄熱空調システム

熱回収型外調機
給排気ファン動力の見直し努めた。

高効率照明器具
トイレ照明の人感センサー制御

このように、個別機器やシステム性能の向上だ

高効率変圧器合計

けでなく、運用上における努力も相乗、効果を発揮し省エネルギーにつながった。

２）評価
５．投資回収年数

盧実績データに基づくエネルギー管理
BEMSの導入により、エネルギー消費実態が把１）投資回収年数（工事費用全体）
投資回収年数＝16.2（年）握できるようになったため、過去の消費エネルギ
ー実績から日ごと、月ごとの目標値を設定し、そ２）投資回収年数（比較対象との差額）の達成度に応じた省エネルギー方策を実施した。

大温度差蓄熱空調システムと吸収式冷温水発生

また「施設管理細則」を見直し、省エネルギーの機のイニシャルコストの差額を、ランニングコストためのルールづくりを行い、空調機の運転時間や削減額で除した場合の投資回収年数を試算した。

設定温度、蓄熱温度や照明点灯時間の変更などを投資回収年数（比較）＝（イニシャルコスト差行い、年間とおしてのエネルギー管理を実施した。

額）／（ランニングコスト削減額）

盪関係者の協力と役割分担＝3.1（年）

事業者単独での省エネルギー対応には限界がある。事業者、設備工事施工者、設備運転管理者が

６．環境保全
表５は、CO2・SOX・NOXの推移を示す。

定期的に意見交換し、お互いが協力しあいながら、
表5

CO2排出量・SOx排出量・NOx排出量の推移
排出量削減状況

区分

採用システムSOx排出量

CO2排出量
更新前

更新後

削減量

更新後

更新前

削減量

（kg-CO2／年） （％） （kg-CO2／年） （％） （kg-CO2／年）（kg-SOx／年） （％） （kg-SOx／年） （％） （kg-SOx／年）

熱回収型ヒートポンプ外調機
搬送ポンプのインバータ制御
空調機の分散設置
給排気ファン動力の見直し
電気（昼） 高効率照明器具

303,890408,053

68％

188,343

32％

82％

98
35,874

131

92％

188,343

128％

82％
12

トイレ照明の人感センサー制御
高効率変圧器
冷却塔の廃止電気（夜） 大温度差蓄熱空調システム
都市ガス

吸収式冷温水発生機の廃止
合計

596,395

分

採用システム

18％

00％

22224,217

372,179
NOx排出量

排出量削減状況区

68,289更新前

更新後削減量（kg-NOx／年） （％） （kg-NOx／年） （％） （kg-NOx／年）

熱回収型ヒートポンプ外調機

143

18％

00％
119

1223

更新前に較べ、更新後のCO2排出量は38％、SOx排出量は17％、NOx排出量は56％それ
ぞれ削減された。

搬送ポンプのインバータ制御
空調機の分散設置
135

給排気ファン動力の見直し
電気（昼） 高効率照明器具

181

48％

197

52％

82％
16

トイレ照明の人感センサー制御
高効率変圧器
冷却塔の廃止30

電気（夜） 大温度差蓄熱空調システム
都市ガス

吸収式冷温水発生機の廃止
合18計

冷凍空調設備

378

18％

00％
165

197
212

2007年４月15日号

７．工夫した点、発想した点、創作した点、新しい点等、設備の特徴
１）計画時点での工夫
通常、蓄熱システムが設備されている建物は、地下スラブ空間を利用して建物地下に蓄熱槽を配置するが、本建物の空調システムはガス吸収式冷温水発生機が設備されていたため蓄熱槽を所有しておらず、建物外部に新たに蓄熱槽の新設が必要となった。
蓄熱槽の計画にあたっては、計画地の将来の土地利用を十分協議した。また、付近が住宅密集地であり不用意な掘削はできないため、シートパイ
ルは打放し、低騒音・低振動工法の採用を検討す 図8る等、周囲の環境に細心の注意を払うよう留意した。

このような工夫を行うことにより、蓄熱槽効率

幸い、蓄熱槽を本建物近接地に計画が可能となη＝91％を確保でき、限られた土地スペースの中り、機械室に設置したポンプのサクション側配管で、蓄熱槽をコンパクト化することができた。

までの長さを極力短くすることができたため、吸込抵抗を小さくすることができた。
現在は、蓄熱槽上部は駐車場として利用している。

また、チラーの設置場所が地上30mの高い位置にあり、蓄熱槽とチラー間の実揚程にかかる搬送動力が増大することが想定された。このエネルギ

２）設計時点での工夫

ーロスを防ぐため、地下機械室の熱源系統に熱交盧空調設備について換器を設置し、チラーと熱交換器の間を密閉回路

蘆熱源システムの工夫化することで実揚程を無くし、搬送動力の削減を

本計画では、蓄熱槽を建物屋外に新たに設置するということもあり、蓄熱槽設置場所の確保とイニシャルコストの縮減の意図も含め、槽自体を極力小さくする必要があった。

図った。
蘆空調システムの工夫
空調機側システムは、ポンプインバーター制御＋空調機VWVによる比例制御を行い、変動す

そこで蓄熱槽効率を上げるため、一般的に採用る空調負荷に対し追従性を高め、かつ搬送動力のされる利用温度差⊿t＝5deg（7.0℃→12.0℃、低減を図っている。空調機は１フロアに対し１台45.0℃→40.0℃）のところを⊿t＝10degに拡大した。の設置であったものを３台に分割設置し、従来よこの利用温度差⊿t＝10degを確保するために、りきめ細かな温度設定、運転制御が行えるよう設

まず空調機において放熱面積の広い大温度差高効計した。

率コイルを採用し、電動比例二方弁を設置して各空調機を３分割するにあたり、できるだけ既存個別に流量制御をかけた。さらに搬送動力削減の設備を活かしたいという施主の意向と、竣工後22ため冷温水ポンプをインバーター化し、自動制御年経過しているが、ダクト本体には目立った損傷にて回転数制御を行っている。蓄熱槽本体においが見られない。また、幸い既存ダクトルートが機ては冷水、温水のミキシングロスと死水域発生防

械室内ダクトの根元部分から３エリアに分岐され止を意図し誘導管を設け、蓄熱槽効率のアップをていたことから、既存ダクトを極力再利用し、新図った。

たに設置される部屋に対しては、既存ダクトから蓄熱時の熱源機制御においては有効に蓄熱を行の分岐により対応することとした。

うために大温度差変流量チラーを採用し、始端槽

このような設計主旨のため、更新後どうしてもと終端槽の温度差を極力低減できるよう「ヤマトエアバランスを取るのが難しい部屋が出現した

大温度差蓄熱運転管理システム（特許番号：第が、建物全体でのVD調整を綿密に行い微調整す2744758）」による制御を行っている。

ることで、問題を解決することができた。

2007年４月15日号

冷凍空調設備19盪自動制御設備についてぼさない設定変更や、無駄の徹底排除を協議し、BEMSの構築におけるDDCの設計において、メー各テナント様の協力も得ながら目標値に近づけるカー既製品を利用せず、汎用PLC（Programmableための工夫や改善策を行い省エネルギーを図ってLogic Controller）を用いてソフト自社製作を行っいる。

た。
メーカー既製品は多機能ではあるが、不必要な機能も多く高価なため、汎用PLCを用いてソフト自作することで、お客様のニーズに対して適切な８．市場性、適応市場の大きさ、競合品又は他システムとの比較、今後の方向性
１）市場性、適応市場の大きさ機能を有する商品が低価格で提供でき、今後の制蓄熱空調システムは事務所ビルのみならず、病御変更の際にもロジックを自由に変更することが院、流通施設、電算センター、工場等、あらゆるできる。

施設で適用が可能である。

各ポイントの数値は１分間隔で収集され、収集リニューアル分野においても冷水・温水配管方したデーターは解析しやすいよう、自動でグラフ式で空調を行っている施設は比較的容易に適用可化される。これらのデーター類は、ソフトとパス能である。

ワードを入力することにより担当者がWEBを介２）競合品又は他システムとの比較してどこからでも閲覧することが可能である。
３）施工での工夫

同じ夜間電力を利用する蓄熱空調方式に氷蓄熱空調方式がある。氷蓄熱システムは、夜間氷を蓄本システム更新計画は、テナントが入居していえて昼間空調に利用するシステムである。氷といるビルのリニューアル工事であるため、速やかなう形でエネルギーを貯蔵するため、水蓄熱方式に工事の進行が望まれた。しかし、蓄熱槽の構築、較べ蓄熱槽の設置スペースがおよそ1/8で済むと熱源機の総入れ替え、新規配管の引き直し、各階いうメリットがあるが、製氷時には機器効率機械室の空調機更新工事など工事項目が多く、在（COP）が低下する。また、冬季の暖房時には蓄来工法により品質を保ちながら工期を短縮するの熱量が不足する可能性があり、別熱源の併設が必は困難な上、イニシャルコストも増大することが要となる。大温度差全蓄熱空調システムは初期投想定された。

資こそ大きいものの、年間にわたり夜間の安価なそこで、本工事に着手する前に、工事によるプレハブユニット工法を検討し、工期の短縮と品質保持の両立を図った。その結果、現場ではユニットのつなぎ込み作業が主となり作業性が向上し、電力が利用でき、かつ利用する温度帯が空調温度に近いため熱ロスが少なく機器効率も良い。
防災拠点としても、蓄熱槽の水が活用可能である。
３）今後の方向性

各階空調機械室の配管などは共通化することで手京都議定書の発効により、日本は温室効果ガス戻りも少なく、工事をスムーズに進行することがの排出量を1990年比で６％削減することが義務付できた。

けられている。これを受けて、2005年４月には省４）運用面での工夫エネ法が改正され、建築分野においてもストック建築設備の省エネルギーを実施する上で重要なのは、機器導入後の使用実態の把握と、それにあわせた運用・調整を行うことである。しかしなが対策の強化が示された。
しかし、2005年度の総排出量は基準年の10％の増加となっており、苦戦が強いられている。

ら、当ビルはテナントビルという性格上、各エリ

富士オート本社ビルで実施された、省エネ・環アごとに使い勝手や使用時間が異なり、エネルギ境負荷低減効果が高く、ライフサイクルコストでーの使用を制限することは難しい状況である。

も有利な空調システムや高効率機器の更新事例発

そこで、オーナー、ビル管理会社、施工会社の表が、富士オートグループだけでなく、社会全体三者で年度初めに省エネルギーの目標値を設定で問題に取り組む流れの一助となることを期待しし、BEMSにより得られたデーターを基に年数回ている。

ミーティングを実施、使い勝手に大きな影響を及
20

冷凍空調設備2007年４月15日号