ICT・IoT を活用した未来の住環境（一財）
建築コスト管理システム研究所・新技術調査検討会

ン等でできるスマートハウスもある。

１ はじめに３ ㈱ LIXIL にみる取組み

現在、住宅分野ではエネルギーの効率的な利用を目的とした、スマートハウスという新しい住宅未来の住環境・住生活をより良く、より現実のが拡がりつつある。更にその先は、IoT（Internet物とするために、㈱LIXIL（前身のトステム含む）

of Things：モノのインターネット）・ビッグデーの研究部門では2009年より千葉県の実験住宅で研タ等のICT（情報技術）が、住宅などの建築分野究を進めてきた。

でも活用され、新たな産業の創出や社会問題の解

小規模な予備実験を経て、2010年には各種セン決、QOL（生活価値）の向上などに、大きな期サーや住宅設備機器がネットワークで繋がり、住待を集めている。

宅の様々なニーズに柔軟に応えるため、カスタマ

本レポートでは、住生活にICTを取り入れた未イズ性の高い住環境制御システムU2-Links（ユー

来の住環境について、㈱LIXILの実験住宅での取スクウェアリンクス）を独自開発して実験住宅に組みをベースに紹介する。

実装した。これをベースにセンサー、ヒューマンインタフェース、接続機器の拡充を進めながら、

２ 現在のスマートハウス実際に未来の住環境を体感することにより、より良いアイデアの創出や課題の摘出を行ってきた。

一般的なスマートハウスの特徴は、以下のとお

これらの研究成果の一部は、2011年８月に東京りである。

大学に寄贈した実験住宅「COMMAハウス」に、①太陽光発電に代表される発電装置や蓄電池など2011年10月には㈱LIXIL住宅研究所アイフルホーのエネルギー機器が装備されている。
②スマートメーターというエネルギー供給会社との通信機能を備えた新しい電力メーターが設置

ムのコンセプトホーム「GURU GURU」と2013
年公開「レジリエンス住宅」等に活用されている。
また、当初非公開であった千葉県の実験住宅をされている。
③HEMS（Home Energy Management System）

2015年に研究機関やメディアに限定公開し、そこというエネルギー機器やスマートメーターと通から得られた感想・意見を参考に改良を加え完成

信し、エネルギー消費や売電・買電の状態を、度を高め、2016年には東京都に実験拠点を移し、生活者やエネルギー供給者へ提供し、エネル後継施設のU2-HomeII（ユースクウェアホーム

ギーの効率的な管理に繋げる機器（または機ツー）にて研究を継続している。

能）が装備されている。

現在、この施設では旧施設での研究成果を踏ま

また、電気以外にもガスや水の使用量を見えるえ、次のステップとして、住環境の快適性、住生化したり、家電などの簡単な操作がスマートフォ活に潜むリスクの低減という住生活・住環境の課

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題を中心に据え、活動を継続している。
以下に、この研究成果から見えてきた、これか５ 未来の住環境に備わるシステムらの住宅について考察する。
未来の住環境では、従来のような新たなエネルギー機器の導入や見える化が主体ではなく、住生活・住環境を正しく捉え、研究やデータ分析から得られたノウハウに基づき、最適な解決策により住環境をコントロールしたり、生活者に適切な情報提供を行い、住生活を安全、安心、環境（省資源・省エネ）、健康、快適に導くシステムが必要となる。
以下にシステム構成の一例を紹介する。
写真1

研究施設U2-HomeⅡ

５－１

住生活・住環境センシング

生活シーン・状況を正しく認識するため室内外

４ これからの住宅の方向性の環境や人の行動のセンシングを行う。

スマートハウス以前にも住宅は、気密・断熱性⑴

室内環境センサー

能、耐震性能、耐火性能、バリアフリー化など住主に各住空間（居室、水回り空間、玄関、廊下宅の性能を、主に形や素材の工夫で高めてきたなど）毎の天井や室内の壁に設置され、温度、湿が、これからはエレクトロニクスやICTの導入に度、明るさ、CO2 濃度などを検出する。設置数は、より、従来では実現が難しかった住生活の進化がキッチン・トイレや階段など空間によっては増減予想されている。これらの動きは、異分野での技される。

術革新や普及の影響を受け、ゆっくりとしかし着実に社会に広がっていくであろう。

⑵

この変化は以下のようなものが中心となる。

室外環境センサー①住環境のセンシングにより生活シーン・状況が正しく認識される。
②住宅内・敷地内の多くの物（生活家電・住宅設

主に屋根、外壁、門に設置され、温度、湿度、明るさ、雨、風向き・強さ、紫外線、埃、PM2.5などが測定される。住宅の中を快適に制御するためには屋外の環境の把握も重要である。

備・建材）がホームネットワークなどの通信で結ばれコントロールされる。

⑶

行動センシング③エネルギーだけでなく、住宅性能の向上や、室内環境センサーと同じく、各住空間の天井やQOL全般（安心・安全・健康・快適・省エネ・室内の壁に設置され、人の在不在や移動の経路な省資源など）の向上が図られる。

どを把握する。

④住宅の情報システムや様々な機器がインターネットに接続され、新しい機能やサービスが提供される。

⑷

エネルギーセンシング
主に電気の使用量と発電量・ガス・水の使用量を計測する。住宅全体で一ヵ所に測定する場合もあるが、配線・配管系統、あるいは個々の機器毎に測定すると、より生活に合った機能・サービス

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５－３の元データとなる。

ヒューマンインタフェース

ここではシステムからの情報を人に伝え、人の要望をシステムに伝える手段を指す。未来の住環
境では今よりも多くの情報が人に伝えられたり、人の意志を確認するシーンが多くなる。
U2-HomeⅡでは玄関、トイレなどほとんどの住空間にタッチパネルとスピーカーを設置して、住宅のどこにいても必要な情報が伝えられるような環境を整えている。この方法は現在ではコスト的に現実的ではないが、手ぶらで操作いらずで、情報を受取る手段としては非常に快適である。個
写真2

室内環境センサー（天井）人が複数のスマートフォンやタブレットを持つ時代が更に進むと近い将来には現実的な方法となる。また音声認識やジェスチャ認識なども併用さ５－２ 通信ネットワークれていく。

センサーや各機器を接続するためには、通信ネットワークが重要な役割を持つ。この分野は重要でありながら長年規格の統一が遅れた分野である。日本では、スマートハウスの標準通信規格であるECHONET Lite規格があるが、その他にも様々な通信規格や各企業の専用方式が乱立している。
U2-HomeIIでは独自の通信規格を持たず、住宅写真３の工法や接続される機器に合わせて最適な通信方生活空間に設置されたモニター式を採用できるように、各種有線・各種無線方式に対応し通信変換により規格の差を吸収してセン５－４制御システムとIoTサーや機器を接続しており、通信方式の異なるも住宅に設置されたセンサーや機器からネットのでも連携可能になっている。主なものとして、ワーク経由で収集されたデータに基づき、現在の有線パラレル通信・有線シリアル通信・無線ＬＡ

住環境や人の状態を判断し、生活に役立つ情報をＮ・赤外線通信、その他（無電源無線等）を採用通知したり、住宅設備・建材・生活家電を制御ししている。

住環境をコントロールするシステムを指す。当面

将来的には一つの規格に統一されることが望まは住宅内に設置される場合が多いと想定される

しいが、規格の入れ替わりが激しい分野であり、が、今後はIoTの進展により、住宅内のシステム性能的には優れた新しい規格でも対応する商品がは非常時（災害時、ネット遮断時など）のバック乏しいという問題があり、今後とも様々な規格がアップに限定されたシンプルなものになってい混在する状況を想定し、通信規格を連携させる技く。

術は重要である。

インターネットが接続された環境では天気予報や防災情報など住宅外の情報との連動や、多くの住宅から集めた情報（ビッグデータ）を分析して導き出された高度な住宅サービスが期待される。

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５－５ 接続される機器

シャワートイレ、トイレ暖房、脱衣所暖房、床

将来的には階段、床などの住宅建材や身の回り暖房、キッチン足下暖房など、快適な温熱環のものなど、電動化・電子化されていないものま境、衛生的な生活を実現する。主に新築時に設で、ネットワーク化されていくが、当面は既に電置されるが、比較的交換が可能である。

動化・電子化されている住宅設備・建材・生活家電などが、ネットワーク化されて、未来の住環境

６ コスト的な考察のコントロールに活用される。実は、住宅に関連する電動化・電子化された機器は多く存在するが、以上のように、未来の住環境では多くのセン普及率が低いものが多く、存在を知られていないサーや機器が住宅に設置され、すべてを導入する機器も多いので、一部を紹介しておく。と非常にコスト（機器代、設置代、プログラム調整費、維持費）がかかる。しかし、現在の電動⑴

ホームオートメーション機器

化・電子化された住宅設備・建材の電装品は、自電動窓・電動雨戸シャッター・電動ガレージ

動車や家電品の技術が転用されている場合も多シャッター・電動日除け及びそれらの集中制御

く、IoTを始めとしたICTも、他の業種の普及（量システムを指す。他にも電動室内ドア・キッチ

産効果による大幅なコストダウン）を受け、徐々ン昇降吊戸棚・電動昇降床下収納・玄関などのにコストが下がっていく。

段差解消機・タッチレス水栓・ホームエレベー

また、各々の家庭にとって必要な機能を見極ターなどがあり、人の生活行動を動力によりアめ、システムを絞り、商品化・導入することも重シストする。主に新築時に設置される。一部

要である。

ネットワーク対応している商品もある。

７ ICT 活用で何が実現されるのか⑵

ホームセキュリティ機器
ドアホン、玄関電気錠、防犯（人感）センエネルギーマネジメントに特化した現在のス

サ、防犯カメラ、施錠モニター・火災報知機・マートハウスに対し、未来の住環境で実現されるセンサーライト、スプリンクラーなどがあり、ことは多岐にわたる。ここでは代表的な三つを紹

来訪者の確認、侵入者の検知、警報、安全性の介する。

確認、火災の早期発見などに使われる。後付け商品も多数発売されている。

７－１

住宅性能の向上・維持・調整

住宅性能表示制度により定められている内容を⑶

ホームエンタテイメント機器

要約すると、

ホ ー ム シ ア タ ー、 浴 室TV/オ ー デ ィ オ、

○地震・火災時の安全性や防犯対策

キッチンTV、スピーカー内蔵トイレなど、特○長寿命や維持管理のしやすさ

定の空間で音楽や映像を楽しむものである。照○省エネルギーの為の気密・断熱性

明の調光・調色と組み合わされ、映像や音楽を○身体的・精神的な健康に関する配慮（空気・採楽しむために部屋全体をコントロールする場合光・遮音）もある。情報端末の一機能やその周辺機器とし○高齢者・障害者への配慮ての商品も増えている。となる。
これらは、主に住宅躯体や住宅設備・建材、間⑷空調・衛生機器取りなど住宅建築により実現される項目で、住宅24時間計画換気システム、浴室換気乾燥機、設計の初期に織り込まれる内容である。

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住宅の性能は長い年月により低下していき、生また、夏の夜間などは、風向きに合わせて可変活者がそれを早期に発見することは難しく、気がさせるのではなく、高窓や地窓など高低差のあるついた時点では劣化が進行しており、多大な修復窓を開けて、電動窓の開閉による動作音を防いだ費用が発生する。

換気を行う。

住宅の性能は項目間で相反することも多く、また一つの項目でも季節や時間帯、人の状況により求められる状態が変化するため、性能のバランスが難しい。
例えば、窓や扉を例に挙げると、犯罪などから生活者を守る場合は閉ざされた状態が良いが、災害で避難する段階となると開放された状態が求められる。人が在宅なのか不在なのかによっても状況は異なる。

写真４

また、プライバシーや開放感は時間帯によって開口部の自動開閉システムも優先度が異なる。昼間、見晴らしの良い窓は、夜、カーテンや雨戸を閉めなければ大きな不安となる。

７－２

総合的な生活価値の向上

主な生活価値として、安心・安全・健康・快適・エネルギーを考えても冬は窓から太陽のエネル

省資源・省エネ・生活の利便性等といった観点がギーを十分に取り入れ、なるべく外に逃がさないあり、我々の生活に一番身近な役割が想定されことが重要であるが、夏場は逆になり、外部からる。

侵入するエネルギーを遮断したり逃がすことが必要である。

例えば、トイレにおける意識喪失などのおそれをセンサーでいち早く検知し家族に通知できる

そこでICTを活用した未来の住環境ではこれらし、トイレや脱衣所・浴室の温度を自動制御するの住宅性能が維持されているかをセンサーで監視ことで、体調不良や家庭内事故の原因となるヒーし、経年劣化や故障などの異常を早期に発見し、生活者に伝え、軽微なうちに対処することが可能となる。そして、季節や時間帯、人の在宅状況により窓・鍵・日除け・照明・空調等を調整し、その場面にあった最適な住宅性能を調整することができる。
例えば、春や秋など穏やかな季節には、室内外の温度や風の強さが換気通風に適切な状態になると、エアコンを消して風上や風下の窓を自動で開け、住宅内に空気の通り道を作り、通風を行う。
普段窓を開ける時は、近くの窓を開ける人が多いが、それでは風は効率的に入ってこない。ICTの活用により最適な窓を開閉すると何倍もの風を取り入れることができる。もちろん、風向きが変われば開閉する窓を変え、降雨や強風になると、窓は自動で閉められ、エアコン運転が再開される。

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図１

生活サポート画面（玄関）トショックを防止することもできる。また、玄会の進展、介護施設・保育施設のキャパシティの関・居室に設置されたモニターに、屋内外の温度限界、女性の社会進出、家庭内事故の増加によ差や、ガスの消し忘れ、窓の閉め忘れが表示さり、子供や高齢者がより安全・安心に暮らせる住れ、身支度・戸締りに役立てることもできる。

宅が求められている。このような課題解決にICT

そして、火事を防ぐために、室内空間の温度の変化を読み取り、火災報知機よりも異常を早期にを活用した見守りや自動制御された住環境は活かされていく。

警告できるし、門・玄関ドア・雨戸シャッターと屋外の人感センサーから危険度を判断して適切な８ おわりに防犯を行うこともできる。
更に、住人の生活習慣・行動を読み取った上で、健康や省エネに繋がる情報を提供し、生活習慣・行動の改善を促していくことさえ可能である。

以上、㈱LIXILの研究成果をベースに未来の住環境について報告した。
今はまだ、現実離れした過剰な装備に感じるであろうし、実現される機能の必要性やイメージが思い浮かばないかもしれない。しかし、ICTの活用は既に全産業に及んでおり、未来の住環境を人にとってより良くするためにも、この分野の研究を引き続き注目していきたい。
最後に、本調査をまとめるにあたり、㈱LIXIL
Technology Research本部システム技術研究所住生活Algorithm研究グループグループリーダー

高田巖氏に多大なご協力をいただいた。ここに感謝の意を表します。
図２

空間毎のヒューマンインターフェース

図３

生活シーンに合わせたポップアップ表示

７－３ 社会的なニーズ（課題）への対応
低環境負荷社会の広がりにより、発電量の予測・調整が難しい再生可能エネルギーの割合が増え、需要側（住宅）にも調整機能を持たせる必要性が生まれているが、エネルギー問題以外にも、住宅が応えるべき社会的な問題は多く存在する。
震災以降のエネルギーの供給不安・災害時のライフライン確保も重要であるし、また、少子高齢社

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