カーボンニュートラル賞
受賞名称
第12回カーボンニュートラル賞 近畿支部
カーボンニュートラル賞選考支部名称
第12回カーボンニュートラル賞選考委員会 近畿支部
業績の名称
再生可能エネルギー熱利用とマネジメントによる省エネルギーを実現した新宮市庁舎
所在地
和歌山県新宮市春日1番1号
応募に係わる建築設備士の関与

関西電力株式会社

山口 弘雅

ミサワ環境技術株式会社

駒澤 昭彦

東北文化学園大学（当時：国立大学法人福島大学）

赤井 仁志

応募者又は応募機関
代表応募者・機関 株式会社佐藤総合計画 関西オフィス
建築主・企画
新宮市役所
・ 運 用 管 理
計 画 ・ 設 計 ・株式会社佐藤総合計画 関西オフィス
監
理
運 用 性 能 評 価 関西電力株式会社
地中熱計画・
ミサワ環境技術株式会社 福島営業所
設 計 支 援地 中 熱 施 工 株式会社福島地下開発
性能検証・評価
延 床 面 積階
主数
用

東北文化学園大学 建築環境学科
赤井 仁志 （当時：福島大学）
6,839.94
地上7階

途

竣 工 年 月 日

地下-階

㎡
塔屋-階

官公庁
2017年 3月 27日

支部選考委員長講評

省エネルギーへの取り組み・工夫として、一般的ではあるが、高断熱、庇、遮光ルーバーを採用している。南からの日射は庇で遮り、東西面は開口部を少なくしパンチングによるルーバーにより日射抑制を行っている。徹底的に外部からの空調負荷侵入を遮断して、建物のエネルギー消費の削減に努めている。自然通風、LED照明などの省エネルギーの取り組みも漏れなく採用している。
脱炭素燃料の利用や、カーボンクレジットの利用は無い。
地域の特徴である熱交換効率の良い岩盤の特性を利用し、地中熱ヒートポンプシステムを採用している。熱応答試験を実施、地盤熱特性データを取得しながら丁寧に設計を進めている。
免振ピットを利用したアースチューブ方式により外気を導入、地中熱効果にて外気負荷を低減している。地域の特徴を把握し、地中熱というキーワードにスポットをあて、再生可能エネルギーの利用を行っている。
エネルギーマネジメントを導入し、省エネルギー目標を設定している。月単位で建物のエネルギー性能を評価し、継続的な省エネPDCAサイクルを推進している。機器運転の見える化にてエネルギー消費量の改善を行っている。熱源シミュレータにより、地中熱ヒートポンプとガス吸収式冷温水発生機を負荷に応じて台数制御を行い、エネルギー消費量の最小化を図っている。
エネルギーマネジメントの取り組みを通じて、建物のエネルギー消費量の特性を把握し、各種の運用改善が繰り返されることにって、一次エネルギー消費量の基準値に対して46％削減という省エネルギー建物を実現した。
省エネルギー手法、再生可能エネルギーの利用など、バランスよく考えられており、近畿支部としてカーボンニュートラル賞に推薦する。

受賞者の言葉

本庁舎は台風の通り道で災害頻度の高い地域に位置することから、安心安全の要となる施設創りを目指しました。
高い敷地の強固な地盤の上にあった既存庁舎の場所に建設しました。この強固な地盤が優れた熱特性を有することから、熱源にボアホール方式の地中熱ヒートポンプシステムを採用しました。事前に熱応答試験を行い、土壌の有効熱伝導率が2.13W/(m・K)という高い熱交換性能であることも確認しました。免震装置の地下ピットを介して空調機の外気導入を行う間接方式アースチューブの採用による外気負荷の低減、執務室の床吹出空調、市長室の天井放射空調など静寂で快適な執務空間を実現しました。
運用時は、エネルギーマネジメントシステムを構築して、設備用途別やフロア別のエネルギー消費量を容易にデータ分析・評価ができるようにしました。専門技術者が不在であっても、設備運用の最適化や室内環境の改善を実現することができました。
（小泉 公利 ： 株式会社佐藤総合計画 関西オフィス）

一般社団法人建築設備技術者協会カーボンニュートラル賞運営委員会

応募申請書業績の名称：

様式３

再⽣可能エネルギー熱利⽤とマネジメントによる省エネルギーを実現した新宮市庁舎■ 業績の概要とカーボンニュートラル化に係わる取り組みの説明

1/4

1. 建築概要
新宮市庁舎は、市街地のほぼ中⼼に位置しており、和歌⼭県南部のJR新宮駅に近く、敷地が⾼く地盤が強固な既存庁舎の位置に建設した。計画時のコンセプトとして、次の項⽬を掲げた。
①防災拠点となる安⼼安全の要となる庁舎②分かりやすい⾒通しのよいオフィス構成③地域性・建築・設備が⼀体となった徹底的な省エネルギー省エネルギー性とエネルギーのベストミックス、地域特性を⽣かした熱源システムを構築する観点から、⾼断熱、庇、遮光ルーバーを採⽤し、熱負荷の低減を図った。東⻄軸の建物配置として、南からの⽇射は庇で遮り、東⻄⾯は極⼒開⼝部を少なくして、パンチングによる遮光ルーバーにより⽇射抑制を⾏った。
この地域の特徴である熱交換効率の⾼い岩盤地盤を利⽤し、ボアホール⽅式の地中熱ヒートポンプシステムを採⽤した。また、免震装置の地下ピットを介して空調機の外気導⼊を⾏うアースチューブ⽅式
により、地中熱効果で外気負荷を低減した。外気は、外気冷房が可能なように、全⾵量分を給気できるように計画した。
執務室の空調⽅式は床吹出し⽅式を採⽤し、居住域空調による意匠性、静寂性、快適性に配慮した。市⻑室には省エネルギー性と快適性の観点から、天井放射空調を採⽤した。さらに、竣⼯後にエネルギーマネジメントを⾏うことが可能なように適正な監視点と測定ポイントを設けた。
図1.1に建物外観、図1.2に配置図、図1.3に建物断⾯図、表1.1に建物
図1.1 建物外観概要を⽰す。

図1.2 配置図
表1.1 建物概要

図1.3 建物断⾯図

建建
敷建
延階
構
最物
物 ⽤
地 ⾯
築 ⾯
床 ⾯

名途
積
積
積
数造
⾼ ⾼ さ

： 新宮市庁舎： 市庁舎： 4,351.58m2： 1,720.67m2： 6,839.94m2： 地上7階： RC造： 29.329m

２. 本業績における主眼点① 地域特性を考慮した地中熱ヒートポンプシステムの計画と評価
建設地の地質・地下⽔賦存状況より、優れた熱特性を有する地層であることを考慮し、和歌⼭県内の公共施設として初めて地中熱ヒートポンプシステムを採⽤した。熱応答試験を実施し、地盤熱特性データを取得して設計を進めた。和歌⼭県内のモデル事例となり、今後の再⽣可能エネルギー熱利⽤の普及促進の⼀助になることが期待される。運⽤時においても地中温度や⽣成熱量に応じた詳細な分析を⾏い、四季を通じて最適な運⽤計画に反映した。
② エネルギーマネジメントによる継続的な省エネルギー化と良好な室内環境の両⽴
エネルギーマネジメントシステムを構築して、設備⽤途別やフロア別のエネルギー消費量をデータ分析した。建物担当者への⽉報報告を通じて、建物利⽤者への省エネルギー意識の⾼揚を図るとともに、専⾨技術者が不在にもかかわらず、設備運⽤の最適化や室内環境の改善を実現した。
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様式３2/4

3. 主な省エネルギーと環境配慮システム
熱源は、⼤規模災害時のリスク分散にも配慮し、電気、ガス熱源のベストミックス⽅式とした。電気熱源は、地盤特性を利⽤した地中熱ヒートポンプを採⽤し、バックアップとして空気熱交換器も設置した。空調機は、各階と南北の⽅位別に系統分けして設置、1階エントランスは冷温⽔を⽤いた床放射冷暖房、各階は床吹出しによる居住域空調、議場や会議室系統は空冷ヒートポンプパッケージ⽅式とした（表3.1、図3.1）。
① 地中熱ヒートポンプシステム
本建物の周辺地盤は岩盤で、熱交換効率の⾼い敷地条件であることから、地中熱ヒートポンプシステムを採⽤、ボアホール⽅式熱交換井を隣地市駐⾞場に敷設した（表3.2）。地中熱⼯事施⼯の前年に実施した熱応答試験で、2.13W/(m･K)の地盤有効熱伝導率を得て、⾼い熱交換性能を発揮できることを確認した。
必要な地中熱交換器の⻑さは、地盤有効熱伝導率と想定した空調負荷条件を地中熱利⽤システム設計⽤ソフトウェア（Gaia Geothermal社のGround Loop Design）に⼊⼒し計算した。この結果、⼀般的な熱源システムと⽐較して約22％の年間熱源エネルギー消費量の削減効果を⾒込んだ。地中熱ヒートポンプシステムの採⽤により、⼆酸化炭素の排出量を8ｔ-CO2/年削減でき、地球環境の保全に寄与する。
表3.1 熱源設備概要
用途

対象系統

機器容量
（冷房／暖房）ガス吸収冷温水機

280kW/230kW

地中熱ヒートポンプ

106kW/108kW

空冷ビル用
マルチエアコン10系統
300kW/300kW

執務室
熱源空調
小規模室

表3.2 地中熱ヒートポンプシステムの概要【冷房時】能力：106kW

消費電力：27.9kW

参考COP：3.97（地中熱交換器利用時）

冷水流量：304L/min

冷水条件：12℃→7℃（熱源水条件：25℃→30℃）【暖房時】
能力：108.5kW 消費電力：32.8kW
参考COP：3.14

温水流量：311L/min

温水条件：45℃→50℃（熱源水条件：10℃→5℃）
ボアホール方式
高密度ポリエチレン管
熱交換器仕様（ダブルＵ字管）

図3.1 熱源・空調システムイメージ図

深さ100m×16箇所（4.5m間隔）
空気熱交換器と切り替え可能② アースチューブ⽅式
免震ピットをダクトルートに利⽤し、各階空調機の外気を供給する計画とした。地下の安定した温度により、夏期・冬期の外気負荷の約21％削減を⾒込んだ。アースチューブの⽅式には、ピット内に直接外気を導⼊して冷却・加熱する「直接⽅式」と、ピット内にダクトを通して間接的に熱交換を⾏う「間接⽅式」がある。ピット内の結露やカビ等の発⽣リスクを考慮して、「間接⽅式」を採⽤した（図3.3〜図3.5）。

EA

EA

執務室
AHU

AHU

OA/EA
シャフト

OA/EA
シャフト

執務室
AHU

AHU

OA
地面

▽1FL

地下ピット
（免震層）

図3.3 概略ダクト系統図
アースチューブ
免震ピット

図3.4 アースチューブ設置断⾯

図3.5 アースチューブ設置状況写真

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様式３
3/4

③ 遮光ルーバー等による⽇射抑制
⾼断熱、庇、遮光ルーバーを採⽤し、熱負荷の低減を図った。
東⻄軸の建物配置は、南からの⽇射は庇で遮り、東⻄⾯はパンチングによる遮光ルーバーにより⽇射抑制を⾏った（図3.6〜図3.7）。
図3.6 南側庇④ 床吹き出し空調システム
執務室の空調システムは、省エネルギー性の観点から居住域付近の温湿度調整を重点的に⾏う床吹出し⽅式を採⽤した。このシステムにより、夏期・冬期とも⾜元と頭の温度差が2℃以内となり、快適性を確保できる。この基本レイアウトに対して、机や棚の配置を踏まえて、吹出⼝の配置を最終決定した。
⼀⽅、⾜元の冷えによる不快感を防⽌するため、冷房時の空調機吹出温度に下限値を設定するとともに、⼆重床の床下空間に均等な静圧が得られるよう、設計時の検証と施⼯時の試運転調整を⾏った（図3.8）。
⑤ 天井放射空調システム
市⻑室には天井放射空調を採⽤した。室内温度の均⼀化、ドラフト感の解消、静寂性と意匠性に優れたシステムとした。

図3.7 東⻄部パンチング遮光ルーバー

図3.8 空調機械室断⾯図⑥ エネルギーマネジメントの導⼊
本庁舎では、省エネルギー⽬標を定めるとともに、⽉単位で建物のエネルギー性能を評価して継続的な省エネPDCAサイクルを推進するエネルギーマネジメン
トを導⼊した（図3.9）。
本活動では、エネルギーマネジメント⽉報によりエネルギーの使⽤状況を⾒える化し、設計者とエネルギー会社の専⾨技術者が、建物利⽤者である新宮市の建物担当者とコミュニケーションを図りながら、省エネ対策を⽴案・実施し、効果の検証も⾏っている。また、機器運転状況の⾒える化は、設備初期不具合の早期発⾒や原因究明・改善にも役⽴っている（図3.10）。
図3.10 エネルギーマネジメント⽉報の例⑦ 熱源シミュレータによる運転計画の⽴案
本建物の中央熱源システムは、地中熱ヒートポンプとガス吸収冷温⽔機からなり、負荷に応じた最適な台数制御により、エネルギー消費の最⼩化を図る。
そこで、設計段階でLCEM（ライフサイクルエネルギーマネジメント）ツールを⽤いた熱源シミュレータを構築し、負荷に応じて熱源システム全体での電⼒消費量・ガス消費量を評価することにより、最適な運転⽅法を⽴案することとした。
図3.9 エネルギーマネジメント実施体制

4. 年間エネルギー性能評価結果
エネルギーマネジメントの取り組みを通じて、2017年度、2018年度の2年にわたり各種運⽤改善を継続的に実施した。初年度12ヶ⽉の⼀次エネルギー消費量は898MJ/(㎡･年)と、基準値と⽐較して50%以上の削減を達成した。2018年度には、災害対応等で休⽇や残業時間帯の利⽤が多く⾒られたため、電灯コンセントの電⼒消費量が対前年度⽐で12.9%増加した。熱源も、冬期室内温度設定の緩和による暖房負荷の増加や、夏期の猛暑の影響で若⼲増加したが、⼀次エネルギー消費量は954MJ/(㎡･年)と、基準値と⽐較して47.5％の削減実績を上げることができた。2019年度以降も随時、データの解析と評価を継続している（図4.1）。

2020年度は ⼀部
データ⽋損があり 不表⽰

45.9％減図4.1 ⼀次エネルギー消費量実績の推移

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■ 業績の概要とカーボンニュートラル化に係わる取り組みの説明

応募申請書

様式３4/4

5. 再⽣可能エネルギー熱利⽤とエネルギーマネジメントによる省エネルギー⼿法 普及と啓発のための実績
本建物で実施した再⽣可能エネルギー熱（地中熱ヒートポンプ、
アースチューブ）利⽤とエネルギーマネジメントによる省エネル
ギー⼿法を普及させ、カーボンニュートラルへ資することを⽬的に、空気調和・衛⽣⼯学会の振興賞技術振興賞への応募、建築設備技術者協会や空気調和・衛⽣⼯学会等の機関誌への寄稿等を⾏った。
① 授賞業績
件名：空気調和・衛⽣⼯学会 第34回振興賞技術振興賞
業績名：新宮市庁舎の空調設備計画とエネルギーマネジメントの取り組み
受賞者：計画・設計・監理㈱佐藤総合計画 関⻄オフィス
企画・運⽤管理新宮市役所
運⽤性能評価関⻄電⼒㈱地中熱計画・設計⽀援 ミサワ環境技術㈱ 福島営業所
地中熱施⼯㈱福島地下開発
性能検証・評価
福島⼤学 ⾚井 仁志
掲載ホームページ： https://www.city.shingu.lg.jp/info/1081（図5.1）② 機関誌への寄稿
 ⼟岐達美：事例研究･新宮市庁舎のコミッショニング
報告事例について、建築設備⼠（建築設備技術者協会誌）、2019年1⽉
 ⼟岐達美ほか：新宮市庁舎の空調設備計画とエネルギーマネジメントの取り組み、空気調和･衛⽣⼯学(空気調和･衛⽣⼯学会誌)、2020年7⽉
 ⼟岐達美 ・⼭⼝弘雅：新宮市庁舎の空調設備計画とエネルギーマネジメントの取り組み、建築とエネルギー
図5.1 新宮市ホームページ(建築エネルギー懇話会誌)、2020年12⽉（空気調和・衛⽣⼯学会 振興賞 授賞報告）③ 学会⼤会での発表
 空気調和・衛⽣⼯学会⼤会 学術講演会〔5報発表〕
i. ⼟岐達美ほか：計画概要と省エネルギー⼿法、⾼知⼯科⼤学、2017年9⽉
ii. ⼟岐達美ほか：竣⼯後1年間の運⽤実績評価、⼤同⼤学、2018年9⽉
iii. 岸本卓也ほか：地中熱ヒートポンプシステムとアースチューブの分析・評価、⼤同⼤学、2018年9⽉
iv. ⼟岐達美ほか：竣⼯後2年間の地中熱ヒートポンプシステムの分析・評価､北海道科学⼤学、2019年9⽉
v. 岸本卓也ほか：竣⼯後2年⽬の室内環境改善結果とエネルギーマネジメント活動報告､北海道科学⼤学、
2019年9⽉
 ⽇本建築学会⼤会 学術講演会〔5報発表〕
i. ⼟岐達美ほか：建物計画概要､東北⼤学、2018年9⽉
ii. ⾚井仁志ほか：空調設備計画における省エネルギー⼿法の概要､東北⼤学、2018年9⽉
iii. ⽚⼭真理⼦ほか：エネルギーマネジメントの概要と竣⼯後約１年間のエネルギー消費実態評価結果､東北⼤学、2018年9⽉
iv. ⼭⼝⿇有ほか：地中熱ヒートポンプシステムの運転性能評価､東北⼤学、2018年9⽉
v. 岸本卓也ほか：間接式アースチューブの運転性能評価結果､東北⼤学、2018年9⽉④ 講演会、パネルディスカッション等での講演等
 コーディネータ：⾚井仁志、パネリスト：⼟岐達美ほか：福島県・公益財団法⼈福島県産業振興センター
ほか主催、ふくしま地中熱利⽤情報交換フォーラム、福島県ハイテクプラザ（郡⼭）、2017年9⽉
 コーディネータ：⾚井仁志、パネリスト：⼟岐達美ほか：NPO法⼈地中熱利⽤促進協会主催、全国地中熱フォーラム2019〜持続的社会と地中熱最新動向、品川区⽴総合区⺠会館「きゅりあん」、2019年11⽉
 ⼟岐達美：空気調和・衛⽣⼯学会近畿⽀部主催、環境⼯学研究会（⼤阪）、ドーンセンター・特別会議室、
2020年7⽉
 ⼟岐達美：空気調和・衛⽣⼯学会近畿⽀部主催、第11回国際学⽣交流会（第26回留学⽣懇親研修会）、Zoomによるオンライン開催、2020年11⽉⑤ ⾒学会
 ⼀般財団法⼈ヒートポンプ･蓄熱センター 地下熱利⽤とヒートポンプシステム研究会（主査：北海道⼤学⼤学院 ⻑野克則教授）、2019年10⽉3⽇、⾒学者21名
 市内の⼩学校３校（⼩学３年⽣）、⾒学者 毎年 約200名
 市外の⼩学校（⼩学⽣）、2021年度 ⽥辺市、2022度 那智勝浦町、⾒学者 各 約20名
この資料は、受賞者の了解を得て建築設備技術者協会から公開している資料です。個人で使用するに留め無断転載等を禁止します。

以上