カーボンニュートラル賞
受賞名称
第9回カーボンニュートラル賞 関東支部 奨励賞
カーボンニュートラル賞選考支部名称
第9回カーボンニュートラル賞選考委員会 関東支部
業績の名称
大成建設技術センター 材料と環境のラボ
研究施設の環境負荷低減に関する取組み
所在地
神奈川県横浜市戸塚区名瀬町344－1

応募に係わる建築設備士の関与
大成建設株式会社

岩村 卓嗣
信藤 邦太

応募者又は応募機関
代表応募者・機関 大成建設株式会社
建

築

主設

計者

大成建設株式会社
大成建設株式会社一級建築士事務所

施工者

大成建設株式会社 横浜支店

建物管理者

大成有楽不動産株式会社

建物利用者

大成建設株式会社
5,190

延 床 面 積階
主数
用

地上3階

地下2階

塔屋-階

研究施設

途

竣 工 年 月 日㎡

2018年9月

支部選考委員長講評
本建物は、既存研究棟を全面的にリニューアルした研究棟である。計画時は「nearly ZEB」を目指し、運営実績としては「ZEB」を実現している。
研究施設は一般用途と比較し、エネルギー多消費型施設であるが、本建物では、空調・照明などの建物運営上のエネルギー削減に留まらず、実験に利用するエネルギーの削減を対象としている点が特徴的であり、その成果を充分にあげている点を高く評価する。
「建物の基本性能」におけるカーボン削減への取り組みだけではなく、「建物の利用目的」に踏み込んだ削減取り組みは、カーボンニュートラルへの新しいアプローチ手法として今後大きな影響を与えると思われる。
①省エネルギーへの取り組み・工夫
建物エネルギーでの削減取り組みは、既存躯体・建物を利用しているため、建築的な提案や取り組みは難しいと思われ、空調・照明などの設備での取り組みとなる。小型化が可能となる「透湿膜密閉デシカウントシステム」の他、人検知センサーを利用したきめ細かい空調・照明制御の実現や安定した採光を可能とする薄型水平光ダク
トなどを独自に開発、採用し、その成果を挙げている。
実験エネルギーの削減取り組みは、実験施設としての安全性・健康性に配慮しながら実験機能を満足させる
様々な独創的な設備システム（ドラフトチャンバーへの外気導入システム、実験排気位置・風量可変システム、防爆室への光・空気同時搬送ダクトや発熱機器の局所除去を目的とした液冷システムなど）を新たに開発・導入
し、運用実績として CO2換算で 14%削減効果を挙げている。（既存施設と比較）③再生可能エネルギー利用・工夫
119kWの太陽光発電パネルを設置し、実績として31.8%の創エネに寄与している。（一次エネルギ換算）
太陽高度に影響されず太陽光を水平に変換するプリズムを用いた薄型光ダクトを用い、導光距離の影響を低減して安定した採光を可能としている。

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：

大成建設技術センター 材料と環境のラボ

様式３

研究施設の環境負荷低減に関する取組み■ 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

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建物概要・コンセプトと省エネルギー計画概要■建物概要・コンセプト
⼤成建設技術センター 材料と環境のラボは、当社の敷地内に現存していた研究施設である材料実験棟を全⾯的にリニューアルした建物である。研究施設は⼀般⽤途の建物と⽐較してエネルギー多消費型施設となることから省エネルギー対策が困難であるとされている。そこで今回の計画では、新たに開発した技術を含む様々な省エネルギー対策を導⼊することで、既存躯体をリニューアルした施設でありながら、⺠間研究関連施設では国内初となる「Nearly ZEB（75%以上の省エネルギー効果がある施設）」の達成を⽬標とし、運⽤実績で『ZEB』を実現した。
表1 建物概要地

神奈川県横浜市⼾塚区名瀬町344-1

注者

⼤成建設株式会社

設

計者

⼤成建設㈱⼀級建築⼠事務所

施⼯

⼤成建設㈱横浜⽀店監

理

⼤成建設㈱⼀級建築⼠事務所

⽤途

研究所

⼯期

2017年3⽉〜2018年9⽉

敷 地 ⾯ 積34,822㎡

建 築 ⾯ 積1,818㎡

延 床 ⾯ 積5,190㎡

最 ⾼ ⾼ さ19.3m

軒⾼18.0m

構造

鉄筋コンクリート造階

数

地下2階 地上3階

照明エネルギー削減対策

SOFC の廃熱を利用した熱源システム

1灯制御型人検知センサ

概 要■空調設備概要
空調設備
換気設備
⾃動制御中央監視設備

空冷モジュールチラー、温⽔焚吸収式冷凍機、空冷ヒートポンプパッケージ
居室︓第1種換気 便所・倉庫︓第3種換気
熱源・空調機廻り制御、冷媒蒸発温度制御、⾼速VAV制御、実験室制御
BEMS■衛⽣設備概要
給⽔設備
給湯設備
衛⽣器具設備消⽕設備

給⽔⽅式︓既設⾼架⽔槽＋増圧給⽔⽅式
ガス瞬間湯沸器、貯湯式電気温⽔器
節⽔型器具
屋内消⽕栓・連結送⽔管■電気設備概要
受変電設備
照明設備
その他

⾼圧6.6V １回線受電
LED照明 実験室照度︔300〜800lx可変照明制御 次世代⼈感センサー・明るさセンサーによる調光制御
太陽光発電設備 119kW

創エネルギーの導入
高効率太陽光発電設備

透湿膜密閉デシカントシステム

高効率LED照明の採用

ヒートパイプ熱交換システム

薄型水平光ダクト

窓開口部の断熱強化

人検知センサによる空調制御

防爆エリア用ダクト照明

メカニカルバルコニー

実験エネルギー削減対策

電力量の削減対策

次世代実験環境制御システム

制御電源不要時遮断システム

蓄熱材を利用した外気一次処理
個別PAC主体の空調システム

設備概要

項 ⽬

この施設では様々な省エネルギー、創エネルギー対策を実施している（図１）。これらの技術を分類すると「空調エネルギー削減対策」、「照明エネルギー削減対策」、「実験エネルギー削減対策」、「創エネルギーの導⼊」、「電⼒量の削減対策」、「マネジメント・制御対策」、「その他特殊技術」となっている。これらは既往の技術、新たに開発した技術を組み合わせたものであり、エネルギー多消費型施設である研究施設の省エネルギー化に寄与している。本施設では研究者の使い勝⼿に配慮し、個別分散利⽤できる空調システムや照明システムを採⽤し、研究者の安全性・快適性に配慮した実験システムを採⽤している。
※

在発

表2

■省エネルギー計画概要

空調エネルギー削減対策

所

建物熱負荷の削減対策

高効率ヒートポンプチラー

環境負荷低減型外気導入システム

バスダクト給電システム

冷温水VWV（変流量制御）

液冷システムスーパーアモルファス変圧器

大温度差送水ドラフトチャンバー高速VAV制御

高効率モーターの採用

発熱機器の集約配置及び機器の更新

未利用熱源ヒートポンプ

実験室毎のエネルギーの見える化

図1

マネジメント・制御対策
ZEBチャート対応型T-Green BEMS
空調・換気スケジュール制御
T-Green BEMSによるパッケージ
エアコンの冷暖自動切替
PMV制御
その他特殊技術
人検知センサのセキュリティ利用
ソックダクト利用クリーンルーム

凡例：当社開発技術

導⼊技術※ SOFC（Solid Oxide Fuel Cell）
固体酸化物燃料電池

この資料は、受賞者の了解を得て建築設備技術者協会より公開している資料です。個人で利用するに留め、無断転載等を禁止します。

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様式３
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省エネルギーへの取組み・⼯夫
研究施設は前述のように⼀般⽤途の建物と⽐較してエネルギー多消費型施設となる（図2）。建物全体のエネルギーを削減するには空調・照明エネルギー等の他、実験に使⽤するエネルギーをいかに削減するかが重要なポイントとなる。また、この建物には屋上に太陽光パネルを敷設することで創エネルギーにも配慮している。本稿では様々な省エネルギー対策の中でも特に「空調エネルギー削減対策」、「照明エネルギー削減対策」、「実験エネルギー削減対策」に⾔及し、その中でも新たに開発した技術や省エネルギー効果が⾼い代表的な技術について紹介する。

（出典）⼀般社団法⼈⽇本ビルエネルギー総合管理技術協会
建築物エネルギー消費量調査報告【第36報】平成26年4⽉発⾏

図2

建物⽤途別エネルギー原単位

空調エネルギー削減対策
本建物において、「空調エネルギー削減対策」を⾏うことによる基準建物と⽐較したCO2削減効果は、設計時では47％削減（56t-CO2/年）、実績値では72%削減（86t-CO2/年）となっている。代表的な技術について以下に記載する。
（１）透湿膜密閉デシカントシステム
会議室には湿式デシカント空調システムを開発・導⼊している。このシステムは中空⽷膜の⽔蒸気透過性質を利⽤しており、従来の潜顕分離空調に使⽤する乾式デシカント空調と⽐較して⼩型化が可能であり、搬送動⼒の低減にもつながることから省エネルギーにも寄与するシステムとなっている。

図4

透湿膜密閉デシカントシステム（２）⼈検知センサーを利⽤した空調制御システム研究室には空冷ヒートポンプパッケージ⽅式を採⽤し、⼈の滞在・不在・通り抜け等を⾼精度で検知する⼈検知セン
サの情報を活⽤することで空調制御の省エネルギーと快適性を実現している。空調制御には冷媒蒸発温度制御も併⽤しており、⾼い省エネルギー性能を有している。

図5

⼈検知センサによるリアルタイム空調制御

照明エネルギー削減対策
本建物において、 「照明エネルギー削減対策」を⾏うことによる基準建物と⽐較したCO2削減効果は、設計時では63％削減（39t-CO2 /年）、実績値では87%削減（54t-CO2 /年）となっている。代表的な技術について以下に記載する。
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様式３
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（１）⼈検知センサーによる照明制御
⼈の滞在・不在・通り抜け等を⾼精度で検知する⼈検知センサの情報を活⽤することで照明制御の省エネルギーと快適性を実現している。照明制御には点灯制御の他、減光制御を併⽤することで作業性に影響のないよう配慮している。
（２）薄型⽔平光ダクト⼀部諸室には薄型⽔平光ダクトを採⽤し、太陽光を利⽤した照明エネルギーの削減を図っている。薄型⽔平光ダクトにはプリズム機構を採⽤しており太陽⾼度による室内への導光距離の影響を低減しており、安定した採光を可能としている。

図6

薄型⽔平光ダクト（３）光・空気同時搬送ダクト
危険物を貯蔵する防爆エリアには防爆エリア外から光と空気を同時に搬送可能な光・空気同時搬送ダクトを新たに開発・採⽤している。当システムにより防爆エリア内の特殊照明の設置が不要となり、照明エネルギーの削減とともに安全性の向上にも寄与している。
図7

光・空気同時搬送ダクト

実験エネルギー削減対策
本建物において、「実験エネルギー削減対策」を⾏うことによる既存建物と⽐較したCO2削減効果は、実績では14％削減（81t-CO2 /年）となっている。代表的な技術について以下に記載する。
（１）次世代実験環境制御システム
研究施設はエネルギー多消費型施設であり、建物全体のエネルギーを削減するには実験に使⽤するエネルギーをいかに削減するかが重要なポイントとなる。本施設には環境（Environment）、健康・衛⽣（Health）、安全（Safety）の3つのカテゴリー（EHS）をコンセプトとし、実験室の安全・環境を確保しながら省エネルギーを図る次世代実験環境制御システムを新たに開発・導⼊した。

図8

次世代実験環境制御システム

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様式３
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次世代実験環境制御システムの構成要素の特徴を以下に⽰す。
①環境負荷低減型外気導⼊システム
外調機
外気実験に使⽤するドラフトチャンバー 排気に導⼊する空気については、従来空調処理した外気を室内に供給しドラフトチャンバーに利⽤していたこと室内空調空気からかなりの空調エネルギーを消費していた。これに対して当システム
ではドラフトチャンバーへの供給外気を機器近傍に直接吹きだすことにより、外気処理に必要な空調エネル外気処理の空調エネルギーが必要ギーを⼤幅に削減可能となる。

図9②排気位置・⾵量可変システム
実験に使⽤する試薬の種類、特性に応じて室内の排気位置を上⽅・下⽅と選択でき、排気⾵量の強弱、緊急といった形で切り替えることができることから試薬の拡散を抑制し安全性が⾼い実験室の運⽤を実現でき、省エネルギーに寄与している。

排気

排気

室内の発熱機器にパネル型の熱交換器を取り付け、室内への放射熱をパネル内の⽔配管による熱交換により局所的に除去する液冷空調システムを新たに開発・導⼊した。
このシステムを導⼊することにより室内への空調負荷の削減を⾏うことが可能となる。

環境負荷低減型
外気導⼊システム

環境負荷低減型
外気導⼊システム

外気を直接給気

外気処理の空調エネルギーが不要

環境負荷低減型外気導⼊システム
排気

薬品の⽐重軽い:天井排気

薬品の⽐重重い:下⽅排気図10（２）液冷システム

外気

排気位置・⾵量可変システム

液冷システム従来システム

図11

液冷空調システム

⼀次エネルギー消費量の実績
この建物は計画値で建築物省エネルギー法の基準建物と⽐べて⼀次エネルギー消費量50%削減、太陽光発電による28％の創エネルギーにより全体で⼀次エネルギー78％削減の Nearly ZEB 達成を⽬標に計画した。竣
⼯後の運⽤実績を調査する⽬的で2019年6⽉〜2020年5⽉の間年間⼀次エネルギー消費量・創エネルギー量の測定を⾏った。その結果、実績値は⼀次エネルギー消費量75.6%削減、太陽光発電による31.8%の創エネ
ルギーにより全体で⼀次エネルギー107.4%削減で計画値をはるかに上回る省エネルギー効果が確認され『ZEB』を達成することができた。今回の計画により、エネルギー多消費型施設である研究施設において各種技術を開発・導⼊することにより『ZEB』達成が可能であるという有意義な知⾒が得られた。
（※上記削減効果にはZEB評価対象外である「実験エネルギー削減対策」による効果は含まない。）
︓基準値（1,028MJ/㎡年）
︓計画値（223MJ/㎡年 ※78％削減）
︓実績値（-52MJ/㎡年 ※108％削減）※基準値︓建築物省エネ法の告⽰よりBESTプログラム
誘導基準対応ツール（平成28年版）にて算出

図12

⽉別⼀次エネルギー評価（2019年6⽉〜2020年5⽉）

図13

計画値・実績値のZEB評価

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