▮カーボンニュートラル賞
西南学院中学校・高等学校の自然エネルギー利用

業績の名称
所在地

福岡県福岡市早良区百道浜1丁目1番1号

受賞名称

カーボンニュートラル賞 九州支部奨励賞

カーボンニュートラル賞
選考支部名称延床面積
建物
概要

36030+482.21（増築分） ㎡

階数

地下0階

主用途

学校

竣工年月日

応
応
募又
募
機は者
関

九州支部

地4階

塔屋0階

2003年1月

代表応募者・機関

鹿島建設株式会社

建築主

学校法人 西南学院

設計者

鹿島建設株式会社建築設計本部

施工者

鹿島建設株式会社九州支店■定性的な実績
１）省エネルギーへの取組み・工夫
・維持管理における運用改善 ・自然エネルギー（自然通風、クールアンドヒートチューブなど）の利用 ・10年間の省資源、省エネルギー性の維持改善 ・屋上緑化 ・自然の日除け ・人間センサー省エネ照明
２）低カーボンエネルギーへの転換※該当無し
３）再生可能エネルギー利用・工夫
・雨水利用システム
４）カーボンクレジット等ならびにその他
※該当無し
業
績の概
要

■定量的な実績
・一次エネルギー消費量の省エネ率を算定するための参照値（ベースライン）の根拠・出典名
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３６報（ダイジェスト版）
1,414（ＭＪ/年・㎡）
・一次エネルギー消費量の業績の実績値
533（ＭＪ/年・㎡）
・一次エネルギー換算係数根拠
省エネ法 9.760（ＧＪ/年・kwh）
・CO2排出係数〔出典名／電力（ｔ－CO2/kwh）
エネルギーの使用の合理化等に関する法律施行規則第四条第三項(最終改正：平成26年3月31日) /0.612（ｔ－CO2/千kwh）
・CO2排出量の合計
３１．４（kg-CO2/年・㎡）
・CO2削減率62.0%
この建物は「自然エネルギーの利用」を主と考え、北側教室の昼光利用、アトリュムを介した教室の自然換気、アトリウに配管ピットを用いたクールアンドヒート
チューブ利用で空調負荷の低減、又、雨水利用などの複合的な省エネや自然エネルギー利用を約１０年間、定量的に出している。
１０年間のデータは経年劣化や削減効果を把握でき今後の改善に役に立っている、又、自然換気の利用状況を空調機の稼働、吹き降ろしフアンの稼働、自然換気の稼働状況を比較しシステムの有効性が確認できている。
このように長年（１１年間）建物施設管理者と設計者が一体となり、施工後のデータ集積により、解析をして、より良いシステムの利用に生かしている事がこの賞の選考理由とする。

支部選考委員会選考理由

一般社団法人建築設備技術者協会 カーボンニュートラ賞運営委員会

様式３■ 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要旨

西南学院中学校・高等学校の自然エネルギー利用
鹿島建設㈱建築設計本部○大橋 清文原 久美子

2. 施設概要

1. はじめに
本施設は西南学院大学に隣接する旧キャンパスから百道地■ 建築区の新キャンパスへ校舎を新築・移転し、2003 年 4 月に開校

建物名称

西南学院中学校･高等学校を迎えた。建築計画の特徴としては、旧校舎のイメージを継承

建築主

学校法人

西南学院

し主要な外壁をレンガ積みとしたこと、教室棟の中央部分に幅設計

日建･鹿島

設計協働企業体

10ｍ、長さ 40ｍ、高さ 19ｍの大きさをもつ 4 層吹抜のアトリ

監理

㈱日建設計

ウムを東西 2 箇所設け、1 階部分の図書館・自習室・コンピュ

施工

建築：鹿島･清水･竹中･九州建設共同企業

ーター教室を開放的な空間としたこと、各種外的な環境要因に電気設備：㈱九電工

より普通教室を北側に配置していること等が挙げられる。各階

空調･衛生設備：東洋熱工業㈱

平面図を図 1-1 に示す。

所在地

福岡県福岡市早良区百道浜 1-1-1

また、自然エネルギー利用として、北側教室の昼光利用（照敷地面積

49,330 ㎡明制御）、アトリウムを介した教室の自然換気、配管ピットを建築面積

13,346 ㎡+120.17 ㎡（増築分）用いたクールアンドヒートチューブ、雨水利用等を採用して省

延床面積36,030 ㎡+482.21 ㎡（増築分）

エネルギー性を継続維持できる建物としている。そして、10規模

地上 4 階

年間継続してデータの取得・解析を行った結果、効果の確認が構造

RC 造（教室棟）SRC 造（体育館）
S 造（駐輪場）

できた。また、これらの自然エネルギー手法の導入により、年間のエネルギー消費量および水使用量を少ない水準で抑えて建物高さ24ｍ運用できていることも確認できた。

工期

2001 年 6 月 1 日～2003 年 1 月 31 日

省エネルギーの取組み・工夫に関して、下記の 3 点にて説明する。

（増築：2009 年 1 月 13 日～2010 年 1 月 15 日）■ 空調設備① 建物施設管理者と設計者が一体となった維持管理に関す

空調方式

る運用改善

ガスヒートポンプパッケージ方式（GHP）
天井隠蔽タイプ（教室）② 自然エネルギー利用計画の 10 年間における性能確認

床置き壁吹出し（アトリウム）③ エネルギー消費量および水消費量の 10 年間の省資源、省床置き床吹出し（チャペル）エネルギー性の維持・改善

換気設備

図 1-1

全熱交換器

各階平面図

様式 3-1
この資料は、受賞者に了解を得て、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。

その年度に解析を行ったデータを報告書としてまとめ、学校に■ 電気設備
三相 3 線 6.6kV、60Hz、1 回線受電

訪問して直接に施設管理者および学院関係者に報告を行い、次小学校と同一引込みから高圧分岐(2010 年 1 月以降)年度の施設運用の参考にして頂くこととした。年次報告の内容

受変電としては、エネルギーの使用状況の報告および建物に導入した■ 昇降機設備
車椅子用

15 人乗 60ｍ/min 1 台（1～4 階）

自然エネルギー利用技術の効果実績の記載、その年度に行った西南学院中高に関連する受賞資料および雑誌掲載資料等であ■ 衛生設備給水方式

る。図 4-2 に 2007 年度（5 年目）の報告書目次を示す。

受水槽(FRP)+ポンプ圧送方式（上水）

受水槽(地下ピット)+ポンプ圧送方式（雑用水）
給湯方式

ガス瞬間湯沸器（家庭科教室･理科室･厨房）

排水設備

建屋内―汚水・雑用水合流方式

ガス設備

低圧引込み

消火設備

屋内消火栓設備、屋外消火栓設備、消火器

特殊設備

雨水利用設備、屋外機散水設備

個別貯湯式電気温水器
敷地内―雨水・汚水分流※ 詳細はその他の添付資料-1 に示す。
3.

図 4-1

設計時コンセプト

月次コメント

設計提案競技時の施設計画基本理念の一つとして、自然と調和した快適環境を創造するという設計コンセプトを学院に提示し、配置計画・建築計画・設備計画の中にさまざまな自然エネルギー利用手法を盛り込んだ。そのうち、北側教室の昼光利用、アトリウムを介した教室の自然換気、配管ピットを用いた
クールアンドヒートチューブ、雨水利用について、その 10 年間の実測結果及び既往文献の学校の一次エネルギー消費量・給水使用量との比較も定量的に示す。
4. 建物施設管理者と設計者が一体となった維持管理に関する運用改善：①
施設管理者へのエネルギー使用状況等の報告は、月次報告と年次報告の 2 通りにて対応を行った。月次報告に関しては、使用状況を施設運用にタイムリーに反映して頂くために、表 4-1に示す通り、2004 年 8 月から開始している。
月次報告はメールにて行い、その月の運用に関するコメント、
図 4-2

エネルギー使用量、給水使用量のデータを施設管理者にタイムリーに送付して、運用の参考にして頂くこととした。各データ

2007 年度（5 年目）報告書の目次

5. 自然エネルギー利用計画の 10 年間における性能確認：②は、その月のデータだけではなく、前の月および前の年のデー

本施設には、設計時のコンセプトに示した通り各種の環境配タも一緒に送付し、先月および前年度と比較してどのような状慮手法が導入されている。設計段階ではその効果がどの程度見況になっているのかを施設管理者が把握できるようなことを込めるのかを、各種シミュレーション等にて解析を行っている。

意図してグラフ作成を行った。図 4-1 に月次コメントの一例を1～2）また、竣工後 1 年間の計測データを取得して、比較を行っ示す。月次報告および解析データは年度毎にデータおよびファた結果、設計段階での予想とほぼ一致した内容となっていたこ

イルにまとめて保管して、迅速に過去のデータが閲覧できるよとが確認できた。1）
1 年以降も省エネルギー性がどの程度維持できているのかをうにした。
年次報告は、ぞれぞれの年度の終わりに上記月次報告および表 4-1

竣工から 10 年間の変遷確認することを目的として、10 年間継続して計測を行った自然エネルギー利用手法について以下に示す。

様式 3-2
この資料は、受賞者に了解を得て、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。

5.2.2 計測結果

5.1 北側教室の昼光利用効果

2012 年度（10 年目）の西側アトリウムの自然換気および5.1.1 計測の目的
昼光利用によるエネルギー削減効果の各種実測や検討事例

GHP 稼働時間の月次積算値を図 5.2-2 に示す。自然換気に関しはあるが、10 年間連続して、昼光利用による照明用電力削減効ては、4～11 月まで稼働している。1 階の GHP は、通年にて果を確認し続けた事例はない。この実測により、経年劣化等を運転しているが稼働時間は少ない。4 階の GHP は、ほとんど考慮に入れた照明用電力消費量の削減効果の定量的な把握が運転していないことが確認できた。冬期の暖気がアトリウムト可能になる。

ップにたまったものを吹きおろすために設置した吹き降ろし

5.1.2 計測結果

ファンは、冬期に多少使用されていることが確認できた。
図 5.2-3 に西側のアトリウム機器運転時間の年次比較を示す。

10 年目の 2 階の教室の月次昼光利用効果を図 5.1-1 に示す。
照明電力消費量の月次傾向としては、6 月まで増加し、8 月に1 階 GHP の稼働時間は減少傾向にある。2007 年度（5 年目）

減少してその後また増加するという傾向が見られ、8 月を除き、がピークとなり、2012 年度（10 年目）には約 500 時間の稼働約 150～220kwh/月室で推移している。8 月の照明用電力消費となっている。4 階の GHP はほとんど稼働していない。自然量が少ない理由は、夏休みに入り教室の使用が少なくなったこ

換気は、2009 年度（7 年目）で一時使用を控えているようであとに起因する。削減効果は、夏期は高く冬期は低い。これは、るが、年を追うごとに稼働時間が増加していることが分かる。

冬期は日照時間が短いため昼光を利用する時間が少なくなる

吹き降ろしファンに関しては、2012 年度（10 年目）から多少ためと思われる。年が経過するほど、照明用電力の使用量が全稼働しているが、それ以前はあまり稼働していないのが現況で体的に増加している傾向となっている。図 5.1-2 に各年度の教ある。

室毎の昼光利用による電力削減効果の推移を示す。北側教室の昼光利用はエネルギー削減に寄与しているが、削減効果としては、初期の削減効果のおよそ半分程度の効果となっている。人工照明を調光することにより、2012 年度（10 年目）の時点で1 教室当たり 12.6～18.8％の電力削減効果（312～322.9kWh/年の削減効果）が得られている。削減効果の割合は 2011 年度（9 年目）以降では、どの教室も 20％を切った値で推移した。

図 5.2-1 アトリウムの空調・換気システム概要
図 5.1-1

3 階高 2-1 教室エネルギー消費量（10 年

図 5.2-2 西側アトリウム自然換気・GHP 稼働時間の月次積算値（10 年目）

図 5.1-2 照明電力量削減効果

5.2 アトリウムの自然換気の効果
5.2.1 計測の目的
自然換気により、アトリウムの室温がどのようになっているのか、アトリウム内の機器がどのように稼働しているのかを把握し、計画したアトリウムの計画妥当性および自然換気の有効性を確認する。また、10 年間計測を行うことにより、施設管理者がどのような運用を行ったのか、また年間のアトリウム関連機器の稼働イメージを把握することを目的とした。アトリウムの空調換気システム概要を図 5.2-1 に示す。

図 5.2-3 西側アトリウム機器運転時間の比較（2003～2012 年度）

様式 3-3
この資料は、受賞者に了解を得て、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。

5.3 クールアンドヒートチューブの冷却・昇温効果

5.4 雨水利用の効果

5.3.1 計測の目的

5.4.1 計測の目的

10 年間計測を行うことにより、クールアンドヒートチューブ

雨水利用は年間の降雨量とも関係があるので、1 年間のみのの以下に関する内容に関して確認把握を行った。

データでは、利用効果を定量的に決定することが難しいと考え クールアンドヒートチューブの年間温度推移た。そこで、10 年間継続で計測をすれば、平均的にどの程度の クールアンドヒートチューブの効果確認

雨水利用状況があるのかを確認できるために、継続的な実測を クールアンドヒートチューブの経年使用によるチューブ温度行った。雨水利用システム概念図を図 5.4-1 に示す。
5.4.2 計測結果

への影響確認図 5.4-1 に 2012 年度（10 年目）の建物全体の給水使用量とクールアンドヒートチューブの設置状況を写真 5.3-1 に示す。

雨水利用量を示す。雨水利用量は 95～579 ㎥/月であり、中水

5.3.2 計測結果
図 5.3-1 に 10 年間の月毎のクールチューブの稼働時間を示使用量（便所洗浄水）の内の 18～100％を占めている。

す。稼働の傾向としては、3～4 月までの中間期は、当初稼働時

図 5.4-2 に雨水利用率の推移を示す。2008 年度（6 年目）に間が多かったが、年次を重ねるごとに稼働時間が少なくなっては雨水利用が 0 ㎥であるのは、黄砂の影響で雨水ろ過水に濁りいる。5～10 月の稼働時間は、年次を重ねるごとに増加傾向にが出たために表 4-1 に示す通り、約 1 年半一時的に雨水ろ過装ある。6～9 月までの冷房時期にはチューブに効果が活用できて置を停止していたためである。それ以外の年度で雨水利用の効いることが伺える。10 月も運転していることに関しては、改善果を確認すると、雑用水使用量の内の 33％（2009 年度）～74％の余地があると考える。

（2004 年度）の高い値で推移しており、年間の雨水利用量も、

図 5.3-2 に 2012 年度（10 年目）のクールアンドヒートチュ

1,699 ㎥（2005 年度）～3,616 ㎥（2011 年度）で推移していーブのファン運転時の外気温度とチューブ出口温度の関係をる。10 年間の平均としては、雨水の割合は 46％であり、雑用示す。外気温度が 5℃の時に最大 1.3℃（ただし、外気温度が 5℃水の約半分が雨水により賄えている。よって、雨水利用によるの時にはクールチューブはほとんど稼働していない）、冷却効

節水効果は経年でも高いこと、また年度によって雨水利用量に果は、外気温度が 30℃の時に最大 1.3℃である。また、冷却とばらつきがあることが確認できた。

昇温が変わる変曲点の温度は、20℃となっている。年度によって相関図の昇温と冷却の変曲点は 20～25℃と大きなばらつきがある。昇温効果および冷却効果も減少傾向にあることが分かった。特に冬期の昇温効果の減少が大きいことが分かった。経年の使用により、夏期のチューブ稼働はほとんど同様であるのに対して、冬期のチューブ稼働が相関図の低温部分のプロット数を見ても明らかに減少している。冬期は、低温の外気をチューブで昇温しても室温から見れば吹き出す空気の温度は 5℃の外気の場合 1.3～2.9℃程度しか昇温しない。5℃の外気が 6.3～9.2℃程度になっても寒いままの吹き出し空気には変わらな

図 5.4-1 雨水利用システム

いので、あまり使用されなくなってきていると考える。

図 5.4-2 建物全体の給水使用量と雨水利用量（10 年目）
図 5.3-1 月毎のクールアンドヒートチューブ稼働時間

写真 5.3-1

チューブ内の状況
図 5.3-2 外気温度とチューブ出口温度の関係 ファン運転時（10 年目）

図 5.4-3 雨水利用率

様式 3-4
この資料は、受賞者に了解を得て、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。

6. エネルギー消費量および水消費量の 10 年間の省資源、省エ

6.3 電力消費量
図 6-3 に電力消費量の 10 年間の毎月の推移を示す。電力積

ネルギー性の維持・改善：③
水使用量、ガス消費量、電力消費量の月次推移および一次エ算値としては 2004 年度（2 年目）で減少するが、2007 年度（5ネルギー、水使用量の年次推移のグラフは、メールによる月次年目）まで増加傾向にあり、その後減少しながら約報告時に毎月添付して、過去の使用量と比較して、現況がどう1,400,000kWｈ/年で推移している。2007 年度（5 年目）までなっているのかを施設管理者に認識してもらい、省エネルギーの増加の要因としては、表 4-1 中に示した大学のグラウンドの性の維持・改善に活用した。

灯光器の使用が関係していると思われる。また、2007 年度（56.1 給水量年目）より行っている人感センサの設置や廊下ホール等の照明

図 6-1 に水使用量の年次推移を示す。10 年間を通して、水使のタイムスケジュール運用も削減に寄与していると考える。最用量の大きな変化はないが、6 年目（2008 年度）までは上水の大電力に関しては、2007 年度（5 年目）の 580kW が最大で、方が使用比率が多かったが、それ以降は、雨水と中水を合わせそれ以上の値は出ていない。

た便所洗浄水の使用比率は約 50％まで上昇している。水使用量合計は、2007 年度（5 年目）を境に減少傾向にあり、2009 年度（7 年目）以降約 12,000 ㎥/年の使用量で安定している。学校にての節水努力が想定される。表 4-1 に示した通り、大学がグラウンド利用を 2007 年度（5 年目）に中止したために、グラウンド散水が減少して水使用量が削減したことが主要因であると考える。中水使用量に関しては年次毎の降雨量の変動によって異なるが、おおよそ 2,000～4,000 ㎥/年で推移をしてい図 6-3 電力消費量の年次変化

る。上水使用量は、2007 年度（5 年目）以降急激に減少してお6.4 一次エネルギー消費量と水使用量の比較
比較の対象として、一般社団法人日本ビルエネルギー総合管

り、大学がグラウンド利用を中止したこと以外でも、施設管理理技術協会の HP3)に記載の学校のデータを採用した。の節水意識が伺える。

6.4.1 一次エネルギー消費量の比較
図 6.4-1 に 10 年目（2012 年度）の一次エネルギーの比較を示す。他のデータと比較をしやすいようにするために、延面積当たりの一次エネルギー消費量としている。前出の HP3）に記載の学校の一次エネルギー消費量のデータは、1,414MJ/㎡年であるのに対し、10 年経過した 2012 年でも 1 次エネルギー消費量は 533.3MJ/㎡年と低い値となっており、当施設は非常に少ないエネルギーにて運用できていることが改めて確認できた。
図 6-1 水使用量の年次変化

一次エネルギー消費量の比率としては、普通教室以外の電力消費量が全体の 70％程度を示していることがグラフより分かる。

6.2 ガス消費量
図 6-2 にガス消費量の 10 年間の毎月の推移を示す。空調方

6.4.2 水使用量の年次比較式が GHP であるので、ガス消費量の全体使用量の内 85～90％

図 6.4-2 に 10 年目（2012 年度）の水使用量の比較を示す。

が空調用で使用されている。2007 年度（5 年目）が突出してい水使用量も他のデータと比較をしやすいようにするために、延ることを除いて、緩やかな増加傾向となっている。2007 年度

面積当たりの水使用量としている。前出の HP3）に記載の学校のガス消費量が多いのは、GHP 稼働が他の年と比較して多いの水使用量は、0.64 ㎥/㎡年であるので、当施設は 10 年を通しためである。厨房用のガス消費量は、2003 年度（1 年目）からて非常に少ない水使用量にて運用できていることを改めて確2005 年度（3 年目）までは緩やかに減少して、それ以降は約認できた。

1,000 ㎥/年で推移しており安定している。厨房以外のガス消費量とは、シャワー用のガス給湯器や理科実験室や家庭科室での使用するガスのことである。ガス消費量が 2006 年度（4 年目）
以降急激に減少している。当初はガス給湯器の配管内の温度確保のために夜間も配管内の水を循環させて、ガス給湯器にて常時昇温を行っていたが、2006 年度（4 年目）の月次報告にて施設管理者からの運用確認および提案により 2007 年度（5 年目）以降、夜間はこの循環を停止したために削減することができた。

図 6.4-1 一次エネルギー比較

図 6.4-2 水使用量の比較【参考文献】
1） 髙山、大橋 西南学院中学校・高等学校の自然エネルギー利用結果、クリーンエネルギー ｐ37-44 日本工業出版 2005 年 5 月
2） 日本建築学会＝編 建築設計資料集成 環境 ｐ191 丸善 2007 年 1 月
3） 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 36 報（ダイジェスト版）http://www.bema.or.jp/data.html

図 6-2 ガス消費量の年次変化

様式 3-5

この資料は、受賞者に了解を得て、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。