カーボンニュートラル賞
受賞名称
第6回カーボンニュートラル賞 九州支部
カーボンニュートラル賞選考支部名称
第6回カーボンニュートラル賞選考委員会

九州支部

業績の名称
ホテルオリオンモトブ「水と空気のトータルエネルギーシステム」
所在地
沖縄県国頭郡 本部町備瀬148番地1

応募に係わる建築設備士の関与
株式会社日建設計

村松宏

株式会社日建設計総合研究所

杉原義文

株式会社環境設計国建

喜友名

徹

池原友明

城間重和

応募者又は応募機関
代表応募者・機関 株式会社日建設計
建 築 主
オリオンビール株式会社
建物管理者
株式会社ホテルオリオンモトブ
設 計 者
株式会社日建設計
設 計 者
株式会社環境設計国建
施 工 者
清水建設株式会社九州支店
施 工 者
高砂熱学工業株式会社九州支店
施 工 者
三建設備工業株式会社九州支店
検 証 者
株式会社日建設計総合研究所
34,439

延 床 面 積階
主

地上13階

数用

㎡
地下-階

塔屋1階

その他（エネルギーシステム）途

竣 工 年 月 日

2014年5月

支部選考委員長講評本建物は沖縄県本島北部に位置し、238室のリゾートホテルである。沖縄県は強い日射と高温多湿な環境により、外気の除湿に大きなエネルギー（東京の2.5倍）を費やす。又、屋内外のプール、大浴場、タラソスパを備え、水と湯の消費量が非常に多い。そこで地下20ｍで23℃の冷泉、地下1500ｍで30℃の温泉を得ている。これらの地域特性、施設特性から①冷泉と温泉の組み合わせ、②太陽光と地熱の組み合わせ、③太陽と光の組み合わせの三つのアイデア・技術テーマを統合した、「水と空気のトータルエネルギーシステム」をコンセプトとしている。
本業績の主たる評価点は以下の通りである。
⑴外気は全てクールヒートチューブ/トレンチで予冷・余熱されデシカント外調機を経て施設内に供給されている、熱供給は冷温冷水系統、中温冷水系
統、温水系統の3系統で行い、低温冷水系統は冷水蓄熱槽（600㎥）とターボ冷凍機（1230kw×2）で構成されデシカント空調機の採用で、室内は顕熱処理が主体となるため、高めの冷水温度で冷凍機の効率向上を図っている。
⑵中温冷水系統は冷泉井と温泉井を掘削し、水資源の自立化・省資源化を図るとともに、冷泉を中水として利用するため、中水受水槽（400㎥）を冷槽（20℃）、中温槽（13～25℃）、温槽（27℃）に区分している。冷槽はデシカント予冷・冷却コイルに利用し、中温槽温槽側に送られる。中温槽冷槽側の水は温泉排水から熱回収し温槽に送られている。温槽の水は水熱源HP温水器の熱源水となり、冷却されて冷槽に戻されている。この循環系統は冷却水の熱回収により冷却塔のフアン動力の削減、冷凍機COPの向上、水熱源HP温水器のCOPの向上に貢献している。
⑶温水系統は真空式太陽熱温水器（853㎥）、水熱源HP温水器（470KW×2）、空気熱源HP温水器（40KW×2）、給湯用低温貯湯槽（60㎥）、給湯用高温貯湯槽（20㎥）で構成され、デシカント外調機の再生コイル温熱、冬季の暖房用温熱に供給されている。又、給湯用貯湯槽から再熱し、太陽光や温泉排熱を有効利用している。
以上のように本システムは設計段階よりLCEMによるエネルギーマネジメントを行い2015年度システムCOP＝1.4から改善し、2016年度はCOP＝1.52へ改善している。従来のシステム（非デシカント）と本システムを1次エネルギー消費量で比較すると42％の削減である。これは冷泉、温泉、太陽熱、地熱、太陽光といった自然エネルギーを空調設備、衛生設備の水と空気の流れの中に取り入れ、地域特性・施設特性に合った技術を総合的に取り込み、各々の技術の効率をより高く向上させるシステムを構築した表れである。よって、本件がカーボンニュートラル賞に値するものと認める。

関与した建築設備士の言葉
ホテルオリオンモトブは,沖縄の恵まれた水・太陽・地熱,そしてその気候を最大限に生かしながら,先端技術の考え方に地域特性に合った既往技術・設備機器を巧みに組み合わせ,各々の技術・設備機器の効率をより高く向上させる「水と空気のトータルエネルギーシステム」と呼ぶ熱源・空調・衛生システムを構築し,暑熱･温暖地域の省エネル
ギー技術を先導する環境共生リゾートの創生を目指して計画しました。
計画・設計段階より,ＬＣＥＭによるエネルギーマネジメントを実行し,運用段階での各種改善を行った結果,年間システムＣＯＰを1.52まで高め,従来システムに比べ,CO2排出量４２％削減を達成しました。この成果を生かし,同種地域・施設の更なるカーボンニュートラル化に努めて参りたいと考えます。
受賞にあたり,計画から運用に至るまで,ご尽力・ご協力頂きました関係者の皆様に厚く御礼申し上げます。
（村松宏：株式会社日建設計）
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 様式３
業績の名称 ： ホテルオリオンモトブ「水と空気のトータルエネルギーシステム」■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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１．はじめにホテルオリオンモトブリゾート＆スパは、沖縄本島北部の国頭郡本部町に位置し、備瀬集落、海洋博記念公園、美ら海水族館に隣接、眼下にエメラルドビーチ・伊江島を望む立地にある。
施設計画にあたっては、沖縄の地域特性（気候 ･ 風土）の原点に立ち戻ったデザイン、古来より大切にされてきた自然の力を生かした空間創りをコンセプトとし、沖縄の恵まれた水・太陽・地熱、そしてその気候を最大限に生かしながら、先端技術の考え方に、地域特性に合った既往技術・設備を巧みに組み合わせ、空調設備と衛生設備を融合して各々の技術・設備の効率をより高く向上させる「水と空気のトータルエネルギーシステム」を構築した。
本システムは設計時よりLCEM によるエネルギーマネジメントを行っており、竣工後の検証と運用改善の結果、そのシステム COP は 1.52 を達成し、さらに従来システムと比較してシステム一次エネルギー消費量を４２％削減していることを確認した。
＜建築計画概要＞

建 物 名：ホテル オリオン モトブ リゾート＆スパ
所 在 地：沖縄県国頭郡本部町備瀬 148-1
建 築 主：オリオンビール株式会社
建築用途：ホテル、客室数 238 室
敷地面積：33,211.06㎡
建築面積： 7,998.28㎡
延床面積：34,439.40㎡
構
造：RC 造、一部 SRC 造 ･S 造
階
数：地上 13 階
工事期間：2012 年 12月～ 2014 年 5月
備瀬集落

エメラルドビーチ

敷地＜設備計画概要＞

熱源機器：INVターボ冷凍機、水熱源 HP 温水機、空気熱源 HP 温水機、太陽熱温水器、貫流ボイラ（大浴場加熱用等）
空調方式：デシカント外調機＋ｸｰﾙﾋｰﾄﾁｭｰﾌﾞ／ﾄﾚﾝﾁ＋二次空調ユニット
二次空調ユニット：FCU（高層棟客室）
水熱源 PAC（中層棟客室）
AHU（ロビー、宴会場等）
換
気：第 1 種、第 3 種
排煙：自然排煙自動制御 ･ 中央監視：DDC 方式、エネルギー監視
給水方式：受水槽＋高置水槽方式、一部加圧給水、上水 ･ 中水２系統
給湯方式：開放式貯湯槽＋高置貯湯槽方式
排水方式：屋内汚雑合流方式
ガス：LPG バルク供給方式
消火：スプリンクラー、泡消火（駐車場）
受電方式：6.6kV 高圧受電
予備電源：非常用発電機 625kVA
発電設備：多結晶太陽電池 51kW
高層棟屋上に設置した太陽熱温水器

美ら海水族館
海洋博記念公園

施工中のクールヒート
チューブ／トレンチ注記）本業績は、 ①省エネルギーへの取り組み ･ 工夫 及び③再生可能エネルギー利用 ･ 工夫 を組み合わせたシステムのため、ガイドラインに記載されている分類は行っていないことをご了承願います。

応募申請書 様式３
業績の名称 ： ホテルオリオンモトブ「水と空気のトータルエネルギーシステム」■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

２．システム計画コンセプト
2.1 沖縄の気候特性

2.2 地域特性・施設特性

302520那覇昼間
那覇夜間
東京昼間
東京夜間

151050123456789 10 11 12月

図 2-1 月平均外気温度（昼間と夜間）の比較

計画地では、地下約 20 メートルで水温約 23℃の冷泉、地下約 1,500メートルで水温約 30℃の温泉が、豊富な水量で得られる。
沖縄県には、多数の同種施設があるが、その 1 次エネル
ギー消費量は、4,000MJ/㎡近くになる例もあり、エネルギー多消費型施設と言える。屋外プール、屋内プール、大浴場、タラソスパを備えるため、水と湯の消費量が非常に多い。

外気の除湿負荷は 2.5 倍
200

年間日照時間はほぼ同じ
夏期が非常に長い

300

2.5倍

150

月別日照時間[h]月別平均外気温度[℃]35

夏期昼 約 1℃高夏期夜 約 2℃高冷却除湿による単位外気量あたりの年間冷却負荷［MJ/m3/年］

沖縄県は、本州地域とは約 10 度の緯度差があり、高い高度からの強い日射と高温多湿な環境を生み出す。 図 2-1 ～
3 は、外気温度、除湿負荷、日照時間について、沖縄（那覇）と東京を比較したものである。外気温度は夏期で 1 ～ 2℃高い程度であるが、冬期は 10 ～ 13℃も高い。外気の除湿に必要なエネルギーは 2.5 倍にもなる。年間日照時間は同程度であるが、夏期が非常に長い。
冬期昼 約 10℃高冬期夜 約 13℃高２/ ４10050

那覇250

東京

200150100500011

図 2-2那覇

東京23456789 10 11 12月

除湿負荷の比較

図 2-3 日照時間の比較

2.3 ３つのアイディア・技術テーマ

沖縄の気候特性、地域特性・施設特性を読み解き、以下の３つのアイディア・技術テーマを設定した。

Ⅰ冷泉と温泉を組み合わせる

Ⅱ太陽熱と地熱を組み合わせる

Ⅲ太陽の光と影を組み合わせる

水と湯の消費量が多い特性から、 沖縄の高温多湿な環境をどのようにコン
沖縄の強い日射は創エネのポテン
冷泉井と温泉井を掘削し、水資源の トロールするかが、省エネのポイントとなる。 シャルが高い一方で、冷房エネルギー自立 化・ 省 資 源 化を図ると同 時 に、 豊かな太陽熱と地熱を生かした自然エネル の増大や不快な空間を生む。そこで、沖縄の気候と冷泉と温泉の水温レベ ギー型のデシカント空調システムを構築し、 強い日射や雨を遮る「あまはじ」と呼ばルを生かしたヒートポンプ技術・熱回 低エネルギーで除湿を行う。潜熱・顕熱分 れる沖縄の伝統手法に太陽光発電パネ収技術を用いて、エネルギー有効利 離空調の考え方を導入し、中温大温度差送 ルを組み合わせた「ソーラーあまはじ」用システムを構築する。
水の高効率冷熱源システムを構築する。
を建築計画に取り入れる。
３つのアイディア・技術を統合した「水と空気のトータルエネルギーシステム」のイメージを図 2-4 に示す。冷泉・温泉・太陽熱・地熱・太陽光といった自然エネルギーを、空調設備・衛生設備の水と空気の流れの中に取り入れて、ヒートポンプ・デシカント空調・中温大温度差送水・熱回収・太陽熱集熱といった地域特性 ･ 施設特性に合った技術を巧みに組み合わせることで、各々の技術の効率をより高く向上させるシステムである。

太陽熱集熱

熱回収

ヒートポンプ

中温大温度差送水
デシカント空調

図 2-4

水と空気のトータルエネルギーシステムイメージ

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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３．水と空気のトータルエネルギーシステムの詳細

3.1 冷泉と温泉を組合せた技術 ～施設特性と水温レベルを生かす水資源の有効利用システム～

図 3-1 に示すように、冷泉 ( 井水 ) を中水として利 用 するた め の 中 水 受 水 槽を、 冷 槽（20℃）、中温槽（23 ～ 25℃）、温槽（27℃）の３つの温度帯に区分した。冷槽の水は、冷熱としての利用と冷凍機の排熱回収を行いながら昇温され、温槽へ送られる。昇温された温槽の水は、給湯用水熱源 HP 加温器の熱源水として利用した後、冷槽へ戻る循
環システムを構築した。
冷槽（20℃）の水は熱交換器 HEX-C-3 を介して、主としてデシカント空調機の予冷・冷却コイルに利用し、中温槽の温槽側（25℃）
へ送水される。中温槽冷槽側（23℃）の水は熱交換器 HEX-C-5 を介して、冷凍機冷却水の排熱を回収し、温槽（27℃）へ送水される。
中温槽温槽側（25℃）の水は熱交換器 HEX-H-7 を介して、温泉排水から熱回収し、温槽（27℃）へ送水される。
昇温された温槽（27℃）の水は、熱交換器
HEX-H-2-1,2 を 介して、 水 熱 源 HP 加 温 器
HP-WS-1-1,2 の熱源水として利用する。冷却された水は冷槽（20℃）へ戻される。この循
環系は、冷却水の排熱回収により、冷却塔のファン動力削減つまり冷凍機のシステム
COP 向上と同時に、給湯用水熱源ヒートポンプ加温器の COP 向上にも貢献している。

図 3-1

施設特性と水温レベルを生かす水資源の有効利用システム

3.2 太陽熱と地熱を組合せた技術 ～豊かな太陽熱と地熱を生かす温度と湿度のコントロール～
クールヒートトレンチによる予冷冷槽の水による予冷

排気側再生過程

０．０２８
０．０２６

外気S1S2S3 E3

冷槽の水による冷却

排気E5０．０２４０．０２２

E4０．０２００．０１８０．０１６０．０１４

再生加熱（太陽熱）
排気

E1
室内

CH

S5CHE4CE2

全熱交換ローター

E5－６ －４ －２

０E3０．０１２

S4０．０１０E2

０．００８

クールヒートトレンチ

０．００６

C０．００４外気

S3S4S1S2C０．００２

予冷（冷槽）

冷却（冷槽）－８室内
S5 E1２４６８１０１２１４１６１８２０２２２４２６２８３０３２３４３６３８４０４２４４４６４８５０

乾球温度 ［℃］ＤＢ

図 3-2 デシカント外調機フロー図及びその過程の空気線図上の状態変化

3.3 太陽の光と影を組合せた技術 ～太陽エネルギーを生かす創エネと日射のコントロール～
強い日射が長く続く沖縄の民家では、深い軒を造り、その日射や雨を遮る「あまはじ」と呼ばれる伝統手法がある。この手法を取り入れ、太陽光発電パネルで創エネを行いつつ、その下部に日陰を作ることで、過ごし易い外部空間を生み出す「ソーラーあまはじ」を設置した。発電パネルには冷泉（井水）を散水し、発電効率の向上を図るとともに植栽への散水を兼用している。

絶対湿度 ｘ［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］

給気側除湿過程

デシカントローター

夏期のデシカント外調機のフロー図及びこの過程の空気線図上の状態変化を図 3-2 に示す。
施設の室内に供給する外気の全ては、クールヒートトレンチ／チューブを通して予冷（S1 ⇒ S2）を行う。さらに、冷槽の水を冷熱として利用し予冷（S2 ⇒ S3) する。予冷後の外気はデシカント外調機で除湿し、冷槽の水で冷却後、室内に供給する（S3 ⇒ S5）。このため、除湿にかかる冷却エネルギーは非常に小さく、さらに、冷却に必要な冷水の温度レベルは大幅に緩和できる。
一方、室内からの排気（E1) を、屋上に設置した太陽熱温水器で得られた温熱で昇温（E3 ⇒ E4)し、デシカントローターの再生に用いる。
また、未利用エネルギーであるデシカントローター再生後の高温排気（E5) を、空気熱源 HP 加温器の採熱側熱交換器に接触させることで、空気熱源 HP 加温器の COP を向上させている。

ソーラーあまはじ

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3.4 空調設備と衛生設備を融合したエネルギーシステムフロー

図 3-3 に、水と空気のトータルエネルギーシステムイメージを具体化したフロー図を示す。熱供給は、低温冷水系統（12 ⇒ 22℃）、中温冷水系統（21 ⇒ 28℃）、温水系統（55 ⇒ 50℃）の３系統で行う。
低温冷水系統は、ターボ冷凍機で製造した冷水を一般 AHU・FCU に供給する。デシカント外調機の採用により、室内は主として顕熱処理を行うだけでよいため、通常（7℃）
より高い温度レベル（12℃）となり、ターボ冷凍機の効率が向上する。この系統には、冷水蓄熱槽（600m3）を備える。
中温冷水系統は、井水冷熱 ･ 水熱源 HP 加温器の排冷熱を利用した冷水をデシカント外調機や電気室等の AHU に供給する。
この系統には、中水受水槽（400m3）を３つの温度帯に区分して、空調設備と衛生設備を繋ぐ熱融通機能を果たす。
温水系統は、デシカント外調機の再生コイル温熱、冬期の暖房温熱を供給する。この系統は、給湯用大容量貯湯槽（低温60m3 ＋高温 20m3）から採熱するため、自然エネルギーである太陽熱温水器、温泉排水熱で効率が高められた水熱源 HP 温水器、及びデシカント排熱で効率が高められた空気熱源 HP 温水器で製造された温熱を使っている。
これら３つの冷水・温水供給は、対応する３つの水槽（蓄熱槽）によって、夫々の二次側の要求負荷のずれを吸収し、安定した自然エネルギー利用・熱融通・熱回収が可能となるばかりでなく、空調設備と衛生設備を融合することによって総合効率を最大限に高めるシステムとなっている。

温水系統
55℃⇒50℃
低温冷水系統12℃⇒22℃

冷水蓄熱槽
11℃⇔21℃

600m3 4,200kWh

中温冷水系統21℃⇒28℃

中水受水槽
20℃⇔27℃

貯湯槽
25℃⇔60℃

400m3

高温 20m3

低温 60m3

図 3-3 エネルギーシステムフロー図

４．エネルギーマネジメントによる運用検証と成果
4.1 エネルギーマネジメントによる改善 ･ 検証

4.2 従来システムと本システムの比較検証

ターボ冷凍機、ボイラー、一般の空調機（非デシカント）で構成する従来システムと本システムのエネルギー性能を比較した。従来システムは LCEMで求め、本システムは実測値とした。その結果を図 4-1 に示す。システム一次エネルギー消費量を 42％削減していることを確認した。
（比較の詳細については、別紙－１参照）

100%

42%削減
太陽光発電

40

ターボ電力

1次エネルギー消費量 TJシステムの設計段階から開始した LCEM によるエネルギーマネジメントは、計算負荷を用いた設計段階から実負荷を用いた運用段階に移り、現在も運用改善、技術の検証・評価のツールとして活用している。
LCEM を使った分析や改善効果は、実際の運用の性能向上に結びついており、2015 年度のシステム COP ＝ 1.4 から改善し、2016 年度のシステム COP は 1.52 を達成した。

5030

58%

ヒートポンプ
冷却塔電力

20

ポンプ電力
10

ボイラー電力ガス

0-10

従来システム本システム（LCEM計算値）（実測値）

図 4-1 システム 1 次エネルギー消費量の比較

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