■ 關於東京都內公共建築物首次取得“NearlyZEB”認證的措施
品川區立環境學習交流設施生態(以下簡稱本設施)將在2018年3月制定的“品川區環境基本計畫”中,培養充實環境教育和交流、日常實踐環境保護的人,以實現與時代相連的環境城市為目標作為體驗環境並學習的設施進行整備。
國家在“能源基本計畫”(2014年4月內閣會議決定)和“全球變暖對策計畫”(2016年5月內閣會議決定)中,將ZEB的普及和實現作為目標之一,不會降低室內外的環境品質,而是大幅削減節能。
受此影響,在本設施的建設方面,在2018年開始討論的基本計畫之初,提出了作為區有設施首次實現ZEB。在討論過程中,以更準確的實現ZEB為目的,設計委託的訂購將通過向有取得ZEB認證經驗的設計事務所尋求技術提案的“Propols方式”來決定,經過2019年4月公開招募、選定的會議體等,同年7月設計委託方決定了。
在2019年度開始實施的設計業務中,從初期階段開始,以進一步提高1外皮性能2平面形狀3溶洞等節能性能為目的進行了討論。另外,關於本設施采用的4種系統、機器類,從以前開始就將世間的東西組合起來實現ZEB,考慮到今後設備更新的便利性,進行了設計。
另外,本設施位於戶越公園的一角,以與公園豐富的綠色和諧為第一,實施牆面綠化,極力抑制建築物的高度。另外,為了與位於本設施東側的藥醫門具有連續性,將本瓦、漆喰壁等作為建築材料使用。內包裝多用木材,當時從與品川區有交流等的自治體和地產地消的觀點出發,采用了來自在東京都內擁有森林的多摩地區的木材。在進行森林的適當管理的基礎上,作為“培育、砍伐、使用、種植”的一系列循環對防止溫暖化有效果,這些啟發也在本設施實施。
①外皮性能
在用於ZEB判定的WEB程序(※1)中,BPI(※2)值為0.47(設計PAL*/基準PAL*)(※3),與一般建築物相比,計畫為高的外皮性能。
在開口處采用的玻璃
通過作為Low-E多層玻璃,來減少熱損失。
另外,開口部以外的外牆為輕量氣泡混凝土(ALC)和吹付發泡聚氨酯(50mm)。
同時,雖然對直接的節能計算沒有貢獻,但是從3樓的北面到東面,進行牆面綠化,起到遮擋直射光的作用,以及由於綠化的蒸發效果,牆面的溫度上升的降低效果令人期待。
②平面規劃
在同一地板面積、同一高度的短形建築物中,作為外牆面積最小的正方形的平面形狀,謀求降低受到外部熱負荷的外牆面積。
另外,居室的開口部大多為公園側(南側),以夏至的太陽高度和太陽方位為基礎,設置3m深的屋檐,大幅減少了直接射光引起的居室的熱負荷。關於熱負荷高的夏季西日,即使有這麼深的屋檐,也有可能侵入直射光的室內,因此計畫用從開口部的地板設置在1.95m的屋頂來遮擋。
同時,考慮到地域的卓越風向,設置了利用通風樓梯的換氣窗,以建築物內的溫度差使空氣流動。
自然換氣
的非空調期間,期待著運營時的空調負荷降低。
③佐寧
在面向熱負荷高的外牆的部分,通過配置動線空間、倉庫、機械室等後院、非空調空間的廁所等,將展示室等居室區域包圍,減少作為空調空間的居室的熱負荷。
④各種系統、機器類
1. 熱源設備
熱源設備除了高效率空冷熱泵提拉之外,本用地還有豐富的地下水,因此采用了地下熱泵提拉。
首先,在高效率空冷熱泵提拉中,采用了通過向機器灑水來提高冷卻效率的高COP(※4)類型,謀求了一次能源量的削減。
其次,在地下熱泵提拉中,采用了作為密閉電路的Boa Hall型,縮小了地下熱交換的泵升程,謀求節能化。另外,在設計階段,先行實施了地熱的熱交換試驗,決定了地熱交換機(深度100m)的必要根數(6根)。
另外,各房間的設定溫濕度在夏季28度・相對濕度50%冬季為19度・相對濕度40%,選定了熱源容量。
2. 空調、換氣設備
空調設備采用了放射空調、空調機和火焰單元。
所謂放射線空調,是指不通過空氣直接與人體進行熱交換而進行冷暖氣的東西,有降低搬運動力,以及平面性的室溫不均勻發生的效果。在1樓的社區休息室、入口大廳、3樓各展示區域,在采用這種輻射空調的同時,還采用了中央空調方式的地板噴出空調。通過這些空調方式,在人活動的地板附近進行集中空調的“居住區域空調”,可以使空調空間最小化,減少空調負荷。另外,中央空調方式還計畫采用潛熱顯熱分離型空氣調機,通過控制濕度來緩和室溫,確保舒適性。另外,根據每個空調區域的可變定風量裝置,采用了控制吹出風量的方式。同時,通過CO2控制謀求外部空氣引進量的合理化等,謀求了一次能源量的削減。另外,房間的使用時間段等不規則的1樓辦公室、2樓的各居室、3樓的多功能房間采用了個別空調。
3. 雨水利用
作為雨水的利用,在地下坑設置了40m3的雨水儲存槽,使用加壓供幫浦用於廁所的清洗水。
另外,為了在停電時繼續使用廁所,將該泵嵌入了蓄電池系統中。
4. 照明設備
照明設備全部采用LED照明,一部分使用人感感測器和照度感測器控制消耗能量。
人感感測器設置在廁所、倉庫、機械室等處,與未使用時的切實熄燈相連。
照度感測器設置在1樓社區休息室和3樓多功能房間等可以期待自然采光的房間裡。
5. 熱水設備
由於本設施中燒水室和哺乳室等使用場所受到限制,因此作為個別供給熱水方式,在各處設置了蓄水式電熱水器。
在ZEB的計算上,雖然也有考慮到環境的供給熱水設備,但是由於本設施的供給熱水使用量的效果等原因,采用了本設備。
6. 升降設備
升降設備設置了一座11人乘坐的機械式無電梯。雖然也有速度控制裝置和再生電力蓄電系統等與節能相關的功能,但是由於本設施是低層建築物,所以暫緩采用。
7. 太陽能發電設備
太陽能發電設備設置在本設施的屋頂上,面板的安裝張數為288張(93.6kW),每天的發電量預計為215kwh。
發電的電力計畫在給蓄電池充電及建築物中使用。
停電時,將與蓄電池併用,向1樓社區休息室、3樓多功能房間的照明和插座的一部分提供,以及1樓廁所和辦公室等停電時也要繼續使用的房間提供最低限度的必要供給。
太陽光面板的設置角度主要在南面傾斜3度,計畫儘可能確保面板的設置面積。
8. 蓄電設備
在本設施的屋頂上設置了
120kWh的蓄電池。停電時,將與太陽光發電設備一起使用,向1樓社區休息室、3樓多功能房間的照明和插座的一部分提供,以及1樓廁所和辦公室等停電時也要繼續使用的房間提供最低限度的必要供給。另外,預計停電時將使用蓄電池+太陽能發電,繼續提供約72小時的電源。
9. BEMS
計畫在1樓辦公室內設置BEMS(※5),掌握能源的使用情況。從BEMS得到的收集數據,按空調、換氣、熱水、照明等部門進行統計。從這些數據中,為了能在機器類運用時達到最佳運轉,進行調整等。
■ 一次能源消耗量預測
使用WEB程序的一次能源消耗量設計值,在建築物全體中除去太陽光發電設備的話,BEI(※6)為0.41,包含太陽光發電設備的BEI為0.09,通過BELS認證取得了NearlyZEB。
各設備每單位面積的一次能源消耗量明細如下。(單位:MJ/m2・年)
・空調設備
設計值:474.34標準值:1,218.17（0.39）
・換氣設備
設計值:46.06基準值:98.17（0.47）
・照明設備
設計值:73.91標準值:242.94（0.30）
・熱水設備
設計值:47.71標準值:20.67（2.31）
・升降機
設計值:14.09標準值:14.09（1.0）
・太陽能發電設備(能源利用效率化設備)52.50.50
※1 WEB程序: 建築物的能源消耗量計算程序。
在這個專案中,輸入建築物的地域、各房間的面積和用途等,計算那個建築物作為基準的能源使用量。
其次,通過輸入設備的規格、各房間的大小、絕熱材料的種類等資訊,計算該建築物的設計能源使用量。
例如,(設計能源使用量)÷(基準能源使用量)在0.25以上0.5以下達到ZEB Ready。
※2 BPI: 根據外皮標準指標計算出的年熱負荷標準
※3 PAL*: 建築物的室內周圍空間的地板面積的年熱負荷
※4 COP: 表示空調設備等每1kW的耗電量的冷卻、加熱能力值
這個數值越大,能源消耗效率越好,節能性高的機器
※５ BEMS: 大樓能源管理系統
為了優化室內環境和能源性能的大樓管理系統
※６ BEL:
根據能源消耗性能計算程序(WEB程序),與基準建築物比較時的設計建築物的一次能源消耗量的比率。除了可再生能源之外,在BEI≤0.50的情況下,被判定為達成了ZEB。
通過這些措施,空調設備中的熱源設備容量的縮減和控制方法、照明設備中的設定照度和照度控制、太陽光發電設備(能源利用效率化設備)為提高BEI值做出了巨大貢獻。