H29年 衛生・空調 U−1−1 問題 模範解答と解説

問題文   U-1-1 

吸着式冷凍機について、概要及び冷凍の原理を説明せよ。また、この機器のメリット・デメリットを述べよ。


模範解答1  (簡易答案形式1)  添削履歴 3回  完成日2018/2/28 専門事項 ビル空調設計


1. 吸着式冷凍機とは

  シリカゲル等の多孔質吸着材が冷媒ガスを吸着する現象を利用した冷凍機である。冷媒(水)は「蒸発−吸着−脱着−凝縮」の順で装置内を循環する。真空に減圧した蒸発器内冷媒が蒸発するときの気化熱で冷水を冷やす。蒸発器で蒸発した冷媒を吸着した吸着材は、温水で加熱することにより再生する。

2.メリット

@ノンフロン冷凍機であり、環境負荷が少ない。

A熱駆動冷凍機で、消費電力が1kw未満と低い。

B駆動部を持たないので騒音・振動がない。

Cメンテナンスが容易で、メンテナンスコストが安価。

D熱駆動であることから、温排熱から冷水を取り出せる。

E吸収冷凍機のように腐蝕性のある塩類(吸収液)を使用しないため、有害な防蝕材が不要である。

3.デメリット

@冷媒が水のため冷凍させることはできない。3℃以上の冷水を製造。

ACOPが1以下と低い。凝縮負荷が高く冷却水量が多い。冷却塔サイズ、冷却水ポンプ容量が大きくなる。


模範解答1  (簡易答案形式2)  添削履歴 2回  完成日2018/3/2 専門事項 ビル空調設計


1. 吸着式冷凍機概要と原理

シリカゲル等の多孔質吸着材が冷媒ガスを吸着する現象を利用した冷凍機である。冷媒(水)は「蒸発−吸着−脱着−凝縮」の順で装置内を循環する。真空に減圧した蒸発器内冷媒が蒸発するときの気化熱で冷水を冷やす。蒸発器で蒸発した冷媒を吸着した吸着材は、温水で加熱することにより再生する。

2.メリット

@ノンフロン冷凍機であり、環境負荷が少ない。

A熱駆動冷凍機で、消費電力が1kw未満と低い。

B駆動部を持たないので騒音・振動がない。

Cメンテナンスが容易で、メンテナンスコストが安価。

D熱駆動であることから、温排熱から冷水を取り出せる。

E吸収冷凍機のように腐蝕性のある塩類(吸収液)を使用しないため、有害な防蝕材が不要。

3.デメリット

@冷媒が水のため冷凍はできない。3℃以上の冷水を製造。

ACOPが1以下と低い。凝縮負荷が高く冷却水量が多い。冷却塔サイズ、冷却水ポンプ容量が大きくなる。


模範解答1  (答案形式)  添削履歴 2回  完成日2018/3/12 専門事項 ビル空調設計


1. 吸着式冷凍機概要と原理

シリカゲル等の多孔質吸着材が冷媒ガスを吸着する現象を利用した冷凍機である。冷媒(水)は「蒸発−吸着−脱着−凝縮」の順で装置内を循環する。真空に減圧した蒸発器内冷媒が蒸発するときの気化熱で冷水を冷やす。蒸発器で蒸発した冷媒を吸着した吸着材は、温水で加熱することにより再生する。

2.メリット

@ノンフロン冷凍機であり、環境負荷が少ない。

A熱駆動冷凍機で、消費電力が1kw未満と低い。

B駆動部を持たないので騒音・振動がない。

Cメンテナンスが容易で、メンテナンスコストが安価。

D熱駆動であることから、温排熱から冷水を取り出せる。

E吸収冷凍機のように腐蝕性のある塩類(吸収液)を使用しないため、有害な防蝕材が不要。

3.デメリット

@冷媒が水のため冷凍はできない。3℃以上の冷水を製造。

ACOPが1以下と低い。凝縮負荷が高く冷却水量が多い。冷却塔サイズ、冷却水ポンプ容量が大きくなる。



H29年 衛生・空調 U−1−2 問題 模範解答と解説

問題文   U-1-2

近年,多くの建物用途において空気熱源ビル用マルチエアコンが多用されている。その設計や性能評価について以下の質問に答えよ。

(1)機器能力の算出において,時刻別熱負荷の算出結果に対して補正すべき事項を箇条書きで8つ挙げよ。

(2)空気熱源ビル用マルチエアコンの屋外機選定・配置に関する設計上の主な留意点について箇条書きで8つ挙げ,簡潔に説明せよ。

(3)ビル用マルチエアコンの運転状態における処理熱量計測方法を2つ挙げ,その概要,評価に必要なデータ,長所・短所について簡潔に説明せよ。


 模範解答1  (簡易答案形式1)  添削履歴 2回  完成日2018/2/23 専門事項 ビル空調設計


1. 機器の能力算出熱負荷の補正事項

@在室人数

AOA導入量

Bペリメータ窓方位

Cペリメータ窓庇

Dペリメータ窓断熱

E照明照度

F室温

Gペリメータ、インテリア

2.屋外機設計上の留意点

@海が近い場所は耐塩害仕様を選定

A最遠配管相当長より屋外機能力確認

B吸込口、吹出口に風の障害物確認

C敷地境界において屋外機騒音値

D寒冷地域の凍結対策

E寒冷地域の積雪対策

F事務所上RF屋外機振動対策

G同設定温度大空間では、PACを選定

3.処理熱量計測方法

@コンプレッサカーブ法

冷媒循環量を求め、室内機エンタルピー差より空調能力を算出。

データ:冷媒圧力・温度。

長所:冷媒循環量測定不要。コストが安価。

短所:メーカによる圧縮機流量特性が開示されていない。

Aエアーエンタルピー法

室内、屋外機空気温湿度、風速からエンタルピー差、熱量を算出する。

データ:空気温湿度、風速。

長所:測定点が多ければ精度が高い。

短所:天候や外乱の影響を受け易い。

 


 

模範解答1  (答案形式)  添削履歴 2回  完成日2018/3/22 専門事項 ビル空調設計


1.機器の能力算出熱負荷の補正事項

@在室人数AOA導入量Bペリメータ窓方位Cペリメータ窓庇Dペリメータ窓断熱E照明照度F室温Gペリメータ、インテリア

2.屋外機設計上の留意点  

@海が近い場所は耐塩害仕様を選定する。

A最遠配管相当長より屋外機能力確認する。

B吸込口、吹出口に風の障害物確認する。

C敷地境界において屋外機騒音値を確認する。

D寒冷地の凝縮ファン対策を行う。

E寒冷地域の積雪対策を行う。

F屋外機振動対策(スプリング防振)を行う。

G個別空調不要の部屋であれば、高COPのPACを選定する。 

3.処理熱量計測方法

@コンプレッサカーブ法

圧縮機の冷媒循環量を求め、室内機出入口の冷媒圧力・温度からエンタルピー差を求めることにより熱量を算出する。冷媒循環量測定不要のためコストが安価である。発停時等の流量誤差がでる。

Aエアーエンタルピー法

室内、室外機出入口の空気温湿度、風速測定結果から空気エンタルピー差、風量から熱量を算出する。高精度の測定が可能である。天候や外乱の影響を受け易い。



H29年 衛生・空調 U−1−3 問題 模範解答と解説

問題文   U−1−3 

  空調システムを構成する加湿装置において,その原理の違いにより3つの方式に大別される。この3つの方式を挙げ,それぞれの特徴を簡潔に説明せよ。また,3つの方式について,代表的な加湿器を各々2つ挙げ,その特徴を簡潔に述べよ。


 模範解答1  (簡易答案形式1)  添削履歴 2回  完成日2018/3/16 専門事項 ビル空調設計


1. 気化方式

この特徴は冷房負荷低減と蒸発吸収距離に注意する必要が無い。

@  滴下浸透気化式加湿器

加湿モジュールに滴下給水し、気流を通過させる。過加湿による結露が無い。

A  透湿膜式加湿器

水中の不純物は純透湿膜で遮断され、清浄な水蒸気で加湿される。

2、蒸気方式

空気線図上、乾球温度一定の線上を変化する。

@  電極式蒸気加湿器

水自体を発熱体として蒸気を発生。水位を変化させる制御であるため、反応速度が遅い。

A  電熱式蒸気加湿器

立上時間短縮と蒸気発生量の追従性を考慮したもので、ヒータの電力量を変化させているため優れた制御特性を発揮する。

3、水噴霧方式

微細な水滴を噴霧する方法

空気線図上、湿球温度一定の線上を変化する。

@  超音波式加湿器

超音波霧化により加湿する。飽和効率50%である。

A  高圧スプレー式加湿器

加圧水をノズルから噴霧。大風量に対して多量噴霧を行う。

 


 

模範解答1  (答案形式)  添削履歴 2回  完成日2018/3/28 専門事項 ビル空調設計


1. 気化方式

過加湿による結露が無いため、美術館、博物館、事務所等で使用される。

@滴下浸透気化式加湿器

加湿モジュールに滴下給水し、気流を通過させる。

A透湿膜式加湿器

水中の不純物は純透湿膜で遮断され、清浄な水蒸気で加湿される。

2.蒸気方式

空気温度を下げず絶対湿度を高めるため、精度を求められる恒温恒湿室等に使用される。

@電極式蒸気加湿器

水に電流を通すことで水中の不純物運動を行う。この運動エネルギーを利用して水を加熱し、蒸気を発生させる。水道水を使用するため水処理する必要が無い。

A電熱式蒸気加湿器

立上時間短縮、追従性がよいため、制御性がよい。

3.水噴霧方式

帯電防止のため、微細な水滴を噴霧する。

@超音波式加湿器

超音波霧化により加湿する。湿度を50%まで上げられる。

A高圧スプレー式加湿器

大空間にて、大風量に対して多量噴霧を行う。

 


 


H29年 衛生・空調 U−1−4 問題 模範解答と解説

問題文   U−1−4 

  空調機による室内温度制御としてPID制御がよく使用されている。PID制御により冷水二方弁を操作させる場合について以下の質問に答えよ。 

(1)冷水二方弁の選定の時に使用されるCVの定義について述べよ。 

(2)PID調節器の偏差eと出力である操作量mの関係式を記せ。また,比例動作,微分  動作,積分動作について説明せよ。 

 ただし,m:操作量   mo:操作量mの基準値  e:偏差  Kp:比例ダイン   Ti:積分時間  Td:微分時間  とする。


 模範解答1  (簡易答案形式1)  添削履歴 2回  完成日2018/3/12 専門事項 ビル空調設計


1. CV値(Valve Constant)

 調節弁の容量を示す数値であり、調節弁の仕様として表示してある定格Cv 値は、最大値(弁が全開のときの値)を意味CV値は以下の式で表される。

Cv=Q×√(G/ΔP)

Q:流量(米gal/min)

G:比重(kg/L)

ΔP:差圧(lbf/in2)

2、 偏差eと操作量mの関係式

m=Kp(en-1-en-2)+Kien-1+Kd{(en-1-en-2)-(en-2-en-3)}

+Kp(en-en-1)+Kien+Kd{(en-en-1)-(en-1-en-2)}

Kp:比例定数

Ki:積分定数

Kd:微分定数

en:現在の偏差

en-1:前回偏差

en-2:前々回偏差

@比例動作

比例帯内で、現在値と設定値の偏差に比例した操作量を働かす動作

A微分動作

偏差の少ないうちに大きな修正動作を加え、制御結果が大きく変動するのを防ぐ動作

B積分動作

偏差がある場合に操作量を一定速度で変えて、偏差をなくすように働く動作


 模範解答1  (答案形式)  添削履歴 2回  完成日2018/3/20 専門事項 ビル空調設計


1. CV値(Valve Constant)

 調節弁の容量を示す数値であり、CV値は以下の式で表される。

Cv=Q×√(G/ΔP)

Q:流量(米gal/min)

G:比重(kg/L)

ΔP:差圧(lbf/in2)

2、   偏差eと操作量mの関係式

m=Kp(en-1-en-2)+Kien-1+Kd{(en-1-en-2)-(en-2-en-3)}

+Kp(en-en-1)+Kien+Kd{(en-en-1)-(en-1-en-2)}

Kp:比例定数

Ki:積分定数

Kd:微分定数

en:現在の偏差

en-1:前回偏差

en-2:前々回偏差

@比例動作

比例帯内で、現在値と設定値の偏差に比例した操作量を働かす動作

A微分動作

偏差の少ないうちに大きな修正動作を加え、制御結果が大きく変動するのを防ぐ動作

B積分動作

偏差がある場合に操作量を一定速度で変えて、偏差をなくすように働く動作

 


 


H29年 衛生・空調 U−2−1 問題 模範解答と解説

問題文   U−2−1

 近年の都市開発は施設用途が複合化されるに伴い,都市機能の集約化を図るため一棟のタワーで構成されることが多い。ここに延床面積220,000 m2, 地上50階,地下4階,建物高さ230 mの複合施設(主な用途の内訳は下表に示す。)における,中央供給式の熱源設備の基本計画を行うことになった。この計画立案に対し,下記の問いに答えよ。ただし,オフィスは本社機能を有し,住宅については個別熱源も含むものとする。また,熱源設備及び空調設備の運転管理は同一事業者で行うものとする。

表:主な用途の規模

階数 用途 専有面積 (m2) 階高(m) 備考
43〜50階 ホテル(宴会場含む) 25,000 3.6 客室数160室
37〜42階 住宅(賃貸,分譲) 20,000 3.6 住戸数170戸
36階 機械室他 - -  
6〜35階 オフィス 100,000 4.3 貸事務所,本社機能含む
4〜5階 貸会議室,ホール 6,000 5 ホールは500人収容
1〜4階 店舗(物販,飲食) 5,000 5  
地下1階 店舗(飲食),駐車場 7,000 5  
地下4〜地下2階 駐車場,機械室 25,000 7  

 

(1)この基本計画を行うに当たって考慮すべき事項とその対応策をそれぞれ3つ述べよ。

(2)この基本計画を進める手順を述べよ。

(3)(1)の事項を反映した熱源システム1例を示し,考慮した点を説明せよ。


 模範解答1  (簡易答案形式1)  添削履歴 2回  完成日2018/3/12 専門事項 ビル空調設計


1. 熱源設備基本計画考慮事項とその対応策

@熱源機器複数台設置

24時間、365日稼働であることに加えて、客室・宴会場など機能の違う部門が混在しているため負荷変動が大きい。

台数制御低負荷対応及びバックアップ容量低減のために熱源機器は複数台設置する。

A凝縮熱回収、排熱回収

給湯負荷が年間を通じて大きいので、空調システム内の検討にとどまらず給湯設備計画と強調し冷凍機の凝縮熱回収やコージェネレーション設備採用を検討する。

凝縮排熱回収型冷凍機を必要数混在させる。

蒸気ボイラを採用し、加湿・その他蒸気必要箇所へ供給する。空調用温水も蒸気から製造する。

B高効率機器の採用

地球環境の保護や省エネルギーに配慮し、高効率機器を採用する。

2、基本計画手順

@現地資料収集

 気候、エネルギー源(ガス、電気)、低温熱源(外気、下水、河川水、地下水)、熱媒体(冷水、温水、蒸気等)の調査

A室内環境程度、空調範囲の決定

B熱負荷計算

C施設計画(機械室の場所と大きさ、熱源機器重量を考慮した構造計算)

D概算予算書作成

3、熱源機器例と考慮した点の説明

排熱利用吸収式冷凍機+電気駆動冷凍機+蓄熱

コージェネレーション排熱+ボイラー

吸収式冷凍機は熱源があれば、作動するので、排熱(飲食店)や自然エネルギー利用することができる。冷媒にフロンでなく水を使用しているので、環境負荷軽減。また、エネルギー多様性により緊急時安定供給を考慮した。

客室、住宅、オフィス、店舗は、部屋毎の発停、温度設定ができる個別空調システムが適している。空調時間帯・負荷特性が他のゾーン異なるため、独立した系統とする。24時間、365日稼働考慮し複数台熱源機器を設置。宴会場、飲食店では冬期でも冷房負荷が生じることがあるので、台数制御低負荷対応に考慮した。中小規模施設ではEHP・GHP等採用されることもあるが、冷媒長さ、室外機設置場所、冷媒ガス漏れによる酸欠などの制約があるため適さない。



 

H29年 衛生・空調 U−2−2 問題 模範解答と解説

問題文   U−2−2 

U−2−2 医薬品固形製剤工場の建設に当たり,空気調和設備の設計を担当することになった。その中で,空調ゾーニングにおいて,内部発熱の異なる3室の製造室を同一系統の空調機で空調する。室内条件は3室とも同一であり,次の通りである。

  • 室内面積:40 m2, 天井高さ3m
  • 室内温湿度:24cC±2℃,50%±10%
  • 清浄度:JIS B 9920による清浄度クラス7(Fed.Std.209Eクラス10000)
  • 製造時間:24時間対応(非製造時あり)

 医薬品製造施設特有の留意事項に配慮し,’次の問いに答えよ。

(1)製造室の清浄度を維持し,医薬品の汚染を防止するための室圧制御において,影響を与える要因を6項目挙げよ。

(2)3室の製造室系統の空調ダクトフローシートを簡潔に図示せよ。図には,コイル,加湿器,フィルター,温湿度センサー,室圧制御関連装置など必要なものを記せ。ただし,3室とも交叉汚染に配慮し開口部を設けることはできない。

(3)本計画特有の空調設備に関わる省エネルギー対策を3項目挙げ,簡潔に説明せよ。

(4)空気調和設備の予測的バリデーションにおける適格性評価(クオリフィケーション)を4項目挙げ,それぞれの実施事項を簡潔に述べよ。


 模範解答1  (簡易答案形式1)  添削履歴 2回  完成日2018/3/30 専門事項 ビル空調設計


1. 室圧制御の影響要因

@循環風量

A外気導入量

B扉の開閉

C建物リーク量

Dフィルターの汚れ

E排気量

2、ダクトフロー図

 3、省エネルギー

@水搬送系は,空調冷水の大温度差(10 ℃)送水による冷水量削減

 冷凍機冷水の出口温度を上げる。クリーンルーム負荷を外気除湿用に7 ℃,顕熱除熱用に13 ℃に区分すると、約70 %を13℃冷水で賄うことができ、高い省エネ効果が期待できる。

A負荷に応じたポンプの台数・可変水量制御を実施する。

B空調機ファンにインバータを設置し、低負荷時に対応する。

4、バリテーション適格性評価

@室内温湿度測定

室内の温湿度状況を温湿度計で測定。対象室の温度(指定値24℃±2℃)及び湿度(指定値50%±10%)が設計条件を満たしていること。1分間隔、1h測定。

A風量換気回数

低換気回数(1時間あたりの部屋の空気の入れ替え回数20回/h)を越えていること。風速試験で求めた風速とエアフィルタの有効間口寸法から時間当たりの風量を算出する。求めた風量と室容積で換気回数を求める。

B浮遊微粒子濃度試験(清浄度測定)

 パーティクルカウンタで、浮遊微粒子の個数を測定する。。測定点数は10ヶ所、測定高さ床上1m、測定回数1ポイント3回測定する。

95%UCLによる微粒子濃度C(個/m3)=X+2.4*s/√N

X:測定点1〜10平均粒子濃度(個/m3)の平均値、s:標準偏差、s/√N:標準誤差

N:測定点数

対象粒子径0.5μm以上でC値が350,000個/m3以下であることの確認を行う。また5.0μm以上でC値が2,900個/m2以下であることの確認を行う

C室間差圧測定 

室間差圧(工程室間の差圧や工程室以外との差圧)が設計基準を満たしていることの確認を行う(12.5Pa以上)。微差圧計にて測定確認を行う。


模範解答1  (簡易答案形式2)  添削履歴 2回  完成日2018/3/31 専門事項 ビル空調設計


1. 室圧制御の影響要因

@循環風量

A外気導入量

B扉の開閉

C建物リーク量

Dフィルターの汚れ

E排気量

2、ダクトフロー図

29EK2_2_2.jpg (500×118) 

3、省エネルギー

@水搬送系は,空調冷水の大温度差(10 ℃以上)送水による冷水量削減

 冷凍機冷水の出口温度を上げる。クリーンルーム負荷を外気除湿用に7 ℃,顕熱除熱用に13 ℃に区分すると、約70 %を13℃冷水で賄うことができ、高い省エネ効果が期待できる。

A負荷に応じたポンプの台数・可変水量制御を実施する。

B空調機ファンにインバータを設置し、低負荷時に対応する。

4、バリテーション適格性評価

@室内温湿度測定

対象室の温度(指定値24℃±2℃)及び湿度(指定値50%±10%)が設計条件を満たしていること。室内の温湿度状況を温湿度計にて1分間隔、1h測定を実施。

A風量換気回数

低換気回数(1時間あたりの部屋の空気の入れ替え回数20回/h)を越えていること。風速試験で求めた風速とエアフィルタの有効間口寸法から時間当たりの風量を算出する。求めた風量と室容積で換気回数を求める。

B浮遊微粒子濃度試験(清浄度測定)

 パーティクルカウンタで、浮遊微粒子の個数を測定する。測定点数は10ヶ所、測定高さ床上1m、測定回数1ポイント3回測定する。

95%UCLによる微粒子濃度C(個/m3)=X+2.4*s/√N

X:測定点1〜10平均粒子濃度(個/m3)の平均値、s:標準偏差、s/√N:標準誤差

N:測定点数

対象粒子径0.5μm以上でC値が350,000個/m3以下であることの確認を行う。また5.0μm以上でC値が2,900個/m2以下であることの確認を行う

C室間差圧測定 

室間差圧(工程室間の差圧や工程室以外との差圧)が設計基準を満たしていることの確認を行う(+12.5Pa以上)。微差圧計にて室間差圧測定する。


 


H29年 衛生・空調 V−1 問題 模範解答と解説

問題文   V−1

 民生部門(業務・家庭部門)のエネルギー消費は,年々増加傾向にあり,最近では日本の全消費エネルギー量の35%程度を占めている。そのため,政府では,建物のZEB(ネット・ゼロ・エネルギー・ビル)イヒを推進するために,2020年までに新築公共建築物等で,2030年までに新築建築物の平均でZEB化することを目標としている。この目標を達成するために,ZEBロードマップ検討委員会が2015年に設置された。このような背景において以下の質問に答えよ。

(1)ZEBロードマップ検討委員会では,ZEBを普及させるためにZEBを3段階に分けて  定義した。その定量的な定義についてそれぞれ概要を述べよ。

(2)ZEBを計画・設計するときの手順や考え方について述べよ。

(3)ZEBを実現し,普及させるための課題とその解決策について述べよ。

(4)ZEBを運用していく上で考慮すべきことを述べよ。


 模範解答1  (簡易答案形式1)  添削履歴 6回  完成日2018/4/13 専門事項 ビル空調設計


1. ZEBの定義と概要

@ZEB Ready:50%以上省エネ

ANearly ZEB:再生可能エネルギーも取り入れて正味で75%以上省エネ

BZEB:正味で100%以上省エネ

2、 ZEB計画設計時の手順と考え方

@  建物躯体の高断熱化や自然エネルギーの活用(自然採光・自然換気)により建物にかかる負荷を抑制する。

A  省エネルギー技術を導入する。(高効率熱源機、全熱交換器、LED照明の採用)

B  太陽エネルギー等の再生可能エネルギーを導入して(太陽光発電、太陽熱利用暖房・給湯等)、可能な限り、ネット・ゼロに近づける。

3、 ZEB普及の課題と解決策

1)  課題点

@  初期投資高騰、投資回収年等が長期化する。大多数を占める中小ビルが投資できない場合がある。

A  ZEBを設計するための技術や設計手法、ノウハウ、効果が不透明。

B  環境配慮等が不動産の付加価値に反映されていない。

2)  解決策

@  ZEBのローコスト化

省エネルギーによる光熱費削減や設備のダウンサイジング化等のコスト減。ZEBの標準仕様化が進めば、生産性向上や設備機器等の量産化により低コスト化。適切に補助金やESCOを利用することで初期投資削減する。

A  ベストプラクティス(ZEB実例)を増やし、きちんと技術を評価することが重要である。

B  建物のエネルギー消費等のラベリングを適正に設定し、環境配慮等に価値をつけることで、環境不動産としてZEB化が進展する。

4、 ZEB運用時の考慮

@  建築物のエネルギーエネルギー消費が見える化され、管理が適正化される。PDCAサイクルで、4段階を繰り返すことによって、継続的に省エネ改善する。

A  建物の用途変更や機器の増減、機器の経年劣化、不具合が発見されないまま運転非効率に運転を維持している状況が目立つ。こういった状況を改善するためにコミッショニングを行い、適切な運転・保守を行う。

B  ESCO事業者の活用を検討し、省エネ保証・維持管理を行う。

 

 


 模範解答1  (簡易答案形式2)  添削履歴 2回  完成日2018/4/15 専門事項 ビル空調設計


1.  ZEBの定義と概要

@ZEB Ready:50%以上省エネ

ANearly ZEB:再生可能エネルギーも取り入れて正味で75%以上省エネ

BZEB:正味で100%以上省エネ

2、ZEB計画設計時の手順と考え方

@建物躯体の高断熱化や自然エネルギーの活用(自然採光・自然換気)により建物にかかる負荷を抑制する。

A省エネルギー技術を導入する。(高効率熱源機、全熱交換器、LED照明の採用)

B太陽エネルギー等の再生可能エネルギーを導入して(太陽光発電、太陽熱利用暖房・給湯等)、可能な限り、ネット・ゼロに近づける。

3、ZEB普及の課題と解決策

1)課題点

@初期投資高騰、投資回収年等が長期化する。大多数を占める中小ビルが投資できない場合がある。

AZEBを設計するための技術や設計手法、ノウハウ、効果が不透明。

B環境配慮等が不動産の付加価値に反映されていない。

2)解決策

@ZEBのローコスト化

省エネルギーによる光熱費削減や設備のダウンサイジング化等のコスト減。ZEBの標準仕様化が進めば、生産性向上や設備機器等の量産化により低コスト化。適切に補助金やESCOを利用することで初期投資削減する。

Aベストプラクティス(ZEB実例)を増やし、きちんと技術を評価することが重要である。建築業者、建物オーナへのZEBへの動機付けを高めるため、ベストプラクティス・実績データを収集する。居住者の意識・行動が、実感を伴って省エネ効果を高められるよう、ZEBのベストプラクティス・実績データを収集する。

B建物のエネルギー消費等のラベリングを適正に設定し、環境配慮等に価値をつけることで、環境不動産としてZEB化が進展する。

4、ZEB運用時の考慮

@建築物のエネルギーエネルギー消費が見える化され、管理が適正化される。PDCAサイクルで、4段階を繰り返すことによって、継続的に省エネ改善する。

A建物の用途変更や機器の増減、機器の経年劣化、不具合が発見されないまま運転非効率に運転を維持している状況が目立つ。こういった状況を改善するためにコミッショニングを行い、適切な運転・保守を行う。

BESCO事業者の活用を検討し、省エネ保証・維持管理を行う。


模範解答1  (答案形式)  添削履歴 3回  完成日2018/4/18 専門事項 ビル空調設計


1、ZEBの定義と概要

 ZEBとは、快適な室内環境を保ちながら、高断熱化・日射遮蔽、自然エネルギー利用、高効率設備により、できる限りの省エネルギーに努める。太陽光発電等によりエネルギーを創ることで、年間で消費するエネルギー量が大幅に削減されている建築物である。以下の3つに定義付けがなされた。

@ZEB Ready:外皮の高断熱化及び高効率な省エネルギー設備を備え、50%以上省エネルギーを達成した建築物のこと。

ANearly ZEB:さらに再生可能エネルギーを取り入れて正味で75%以上省エネした建築物のこと。

BZEB:年間の一次エネルギー消費量が正味ゼロまたはマイナスの建築物で、正味で100%以上省エネルギーを達成したものをいう。

2、ZEB計画設計時の手順と考え方

ZEBの設計段階では、建築計画的な手法(パッシブ手法)を最大限に活用する。長寿命かつ改修が困難な建築外皮高度化した上で、設備の効率化を重ね合わせることで、省エネルギー化を図る。

@建物躯体の高断熱化や自然エネルギーの活用(自然採光・自然換気)により建物にかかる負荷を抑制する。

A省エネルギー技術を導入する。(高効率熱源機、全熱交換器、LED照明の採用)

B太陽エネルギー等の再生可能エネルギーを導入して(太陽光発電、太陽熱利用暖房・給湯等)、可能な限り、ネット・ゼロに近づける。

3、ZEB普及の課題と解決策

1)課題点

@初期投資高騰、投資回収年等が長期化する。大多数を占める中小ビルが投資できない場合がある。

AZEBを設計するための技術や設計手法、ノウハウ、効果が不透明である。

B環境配慮等が不動産の付加価値に反映されていない。

2)解決策

@ZEBのローコスト化

省エネルギーによる光熱費削減や設備のダウンサイジング化等でコストが減少する。ZEBの標準仕様化が進めば、生産性向上や設備機器等の量産化により低コスト化が図れる。適切に補助金やESCOを利用することで初期投資削減する。先ずは初期投資の少ない運用改善から取り組む。

Aベストプラクティスの収集

ベストプラクティス(ZEB実例)を増やし、きちんと技術を評価することが重要である。建築業者、建物オーナへのZEBへの動機付けを高めるため、ベストプラクティス・実績データを収集する。居住者の意識・行動が、実感を伴って省エネ効果を高められるよう、ZEBのベストプラクティス・実績データを収集する。

Bラベリング、ベンチマークの設定

建物のエネルギー消費等のラベリングやベンチマークを適正に設定し、環境配慮等に価値をつけることで、環境不動産としてZEB化が進展する。

4、ZEB運用時の考慮

@PDCAサイクルによるZEB運用最適化改善

建築物のエネルギーエネルギー消費が見える化され、管理が適正化される。PDCAサイクルで、4段階を繰り返すことによって、継続的に省エネ改善する。

Aコミッショニング

建物の用途変更や機器の増減、機器の経年劣化、不具合が発見されないまま運転非効率に運転を維持している状況が目立つ。また、計画・設計時に意図された性能が運用時に発揮されていない場合もある。こういった状況を改善するためにコミッショニングを行い、適切な運転・保守を行う。

BESCOの活用検討

ESCO事業者の活用を検討し、省エネ保証・維持管理を行う。

C設備劣化診断による設備最適化

定期的に設備劣化診断を実施する。空調設備の物理的劣化診断内容には、性能低下、機能低下、材料の腐食や保温材の落下、漏水や閉塞等がある。省エネルギー評価は、物理的劣化による性能低下によって起こる設備のエネルギー消費増大と、高性能機器の出現による相対的な性能低下を診断するものである。