温暖化対策や環境問題に対し、解決に向けたアプローチを建築から行うのがZEBです。
私たちの生活に身近で欠かせない建築物も、エネルギー消費などの面で環境問題と無縁ではありません。新しい技術によって持続可能な建築を目指すZEBとは、どのようなものなのでしょうか。
ZEBがもたらすメリットや課題、導入事例を知り、建築と環境の関係を探っていきましょう。
目次
ZEBとは
ZEB(ゼブ)とは、Net Zero Energy Buildingの略称のことで、快適な室内環境を保ちながらも、建物で消費する年間の一次エネルギー消費量を正味ゼロにする建物を言います。
ここで言う一次エネルギーとは
など、自然から直接採取できるエネルギーのことです。
ZEBでは特に、化石燃料由来の電力やガスなどの消費を抑え、エネルギーを効率的に利用する技術を使いながら、逆にエネルギーを創ることで消費分を補い、トータルでの一次エネルギー消費量を削減、もしくは正味ゼロにすることを目的にしています。
そもそもネットゼロ・エネルギーとは
ネットゼロ・エネルギーとは、一次エネルギー消費量を正味ゼロにするということですが、この「正味ゼロ」とはどういうことでしょうか。
まず建物全体では電気、照明、空調、水道などの用途でエネルギーが使われるため、これらをなくすわけにはいきません。そこでZEBでは、まず省エネ技術によって建物で使うエネルギーを減らし、それでも減らしきれない分は建物自体が太陽光発電などでエネルギーを自ら創ることで相殺されます。これが「正味ゼロ」ということになります。
ZEBを可能にする技術
前述のように、ZEBの実現にはエネルギーを減らすための技術(省エネ技術)とエネルギーを作るための技術(創エネ技術)という、2つの技術が必要になります。前者の省エネ技術は、パッシブ技術とアクティブ技術に分けられます。
パッシブ技術
パッシブ技術とは、建物の設計と構造に焦点を当て、建物内の環境を適切に維持するために必要なエネルギー量を減らすための技術のことです。
具体的な方法としては、外皮断熱(高性能断熱材、高性能断熱・遮熱窓)、日射遮蔽、自然採光などがあります。
アクティブ技術
アクティブ技術は、エネルギーを効率的に利用するための技術のことで、建物内のシステムや機器を管理し、エネルギー効率を高める役割を果たします。例としては、中央熱源方式や個別分散熱源方式といった高効率空調や、LED照明あるいは照明制御技術などの高効率照明といった技術です。
創エネ技術
創エネ技術は、主に再生可能エネルギーを活用し、建物内でエネルギーを生成します。太陽光発電や風力発電などが典型的な創エネ技術です。
ZEBの定義
ZEBの定義は国内外でさまざまな議論があり、明確には定まっていません。平成27年の経済産業省資源エネルギー庁「ZEBロードマップ検討委員会とりまとめ」を参考にすると、
- 再生可能エネルギーの導入でエネルギー自立度を極力高める
- パッシブ技術やアクティブ技術を取り入れた先進的な建築設計や高効率なシステム
などにより、室内環境の質を維持しつつも、年間の一次エネルギー消費量の収支をゼロにすることを目指す建築物がZEBの大枠の定義と言えるでしょう。
4段階のZEB
この定義を踏まえて、ZEBには以下に紹介する4段階のランク付けがなされています。
※ZEBの導入にあたっては、建物の構造や規模などによって事情はさまざまです。そのため、一律に目標数値や基準を定めてしまうと導入や普及がしづらくなります。こうした状況に対応し、実現可能な段階を設けることでZEBの実現・普及を図ろうとするのがランク付けの目的です。
ZEB
最も高い基準がZEBです。
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がZEBとして認められ、
- 基準一次エネルギー消費量から50%以上の削減(再生可能エネルギーを除く)
- 基準一次エネルギー消費量から100%以上の削減(再生可能エネルギーを含む)
の両方を満たす必要があります。
Nearly ZEB
ZEBの次にエネルギー消費量が少なく、ZEBに限りなく近い建物に適用されるのがNearly ZEBです。条件としては後述するZEB Readyの要件を満たしたうえで、
- 基準一次エネルギー消費量から50%以上の削減(再生可能エネルギーを除く)
- 基準一次エネルギー消費量から75%以上100%未満の削減(再生可能エネルギーを含む)
の両方に適合する建物がNearly ZEBになります。
ZEB Ready
Nearly ZEBよりさらに条件が緩いのがZEB Readyです。
これは、将来的にZEBを見据えて、外皮の高断熱化や高効率な省エネルギー設備などを備えた先進建築物のことを言います。
基準としては、再生可能エネルギーを除く基準一次エネルギー消費量から、50%以上の削減という条件のみに適合した建築物がZEB Readyの対象になります。
ZEB Oriented
ZEB Orientedは、2019年度に新しく採択された基準で、延べ面積10,000m²以上の建築物が対象になります。
なぜ、こうした大規模建築に別途基準を設けるのか、その理由を確認しましょう。10,000m²以上の大規模建築物はエネルギー消費量が多いうえ、空調など熱搬送動力が多い、必要な設備が増えるなど技術的なハードルが高いなどの理由で建物のZEB化が進んでいません。
そこで大規模建築物に対応したZEBの定義拡充により、大規模建築物で低迷するZEBの普及を促進しようというのがねらいです。
ZEB OrientedはZEB Readyを見据えた建築物として、外皮の高性能化や高効率な省エネ設備、更なる省エネルギーの実現に向けた措置をとる建築物とされます。
そのうえで、以下の要件を満たすことが求められます。
- 該当する用途毎に、再生可能エネルギーを除き、基準一次エネルギー消費量から
- 事務所等、学校等、工場等は40%以上
- ホテル等、病院等、百貨店等、飲食店等、集会所等は30%以上
の一次エネルギー消費量を削減すること
- 「更なる省エネルギーの実現に向けた措置」として、未評価技術を導入すること
(ZEBの定義 | 環境省「ZEB PORTAL – ネット・ゼロ・エネルギー・ビル(ゼブ)ポータル」 より抜粋)
ZEHとの違い
ZEBと同様の用語として、ZEH(Net Zero Energy House)というものがあります。
ZEHは、高断熱化や高効率設備でエネルギー消費量の削減を図り、再生可能エネルギーの導入により、年間のエネルギー収支をゼロにすることを目指した住宅のことです。
つまりZEBが商業ビルや学校、官公庁舎や工場といった、住宅以外の建築物を指すのに対し、ZEHは戸建てやマンションなどの一般住宅のことを言います。
なお、ZEBとZEHが同一の建物、つまり商業テナントなど非居住区域と住宅区域が一緒に入っている建物の場合は、住宅区域を除いた建物部分のみをZEBとみなします。
ZEBが注目されている背景
ZEBは2009年の研究で提唱されたことをきっかけに、2010年には政府のエネルギー基本計画でもその普及が目標に掲げられるようになりました。その背景には環境や災害への対策があります。
地球温暖化対策
ZEBが求められる最も大きな理由は、地球温暖化対策です。
事務所ビルや商業施設など、いわゆる業務部門からのCO2排出量は、2019年度時点で国内全体の約2割に上っています。
また1990年度以降、産業部門からのCO2排出量は24%減少しましたが、業務部門からのCO2排出量は逆に48%も増えています。このように建築物でのCO2排出はとても大きな割合になるため、業務部門の建物で徹底的な省エネルギーの推進と再生可能エネルギーの活用を進めることは必要不可欠となっています。
2050年カーボンニュートラル宣言とエネルギー基本計画
こうした背景から、政府のエネルギー基本計画でもZEBの普及を実現する目標が掲げられるようになりました。平成26年の第4次エネルギー基本計画では、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の実現を目指すとしています。
さらに、政府は2020年に「2050年カーボンニュートラル」を実現すると宣言しました。
これによって気候変動対策と温室効果ガス削減に向けた取り組みはさらに加速し、建物でのエネルギー消費量を大きく減らすことができるZEBの普及が、カーボンニュートラル実現に向けて喫緊の課題として求められています。
災害・BCP対策
もうひとつZEBを進める背景にあるのが、災害対策とBCP対策です。
日本は常に大地震の危機にさらされているだけでなく、近年は豪雨や台風など想定を超える自然災害が頻発しており、そのたびに被害を受けた住民は避難所での生活を強いられます。
しかし、日本では体育館や公民館など避難所環境が劣悪で、しばしば災害関連死の原因にもなっています。
避難場所としての施設を設ける自治体や、非常時の事業継続計画(BCP)を策定する企業にとっても、ライフラインの途絶や長期の避難所暮らしの両方に対応するには、安定した電力供給や冷暖房の空調設備を備えた建物が不可欠になっています。
ZEB認証も登場
ZEBの環境性能を評価するためには、それが公的な基準に照らして保証できるものであることが重要です。建物の環境・エネルギー性能の評価基準は、総合的な環境性能を評価するCASBEEやLEED、快適性や健康等に焦点を当てて評価するWELLなどいくつかの指標があります。
その中でも、設計時のエネルギー性能に特化して評価する基準としてあげられるのがBELS(建築物省エネルギー性能表示制度)です。
「この建物はZEBである」という認証は、このBELSの基準に則ってなされます。
ZEBとBELS
BELSは2014年に一般社団法人住宅性能評価・表示協会により始まった、建築物省エネ法に基づいて建築物の省エネルギー性能を表示する第三者認証制度です。BELSでは国が定める建築物エネルギー消費性能基準に基づき、BEIと呼ばれる一次エネルギー消費量基準値によって評価されます。
BELSではBEIの値によって星1〜5つが付与され、星5つよりもBEI値、つまり一次エネルギー消費削減量が多い建物がZEBとして認証されます。
つまりZEBはBELS以上に省エネ性能が高い建築物であるという基準でもあり、BELSの評価書には、星表示と共にZEB/Nearly ZEB/ZEB Readyの表示を付けられるようになっています。
ZEBのメリット
ZEBに対応した建物を作る、または既存の建物をZEB化することのメリットは、単に温暖化対策やBCP対策だけではありません。そのビルを所有する人、利用する人にとっても有形無形のメリットがあります。
光熱費の削減
ZEB建築の一番のメリットは光熱費を削減できることです。例えばZEB Readyで50%エネルギー消費量を削減しても、標準のビルと比べて光熱費が大幅に削減できます。10,000㎡の大規模建築の場合、約40〜50%の削減が見込まれます。
テナントが入る複合ビルなどの場合は、入居したテナントも光熱費削減の恩恵を受けることができますし、テナントが入らない公共建築物や自社ビルの場合、削減された光熱費はすべてビル所有者の利益となります。
健康・快適性、知的生産性の向上
もう一つのメリットは、空間の質の向上に伴う健康・快適性、知的生産性の向上効果です。
特に近年は、働く人がより快適な労働環境を重視する傾向が高まっています。
この点でも、エネルギー消費量を削減するために断熱や遮熱技術、自然採光、自然換気や高効率空調などを採用するZEBは、自ずと快適な室内空間の確保につながり、健康や快適性、知的生産性にも好ましい影響を与えるとされます。
こうした効果を定量化し、メリットが目にみえるような形にすることができれば、よりテナントを確保しやすくなり、空室率の低下につなげられるでしょう。
企業・不動産・まちなどの価値の向上
近年、投資や取引などの場でも、企業に対する社会的評価を重視する動きが高まっており、環境配慮活動に対するESG投資なども増えています。
ZEB認証を受けるようなエネルギー効率の良い建物を所有する企業は、環境認証の取得によって建物の価値を高めます。また入居したテナントにとっても、環境配慮型の建物を利用しているということが企業価値にもプラスになるのです。
また、ある街に快適で環境性能に優れた建物が増えることは、地域の魅力を高める意味でもプラスにはたらき、まちづくりにも貢献することになります。
事業・生活・地域の継続性の向上
建築物の防災では耐震・耐火性が重要とされていますが、エネルギーも同様に不可欠です。創エネ設備があれば非常時にもエネルギーを供給できて、災害時のBCP対策になります。創エネ設備がない場合でも、高い断熱性やエネルギー効率の設備を使用すれば、エネルギー需要を抑えて非常時の自立性を高められます。これにより建物を利用する人は安心でき、事業や生活の継続も可能になるだけでなく、地域の防災拠点としても役立ちます。
ZEBのデメリット・課題
一方で、ZEBによる建築はいまだ十分に普及しているとは言えません。そこには導入にあたってのデメリットや、導入以前の課題などがあるためです。
建設や初期投資、保全コストが高くつく
大きな問題は、ZEB化に必要なコストが高いということです。
ZEB化を行う建物は、空調や断熱設備など、通常の建築物より余分に省エネ設備を導入する必要があります。新築の場合には、設備の効果を最大限に発揮するための設計も必要になります。また、既存の建物を改修する場合には新築よりも制限が多くなるため、投じられるコストも高くなりがちです。
また、一般的な建物よりも省エネ設備や創エネ設備を多く取り入れるため、メンテナンスや更新の費用も高額になることがあります。
認知が広がらない
なかなかZEBが広がらない理由として、
- 建築主の間でZEBに対する認知が広がらない
- ZEBにする意義や付加価値が伝わっていない
ということもあげられます。
特に公共部門では、ZEBに関する知識や情報を持った職員が少ないせいもあり、ゼロカーボンシティを宣言している地方自治体でも導入を明言しているのは、都道府県では27団体中8団体、市区町村では242団体中25団体に過ぎません。
民間ではSDGsやESG投資への関心が高まり、徐々にZEBのメリットが知られるようになっています。今後はより広い事業部門へ、こうしたメリットを周知していく活動が求められます。
ノウハウの蓄積不足
ZEBの普及へのもう一つの課題は、建築技術やコストなどのノウハウが少ないことです。
ZEBは住宅のZEHと違い、あらゆる用途の建物が対象で、規模も大小さまざまなため、どの案件も仕様が異なります。建築と設備を総合的に設計し、かつ統合制御の技術を導入しているモデルケースが少ないこともあり、主要なパッシブ技術などのパッケージ化が実際の現場では参考資料程度にしか活用されていないケースも少なくありません。
ZEB事例を紹介
とはいえ建築物のZEB化は、新築・改修を問わず全国各地で進められています。
その中でも注目すべき事例を3例紹介していきます。
久留米市環境部庁舎(福岡県久留米市)
久留米市では、平成30年度に策定した温暖化対策実行計画を実行するために、環境部庁舎をZEB化する事業に乗り出しました。
新築に比べて困難と言われる既存建築の改修ですが、この案件では事前にさまざまな建物の調査や複数部局の連携などで最善の方法を探り、
- ウレタン系断熱材など外皮断熱の強化
- Low-Eペアガラス導入
- 空調設備方式の変更
- LED照明への変更と照明制御
- 大容量の太陽光発電システム導入
などの取り組みを進め、一次エネルギー削減率106%を達成、既設の公共建築物としては国内初のZEB認証を取得しました。
ロイヤルホームセンター津島(愛知県津島市)
大和ハウスのグループ企業であるロイヤルホームセンター津島は、2016年に日本初となる10,000㎡のZEBによる大型店舗としてオープンしました。
平屋建ての特性を活かしたこの建物では、
- パッシブコントロール:大規模な越屋根による自然採光と通風で照明電力や空調エネルギーを削減し、基準比で約67%の省エネを実現
- エネルギーマネジメント:照明の消し忘れを防ぐ人感センサー、店内のCO2濃度を測定する換気システムやエネルギーの見える化
- 屋根に約1.2MWの太陽光発電を設置し、消費エネルギーを上回る発電量を確保
などによってZEB認証を取得。経済産業省の「ZEB実証事業」にも採択されています。
株式会社ミニストップ
全国に店舗を展開するコンビニチェーンのミニストップでは、2017年に国内100店舗において「ZEB Ready」以上を一斉取得しています。その全てが既存の店舗で、
- 負荷の抑制(グラスウール断熱材など高断熱化)
- 店頭看板のLED化
- 太陽光発電など自然エネルギー利用
- 設備システムの効率化:冷蔵ショーケースの低圧制御、商品温度の適切化
などの省エネルギー化を図り、68店舗が「ZEB Ready」を、32店舗が「Nearly ZEB」を取得、中には創エネ含む一次エネルギーの削減率が97%にまで達している店舗もあります。
ZEBに関する補助金制度について
ZEBに該当する建物を新築する、あるいは既存の建物をZEB化するなどの事業には、高効率設備の導入に対する補助金が支援されます。令和5年度は、環境省の「二酸化炭素排出抑制対策事業費等補助金 建築物等の脱炭素化・レジリエンス強化促進事業」として、以下の事業に補助金が付きます。
- レジリエンス強化型ZEB実証事業
- ZEB実現に向けた先進的省エネルギー建築物実証事業
- 民間建築物等における省CO2改修支援事業(民間のみ)
- テナントビルの省CO2改修支援事業
いずれも新築の場合はZEBに対する補助額が最も大きく、ZEB Readyは少なくなっています。
また、大規模民間建築物(新築:延床面積10,000㎡以上、既築:延床面積2,000㎡以上)は、経済産業省の「ネット・ゼロ・エネルギー・ビルの実証支援」の対象になっています。
ZEBとSDGsの関係
ZEBという建築手法は、地球温暖化と建築物のエネルギー消費との関わりが問題視された背景から提唱されています。そのため、ZEBはSDGs(持続可能な開発目標)とも密接に関係してきます。
目標13「気候変動に具体的な対策を」
ZEBを推進する最大の目的は温暖化対策です。ZEBによるエネルギー消費量の削減は、そのままCO2排出量の削減につながります。そして建物は建ててからも何十年も使われるので、その間も継続してエネルギーを削減し続けていくことができます。
目標9「産業と技術革新の基盤をつくろう」
ZEBには、エネルギーを削減し、最適に管理して、エネルギーを新たに創り出すための環境技術がふんだんに盛り込まれています。現在はコストの高さやノウハウの少なさが導入のネックになっていますが、今後普及が進めば、こうしたエネルギー技術にもさらなる進化が期待されます。
目標11「住み続けられるまちづくりを」
ZEBのメリットでも述べたように、環境性能に優れ、快適性の高い建物が増えるということは、利用する会社の企業価値や不動産価値に加え、その建物がある地域の価値も高めます。
ZEBやZEHの普及は、そこに住む人、働く人、訪れる人が安心して過ごせる街と地域の創出にもつながります。
>>各目標に関して詳しくまとめた記事はこちらから
まとめ
商業ビルや公共建築物など、多くの建物は私たちの社会生活に必要な施設です。これらの建物をZEB化して膨大なエネルギー消費を削減し、環境に負荷を与えない方法でエネルギーを生み出すことは、地球温暖化対策に大きな効果をもたらします。
ZEB建築は着実に広がりを見せ、建物を保有する企業や団体の意識も変わりつつあります。この流れに乗って、より多くの建物がZEB化へと進むことを期待しましょう。
参考資料
ZEBとは? – ネット・ゼロ・エネルギー・ビル(ゼブ)ポータル」|環境省
知っておきたいエネルギーの基礎用語 ~新しい省エネの家「ZEH」|スペシャルコンテンツ|資源エネルギー庁 (meti.go.jp)
ZEBの定義 – ネット・ゼロ・エネルギー・ビル(ゼブ)ポータル」環境省
ZEB・ZEH-Mの普及促進に向けた 今後の検討の方向性について|資源エネルギー庁
一次エネルギー一次エネルギーとは? 二次エネルギー、最終消費エネルギーとの関係性も解説 – JOGMEC
ZEBとは?種類やZEHとの違い、メリット、導入の手順などを解説! | コラム|丸紅株式会社 (marubeni-solar.com)
『ZEH』でお得に賢く快適生活|資源エネルギー庁
ZEB化の必要性と普及目標・ロードマップ | 環境省「ZEB PORTAL」
30年以上使用の体育館における太陽熱利用システムの運用と性能およびエクセルギー評価|太陽エネルギー/49 巻 (2023) 2 号
評価・認証・表示制度 | 環境省「ZEB PORTAL」
社会的な評価 | 環境省「ZEB PORTAL – ネット・ゼロ・エネルギー・ビル(ゼブ)ポータル」
ZEBの種類や特徴とは?BELSとの違いについても専門家が詳しく解説 | 環境・省エネルギー計算センター
ZEB化のメリット | 環境省「ZEB PORTAL – ネット・ゼロ・エネルギー・ビル(ゼブ)ポータル」
ZEBとは? なぜ注目され、どのようなやメリットがあるのか | 日建設計コンストラクション・マネジメント
ZEH・ZEBの普及に関する現状と課題 ―実務者の視点から―小山勝弘 日本不動産学会誌/Vol.35 No.1・2021.6 (jst.go.jp)
「ロイヤルホームセンター津島店」オープン – Daiwa House Industry
事例 – 久留米市 環境部庁舎 | 環境省「ZEB PORTAL – ネット・ゼロ・エネルギー・ビル(ゼブ)ポータル」 (env.go.jp)
ZEBリーディング・オーナー一覧(ZEB事例で検索) | ネット・ゼロ・エネルギー・ビル(ZEB)実証事業 | SII 一般社団法人 環境共創イニシアチブ Sustainable open Innovation Initiative
店舗における取り組み | 地球温暖化防止 | ミニストップ
ミニストップ株式会社(本社:千葉県千葉市代表取締役社長:藤本明裕、以下:ミニストップ)は、経済産業省が提唱するZEB(ネット・ゼロ・エネルギー・ビル)推進に向け|ミニストップ
補助制度一覧 | 環境省「ZEB PORTAL – ネット・ゼロ・エネルギー・ビル(ゼブ)ポータル」
令和5年度「住宅・建築物需給一体型等省エネルギー投資促進事業費」に係る補助事業者(執行団体)の公募について|資源エネルギー庁
ZEB(ゼブ)を取得するメリットについて専門家が徹底解説! | 環境・省エネルギー計算センター