理想の教育棟・ZEBLOG

先日の田村氏の講演についてまとめたいと思います。

設計士とは

まずはじめに設計士、というのはどのような人なのかというと、設計図を書く人のことです。
こう言うとなんだか簡単な仕事に聞こえるかもしれません。
しかしそんなことはなく、21 KOMCEEの設計に当たっては2000人もの人が製図に当たり、120枚もの設計図が作られたそうです。

建築のデザイン

建築物は、普通の工業製品と違いあらゆる人に開かれたものです。
なので、普通のプロダクトデザインとは異なり、使う人や建築物の建つ環境のことも考慮に入れながら設計しなくてはなりません。
建築のデザインには、このようにあらゆる要素を思慮に入れなくてはならないという難しさがあります。

21 KOMCEEの設計コンセプト

21 KOMCEEの設計コンセプトには、大学側からの「新しい東大を象徴するような建物」という期待、またゼロ・エネルギー・ビルディング(ZEB)やアクティブラーニングといった新たな試み、そして何よりこの建物を使う学生や教員の使い勝手や居心地といった要素が含まれています。

アクティブラーニングに適した教室設計

旧来からの教員が教壇に立ち、学生は皆黒板の方向を向いて受動的に講義を聴くというスタイルではなく学生同士が顔を見合わせ、相互に聞いたり教えあったりしながら授業を進め、学習するというのがアクティブラーニングで
近年このようなスタイルの授業方法はMIT(マサチューセッツ工科大学)をはじめ様々な教育機関で導入が始まっています。

アクティブラーニングにおいては、当然ながら学生はてんでばらばらの方向を向いて授業を受けます。
そこで21 KOMCEEの教室の形は、学生の方向や教員の立つ位置に方向性を持たせないように、できる限り長方形ではなく正方形に近づけるよう工夫がなされています。

緊張と親和の共存

建物を使う人への居心地のよさへの配慮として、緊張空間と親和空間の共存があります。
講義室という緊張空間を建物の左右に、ソファなどが置かれ一息つける親和空間を中心に配置することによって
1つの建物の中に緊張と親和の領域が共に存在しています。

建築の設計というものは本当に難しいものであり、またそのような困難の上で、一つの建物の設計に、こんなにも多くの配慮がなされているというのが本当に驚きでした。
田村さん、貴重なお話をありがとうございました。

(文責：間下)

今回講演していただく磯部雅彦先生は、TSCP（東大サステイナブルキャンパスプロジェクト室）室長として、大学の省エネルギー化に取り組んでおられます。

講演に先立ち、TSCPとは何なのか、どのような活動をしているのかについてまとめました。

TSCPってなんだ

TSCP(東大サステイナブルキャンパスプロジェクト)とは、2008年に発足した全学的なプロジェクトであり、温室効果ガス排出削減による低炭素キャンパスづくりを当面の最優先課題とし、低炭素キャンパスづくりに取り組んでいる。

３つのコンセプト

・エネルギー需給に関する自律分散協調(見える化)
・省エネルギー･創エネルギーによる低炭素化
・持続型社会建設に向けた社会連携

を効果的かつ効率的に同時進行する“共進化システム”を構築し，大学という研究･教育機関のモデルケースとして先導的に実現することを目指している。

また、それに加え国内外の大学間のネットワークを通じてこれらの試みを世界的な大学の動きにつなげていくと共に、その動きを社会へと波及させていく。さらに社会における低炭素型の技術と対策の普及をリードすることによって、低炭素社会実現に向けて経済的な波及効果をもたらすことをめざしている。

TSCPアクションプラン

TSCPでは低炭素キャンパスに向けた具体的な目標としてアクションプランを作成している。

TSCP-2012(2008〜2012年度末)

2006年度に比べ2012年度には非実験系の二酸化炭素排出量の15％削減を目標にしている。二酸化炭素以下の1〜4を通じて排出削減を行う。

1. 電力計設置(見える化)による教育・研究活動の増加にともなう排出量増分の抑制
2. 省エネ機器への更新支援
   • 投資回収年数が機器更新年数の半分以下のもの
   • 年間CO₂削減量と初期投資額との比が大きいもの
   • 回収年数が4年を超える分は，初期投資の補助も考える
   • 大型熱源系の省エネ化により約６％削減（初期投資額合計約5億円）
   • 照明・個別空調・冷蔵庫などの更新により約７％削減（初期投資額合計約26億円）
3. 大量調達による省エネ機器導入普及モデルの作成
4. 初期投資が回収でき，その後は光熱水費が削減できるその他対策も含め実施

既に、各種機器の導入量や各建物のエネルギー消費動向の調査が行われており、そこから得られたデータをもとに優先順位の高い場所から機器更新や運用改善が行われている。

TSCP-2030(2012〜2030年度末)

TSCP2030では、2006年度に比べ二酸化炭素排出量の50％削減を目標とし、2012年までにその具体案を検討する。現段階では、TSCP2012の期間中においては、対象とならなかった機器を含め、機器劣化更新時を捉えた高効率化、コストを含めて実用段階になかった技術の導入、更に創エネルギー（太陽光発電など）を本格化させていくとしている。

参考

• TSCPホームページ
• TSCP説明資料

(文責:福井)

Professor Isobe and his work in TSCP

Our group is preparing for the lecture by Professor Masahiko Isobe, Head of Tokyo University Sustainable Campus Project (TSCP).

The purpose of TSCP is to show how to realize the sustainable society by attempting the latest technology or making and trying new technologies in Tokyo University. TSCP is now especially struggling to reduce the emission of the greenhouse effect gas. They made the target of 15% reduction of CO₂ emissions by 2012 compared to 2006. And until 2030, they are aiming to cut the half of CO₂ emissions compared to 2006.

TSCP succeeded in diminishing the amount of energy consumption in many methods such as shifting all the fluorescent light in some university buildings to more efficient LED light, introducing sensors and the AI (artificial intelligence) to turn off the unneeded lights and so on.

This summer (in 2011), a new building called the 21 KOMCEE (Komaba Center for Educational Excellence) has appeared in Komaba Campus. TSCP led to make the 21 KOMCEE introducing many unique technologies for the comfortable study circumstances and reduction of energy consumption. For example, underground water is used to keep the temperature of rooms comfortable, movable louvers are placed outside the windows to select whether sunlight is reflected or permeates. The AI studies from the past experience and helps the students to use the room effectively.

The 21 KOMCEE is not only a great place for students to study but also a touchstone for making the sustainable society. Judging from the results of introducing technologies in the 21 KOMCEE, other buildings for the sustainable society will be designed and constructed in the future.

(Report by Aoki)

今回講演していただく大岡龍三先生は21 KOMCEE建設にあたり“地下水地下熱を利用した冷暖房システムの構築”を担当されました。

そこで今回はそのシステムついてと、具体的に21 KOMCEEにおいてどのようなシステムが生かされているかをまとめました。

前提として、外気の温度とは違い、地中の温度は一年を通じてほぼ一定（16～17℃）です。つまり、夏は外気に比べて低温、冬は外気に比べて高温となっています。その熱を地中熱ヒートポンプ利用して空調に利用することで、外気の熱を利用するよりも高効率となり、省エネが期待できます。また冷房時の廃熱を空気中に放出せずに、地下に放出するため、ヒートアイランド現象の緩和も期待されます。

地下水循環型冷暖房システムについて

地下水の温度は地中の温度と同じとなるため、地下水を汲み上げて熱を吸収することで、間接的に地中の熱を汲み上げることができます。これを空調に利用することで、空調に使われるエネルギーの削減が期待されています。

しかし、やはり地下水のみで建物の空調を管理することができない部分もあり、また地下水をくみ上げる際の井戸の目詰まりも問題となります。

２１KOMCEEでは大岡先生の研究を活用し、空冷と水冷のバランスをとり、熱源の約40％を地下水からくみ上げるという応式をとっています。また目詰まりを防ぐために、目詰まりが生じた場合地下水をくみ上げる井戸と、それを地中に戻す井戸の役割を入れ替えるシステムによって、目詰まりの発生による空調の非効率化を防いでいます。

建物基礎杭を利用した地中熱空調システム

地下水には揚水量の規制があるため、地下水を利用せずとも地中の熱を汲み上げることのできるシステムが必要となってきます。地中に埋設したチューブ内に水を循環させ、この循環水を介して地中から熱を吸収するという「建物基礎杭を利用した地中熱空調システム」もこのシステムの一つです。

しかし、チューブを埋設するためには掘削のコストが必要になり、さらには認識不足などの理由が、システム普及の妨げとなっています。

21 KOMCEEでは建物を支えるために設置する基礎杭にチューブを打ち込み熱交換器として活用するという方式を採用しているため、掘削の費用を削減することが可能です。このシステムは東京大学柏キャンパスや、なんとあの東京スカイツリーでも採用されています。

以上のようなシステムが２１KOMCEEでは活用され、ZEB達成をめざしています。

（文責：佐藤、藤本）

その他のＺＥＢの取り組み

経済産業省の報告書では、ＺＥＢ達成のための取組として、以下が挙げられています。

設計時のＺＥＢ（関連する省エネ法の規制：建築物に係る措置）

• 要素技術
  ―設計に依存するもの（躯体(床や壁、梁など建物の構造を支える骨組のこと)に関連するパッシブ建築など）： 躯体の断熱、日射遮蔽、自然光の照明利用、外気を活用した空調、空調搬送方式など
  ―機器に依存するもの： 空調熱源、照明、空調搬送機器、ＯＡ機器、太陽光発電など
• 外部とのネットワーク： エネルギーの面的利用、都市の未利用エネルギー（河川熱、ごみの下水などの都市排熱等）の活用など
• これらの総合設計（パッケージ化）と統合制御（システム導入）

運用時のＺＥＢ（関連する省エネ法の規制：工場・事業に係る措置）

• 天候や利用人数なども踏まえたＰＤＣＡを回しながらの運用改善（チューニング、コミッショニング）
• エコオフィスやワークスタイルの見直し、働き人の意識改革
• テナントとオーナーの取組

　など

いくつか分かりにくい言葉があるので解説しておきます。

パッシブ建築とは、特別な動力機器を使わず、建築設計の工夫によって太陽や自然の風、気温の変化、大地の熱といった自然エネルギーを利用して、暖房や冷房（室内気候調節）を行おうとするものです。
つまり、新しい技術だけでなく、建築のデザインによっても、エネルギー効率を上げることが出来るということで、例えば太陽光を電力源としてではなく、暖房効果や、光源として、直接取り込むというものです（ダイレクトゲイン）。

エネルギーの面的利用とは、日本に多くみられる狭い土地の中高層ビルの場合、ビル単独でゼロ化することは困難なので、ビル外部のエネルギーを活用することで削減効果を高めようとするものです。
具体例としては、地域冷暖房によるエネルギー施設の集約や、地域冷暖房のネットワーク化が挙げられます。地域冷暖房とは、駅やビル、商業施設、マンションなど地域内の建物に対し、まとめて冷暖房や給湯を行うシステムで、そのコアとなるのが、未利用エネルギーの使用です。地下熱、河川熱、海水の熱といった自然のものから、ビルの排熱、地下鉄の排熱など、人工的なものまで、今まで使われずに消えてきたエネルギーを利用することで効率をあげようというものです。

運用時のＺＥＢについてですが、こちらは理想の教育棟でも重要視されています。窓の開け閉めを効率的に行うことを促すシステムが、これに当たります。理想の教育棟では、室内と外の気温、湿度を測り、窓を開けるべきか、閉めるべきかを自動で判断し、部屋の中で表示します。そうすることで、冷暖房の利用を最小限に抑えることが出来ます。
また、その他にも、冷暖房をできるだけ使わないようにすることを奨励し、社内の評価システムの組み入れている起業もあり、ＺＥＢへの取り組みと言えるでしょう。

以上のような取り組みを通して、一次エネルギー消費量が正味（ネット）でゼロ又は概ねゼロとなるような建築物、ＺＥＢを作ることが目指されています。
その解決策は必ずしも最先端の技術ばかりではなく、建築デザインの工夫や、意識改革といったものも、大きな役割を果たしています。

参考ＵＲＬ

• 経済産業省ＨＰ
• 大和総研ＨＰ
• 東京エネルギーサービスＨＰ

（文責：中村）

大岡龍三 Ooka, Ryozo

東京大学生産技術研究所教授

大岡先生は、21 KOMCEEの地下水・地下熱を利用した冷暖房システム構築を担当されました。

略歴

京都大学 大学(工学部 建築学科) 1989 (卒業)
京都大学 修士(工学研究科) 1991 (修了)
東京大学 博士(工学系研究科 建築学)
博士（工学）　東京大学
1993-1998　東京大学生産技術研究所　助手
1998-2000　福井大学工学部　講師
2000-2001　福井大学工学部　助教授
2001-2006　東京大学生産技術研究所　助教授
2007-2009　東京大学生産技術研究所　准教授
2009.08-　 東京大学生産技術研究所　教授

日本建築学会（サステナブルビルディング小委員会主査、ヒートアイランド小委員会幹事、都市気候モデリングWG主査、総合論文誌　第4号編集委員）空気調和・衛生工学会（国際関係委員会、大会実行委員会委員、学会賞技術審査委員、SHASE技術フェロー）日本風工学会、日本気象学会、エネルギー資源学会、日本流体力学会（2007年年会実行委員会幹事）、日本予防医学リスクマネージメント学会（理事）

研究テーマ

• ヒートアイランドの解析と制御
• 都市の大気汚染現象の解明と制御
• 都市のエネルギー資源の最適システム設計
• 自然エネルギーを利用した省エネルギー型空調システムの提案
• 都市の火災延焼予測モデルの開発

参照サイト

• 加藤研究室・大岡研究室
• ReaD Resaerchmap
• 人が健康に生きていくための環境、「熱」と「空気」を探求する
• 学ぶクンWEB　地中熱・地下水循環型冷暖房システム

Realizing Zero Energy Building by utilizing geothermal energy

The term “Zero Energy Building” is defined as “a building in which net energy consumption is nearly zero.” Recently, many developed countries have taken an action to realize ZEB that is expected to be helpful to solve environmental problems. In Japan, Prof. Ooka’s team studies various systems to achieve it.

What is most important in zero-energy buildings is to “control” the entire building. With sensors and operation systems, the amount of energy consumption is kept at minimum. In addition to the design of the building, changing attitudes of people towards the environment is also important to seek ZEB.

Prof. Ooka has participated in constructing the 21 KOMCEE where this seminar is held. This building was designed in an attempt to accomplish ZEB by 2030 and it has some experimental tricks and devices.

One of these devices is to utilize groundwater for air conditioning. It pumps up groundwater deep under the building and the water will efficiently cool down or warm the ceilings that will subsequently modulate ambient temperature through radiation. The Radiation air conditioning system heats not the air around humans but human body directly, thus it can save energy for fanning the air. Other than that, there are many systems to seek ZEB in this building. For example, movable louvers automatically following the sun’s movement help to use sunlight and warmth more efficiently.

(Report by Sato)

先日の高見さんの講演内容について、大まかにまとめたいと思います。

高見さんは現在文部科学省にいらっしゃいますが、元々建築学専攻でした。
大きな転向のきっかけについて高見さんは、博物館や公民館を設計するワークショップで、そのワークショップの意向に反して街全体の設計をしてしまったことを挙げました。

与えられた敷地をはみ出して設計することは建築家の仕事ではない。それでは建築の枠を超えて未来を設計する仕事を、ということで、文科省への入省を考えるようになったのだとか。

入省後10年に渡って、学校・教育に関わる分野に携わってきた高見さんは、現在エコスクールや学校施設の耐震化に関わっていらっしゃいます。

講演の前半では、近年の学校施設を取り巻く現状と、学校施設をエコスクール化するメリットについて述べられました。

• 全国各地にあり、面積も公共施設全体の約4割を占める。
  →その分エネルギー消費を抑えることは大きな効果がある。
• 第二次ベビーブームの時代に建てられ、老朽化した施設が多い。
  →改修・建替えはどのみち必要であり、環境に配慮した改修でCO2の排出量削減ができる。
• 次世代を担う子供たちが学び、活動する場である。
  →学校施設を教材として用いることで環境教育になる。
• 社会の中で最も身近な公共施設である。
  →省エネ効果の見える化で、環境意識を地域に普及させられる。
• 震災などの非常時には避難所として使われることが多い。
  →停電のときにも太陽光発電や太陽熱設備が使えるなど、有効に活用できる。

そして後半には、エコスクール事業の課題と、具体的にはどのようにエコ化を進めていくかが述べられました。
エコスクール事業の課題は、厳しい財政状況の中、どのように耐震工事との折り合いをつけてエコ化を進めていくかというものです。エコ化が防災としての側面を持っているとはいえ、耐震性のない学校がまだ20,000校以上もある現状は深刻であり、決まっている予算をどのように使っていくかという問題になると、エコ化にそれほど予算をつぎこめないということです。

具体的な進め方について、まず国と学校側の役割が述べられました。
公立学校と国立学校（国立大学法人など）では、国との関わり方が異なります。

公立学校の場合は、国が定めた制度の枠組みや全国的な基準に基づいて、都道府県または市町村が運営をします。国は都道府県と市町村に財政支援や指導・助言もしています。

これに対して国立学校は、公立学校に比べて学校側の自由度が高く、予算についても民間資金などが入るため融通が利きやすいのが特徴です。

エコ化に話を戻すと、国はエコ化について、

• 基本的な考え方や推進方策の検討、提示
• 財政政策の実施
• モデル事業・実証事業の実施
• パンフレットや事例集の作成・配布
• 整備効果測定ツールの開発

を行っています。エコスクールの基本的な考え方については、予習で詳しく書いたので割愛します。

また、大学や自治体は、先に述べたように運営に自由度が高く予算や技術も使いやすいので、

• 計画的な整備推進
• スケールメリットを生かした取組み
• 民間資金を活用した取組み
• 先端的な取組み

が求められており、実際に多くの取組みの例が挙げられました。

ここからは私の個人的な感想になりますが、国のできることは枠組みを作ることに限られてしまうということを実感しました。国の考えをしっかりと共有して理解し、それぞれの立場からアプローチしていくことが必要だと感じました。

高見さん、本当にありがとうございました。

（文責：野崎）

今回の講演者である田村氏が現代社会の課題として取り上げられている循環型社会への転換等に関わる「環境設計」について田村氏が現在ディレクターをつとめていらっしゃる類設計室の資料をもとに書いていこうと思います。

現在の建築にはデザイン性や住み心地だけではなく環境との調和、環境への影響削減、循環サイクル形成、自然エネルギーの利用や防災機能が求められています。そして、それらに関する専門技術（太陽光発電等）を統合し建築計画に反映させ、その計画を施工段階や現場の段階でもリードしていく仕事が環境設計であり、まだ比較的新しい分野ではありますが全建築の中で環境設計とその周辺分野の工事費に占める割合は40%、技術者数は20%といった統計が出ています。これからもわかるように現在の建築において環境設計の重要度はかなり高いと言えます。

そのような需要が出てきた背景には現代社会の様々な問題があります。現代社会では市場拡大や科学技術発展を追い求めてきた結果として、地球環境の破壊が続いています。そういった問題に対し、環境設計の行おうとしている最大のテーマは昔のような「循環型社会」への転換であり、それを進めていく上で主に以下の４つの理念があります。

• 環境保護
• 新たな場の形成
• ビオトープといった人間の時代にふさわしい空間形成
• 社会や地域に開かれた情報基盤の整備

これらの理念は例えば類設計室の次のようなプロジェクトに見ることができます。川崎市ゼロ・エミ工業団地計画では、建設時は現場の廃棄物をゼロにしたり、リサイクル資材などの利用を進め、稼働後は廃棄物・エネルギー・水の徹底的なリサイクルを行うことを計画しています。他にも琵琶湖環境科学研究センターでは開かれた研究をするための情報基盤の整備が行われ、越谷市中心核施設においては市民と共にビオトープなどの自然を再生する活動を行うようです。

参考

http://www.rui.ne.jp/architecture/projects.html

身近な例でいうと、これらの考えは21 KOMCEE（理想の教育棟）の設計コンセプトである「ゼロ・エネルギー・ビルディング」、「アクティブ・ラーニング」、「周辺環境との共存」とも一致しています。ゼミ当日（11月10日5限）には21KOMCEEの建設プロジェクトにおける思考と実現の軌跡といったこともお話下さるようですので、21KOMCEE建設にあたってどのように環境設計の考えが関わっていたのかについてなども詳しくうかがうことができるのではと思います。

最後に、「自然と調和した建築」をどうつくるか、「人間的な空間」とは何か？これらは環境設計の場で考えられている重要な問題です。そのため、講演でもおそらくこういったことも話題になるかと思うので、これらの問いに対する自分なりの答えを考えながら田村氏の講演を聞くと面白いと思います。

（文責：栗原）