建設において、コミッショニングまたはコミッショニングプロセス(略称Cx)[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]は、文書化された検証を通じて、すべての建物システムが設計意図に従って相互に機能することを保証する統合された体系的なプロセスです。コミッショニングプロセスでは、システムの機能、パフォーマンスの期待、保守性に関するオーナーのプロジェクト要件(OPR)基準を確立して文書化し、プロジェクトのすべてのフェーズ(設計、製造、設置、建設、起動、テスト、運用)を通じてこれらの基準への準拠を検証して文書化します。コミッショニング手順にはチームによる協力が必要であり、プロジェクトの設計前または計画フェーズから始まり、設計および建設フェーズ、初期入居フェーズ、運用および保守(O&M)スタッフのトレーニング、入居後(保証および将来の再コミッショニングのため)まで継続されるべきです。
歴史的に、建物の設計および建設において言及されるコミッショニングとは、建物の暖房、換気、空調(HVAC)システムが、所有者の承認前に確立された基準に従ってテストされ、バランス調整されるプロセスを指していました。HVACコミッショニング[ 4 ]は、歴史的に、HVACシステムの性能に直接影響を与えない、相互作用する、サポートする、または補足的な建物のシステムは含まれていませんでした。
2005年、米国一般調達局(GSA)は「建物コミッショニングガイド」を出版した。このガイドは、プロジェクトの計画、設計、建設、および建設後の段階に建物コミッショニングを組み込むためのプロセスを提供している。[ 4 ]
エネルギーと水の節約、居住者の快適性、生命の安全、システムの重要性、および建物システムの技術改善に対する需要が高まり、オーナーのパフォーマンスと技術的能力に対する期待が拡大しました。他の(そしてより多くの)システムを改善、統合、およびコミッショニングする必要性から、ビルディングコミッショニングの範囲が拡大しました。現代の施設、建物、およびシステムでは、多くのシステムが(直接的または間接的に)運用、影響、適切な運用の必要性、機能、制御、およびシーケンスにおいて統合されています。これは非常に複雑になり、多くのシステムが互いに相互作用を必要とするか、または影響を与えるため、最適ではない運用や障害の多くのポイントが発生する可能性があります。
例えば、電源(電力会社、発電、バッテリー/電池)の制御と監視、空気の流れの制御、煙の制御、消火、火災警報、セキュリティドアの出入り/避難制御、エレベーターの制御、空間の封じ込め/侵入、相互作用するすべてのシステム、そのサブシステム、機器、コンポーネントのステージングとシーケンス、各動作モード(通常、起動、停止、メンテナンス、経済、緊急など)でそれぞれが正しく動作し、相互作用することなどです。
このリストは、今日最も基本的な典型的な施設であっても、この例をはるかに超えるものになり得ます。建物のシステムが統合されるにつれて、あるコンポーネントの欠陥が、他のコンポーネントやシステムの運用や性能の最適化を妨げる可能性があります。システムテストと「統合システムテスト」(IST)を通じて、すべての相互関係、影響、動作モード、および性能を検証し、文書化することで、「オーナーのプロジェクト要件」および建築家/エンジニアが文書化した「設計意図」の性能に適合させることができます。
したがって、建物全体のコミッショニング(またはトータル・ビルディング・コミッショニング)は、政府機関や重要施設の所有者にとってはもちろんのこと、完全に検証された運用可能な施設を提供するための省エネルギーと効率化の観点からも、一般的に受け入れられている標準となっています。 部分的な建物のコミッショニング(特定の機器、機能、システムのみのコミッショニング)も依然として利用されていますが、今日では、多くの自動化システムの相互関係は、設計上、基本的な建物内であっても、他の多くのシステムに枝分かれし、複雑に絡み合っています。所有者のプロジェクト要件と建築家/エンジニアの設計には、コミッショニングの範囲と期待事項を明確に記載する必要があります。
以下の各種コミッショニングの説明は、カリフォルニア・コミッショニング・コラボラティブ(CCC)の「新築建物向けガイド」(2006年)からのものです。[ 5 ]
「就役」という用語は造船業に由来する。就役した船舶とは、就役準備が整ったとみなされた船舶のことである。しかし、この称号を得るには、船舶はいくつかの重要な段階を経なければならない。機器の設置と試験、問題点の特定と修正、そして乗組員の徹底的な訓練が行われる。就役した船舶とは、資材、システム、そして乗組員が徹底的な品質保証プロセスを無事完了した船舶のことである。
建物のコミッショニングは、新築建物に対しても同様のアプローチをとります。建物が最初にコミッショニングされる際には、設計段階から始まり、建設、入居、運用に至るまで、徹底的な品質保証プロセスが実施されます。コミッショニングによって、新築建物が所有者の意図どおりに初期段階で稼働すること、そして建物のスタッフがシステムや設備を操作・保守する準備ができていることが保証されます。
レトロコミッショニングとは、既存の建物にコミッショニングプロセスを適用することです。レトロコミッショニングは、建物の設備やシステムが連携して機能する仕組みを改善することを目的としたプロセスです。建物の築年数にもよりますが、レトロコミッショニングによって、設計時や建設時に発生した問題を解決したり、建物のライフサイクルを通じて発生した問題に対処したりできる場合が多くあります。つまり、レトロコミッショニングは、建物の運用・保守(O&M)手順を改善し、建物全体の性能を向上させるものです。
再コミッショニングは、既にコミッショニングが完了した建物に対して、再度コミッショニングプロセスを実施する、もう一つのタイプのコミッショニングです。再コミッショニングの決定は、建物の用途や所有者の変更、運用上の問題の発生、あるいはその他の必要性によって促される場合があります。理想的には、再コミッショニング計画は、新築建物の初期コミッショニングプロセス、または既存建物のレトロコミッショニングプロセスの一環として策定されるべきです。
建物コミッショニングは建築業界ではまだ比較的新しい手法(40年ほど)ですが、建物の所有者が性能と投資収益率に対してより高い期待を抱くようになるにつれ、業界標準の手法として(完全にではないものの)普及しつつあります。コミッショニングプロセスは、設計段階から建設、そして入居に至るまで、プロジェクトの品質を本質的に向上させるものです。
建物のコミッショニングは通常、コミッショニングの経験を持つ、認められた専門家が主導し、所有者/開発者の代理として、または所有者/開発者と契約して、プロセス/プログラムと成果物の管理を監督、指揮し、最終的な責任を負います。通常、この専門家はコミッショニングプロバイダー(CxP)と呼ばれます。CxPは、所有者、エンジニア、建設/プロジェクトマネージャー、請負業者、または独立した第三者のメンバーである場合があります。業界標準として最も認知され推奨されているのは、CxPが所有者と直接契約する独立第三者コミッショニングプロバイダー(略称CxP)であることです。これにより、所有者の代理としてより公平なパフォーマンスが実現します。CxPには、監督およびコミッショニングの実行/文書化チームに直接参加する部下/同僚がいる場合があります。このチームは通常、コミッショニングプロバイダーのチームと呼ばれます。
これにも多くのバリエーションがあります。多くの場合、理想的には、建物のライフサイクル全体にわたって、継続的な建物の強化とコミッショニング プログラムとチームが存在します。建物のコミッショニングは、複雑でない現代の建設プロジェクトと複雑な建設プロジェクトの両方に必要な、品質重視のプロセスです。業界、サービス、メリット、要件、ドキュメントなどの範囲は無限です。基本的な Cx プロセス、フェーズ、および手順はかなり標準化されていますが、プロジェクトの範囲、期待、特別な設計のバリエーション、異なる設計、製造、相互作用の個々の複雑さ、設計者と製造者が利用できる異なる設計、アセンブリ、コンポーネント、電力、制御システム、制御方法、機器、およびシステムの使用により、すべてのプロジェクトのシステムとコミッショニング プログラムは複雑で独創的なものになります。
サービス方法はオーナーやプロジェクトごとに異なりますが、建物のコミッショニングプロセスを成功させるための基本的な手順は、設計前の段階から連携チームがオーナーのプロジェクト要件(OPR)、コミッショニングの範囲、成功のベンチマークを含む計画を策定し、OPRを達成するための設計文書とチェックリストをレビューし、チェックリストを作成し、建設チェックリストと提出物のサンプルを検証し、トレーニングのニーズを開発し、請負業者によって提供されるトレーニングを評価し、建設段階のテストを立会って検証し、建設段階中に定期的に現場を観察し、プロジェクトが完了に近づくにつれてコミッショニング機能テストを実施することです。
コミッショニングプロバイダー(CxP)は、公平な業務遂行を保証するため、一般的に(そしてできれば)建物の所有者と直接契約を結びます。CxPは、建物の所有者、建築家、または設計エンジニアの下請業者(または従業員)である場合があります。
CxPは、設計前段階や設計ワークショップなどのプロジェクト計画段階の早い段階で契約し、設計、建設、最終承認まで、少なくともプロジェクト全体を通して継続することが推奨されます。CxPを早期にチームに加えることで、運用、設置、テスト、性能に関する潜在的な問題を、建設上の問題となるずっと前に特定する機会が得られます。CxPは、オーナーの代理人、建物/施設の運用エンジニア、建築家、設計エンジニア、ゼネコン、およびすべての専門下請業者と緊密に連携します。CxPは通常、プロジェクトのコミッショニングプロセス(設計および/または建設)の主導と管理を担当し、建物の設計、建設、および建設後の段階全体を通してチームワークを重視する協力的な作業環境において、設計、建設、運用チームと緊密に連携します。
CxPがプロジェクトに付加価値をもたらす能力は、関係者全員と良好な協力関係を築き、問題が発生した際に責任転嫁をしない能力に根ざしています。CxPは、コミュニケーションプロセス/流れ、プロジェクトの目標と期待(OPRからのもの)、そしてチームメンバーの責任を明確に把握することが重要です。CxPは、建設的な批判を率直に伝える能力と、注意深く耳を傾ける能力の両方を備えている必要があります。CxPの主な目標は、完成し適切に機能する製品を建物の所有者と入居者/利用者に提供することです。
CxPの業務とサービス提供は、設計、提出書類、O&Mマニュアルのレビュー、プロジェクトのテストおよび試運転プロセスの開発、試運転作業の文書化といった、主に裏方業務として行われます。CxPは設計会議や建設会議に出席し、現場での建設状況を観察し、工場設備のテストを視察し、システムや機器の機能性能テストを指揮・視察します。CxPは通常、実際にテストを行うことはありません。テストは製造業者、ベンダー、または専門業者によって実施され、CxPは試運転文書作成プロセス中に事前に特定したテスト手順と期待される性能結果に基づいて、テストを指揮・視察します。
CxPは通常、プロジェクトの設計段階で試運転仕様書と試運転計画書を作成します。CxPが契約に含まれていない場合、または設計プロセス中に設計チームに加わっていない場合は、設計エンジニアが試運転仕様書(まれに試運転計画書も)を作成することもあります。試運転計画書は、オーナーのOPR、設計エンジニアの設計基準(BOD)、およびプロジェクトの建設文書(図面と仕様書)に基づいて試運転プロセスと期待事項を概説する、常に更新される文書です。試運転計画書は、施設の設計、建設、最終受入に至るまで試運転プロセスが進むにつれて修正されます。機能性能試験手順は通常、設計エンジニアの契約文書に基づいて、CxPが専門工事業者、ベンダー、製造業者の協力を得て作成します。これらの関係者、設計エンジニア、およびオーナーの代表者(通常は施設の運転エンジニア)は、試験前に機能性能試験手順と期待される結果をレビューします。 CxP(請負業者またはその他)がテストするシステム、機器、項目、プロセス、モード、および操作シーケンスは、設計エンジニアの建設文書(図面および仕様書)、建設提案依頼書(RFP)、請負業者の入札提出書類、試運転仕様書、試運転計画書、および請負業者の提出書類に詳細に記載され、特定されている必要があります。請負業者がしばしば見落としがちな最も重要な事項は、プロジェクト固有の(汎用ではない)機器/システムの設置および操作マニュアル(IOMまたはIO&M)です。IOMは、完全かつ非常に詳細な操作シーケンス(SOO)および制御図面/文書の提出書類とともに、「プロジェクト固有の」(汎用ではない)提出書類とともに、CxPがレビューを実施し、適切なテスト手順を開発するために非常に重要です。これらの文書をCxPにタイムリーに提供することは、CxPがテストのスケジュールを立てる前に、レビュー、テストの開発、レビューの取得、および変更の実装を行うための十分な時間を確保するために重要です。
施設、システム、および機器が効果を発揮するためには、責任感があり、綿密で、専門的な建築・エンジニアリング設計チームによって徹底的に設計され、承認される必要があります。設計チームは、所有者のシステム、機器、材料、制御、および性能に関する期待事項を明記した、文書化された所有者要求事項プログラム(OPR)を組み込みます。設計チームは、OPR項目、それぞれの設計における実装方法(または変更方法)、およびシステム、機器、材料、制御、性能に関する期待事項の最終的な設計基準を具体的に明記したプロジェクト設計基準(BOD)を特定し、文書化します。
設計・建設プロセスの迅速な性質(2011年の経験)は、計画、設計、さらには建設項目の見落としにつながることがよくあります。設計・建設プロセス中に見落とされた項目は、機能および性能テスト手順の開発中、または機能および性能テスト中に、CxPによって特定されることがよくあります。
CxPが率いる試運転チームの主な目的は、プロジェクト設計(BOD)およびOPRに基づき、適切な設置、運用、および性能を確認することです。施設、システム、および/または機器の試運転は、検証を行い、問題点や不一致を特定し、適切に設計および構築されていれば、最終的に施設の総合的な品質、制御、性能、および効率性を向上させ、ひいては持続可能性を高めます。
ビル管理システム(BMS)またはビルオートメーションシステム(BAS)は、ビルシステムの制御を提供します。これには通常、暖房、換気、空調、冷凍(HVAC/R)、電力、照明、消火設備、警報システム、セキュリティシステムなどが含まれます。ビル制御には、システムの監視と制御によってパフォーマンスを向上させ、エネルギーと水を節約し、照明を制御する機能もあります。より高度な制御により、ビルのパフォーマンス、環境への影響、およびユーザー/居住者の環境を改善することができます。リアルタイム監視と履歴を備えた直接デジタル制御(DDC)は、リアルタイムまたはトレンドログ(またはトレンド分析)(所定の期間)でシステムデータを取得し、パフォーマンス、問題/トラブルを観察し、運用と保守の改善の可能性を特定する機能を提供します。
建物のシステムおよび機器(HVAC、電気など)は、通常、設計エンジニア(仕様書)によって作成され、提出プロセス中に専門工事業者によって修正され(設計エンジニアによってレビューおよび承認される)設計された操作シーケンス(SOO)に基づいて、制御システム(BAS、BMSなど)を介して動作します。このSOOは、機能性能テスト手順を作成するためにSOOを使用するCxPによってもレビューされます。機能性能テスト手順は通常、専門工事業者、ベンダー、および製造業者の協力を得てCxPによって作成され、それらと設計エンジニアによってレビューされます。CxP(請負業者またはその他)によってテストされるシステム、機器、アイテム、プロセス、モード、および操作シーケンスは、設計エンジニアの建設文書(図面および仕様書)、建設提案依頼書(RFP)、請負業者の入札提出書類、およびコミッショニング仕様書とコミッショニング計画書に詳細に記載され、特定される必要があります。コミッショニング仕様書とコミッショニング計画書は通常、プロジェクトの設計段階でCxPによって作成されます。
CxPは、制御システムのプログラミングを検証し、レビューや機能性能テスト中に修正すべき問題を特定するために、制御システムの請負業者と緊密に連携します。機能性能テストを実施することで、システムや制御システムに欠陥がある箇所がほぼ確実に発見され、改善すべき項目が特定されます。通常、CxPはすべてのポイントとシーケンスをテストする必要はありません。請負業者は通常、すべてのポイントとシーケンスをテストおよび検証する責任を負い、CxPは請負業者がテスト、修理、検証を行った後に、項目のサンプルをテストします。最初のテストで特定された欠陥を再検証するために、CxPによる同じサンプルまたは別のサンプルの再テストが必要になることがよくあります。
テキサスA&M大学の研究者によると、平均的な商業ビルで使用されるエネルギーの最大20%[ 6 ]は、運用が不十分なシステムに関連する無駄であると推定されています。
建物のシステムが期待通りの性能を発揮しない理由はいくつかあります。
建物の建設には、以下のような様々な種類があります。
試運転プロセスには、HVAC(空調設備)およびBAS(ビルディングオートメーションシステム)を含めるのが一般的です。多くの場合、防火設備、照明制御、配管設備、配電設備、そして近年では建物の外装設備も、試運転プロセスの範囲に含まれることがあります。
試運転プロセスの投資回収期間は、エネルギー使用量の削減・最小化、設計の改善、エラーの減少など、多くの要因に基づいています。
「30年間にわたる北米の1,500棟の建物のコミッショニングコストと節約」では、新築プロジェクトのコミッショニングの単純な回収期間は4.2年であると述べられています。[ 12 ]
デンマークの修士論文では、2つの同一の建設プロジェクト(ショッピングセンター)を対象に、一方の建設プロジェクトでコミッショニングを実施したところ、コミッショニングを実施した建設プロジェクトでは、運用段階での電力消費量が42%削減されたことが示されました。[ 13 ]
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