エネルギー監査

エネルギー監査とは、建物内のエネルギーを節約するためのエネルギーフローの検査調査と分析です。出力に悪影響を与えずにシステムへのエネルギー入力量を削減するプロセスまたはシステムが含まれる場合があります。商業用および工業用不動産では、エネルギー監査はエネルギー費用と二酸化炭素排出量を削減する機会を特定するための最初のステップです。

調査対象が居住中の建物である場合、人間の快適性、健康、安全性を維持または向上させながらエネルギー消費を削減することが主な関心事です。エネルギー監査では、エネルギー使用源を単に特定するだけでなく、エネルギー節約のコスト効率が最も高いものから最も低いものまで、エネルギー使用の優先順位付けを行います。

住宅エネルギー監査は、住宅の冷暖房のエネルギー効率を改善するための最善の方法を提案することを目的として、専門機器（ブロアドアや赤外線カメラなど）を使用して住宅のエネルギー効率を人が評価するサービスです。

住宅のエネルギー監査には、壁、天井、床、ドア、窓、天窓など、建物の外壁のさまざまな特性の記録が含まれる場合があります。これらの各コンポーネントの面積と熱流抵抗 ( R 値) が測定または推定されます。建物の外壁を通した空気の漏れ率または浸入は懸念事項であり、窓の構造や、ウェザーストリップなどのドアシールの品質によって影響を受ける可能性があります。この作業の目的は、建物の全体的な熱性能を定量化することです。監査では、暖房、換気、空調設備、サーモスタットなどの 機械システムの効率、物理的状態、プログラミングも評価される場合があります。

住宅エネルギー監査には、地域の気候基準、サーモスタットの設定、屋根の張り出し、太陽の向きなどに基づいてエネルギー使用量を見積もった書面によるレポートが含まれる場合があります。これにより、特定の期間 (たとえば 1 年) のエネルギー使用量と、提案された改善策の年間の影響が示されます。住宅所有者の請求履歴が利用可能で、1 年または 2 年間に消費された電気、天然ガス、燃料油、またはその他のエネルギー源の量が示されている場合、エネルギー見積もりの​​精度が大幅に向上します。

エネルギー使用に最も大きな影響を与えるのは、ユーザーの行動、気候、住宅の築年数です。したがって、エネルギー監査には、長期にわたる使用パターンを把握するために住宅所有者へのインタビューが含まれる場合があります。地元の公益事業会社からのエネルギー請求履歴は、最近の地元の気象データから取得した暖房度日と冷房度日のデータと、建物の熱エネルギー モデルを組み合わせて調整できます。コンピューター ベースの熱モデリングの進歩により、エネルギー使用に影響を与える多くの変数を考慮に入れることができます。

住宅エネルギー監査は、建物の快適性と効率性を向上させるための費用対効果の高い方法を特定するためによく使用されます。さらに、住宅は中央政府からのエネルギー効率補助金の対象となる場合があります。

最近では、スマートフォン技術の向上により、住宅所有者は比較的高度な自宅のエネルギー監査を実施できるようになりました。この技術は、エネルギー効率の改善を加速させる方法として認識されています。^[1]

米国では、このようなサービスは多くの場合、次のような方法で実現されます。

• 公益事業会社、またはそのエネルギー節約部門。
• エネルギーサービス会社、断熱工事請負業者、気密性専門業者などの独立した民間企業。
• （米国）州エネルギー局。

公益事業会社は、ローンやその他のインセンティブとともに、このサービスを提供する場合があります。一部の公益事業会社は、家庭のエネルギーアップグレードを計画またはインストールするための調整サービスの一環として、エネルギー監査を提供しています。また、たとえば石油顧客が天然ガスへの切り替えを検討している場合、公益事業会社は切り替えのインセンティブを提供する場合もあります。

断熱材の推奨事項を確認する場所:

• 地元の建築検査官事務所。
• 地方または州の建築基準法。
• 米国エネルギー省。
• 地元の建設業者協会

住宅エネルギー監査人は、Building Performance Institute (BPI) ^[2]またはResidential Energy Services Network (RESNET) ^{[3] [4]によって認定されています。}

また、住宅所有者がエネルギー改善の可能性を迅速に評価できる簡易ツールもいくつかあります。これらは多くの場合、州政府機関や地域の公共事業体によって無料で提供され、デバイス/エリア別の使用量の推定値を含むレポートを作成します（すでに使用量情報を持っているため）。例としては、オレゴン州エネルギートラストプログラム^[5]やシアトルホームリソースプロファイル^[6]などがあります。このようなプログラムには、無料のコンパクト蛍光灯も含まれる場合があります。

簡単な DIY 住宅エネルギー監査は、特別なツールを使わずに実行できます。注意深く計画的に評価することで、住宅所有者はエネルギー損失の原因となる多くの問題を発見し、エネルギー効率の向上について決定を下すことができます。住宅エネルギー監査中は、検査したエリアと特定された問題のチェックリスト^[7]を用意することが重要です。監査が完了したら、推奨されるアクションの計画を作成する必要があります。

ニューヨーク市では、地方法87号などの地方法により、50,000平方フィート（4,600 m ²）以上の建物は、区画番号に応じて10年に1回エネルギー監査を受けることが義務付けられています。^[8]この作業を行うにはエネルギー監査員の資格が必要ですが、この規則を強制する監督機関はありません。地方法87号では、資格を持ったプロフェッショナルエンジニアが作業を監督することが義務付けられているため、実績のあるエンジニアリング会社を選ぶのが最も安全な方法です。

これらの法律は、ニューヨーク市の最大の汚染源である建物のエネルギー消費を削減するためのニューヨーク市のPlaNYCの結果である。 ^[9]一部のエンジニアリング会社は、発見された省エネ対策を実施する施設に対して無料のエネルギー監査を提供している。^[10]

2002 年以来、レバノンエネルギー保全センター (LCEC) は、中規模および大規模消費施設のエネルギー監査に関する全国的なプログラムを開始しました。2008 年末までに、LCEC は 100 件を超える監査に資金を提供し、監督してきました。

LCECは、エネルギー監査プログラムを立ち上げ、レバノンのエネルギーを消費する第三次産業および公共の建物や工業プラントのエネルギー管理を支援しています。

LCEC の長期目標は、ESCO 市場を創出することです。これにより、受益者は誰でも専門のESCO に直接連絡して、標準化されたエネルギー パフォーマンス契約に従ってエネルギー監査を実施し、エネルギー節約対策を実施し、エネルギー節約プログラムを監視できるようになります。

現在、LCEC はエネルギー監査調査の資金援助を行っており、受益者とエネルギー監査会社の両方を結び付けています。また、LCEC は、調査の結果得られた省エネ対策の実施に使用される特別基金の創設も目標としています。

LCECはレバノンにおけるESCO資格の最低基準を設定し、資格を満たしたESCOのリストを自社のウェブサイトに掲載した^[11]。

過去数十年間、ますます高価になるエネルギーコストを削減し、持続可能な未来へと向かうという要求により、エネルギー監査が非常に重要になり、産業エネルギー監査が急増しています。エネルギー支出は産業企業にとって大きな費用であるため、その重要性はさらに高まります (エネルギー支出は平均的な製造業者の費用の約 10% を占めます)。この増加傾向は、エネルギー コストが上昇し続ける限り続くでしょう。

全体的な概念は家庭や住宅のエネルギー監査と似ていますが、産業エネルギー監査には異なるスキルセットが必要です。住宅のエネルギー監査の主な焦点は、家の耐候性と断熱性です。産業用途の場合、最も多くのエネルギーを使用するのは HVAC、照明、および生産設備であるため、エネルギー監査の主な焦点となります。

エネルギー監査という用語は、施設をざっと歩いて回って主要な問題箇所を特定することから、経験豊富な投資家の財務基準を満たすのに十分な代替エネルギー効率対策の影響を包括的に分析することまで、幅広いエネルギー調査を指すのによく使用されます。非住宅（三次）建物向けには、数多くの監査手順が開発されています（ASHRAE、^[12] IEA-EBC 付録 11、^[13] Krarti、2000）。監査は、最も効率的で費用対効果の高いエネルギー節約の機会（ECO）または対策（ECM）を特定するために必要です。エネルギー節約の機会（または対策）には、より効率的な使用や、既存の設備の一部または全体の交換などがあります。

IEA EBC 付録 11、ASHRAE、Krarti (2000) によって開発された監査方法論によれば、監査プロセスの主な構成要素は次のとおりです。

• 設置された機器の調査やエネルギー料金の分析を含む、建物およびユーティリティデータの分析。
• 実際の運用状況の調査。
• 建物の挙動と、天候、占有状況、運用スケジュールとの相互作用を理解すること。
• エネルギー節約対策の選択と評価
• エネルギー節約の可能性の推定。
• 顧客の懸念とニーズの特定。

エネルギー監査の一般的な種類/レベルは以下で区別されますが、実際に実行されるタスクと労力のレベルは、これらの大まかな見出しの下でサービスを提供するコンサルタントによって異なります。提案された監査が特定のニーズを満たすことを保証する唯一の方法は、詳細な作業範囲でそれらの要件を明記することです。正式な入札書を準備する時間を取ることで、建物の所有者は競争力のある同等の提案を受け取ることも保証されます。

一般的に、分析には 4 つのレベルがあります (ASHRAE)。

• レベル 0 – ベンチマーク: この最初の分析は、過去のユーティリティの使用とコストの分析、および建物のパフォーマンスと類似の建物との比較に基づく、建物全体のエネルギー使用 (WBEU) の予備分析で構成されます。調査対象の設備のこのベンチマークにより、さらなる分析が必要かどうかを判断できます。
• レベル I – ウォークスルー監査: 建物のエネルギー効率を評価するための予備分析。単純で低コストの改善だけでなく、将来の詳細な監査の方向性を示すエネルギー節約対策 (ECM、またはエネルギー節約の機会、ECO) のリストも特定します。この検査は、目視による検証、設置された機器と運用データの調査、およびベンチマーク フェーズ中に収集された記録されたエネルギー消費の詳細な分析に基づいています。
• レベル II – 詳細/一般エネルギー監査: 事前監査の結果に基づいて、このタイプのエネルギー監査は、調査対象の設備の包括的な分析、施設のより詳細な分析、エネルギー使用の内訳、および欠陥を修正するか既存の設備を改善するために選択された ECO/ECM の最初の定量的評価を提供するためのエネルギー使用調査で構成されます。このレベルの分析には、選択されたエネルギー改修を正確に評価するための高度なオンサイト測定と洗練されたコンピューターベースのシミュレーションツールが含まれる場合があります。
• レベル III – 投資グレード監査: 厳密なエンジニアリング調査を必要とする潜在的にコストのかかる ECO に重点を置いた資本集約型変更の詳細な分析。

監査中に遭遇する可能性のあるすべての状況を説明することは不可能であるため、さまざまな状況でエネルギー パフォーマンスが良好、平均的、不良である理由を説明する方法を見つける必要があります。ベンチマーキングの目的は、この質問に答えることです。ベンチマーキングは主に、測定された消費量を他の同様の建物の基準消費量と比較したり、シミュレーション ツールによって生成された基準消費量と比較したりして、過大または許容できない運用コストを特定します。前述のように、ベンチマーキングは、興味深い省エネの可能性を秘めた建物を特定するためにも必要です。ベンチマーキングの重要な問題は、建物の特性を示すパフォーマンス インデックスの使用です。

これらのインデックスは次のようになります。

• 実際の快適状態と快適要件を比較した快適指数。
• エネルギー指数は、エネルギー需要を暖房/空調面積で割ったもので、規制または類似の建物から得られる指数の基準値と比較することができます。
• シミュレーション ツールによって生成された「基準」エネルギー需要と直接比較されるエネルギー需要。

通常、ベンチマークは建物内のエネルギー アウトレット (負荷) に基づいて設定され、さらに「ベース負荷」と「天候に敏感な負荷」に分解されます。これらは、ユーティリティ データが利用可能な期間の天候 (気温と度日) データと相関するエネルギー消費と需要 (計測されている場合) の単純な回帰分析によって設定されます。集計ベース負荷は、この回帰の切片として表され、傾斜は通常、建物外面の伝導損失と浸入損失の組み合わせからベース負荷自体の損失または利益を差し引いたものを表します。たとえば、照明は通常ベース負荷ですが、照明から発生する熱は、傾斜から得られる天候に敏感な冷却負荷から差し引く必要があります。そうすることで、建物外面が冷却エネルギーの使用と需要に実際にどのように寄与しているかを正確に把握できます。^[14]

予備監査 (簡易監査、スクリーニング監査、ウォークスルー監査とも呼ばれる) は、最もシンプルで迅速なタイプの監査です。この監査では、現場の運営担当者との最小限の面談、施設の公共料金やその他の運営データの簡単な確認、施設のウォークスルーが行われ、建物の運営状況を把握し、エネルギーの無駄や非効率性が顕著に表れている箇所を特定します。

通常、このタイプの監査では、主要な問題領域のみが対象となります。是正措置について簡単に説明し、実装コスト、潜在的な運用コストの節約、および単純な回収期間の簡単な見積もりを提供します。さらに検討が必要なエネルギー節約措置 (ECM、またはエネルギー節約の機会、ECO) のリストも提供されます。このレベルの詳細は、提案された措置の実装に関する最終決定を下すには十分ではありませんが、エネルギー効率プロジェクトの優先順位を決定し、より詳細な監査の必要性を判断するには十分です。

一般監査（ミニ監査、現場エネルギー監査、詳細エネルギー監査、完全現場エネルギー監査とも呼ばれる）は、施設の運用に関するより詳細な情報を収集し、省エネ対策のより詳細な評価を行うことで、上記の予備監査を拡張します。 12 ～ 36 か月間の公共料金請求書が収集され、監査人が施設のエネルギー需要率構造とエネルギー使用プロファイルを評価できるようになります。 間隔メーターのデータが利用できる場合は、通常、そのようなデータによって可能になる詳細なエネルギー プロファイルを分析して、エネルギーの無駄の兆候を探します。^[15] 公共料金データを補足するために、特定のエネルギー消費システムの追加計測が行われることがよくあります。 施設の運用担当者との詳細なインタビューを実施して、主要なエネルギー消費システムをより深く理解し、短期および長期のエネルギー消費パターンを把握します。 このタイプの監査では、施設の運用パラメータに基づいて、施設に適したすべての省エネ対策を特定できます。 詳細な実装コストの見積もり、サイト固有の運用コストの節約、および顧客の投資基準に基づいて、各対策について詳細な財務分析が行われます。プロジェクトの実施を正当化するのに十分な詳細が提供されています。クラウドベースのエネルギー監査ソフトウェアプラットフォームの進化により、商業ビルの管理者は、一般および専門の取引業者と協力して、一般的な監査とエネルギーシステム固有の監査を実行できるようになりました。^[16]ソフトウェアによるコラボレーションの利点は、地元の請負業者が提供する「ライブタイム」のコストと利点の見積もりを使用して、調査対象の特定の建物に適用できる可能性のあるエネルギー効率オプションの全範囲を特定できることです。

ほとんどの企業環境では、施設のエネルギー インフラストラクチャのアップグレードは、非エネルギー関連投資と資本資金を競う必要があります。エネルギー投資と非エネルギー投資は両方とも、一般的に期待される投資収益率 (ROI) を重視する単一の財務基準に基づいて評価されます。エネルギー プロジェクトの実装による予測される運用コスト削減は、高いレベルの信頼性を提供するように作成する必要があります。実際、投資家は保証されたコスト削減を要求することがよくあります。投資グレードの監査は、上記の詳細な監査を拡張し、変革に関連する投資を正当化するために必要な技術的および経済的問題を詳細に記述するために、完全なエンジニアリング調査に依存します。

ASHRAEとKrarti（2000）が提案したものと非常によく似た完全な監査手順が、AUDITAC ^[17]とHARMONAC ^[18]プロジェクトの枠組みの中で提案されており、欧州におけるEPB（「建物のエネルギー性能」）指令の実施を支援し、現在の欧州市場に適合させています。

次の手順では、ベンチマークから詳細な監査および財務調査まで、監査プロセスの各ステップで 最新のBESツールを集中的に使用することを提案しています。

• ベンチマーク段階：研究対象の設備で記録されたデータと、ケーススタディや統計から推定された基準値とを比較できるようにするには、正規化が必要です。シミュレーションモデルを使用して、研究対象の設備のコードに準拠したシミュレーションを実行すると、正規化を必要とせずに、研究対象の設備を直接評価できます。実際、シミュレーションベースのベンチマークツールを適用すると、個別の正規化が可能になり、サイズや気候の正規化を回避できます。^[19]
• 予備監査段階: 建物の挙動を正確に把握するには、月間全体の消費量だけでは不十分です。エネルギー料金の分析では、施設内のさまざまなエネルギー消費を正確に特定できない場合でも、消費量記録を使用して、建物とシステムのシミュレーション モデルを較正できます。既存のシステムを評価し、建物の熱挙動を正確にシミュレートするには、調査対象の設備でシミュレーション モデルを較正する必要があります。モデルの較正に必要な反復も、監査プロセスに完全に統合でき、必要な測定と重要な問題を特定するのに役立ちます。^[20]
• 詳細監査段階：この段階では、現場での測定、サブメータリング、モニタリングデータを使用して、BESツールのキャリブレーションを改良します。すべてのエネルギー消費システムの動作特性だけでなく、短期および長期ベース（例：毎日、毎週、毎月、毎年）での負荷プロファイルの変動を引き起こす状況も理解することに細心の注意が払われます。キャリブレーション基準が満たされると、選択したECO / ECMに関連する節約を定量化できます。^[21]
• 投資グレードの監査段階: この段階では、調整された BES ツールによって提供される結果を使用して、選択された ECO/ECM を評価し、詳細なエンジニアリング スタディの方向性を決定できます。

高解像度サーモグラフィーの登場により、検査官は建物のさまざまな表面の熱画像を撮影して、建物の外壁内の潜在的な問題を特定できるようになりました。エネルギー監査の目的で、サーモグラファーは表面温度のパターンを分析し、対流、放射、伝導による熱伝達を特定します。サーモグラフィーは表面温度のみを特定し、表面温度のパターンの原因を特定するには分析を適用する必要があることに注意してください。住宅の熱分析には通常、300～600 ドルかかります。

熱検査を行う余裕がない人でも、非接触型赤外線温度計と反射断熱材を数枚用意すれば、熱損失の大まかな感覚をつかむことができます。この方法では、複数の外壁の内側表面の温度を測定して基準温度を確立します。その後、反射バリア断熱材を 8 フィート (2.4 m) x 1.5 フィート (0.46 m) のストリップにして壁にしっかりとテープで貼り付け、断熱されたエリアの中央の温度を 1 時間間隔で 12 時間測定します (反射バリアを壁から引き離して、反射バリアが覆っているエリアの中央の温度を測定します)。これを行う最適な方法は、建物の内側と外側の温度差 (デルタ T) が少なくとも 40 度の場合です。断熱が良好な壁は、通常、外気温と内部気温の差が平均 40 度の場合、1 時間あたり約 1 度変化します。断熱が不十分な壁は、1 時間で 10 度も下がることがあります。

二酸化炭素排出量やその他の温室効果ガスの増加に伴い、汚染監査は現在、ほとんどのエネルギー監査において重要な要素となっています。エネルギー効率の高い技術を導入することで、公益事業による汚染を防ぐことができます。

オンラインの汚染および排出量計算機は、二酸化炭素に加えて、他の主な大気汚染物質の排出量を概算するのに役立ちます。

汚染監査では通常、2 年間の電気と暖房燃料の消費量を計測し、二酸化炭素、VOC、亜酸化窒素、一酸化炭素、二酸化硫黄、水銀、カドミウム、鉛、水銀化合物、カドミウム化合物、鉛化合物のおおよその数値を示します。

エネルギー監査は、1973年以降のエネルギー危機への対応として最初に普及しました。地球温暖化と気候変動に対する人間の影響についての理解が深まった結果、エネルギー監査への関心は最近高まっています。エネルギー監査は、住宅所有者に対する金銭的インセンティブによっても人気があります。^[22]

• オーストラリア –住宅エネルギー評価
• カナダ –エナーガイド
• 英国 –国家住宅エネルギー評価、標準評価手順、^[23] エネルギー性能証明書
• 米国 –住宅エネルギー評価、Energy Star

• アシュラ
• 効率的なエネルギー利用
• エネルギー効率の実装
• エネルギー回収
• 熱回収換気
• ホームパフォーマンス
• ピンチ分析
• 公共料金の監査

• ウルフィンホフ、ドナルド (2000)。エネルギー効率マニュアル。エネルギー研究所出版。ISBN 0-9657926-7-6 
• クラーク、ウィリアム。(1998) 省エネのための改修。マクグローヒル。ISBN 0-07-011920-1 
• Thumann, Albert. (2012). エネルギー監査ハンドブック。第 9 版。The Fairmont Press。ISBN 0-88173-685-6 
• Krarti, M. (2000)。建物システムのエネルギー監査：エンジニアリングアプローチ。CRC Press。ISBN 0-8493-9587-9 

• エネルギースター: 住宅エネルギー監査
• 米国エネルギー省: エネルギー効率