グリーンビルディング

ライフサイクルアセスメント（LCA）は、原材料の抽出から材料加工、製造、流通、使用、修理、保守、^{廃棄またはリサイクルに至るまで、プロセスのゆりかごから墓場までのすべての段階に関連するあらゆる影響を評価することで、環境、社会、経済に関する懸念に対する狭い視野を回避するのに役立ちます[24 ]}。考慮される影響には、（とりわけ）内在エネルギー、地球温暖化係数、資源使用、大気汚染、水質汚染、廃棄物が含まれます。

グリーンビルディングに関して言えば、ここ数年、特定の規定された手法が環境に良いと仮定する規範的なアプローチから、LCA（ライフサイクルアセスメント）による実際の性能の科学的評価へと移行が見られる。

LCAは建物の環境影響を評価する最良の方法として広く認識されているが（ISO 14040は認められたLCA手法を提供している）、^{[ 25 ]}環境に配慮した建物の設計には、内在エネルギーやその他のライフサイクル影響が重要であるにもかかわらず、グリーンビルディングの評価システムやコードの一貫した要件にはなっていない。

北米では、LCAはグリーングローブス評価システムにおいて一定の評価を受けており、グリーングローブスに基づく新しい米国国家規格ANSI/GBI 01-2010「商業ビル向けグリーンビルディングプロトコル」にも組み込まれています。LCAはLEEDシステムにおいても試験的な評価項目として含まれていますが、次回の主要改訂版に完全に組み込まれるかどうかはまだ決定されていません。カリフォルニア州も、2010年のグリーンビルディング基準コード草案において、LCAを任意措置として盛り込みました。

LCAは設計専門家が日常的に使用するには複雑すぎ、時間がかかりすぎると認識されることが多いが、英国のBREや北米のアテナ持続可能材料研究所などの研究機関は、それをより利用しやすくするために取り組んでいる。^{[ 26 ]}

英国では、BREグリーンガイド仕様書が、 LCA（ライフサイクルアセスメント）に基づいて1,500種類の建築材料の評価を提供している。

The foundation of any construction project is rooted in the concept and design stages. The concept stage, in fact, is one of the major steps in a project life cycle, as it has the largest impact on cost and performance.^[27] In designing environmentally optimal buildings, the objective is to minimize the total environmental impact associated with all life-cycle stages of the building project.

However, building as a process is not as streamlined as an industrial process, and varies from one building to the other, never repeating itself identically. In addition, buildings are much more complex products, composed of a multitude of materials and components, each constituting various design variables to be decided at the design stage. A variation of every design variable may affect the environment during all the building's relevant life-cycle stages.^[28]

Green buildings often include measures to reduce energy consumption–both the embodied energy required to extract, process, transport, and install building materials and operating energy to provide services such as heating and power for equipment.

As high-performance buildings use less operating energy, embodied energy has assumed much greater importance – and may make up as much as 30% of the overall life cycle energy consumption. Studies such as the U.S. LCI Database Project^[29] show buildings built primarily with wood will have a lower embodied energy than those built primarily with brick, concrete, or steel.^[30]

To reduce operating energy use, designers use details that reduce air leakage through the building envelope (the barrier between conditioned and unconditioned space). They also specify high-performance windows and extra insulation in walls, ceilings, and floors. Another strategy, passive solar building design, is often implemented in low-energy homes. Designers orient windows and walls and place awnings, porches, and trees^[31] to shade windows and roofs during the summer while maximizing solar gain in the winter. In addition, effective window placement (daylighting) can provide more natural light and lessen the need for electric lighting during the day. Solar water heating further reduces energy costs.

太陽光発電、風力発電、水力発電、バイオマス発電などによる敷地内での再生可能エネルギー発電は、建物の環境負荷を大幅に軽減できる。ただし、発電設備は一般的に、建物に追加できる設備の中で最も費用のかかるものである。

グリーンビルディングのエネルギー効率は、数値的方法または非数値的方法のいずれかによって評価できます。これには、シミュレーションモデリング、分析ツール、統計ツールの使用が含まれます。^{[ 32 ]}

2024年4月に発表された国際エネルギー機関（IEA）の報告書では、建物が世界の最終エネルギー消費量の約30％、電力需要の50％以上を占めていることが強調された。同報告書は、2015年から2022年にかけてヒートポンプの販売台数が3倍になったこと、 2023年の自動車販売台数の20％を電気自動車が占めたこと、そして今世紀半ばまでに中国のピーク電力需要が倍増する可能性があることを指摘した。インドでは、エアコンの普及率が2050年までに10倍に増加し、ピーク電力需要が6倍に増加する可能性があるが、効率的な対策によって半減できる可能性がある。 2050年までに、需要応答対策により、先進国では家庭の電気料金が7%から12%、発展途上国では20%近く削減される可能性があり、スマートデバイスの設置は2030年までにほぼ倍増するだろう。米国では、2030年までにピーク需要が116GW削減され、年間8000万トンのCO2が削減され_、グリッドインタラクティブビルにより20年間で1000億ドルから2000億ドルの節約が見込まれる。アラバマ州では、スマートな近隣地域が従来の住宅と比較して35%から45%のエネルギー節約を実現した。^{[ 33 ]}

持続可能な建築において、水の消費量を削減し、水質を保護することは重要な目標です。水の消費に関する重要な問題の一つは、多くの地域で、供給源となる帯水層への需要が、帯水層の補充能力を超えていることです。可能な限り、施設は敷地内で収集、使用、浄化、再利用される水への依存度を高めるべきです。建物のライフサイクル全体を通して水を保護・保全するには、トイレの洗浄に水を再利用する二重配管を設計したり、洗車に水を使用したりすることが考えられます。超節水型トイレや節水型シャワーヘッドなどの節水器具を使用することで、廃水を最小限に抑えることができます。^{[ 34 ]}ビデはトイレットペーパーの使用をなくし、下水道の交通量を減らし、敷地内での水の再利用の可能性を高めます。使用時点での水処理と加熱は、循環する水の量を減らしながら、水質とエネルギー効率の両方を向上させます。敷地内での灌漑など、非下水および雑排水の使用は、地域の帯水層への負荷を最小限に抑えます。 ^{[ 35 ]}

水とエネルギー効率に優れた大規模商業ビルは、LEED認証を取得できます。フィラデルフィアのコムキャストセンターは、フィラデルフィアで最も高いビルです。また、LEED認証を取得している米国で最も高いビルの1つでもあります。このビルの環境工学は、水ではなく蒸気を使って各階を冷却するハイブリッド式セントラル冷水システムで構成されています。バーンズ・メカニカル社は、58階建て、140万平方フィートのこの超高層ビルの全面改修工事を担当しました。

持続可能な建築において、環境に配慮した建材を取り入れることで、建設および運用における環境負荷を大幅に軽減できます。環境に配慮した建材は、再生可能な資源、低エネルギー消費、環境劣化の最小化といった持続可能な特性を備えています。また、天然資源の枯渇を抑制する効果もあります。

例えば、断熱材に環境に優しい建材を使用することで、空調設備への依存度を大幅に減らし、エネルギー消費量を削減できます。建設から解体まで、ライフサイクル全体を通して材料や資源をより効率的に利用することが重視されています。天然資源を保護するためには、リサイクル材の使用が不可欠です。リサイクル材を使用することで、資源の採掘に伴う環境負荷の低減など、多くのメリットが得られます。これは、資源の継続的な採掘需要がなくなるためです。現場での廃棄物や汚染の削減も同様に重要です。モジュール設計を採用することで、材料を現場外でプレハブ化し、現場での廃棄物を削減できます。ゼロウェイスト材料の使用が推奨され、現場での汚染物質の放出も削減されます。これらの材料の使用は、健康面でもメリットがあります。環境に優しい建材は、建物の居住者の健康増進に貢献します。

エネルギー効率に関しては、グリーン建築材料は、建物の向き、熱容量、自然換気を最適化するパッシブ設計戦略を可能にし、暖房、冷房、照明のエネルギー使用量を最小限に抑えます。これは、自然光を増やし、人工照明の必要性を減らすために、窓や日よけ装置を戦略的に配置するという形で実現できます。グリーン建築材料の主な焦点の 1 つは、材料の寿命を指す耐久性対資源比です。材料の寿命が長ければ、頻繁な交換や修理の必要性が減ります。これらの材料は、使用後に新しい用途に使用することもできます。グリーン建築材料に関連する課題には、初期費用が高いこと、入手可能性とアクセスが限られていることなどがあります。しかし、長期的には、グリーン建築材料は、消費量の削減、メンテナンスコストの削減、材料寿命の延長効果により、長期的な節約をもたらします。^{[ 36 ]}

一般的に「グリーン」とみなされる建築材料には、木材（第三者機関の基準で認証されたもの）、急速に再生可能な植物材料（竹や藁など）、寸法石、再生石、麻コンクリート、^{[ 37 ]}再生金属（銅の持続可能性とリサイクル性を参照）、その他の無毒、再利用可能、再生可能、および/またはリサイクル可能な製品が含まれます。エネルギー消費量と炭素/有害物質の排出量が多い一般的な建築材料の代わりに、製造エネルギーの少ない材料を使用できます。 ^{[ 38 ]}コンクリートについては、高性能の自己修復バージョンが利用可能ですが、^{[ 39 ] [ 40 ]}汚染廃棄物の発生量が少ないオプションでは、アップサイクルや集合物による補完のアイデアが検討されています。従来のコンクリート混合物をスラグ、製造廃棄物、骨材に置き換えるなどです。^{[ 41 ]}断熱材についても、代替のための複数の角度があります。一般的に使用されているグラスファイバーは、同等またはそれ以上のR値（厚さ1インチあたり）を持ち、価格競争力のある、環境に優しく、エネルギー消費量の少ない断熱材との競争に直面している。羊毛、セルロース、サーマコルクはより効率的に機能するが、輸送費や設置費用によって使用が制限される可能性がある。

さらに、製造時のエネルギー比較は、建築材料の選択とその効率を推測するのに役立ちます。持続可能な方法で生産すれば、木材の生産はコンクリートや鉄鋼よりもCO2_の排出量が少なくなります。同様に、鉄鋼も技術（電気炉など）の改善やエネルギーリサイクル/炭素回収（建築環境における炭素の体系的な貯蔵の未活用の可能性）によって、より持続可能な方法で生産できます。 ^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}

EPA（環境保護庁）は、石炭燃焼生成物、鋳物砂、解体廃棄物などのリサイクルされた工業製品を建設プロジェクトで使用することも推奨しています。^{[ 22 ]}米国では、エネルギーリベートプログラムを通じて、エネルギー効率の高い建築材料や機器が推進されています。

ボストン・コンサルティング・グループの2022年の報告書によると、セメント、鉄、鋼のより環境に優しい形態の開発への投資は、電力や航空への投資と比較して、より大きな温室効果ガス削減につながることがわかった。^{[ 45 ]}さらに、CO2_{を生成せずにセメントを製造するプロセスは避けられない。しかし、ポゾランクリンカーを使用すると、}セメント製造プロセス中にCO2排出量を削減できる。 ^{[ 46 ]}

LEED規格の5つの環境カテゴリーの1つである室内環境品質（IEQ）カテゴリーは、居住者の快適性、健康、生産性を向上させるために作成されました。LEED IEQカテゴリーは、特に室内空気質（IAQ）、熱品質、照明品質の設計および建設ガイドラインに対応しています。^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}

室内空気質は、揮発性有機化合物（VOC）や微生物汚染物質などの空気中の不純物を減らすことを目的としています。建物は、適切に設計された換気システム（自然換気または機械式換気）に依存して、屋外からのよりきれいな空気、または再循環されたろ過空気を適切に換気し、作業（キッチン、ドライクリーニングなど）を他の用途から隔離します。設計および建設プロセス中に、VOC排出量がゼロまたは低い建材および内装仕上げ製品を選択することで、IAQ が向上します。ほとんどの建材および清掃/メンテナンス製品はガスを放出し、その中にはホルムアルデヒドを含む多くの VOC などの有毒なものもあります。これらのガスは、居住者の健康、快適性、および生産性に悪影響を与える可能性があります。これらの製品を避けることで、建物の IEQ が向上します。LEED ^{[ 50 ]} 、 HQE ^{[ 51 ]}、および Green Star には、低排出の内装材の使用に関する仕様が含まれています。 LEED 2012 草案^{[ 52 ]}は、対象製品の範囲を拡大しようとしています。BREEAM ^{[ 53 ]}はホルムアルデヒドの放出を制限しますが、他の VOC は制限しません。MAS Certified Green は、市場で低 VOC 放出製品を明確にするための登録商標です。^{[ 54 ]} MAS Certified Green プログラムは、製造された製品から放出される可能性のある有害化学物質が徹底的にテストされ、認識されている長期的な健康上の懸念に対処するために独立した毒性学者によって確立された厳格な基準を満たしていることを保証します。これらの IAQ 基準は、次のプログラムに採用され、組み込まれています。

• 米国グリーンビルディング協会（USGBC）のLEED評価システム^{[ 55 ]}
• カリフォルニア州公衆衛生局（CDPH）は、セクション01350の基準^{[ 56 ]において、}
• 高パフォーマンススクールのための協働組織（CHPS）のベストプラクティスマニュアル^{[ 57 ]}
• ビジネス・機関家具製造業者協会（BIFMA）は、そのレベル®サステナビリティ^{基準において、}

室内空気質にとって重要なのは、カビ、細菌、ウイルス、ダニ、その他の生物や微生物病原体の増殖を抑制するために、湿気（水分）の蓄積を制御することです。建物の外壁からの水の浸入や、建物内部の冷たい表面での結露は、微生物の増殖を促進し、維持する可能性があります。断熱性が高く気密性の高い外壁は湿気の問題を軽減しますが、人間の代謝プロセス、調理、入浴、清掃、その他の活動など、屋内の湿気の発生源から湿気を除去するために、適切な換気も必要です。^{[ 59 ]}

HVACシステムによる個別の温度および気流制御と、適切に設計された建物の外皮を組み合わせることで、建物の熱品質を向上させることができます。自然光と電気光源を慎重に統合することで高性能な照明環境を作り出すと、建物の照明品質とエネルギー性能が向上します。^{[ 35 ] [ 60 ]}

無垢材製品、特に床材は、居住者がほこりやその他の微粒子にアレルギーを持っていることがわかっている環境でよく指定されます。木材自体は低アレルゲン性と考えられており、その滑らかな表面は、カーペットなどの柔らかい仕上げ材によく見られる粒子の蓄積を防ぎます。米国喘息アレルギー財団は、カーペットの代わりに、広葉樹、ビニール、リノリウムタイル、またはスレートの床材を推奨しています。^{[ 61 ]}木材製品の使用は、空気中の水分を吸収または放出して湿度を適度にすることで、空気の質を改善することもできます。^{[ 62 ]}

室内のすべての構成要素と居住者の相互作用が、室内空気質を決定するプロセスを形成します。このようなプロセスの広範な調査は、室内空気科学研究の対象であり、ジャーナル Indoor Air に詳しく記載されています。^{[ 63 ]}

建物の設計と建設においてどれほど持続可能なものであっても、責任を持って運用され、適切に維持管理されていなければ、その持続可能性は維持されません。運用および保守（O&M）担当者がプロジェクトの計画および開発プロセスに参加していることを確認することで、プロジェクト開始時に設計されたグリーン基準を維持するのに役立ちます。^{[ 64 ]}グリーンビルディングのあらゆる側面は、建物のライフサイクルのO&Mフェーズに統合されます。新しいグリーンテクノロジーの追加もO&Mスタッフの責任です。廃棄物削減の目標は、建物のライフサイクルの設計、建設、解体フェーズで適用される可能性がありますが、リサイクルや空気質の改善などのグリーンな取り組みが行われるのはO&Mフェーズです。O&Mスタッフは、エネルギー効率、資源の保全、環境に配慮した製品、その他の持続可能な取り組みにおけるベストプラクティスを確立することを目指すべきです。建物の運用者と居住者の教育は、O&Mサービスにおける持続可能な戦略の効果的な実施の鍵となります。^{[ 65 ]}

グリーン建築は、建設中に使用されるエネルギー、水、材料の無駄を削減することも目指しています。たとえば、カリフォルニア州では、州の廃棄物の約60%が商業ビルから発生しています。^{[ 66 ]}建設段階では、埋立地に送られる材料の量を減らすことが目標の1つであるべきです。適切に設計された建物は、埋立地に送られる物質を減らすためのコンポスト容器などのオンサイトソリューションを提供することで、居住者によって発生する廃棄物の量も削減するのに役立ちます。

埋め立て処分される木材の量を減らすため、ニュートラル・アライアンス（政府、NGO、林業関係者からなる連合体）は、dontwastewood.comというウェブサイトを開設しました。このサイトには、規制当局、自治体、開発業者、請負業者、所有者／運営者、そして木材リサイクルに関する情報を探している個人／住宅所有者向けの様々なリソースが掲載されています。

建物が耐用年数を終えると、通常は解体され、埋立地に運ばれます。解体とは、一般的に「廃棄物」とみなされるものを回収し、有用な建築材料として再利用する方法です。^{[ 67 ]}建物の耐用年数を延ばすことも廃棄物の削減につながります。木材などの軽くて扱いやすい建築材料は、改修を容易にします。^{[ 68 ]}

井戸や浄水場への負荷を軽減するために、いくつかの選択肢があります。食器洗い機や洗濯機などから出る排水である「雑排水」は、地下灌漑に利用したり、処理すれば、トイレの洗浄や洗車など、飲料以外の用途に利用したりできます。雨水収集器も同様の目的で使用されます。

集中型廃水処理システムはコストがかかり、多くのエネルギーを消費します。このプロセスの代替案は、廃棄物と廃水を肥料に変換することであり、これによりこれらのコストを回避し、他の利点も示します。人間の廃棄物を発生源で収集し、他の生物学的廃棄物とともに半集中型バイオガスプラントに送ることで、液体肥料を生産できます。この概念は、1990年代後半にドイツのリューベックの集落で実証されました。このような取り組みは、土壌に有機栄養素を供給し、大気から二酸化炭素を除去する炭素吸収源を作り出し、温室効果ガスの排出を相殺します。人工肥料の生産は、このプロセスよりもエネルギーコストも高くなります。^{[ 69 ]}

電力ネットワークは、ピーク需要（ピーク負荷とも呼ばれる）に基づいて構築されます。ピーク需要はワット（W）単位で測定され、電気エネルギーがどれだけ速く消費されるかを示します。住宅用電気料金は、多くの場合、電気エネルギー量（キロワット時、kWh）に基づいて課金されます。グリーンビルディングやサステナブルビルディングは、多くの場合、電気エネルギーを節約できますが、必ずしもピーク需要を削減できるとは限りません。

持続可能な建築機能が効率的に設計、建設、運用されると、ピーク需要が削減され、電力ネットワークの拡張の必要性が減り、炭素排出量と気候変動への影響が軽減されます。^{[ 70 ]}これらの持続可能な機能には、良好な方位、十分な室内熱容量、良好な断熱、太陽光発電パネル、熱または電気エネルギー貯蔵システム、スマートビルディング（ホーム）エネルギー管理システムなどがあります。^{[ 71 ]}

気候変動2007は、国連気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の第4次評価報告書（AR4）であり、このような報告書の4番目である。IPCCは、世界気象機関（WMO）と国連環境計画（UNEP）によって設立され、気候変動、その潜在的な影響、適応と緩和の選択肢に関する科学的、技術的、社会経済的な情報を評価している。^{[ 89 ]}

国連環境計画（UNEP）は、低炭素社会への移行を促進し、気候変動対策を支援し、気候変動科学への理解を深め、この地球規模の課題に対する一般の人々の意識を高めるために活動しています。

温室効果ガス指標：企業および非営利団体向け温室効果ガス排出量計算に関するUNEPガイドライン

アジェンダ21は、国連が実施する持続可能な開発に関するプログラムです。これは、国連機関、各国政府、主要団体が、人間が環境に影響を与えるあらゆる分野において、地球規模、国レベル、地域レベルで取り組むべき行動計画を包括的に示したものです。数字の21は21世紀を表しています。

国際コンサルティングエンジニア連盟（FIDIC）のプロジェクト持続可能性管理ガイドラインは、プロジェクトエンジニアやその他の関係者が、社会の利益に資するものとして認識され、受け入れられる持続可能な開発目標をプロジェクトに設定できるよう支援するために作成されました。このプロセスはまた、プロジェクト目標を現地の状況や優先事項に合致させ、プロジェクト管理に携わる人々が進捗状況を測定・検証できるよう支援することも目的としています。

プロジェクトの持続可能性管理ガイドラインは、社会、環境、経済という3つの主要な持続可能性の項目に基づき、テーマとサブテーマで構成されています。各サブテーマごとに、主要なプロジェクト指標が定義され、個々のプロジェクトにおけるその課題の関連性に関するガイダンスが示されています。

サステナビリティ報告フレームワークは、組織がサステナビリティに関する実績を開示する際の基礎として活用できる指針を提供するとともに、利害関係者が開示された情報を理解するための、普遍的に適用可能で比較可能な枠組みを提供する。

報告フレームワークには、サステナビリティ報告ガイドラインの中核となる成果物、プロトコル、およびセクター別補足資料が含まれています。ガイドラインは、すべての報告の基礎として使用されます。ガイドラインは、他のすべての報告ガイダンスの基盤であり、規模、セクター、所在地に関わらず、すべての組織に広く関連する報告の中核的な内容を概説しています。ガイドラインには、原則とガイダンス、および指標を含む標準的な開示事項が含まれており、組織が自主的、柔軟、かつ段階的に採用できる開示フレームワークの概要を示しています。

ガイドラインにおける各指標は、プロトコルに基づいており、プロトコルには、指標における主要用語の定義、集計方法、指標の想定される範囲、およびその他の技術的な参考文献が含まれています。

セクター別補足資料は、画一的なアプローチの限界に対応するものです。セクター別補足資料は、鉱業、自動車産業、銀行業、公共機関など、さまざまなセクターが直面する固有の持続可能性に関する課題を捉えることで、基本ガイドラインの活用を補完します。

IPD環境コードは2008年2月に発表されました。このコードは、企業ビルの環境パフォーマンスを測定するためのグローバルな優良事例標準となることを目的としています。企業ビルの環境影響を正確に測定および管理し、不動産管理責任者が世界中のどこにいても自社ビルに関する高品質で比較可能なパフォーマンス情報を生成できるようにすることを目的としています。このコードは、オフィスから空港まで幅広い種類の建物を対象としており、以下の事項について情報提供と支援を行うことを目的としています。

• 環境戦略の策定
• 不動産戦略へのインプット
• 環境改善への取り組みを伝える
• パフォーマンス目標の設定
• 環境改善計画
• パフォーマンス評価と測定
• ライフサイクルアセスメント
• 建物の取得と処分
• サプライヤー管理
• 情報システムとデータ入力
• 規制遵守
• チーム目標と個人目標

IPDは、一般的な企業資産全体で使用できる堅牢なベースラインデータセットを開発するために必要な重要なデータを収集するには、約3年かかると推定している。

ISO/TS 21931:2006「建築における持続可能性―建設工事の環境性能評価方法の枠組み―第1部：建築物」は、建築物の環境性能評価方法の質と比較可能性を向上させるための一般的な枠組みを提供することを目的としています。この規格は、設計、建設、運用、改修、解体の各段階において、新規または既存の建築物の環境性能評価方法を使用する際に考慮すべき事項を特定し、説明しています。これはそれ自体が評価システムではなく、ISO 14000シリーズ規格に定められた原則に従って、同規格と併用して使用されることを意図しています。