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持続可能な改修とは、持続可能な方法と材料を使用して、既存の建物の環境性能を向上させる作業を指します。改修または改造は、「建物の容量、機能、または性能を変更するために、メンテナンスを超えて建物に行う作業」と定義されています。言い換えると、新しい条件や要件に合わせて建物を調整、再利用、またはアップグレードするための介入です。 [1]改修は、建物の一部、建物全体、またはキャンパスに対して行うことができます。[2]持続可能な改修は、これをさらに一歩進めて、環境への影響と居住者の環境の点でより優れたパフォーマンスを発揮するように既存の建物を変更します。
持続可能な改修のほとんどは、グリーン改修でもあります。グリーン改修とは、建物の炭素排出量と環境への影響を削減することを目的とした既存の建物の改修です。これには、 HVACやその他の機械システムのエネルギー効率の改善、建物外壁の断熱品質の向上、持続可能なエネルギー生成の実装、居住者の快適性と健康の向上を目指すことが含まれます。
グリーン改修は、USGBCのLEED for Existing Buildings: Operations & Maintenance、[3] Passive House EnerPHit、[4] Green Globes for Existing Buildings [5]など、多くの建物評価システムに組み込まれ、ますます注目を集めるようになっています。既存の建物が運用中の建物の大部分を占め、気候変動との闘いにおいてますます考慮すべき分野として認識されているため、一部の政府はグリーン改修に資金を提供しています。[6]
概要
持続可能な改修は、都市、建物、産業などの新しい開発に関連する持続可能な開発と同等です。持続可能な改修には、建物のエネルギー消費を削減するための断熱および関連対策、太陽熱温水器や太陽光発電などの再生可能エネルギー源の設置、水の消費を削減するための対策、過熱を減らし、換気を改善し、内部の快適性を向上させるための変更が含まれます。持続可能な改修のプロセスには、既存のコンポーネントの廃棄物を最小限に抑えること、環境に優しい材料をリサイクルして使用すること、改修中の エネルギー使用、騒音、廃棄物を最小限に抑えることが含まれます。
持続可能な改修が重要なのは、現在使用されている建物の大半が新築ではなく、エネルギー基準が低かったか存在しなかった時代に建設されたため、現在の基準やユーザーの期待に沿わないためです。コスト、社会的混乱、または建物が建築的または歴史的に興味深いものであるために、取り壊しや建て替えが受け入れられないことが多いため、既存の建物の多くは今後何年も使用される可能性があります。解決策は、そのような建物を改修または改築して、現在および将来の使用に適したものにし、エネルギー使用と快適性の現在の要件と基準を満たすことです。
持続可能な改修は新しい概念ではありませんが、気候変動につながるエネルギーの大量使用、建物の過熱、健康的な内部環境の必要性、材料生産に関連する廃棄物と環境破壊に関する現在の懸念により、認識と重要性が高まっています。多くの政府は、新しい建物や開発の基準を上げるだけでなく、既存の建物ストックを持続可能な方法で改修することの重要性を認識し始めており、ガイダンスや助成金、その他の支援や刺激活動を行っています。シンクタンク、ロビー団体、ボランティア組織は、持続可能な改修の必要性と実践を宣伝し、促進し続けています。多くの国で、事例や実証プロジェクトが豊富にあります。
持続可能な改修の技術は長年にわたって開発されてきましたが、その原理は新築の建物で使用されるものと非常に似ています。しかし、古い建物に見られるさまざまな状況に適した実践と詳細には、プロセスを最適化し、その後の問題を回避するための特定のソリューションとガイダンスの開発が必要でした。詳細な技術ガイダンスは、政府が後援する情報源から広く入手できます。
改造
ほとんどの改修は、新しい建物を建設するのではなく、既存の建物を改良するため、ある程度「グリーン」であると考えられます。[7]これにより、まったく新しい構造物を建設するために使用されるはずだったリソースが節約されます。グリーン改修は通常、各設計決定に持続可能性を取り入れ、エネルギーコストを節約することを目的としています。
建物の改修には、既存の建物と敷地の制約が伴います。たとえば、太陽に対する建物の向きはエネルギー性能に大きな影響を与えますが、建物を回転させることは通常、改修の範囲外です。予算上の制約も、提案された省エネ対策に影響を与えることがよくあります。[8]
最近まで、グリーン改修は一般的に特定の建物や顧客のための単発プロジェクトと考えられてきましたが、気候変動に直面して既存の建物のエネルギー効率を改善することに重点が置かれるようになったことから、体系的かつ大規模に検討され始めています。[7] [9]政府や擁護団体にとっての主な課題は、既存の建物がさまざまな用途で特徴付けられ、異なる気候の地域に位置し、異なる建設の伝統やシステム技術を使用していることです。[10]これらの相違のため、すべての建物に適用できる戦略を特徴付けることは困難です。
政府が気候変動に対処するために古い建物の改修に重点を置いているため、グリーン改修は最近かなりの研究上の注目を集めています。建物の最大半分は常に40年以上経過していると推定されています。[11]古い建物は、設計上の欠陥、機械システムの効率の低下、外壁の透過性の増加により、現代の建物よりもエネルギー性能が大幅に劣っています。米国の住宅のエネルギー使用強度は、最終用途のエネルギー効率の向上と規制の改善により、1985年から2004年の間に9％低下しました。[12]残念ながら、これは住宅の総数の増加によって相殺されています。
なぜ持続可能な改修なのか?
気候変動
国連気候変動枠組条約（UNFCCC）の目的の1つは、気候変動に寄与する温室効果ガスの排出を緩和することです。より具体的には、国連は建物関連の温室効果ガス排出の即時削減を支持しています。[13]建物の改修は、現在の建物ストックの脱炭素化において重要な役割を果たします。[14]既存の建物を取り壊す以外では、建物の性能を改善したり、ゼロエミッションの建物を開発したりする唯一の方法です。[13]エネルギー効率の高い改修は、建物のエネルギー消費を削減するためのツールであり、[15]温室効果ガスの排出量と資源の使用が削減されます。[2]研究では、広範囲にわたる改修の実施が個々のGHG排出量だけでなく、世界全体の排出量とエネルギー消費に及ぼす可能性のある影響の重要性が示されています。[16]
環境正義と社会的持続可能性
社会的持続可能性は、建物が周辺または居住者の社会、コミュニティ、個人に与える影響に関係しています。[2]これは、ライフサイクルアセスメント（LCA）などの環境影響評価ツールで考慮されています。持続可能な改修は、既存の建物の状態を改善するために、経済的、社会的、環境的ニーズを統合します。[15]たとえば、持続可能な建物は、健康に悪影響を与えない材料を使用しているため、居住者にとってより健康的であるため、社会的に持続可能です。[2]
室内環境の質
既存の建物の屋内環境の質は、設計や使用されている材料が原因で、屋外環境よりも不満足で不健康であることが多いことが知られています。持続可能な改修、および一般的な持続可能な建物の主な議論は、グリーンビルディングは居住者にとってより健康的で満足できるという信念です。[2]持続可能な改修の仕様では、材料と建物のフレームワークが二酸化硫黄や二酸化窒素などの危険な粒子やガスを屋内環境に放射しないようにするための措置が講じられており、居住者のために屋内の空気をろ過するためのさらなる措置が講じられています。[15] [17]「市民ヘルスケア原則」では、持続可能な改修は建物が安全であり、内部にいる人々の生活の質を向上させることを保証する必要があると規定されています。[15]改修設計では、プログラムを開発する際に、屋内の微気候と建物周辺の外部環境の両方を考慮する必要があります。[15]考慮すべき微気候パラメータは次のとおりです。
- 空気速度
- 湿度
- 露点
- 点灯
- 空気循環速度
- 音響
- 温度
歴史的保存
歴史的建造物の保存は、既存の資材やインフラの寿命を最大限に延ばすため、本質的に持続可能です。[13]資材や既存の構造物を保存することで廃棄物が減り、小さな歴史的コミュニティの特徴が保たれます。持続可能性の典型はまったく建てないことであり、それは保存と改修に等しいと主張する人も多くいます。
有限資源：材料とエネルギー
社会として、私たちは多くの資源、例えば再生不可能なエネルギー源を有限に持っています。持続不可能な建物は、その運用において、他の産業と比較して、再生不可能なエネルギー資源を大量に消費します。ここでも、既存の建物のエネルギー効率を高めて再生不可能なエネルギー資源の消費を減らすか、あるいはそれを完全に再生可能な資源に置き換えることが必要です。[13]効率は、建物のシステムと運用を変更する持続可能な建物の改修によって改善できます。建物のエネルギー効率が向上するにつれて、建物を構成する材料のライフサイクルへの影響を考慮することがますます重要になっています。[14]長寿命で持続可能ではない建物を設計および建設すると、寿命の短い建物の建設と解体が可能になり、その寿命全体にわたって使用されない建設材料が無駄になります。既存の建物を再利用すると、建物の所有者は、建物の構成にすでに投資されているエネルギーを使用することができます。その炭素を無駄にして、新しい建物の建設でより多くのエネルギーを消費するのではなく。[2]
持続可能な改修の目標の開発
このセクションでは、数人の著者による持続可能な改修の目標の開発のタイムラインと進捗状況を示します。
1996年にボールドウィンが提唱した「持続可能な開発」の主な目標には、人間の健康と環境への影響を最小限に抑えること、再生不可能な資源の最適利用、再生可能資源の活用、将来の計画と適応性などが含まれています。[15] [18]気候と生態系への影響を最小限に抑えることは、温室効果ガスの排出削減によって達成されますが、これは再生不可能な資源の使用を最適化するというもう1つの目標と関連しています。建物の建設と運用に使用される再生不可能なエネルギー源を削減することで、建物から排出される温室効果ガスも削減されます。改修では、景観建築を通じて地元の生態系を保護し、強化することもできます。[15]人間の健康は、屋内空間の換気と空気ろ過を増やし、呼吸器系の健康に影響を与える可能性のある有害な建築材料を避けることで保護されます。これは、材料の再利用またはリサイクルを促進して材料の無駄を削減または排除することでも達成できます。再生可能資源の利用という目標は、住宅の暖房・冷房システムを電化したり、敷地内に再生可能エネルギー発電・貯蔵システムを設置したり、木材などの再生可能資源製品を建築材料として使用したりすることで、改修によって達成できます。[15]未来を見据えた建物は、既存の建物の耐久性を高め、建物の耐用年数を延ばす改修によって実現できます。
1996年、キーピングとシャイアーズは「グリーン改修」の目標は3つの部分から成ると説明した。[15] [19]最初の部分には、効率的で受動的な暖房と冷房システムの組み合わせにより消費エネルギーが少なくなるため、光熱費が下がることが含まれる。2番目の部分では、改修されたシステムがより単純で、修理しやすいように設置されているため、メンテナンス費用が下がる。最後に、3番目の部分では、グリーン改修が施された建物は居住者にとってより健康的で快適であると主張している。[15]
最終的に、2006年にシタールらは「持続可能な改修」の原則を定義しました。[15] [20]目標には、暖房、冷房、換気、照明など、運用中に使用されるエネルギーの削減が含まれています。もう1つの目標は、屋内のミクロ環境と屋外のマクロ環境に関して、再生可能エネルギー源と低影響材料の両方を活用することです。彼らは、人間の健康、ユーザーフレンドリーな制御、将来のニーズへの適応性という点で生活環境の改善を達成すると主張しています。[15]目標は、これらすべてをイノベーション計画を通じて達成し、環境的、経済的、社会的に有益なデザインを開発することです。
持続可能な改修の特徴
総合的な改善
持続可能な改修は、建物全体とコミュニティ全体の複数のシステムを統合して「建物全体のパフォーマンスの最適化」を達成することを目的としています。[13]改修はエネルギー消費を削減するだけでなく、騒音、温度、照明などの点で居住者の快適性を向上させます。建物のライフサイクルを延長し、環境への影響を減らし、居住者の健康的な環境を作り出します。[15]
環境責任
持続可能な改修は、有害物質の量を減らし、省エネ技術を活用し、非再生可能なエネルギー源ではなく再生可能エネルギーを使用するように建物を改修することで、改修による環境への悪影響を最小限に抑えることを目的としています。 [15]建物の改修に組み込むことができる責任ある環境対策には、エネルギーと水の効率化、廃棄物の削減とリサイクル、環境への影響が少ない材料の使用、効率的な建物の運用などがあります。[2]エネルギー効率の高い設計の例には、高効率の照明とスマートコントロールが含まれます。同様に、水効率の高い設計の例には、デュアルフラッシングトイレ、中水リサイクル、またはエアレーション水設備が含まれます。
エネルギー効率
持続可能な改修により、改修後の建物のエネルギー性能は、工事前よりも大幅に向上します。エネルギー性能の向上は、新築の建物に対する現在の建築規制を満たす必要があります。[16]持続可能なアプローチは、コードの最小要件を超えて設計し、将来の要件を計画することです。徹底したエネルギー改修には、再生可能エネルギー源からのオンサイトのエネルギー生成の統合が含まれ、ほぼゼロエネルギーの建物を開発することを目標としています。建築改修によって得られるエネルギー効率により、再生可能エネルギー源の統合は費用対効果の高いものになります。[16]英国の調査では、改修後、持続可能性が改修の優先事項でなかったとしても、建物の運用コストが低くなることが示されました。[2]
住宅のエネルギー改修に関する研究では、改修により暖房シーズン中に平均59%の熱エネルギーが節約されたことが示されています。[16]節約額の内訳は、外壁と床の断熱材の追加による25%、窓の断熱材の改善による10%、空気交換の削減による6%、暖房制御装置の設置による18%です。[16]建物の外壁と運用の改修により、建物のエネルギー消費量、運用段階における関連する温室効果ガスの排出量、および全体的な環境への影響が削減されました。[14] [2]
持続可能な改修は、以下のシステムを改善することでエネルギー効率を確保します。[15]
- 絶縁
- 建物のエンベロープの密閉性
- 加熱
- 冷却
- コンディショニング
- 点灯
上記の各システムを改善するための典型的な戦略があります。環境への影響が少ない革新的な断熱材を利用できますが、持続可能でない断熱材を追加しても、建物のエネルギー性能を向上させることができます。 [ 15 ]建物の外壁は、既存の窓を熱橋渡しと太陽光取得の最適化の点で効率的な窓に交換することで改善できます。 [15]パッシブ換気戦略、またはパッシブとアクティブの両方の戦略を使用するハイブリッドシステムを使用すると、空調に必要なエネルギーが削減されます。[15]建物の暖房および冷房システムは、太陽エネルギーで稼働することも、太陽熱温水を使用することもできます。どちらも暖房と冷房による非再生エネルギーの消費を削減します。[15]最後に、占有スペースの採光を最適化することで、照明に使用される電力を削減できます。[15]
衝撃に基づいた材料の改良
持続可能な改修の全体的な環境への影響は、改修に使用する材料の選択に大きく依存します。[14]改修に関する合理的資源原則は、建設材料と天然資源の効率的な使用を推奨しています。[15]これは、ライフサイクル分析によって定量化されます。ライフサイクル分析では、建物が解体された後の寿命廃棄物を含む「Dフェーズ」まで、材料の寿命全体にわたる影響を測定します。[14] [15]廃棄物の輸送は、建設と建物のメンテナンスの両方にコストを追加します。廃棄物を減らし、再利用を最大限にする改修を設計すると、材料をその想定寿命全体にわたって使用することで、短期的および長期的に廃棄物の輸送コストを最小限に抑えることができます。[15]
ライフサイクル分析を通じて、共通のボトムラインに基づいて材料を比較できれば、設計の最適なパスが明らかになります。[14]最終的には、改修には追加の建設資材が必要になるため、環境に悪影響が生じますが、持続可能な改修の目的は、これらの影響を最小限に抑えることです。[14]たとえば、現場での木材の再利用、再生木材の使用、再生可能認証を受けた木材の使用は、すでにそれらの材料に投入されている炭素を活用することをベースとした持続可能な材料の選択です。[2]前述のように、建物の運用中のエネルギー消費量が少なくなるにつれて、建材の一次エネルギー需要と地球温暖化係数のライフサイクル分析がますます重要になっています。 [14]材料の人体への影響もライフサイクルアセスメントに含まれており、建設資材が居住者に害を及ぼす場合、その建設資材は持続可能ではないことを意味します。したがって、持続可能な改修には、建物の室内空気中に低揮発性有機化合物を放出する接着剤、塗料、糊を含めるべきではありません。[2]屋内居住者や外部の生態系に害を及ぼす材料は致命的であると考えられているため、持続可能な改修では使用されません。[17]
コンセプトモデル
示されている画像は、持続可能な改修の概念モデルです。[15]モデルの次元には、技術的、経済的、建築的、社会的、生態学的、文化的が含まれます。これらの次元はすべて関連しており、互いに影響を及ぼし、改修設計自体にも影響を及ぼします。[15]このモデルは、利害関係者が改修設計によってエネルギーの節約、居住者の快適性と健康の向上、建物の寿命の延長、環境保護、そしてもちろん経済的成果をどのように生み出すと期待しているかを示しています。これらの期待は、前のセクションで開発された持続可能な改修の目標と一致しています。概念モデルでは、この記事で次に説明する改修プロセスの手順も紹介しています。
持続可能な改修プロセスの手順
持続可能な改修の原則は、最初の設計図から建物の試運転、引き渡しまで、プロジェクト開発に組み込まれるべきである。このセクションでは、持続可能な改修の設計プロセスの一般的な手順を示します。[15]
1. データ収集:
- 問題の定式化
- プロジェクト目標の策定
2. 必要な改修の程度の決定:
- 身体の衰弱？
- 水分の存在？[13]
- 熱橋？[13]
- 現在のコード要件が満たされていませんか?
- エネルギー需要/消費量が高いですか?
- 室内環境や空気の質が悪いですか?
- 屋外の空気の質が悪い？[13]
- 不満のある居住者ですか?
3. モデリングフェーズ:
- 収集したデータを分析する
- 代替案の比較の基準を作成する
- 設計の代替案を開発する（利害関係者を考慮し、ベストプラクティスを検討する）
4. 選考段階:
- 代替案を評価する（長所と短所に対処する）
- おすすめを選択
- 選択したデザインを最適化する
5. 実装フェーズ
モデリングの段階では、改修が影響を与えるより広い環境を考慮することが重要です。なぜなら、この文脈から切り離して決定を下すことはできないからです。[15]コミュニティの社会的および政治的条件、特に生活条件と生活水準を考慮する必要があります。考慮すべきもう1つの文脈は、平均気温、湿度、土壌の質、天然資源、地形などの生態学的条件です。[15]
グリーン改修の構成要素
統合設計
グリーン改修では、統合設計戦略を活用します。[21]これは、建築家、エンジニア、請負業者が互いに独立して作業する従来のウォーターフォール設計戦略とは対照的です。統合設計戦略では、これらのチームが協力して専門分野を活用し、建物全体を考慮しながら設計上の問題を解決します。これは、設計ソリューションが既存の敷地によって制約されることが多いグリーン改修には不可欠です。これは、既存の建物の形状と形状、敷地のサイズ、または既存および提案されている機械システムの設置要件に関連している可能性があります。これらの制約は建物設計のあらゆる側面に影響するため、持続可能で効果的でコスト効率の高いソリューションを統合できる唯一の方法は、プロジェクトチームがプロジェクトの開始時からこれらすべての側面を考慮することです。
居住者の行動
持続可能な建築方法の多くは受動的で、断熱や照明制御のように自動化できます。その他の方法は、建物の居住者の行動に依存して、エネルギー効率の可能性を最大限に引き出します。エネルギー効率の高い暖房システムは、冬に窓を開けたままにしておくとほとんど役に立ちません。Ascione らによると、「エネルギー効率を高める最初の手段は、ユーザーへの適切なエネルギー教育です」。[22]グリーン改修には、建物の居住者に持続可能な方法と彼らが関わる建物システムについてトレーニングを行うことが含まれます。これにより、使用されるエネルギー節約対策が設計の可能性を最大限に引き出すことができます。トレーニングは、システム製造業者またはプロジェクト設計チームが担当できます。
照明の改修
グリーン改修の最も一般的な形態の1つは、照明の全体または一部を改修することです。照明の改修は通常、建物内の電球のすべてまたは一部を、より新しく効率的なモデルに交換することで行われます。[23]これには、照明器具、安定器、ドライバーの交換も含まれます。LED電球は、白熱電球に比べて効率が大幅に向上しているため、照明の改修では一般的に好まれる選択肢ですが、コンパクト蛍光灯やメタルハライドなどの他のタイプの電球も使用できます。
照明の改修は、エネルギー効率を改善する他の方法と比較して、計画と実行が比較的簡単で、エネルギー節約により投資回収が早いことが多いため、グリーン改修の一般的な形態です。[24]現代のLED電球とコンパクト蛍光灯のほとんどは、既存の照明器具で動作するように設計されており、新しい電球を取り外してねじ込む以外に追加の作業が必要になることはほとんどありません。設置も、より侵襲的な省エネ対策と比較して比較的迅速です。
照明の改修には、人感センサー、昼光センサー、タイマーなどの新しい照明制御の導入も含まれます。これらの制御は、正しく導入されれば、照明の需要を減らすことができます。しかし、照明制御は複雑なため、過度に楽観的なエネルギー使用量削減の見積もりが広まり、人間の行動を予測することが困難であるため、効果的な省エネ対策であるかどうかについては議論があります。[25]
HVACの改修
暖房、換気、空調（HVAC）は建物の運用エネルギー消費量の約50％を占め、HVACの改修により40～70％のエネルギー節約が見込めます。[26] [8]この消費量を削減することでエネルギーとコストの両方を節約できるため、多くのグリーン改修の主な焦点となっています。特に、暖房がエネルギー使用量の60％以上を占める寒冷地ではその傾向が顕著です。[27]建物内の暖房システム、冷房システム、空調システム、加湿システム、ダクトなどが考慮されることが多いです。 [28]
熱回収換気は、新しく密閉された住宅に推奨されます。これは、家から排出される暖かく湿った古い空気の熱を利用して、家に入る冷たく新鮮なフィルターされた空気を暖めるためです。これにより、熱損失を最小限に抑えながら、一酸化炭素中毒、ラドンガス、または有害な粒子が家の中に蓄積する懸念を軽減できます。[29]
その他のグリーン HVAC 改修には、既存のシステムと同じタイプのより新しく、より効率的なモデルを実装することが含まれます。たとえば、古い温水ボイラーをより効率的なものに交換して、水暖房システムに給水します。場合によっては、より大規模なシステムのオーバーホールが適しています。たとえば、古いボイラーを新しい地中熱または空気熱源ヒートポンプシステムに交換するなどです。
建物外壁の改修
断熱性と建物外皮の性能は、あらゆる建物の全体的なエネルギー性能の鍵となります。[30]古い建物の多くは、現在の基準を満たす断熱性がなく、多くのグリーンビルディング評価システムで推奨されている基準を満たす断熱性もありません。これらの建物の多くは、建物内の空気を暖めたり冷やしたり調整したりするためにエネルギーとお金を費やしていますが、建物外皮の漏れや断熱性の低い窓から空気が漏れ出てしまいます。
多くのグリーン改修において、建物の外装を改善するための最初のステップは、現在の欠点を評価することです。気密化は、機械的に暖房または冷房されている住宅のエネルギー効率を改善するための、簡単にアクセスでき、費用対効果の高い方法です。コーキングは、窓やドアのフレーム、または密閉度の低い家電製品などの動かない部分の隙間を埋めるために使用できます。ウェザーストリップは、ドアとドアフレームの間や開く可能性のある窓など、可動部分が接触する部分に使用できます。これらの隙間風の入り込む場所は、家の中の温度が家の外の温度と大幅に異なる日に温度差や隙間風を感じたり、お香を焚いて煙の動きを観察して隙間風を検出したり、専門家を雇ってブロワードアテストを実施したりすることで見つけることができます。[31]ブロワードアテストでは、ファンとゲージを備えたドアをドアの1つに設置し、家の圧力を下げます。その後、ゲージで1時間あたりの空気交換回数（ACH）、つまり1時間に家の中の空気の容積が何回完全に入れ替わったかを測定できます。家の隙間風が強ければ強いほど、1 時間あたりの空気の入れ替え回数が多くなります。
窓の改修
窓は建物の外壁の中で最も断熱性が弱い部分であり、外壁の断熱効果に大きく影響します。[32]このため、窓はグリーン改修の焦点となる一般的な領域です。照明の改修と同様に、窓は改修が比較的簡単な建物の部分であり、投資回収期間も簡単に計算できます。現代の効率的な窓は、一般的に既存の窓の開口部に合わせたサイズになっており、建物の外壁にそれほど追加作業をすることなく設置できます。
グリーン改修の大半は、古い単板ガラスの窓を、アルゴンやクリプトンなどの不活性ガスを充填したより効率的な三重ガラスの窓に交換する。[33]これらの窓はR値が高いため、単板ガラスの窓よりもはるかに優れた断熱効果を発揮する。一部の窓には、太陽熱取得係数を制御するための低放射コーティングが施されている。
緑の屋根の改修
緑の屋根は、リビングルーフとも呼ばれ、雨水流出やヒートアイランド現象の軽減、屋根断熱性の向上、建物の音響効果の改善など、多くの大きな利点があります。 [35]そして生物多様性の提供。[36]
グリーンルーフをグリーン改修に検討する際には、考慮すべき要素が多数あります。拡張型グリーンルーフでは、根が生えるスペースが少なくて済むことが多い背の低い植物のために、薄い基質層を使用します。集約型グリーンルーフでは、根に広いスペースを必要とする大型の植物種を収容するために、より厚い生育基質を使用します。半集約型グリーンルーフは、この 2 つの中間に位置します。既存の構造の強度を考慮する必要があります。多くの既存の構造は、かなりの構造負荷を支える集約型グリーンルーフ用に設計されていません。既存の屋根は、剥離または再防水についても評価する必要があります。セダムマットを敷くだけで済む屋根もあれば、準備に追加の作業が必要な屋根もあります。尖った屋根や傾斜した屋根は、グリーンルーフシステムの設置を妨げるものではありませんが、設置コストや利用可能な製品の選択肢に影響を与える可能性があります。
一般的に、既存の断熱値が低い古い建物は、緑の屋根の改修から最も恩恵を受け、設置に改造が必要ない場合は、緑の屋根には多くの利点があることが示されています。[37] [38]
パッシブデザイン
パッシブデザインとは、建築や造園の形状と配置を利用して、建物に暖房、冷房、照明、換気、そして時には電力を供給する設計戦略です。多くの場合、これは建物の外壁の形状、建物の向き、建物の配置に影響します。建物の形状によって、建物が熱を閉じ込めたり、風を吹き込んだりして冬は暖めたり夏は冷やしたりするように設計された微気候も作り出されます。これらのパッシブデザイン要素は、新築のグリーンビルディングによく適用されますが、パッシブデザインはグリーンな改修でも考慮されることがあります。たとえば、冬に日光がほとんど当たらない窓や夏に日光が大量に当たる窓がある場合、冬に失われる望ましくない熱量や夏に得られる熱量を減らすために、まずその窓を交換することがあります。南向きの窓の前に落葉樹を植えて、冬には太陽熱を最大限に利用し、夏には窓を日陰にするなどの造園も、パッシブデザインの一例です。[39]
持続可能な改修のケーススタディ
2019年にウィーンで行われたケーススタディでは、マルチアクティブファサードシステムを含む持続可能な改修の影響を調査しました。[14]この研究の前提は、構造の最外層であるファサードシェルの改良がエネルギー効率に関して最も重要であるというものでした。[14]特に断熱材は建物の運用中のエネルギー節約に大きく貢献しており、断熱材について十分な情報に基づいた決定を下すにはライフサイクル分析が必要でした。[14]この研究のファサードシステムは、断熱材と段ボールで建物のエネルギー需要を削減し、エネルギー消費を最小限に抑えるために余分な熱が必要な冬には太陽熱の取得を受動的に増加させ、夏には太陽熱の取得を減らしました。[14]これは、太陽が冬の低い角度にあるときにのみ紫外線が通過するように、ファサードを戦略的な角度で設置することで実現しました。ファサードは、シェル自体に再生可能エネルギーの生成と、アクティブな放射線がないときのエネルギー貯蔵も統合しました。[14]新しいファサードを備えた持続可能な改修後、建物の暖房需要はベースライン値よりも約53％少なくなるようにモデル化されました。[14]エネルギー需要が低いため、2021年の新しい建築基準の要件を約45％上回り、将来に向けて適応性と耐久性に優れた設計となっています。[14]
コスト、障壁、メリット
グリーン改修のメリットとしては、次のようなものが考えられます。
- エネルギー安全保障の向上
- 大気汚染の減少
- 温室効果ガスの排出量と気候変動への影響の削減
- 温度快適性の向上
- 室内空気質と居住者の健康の向上
- 地域雇用の創出
- ピーク電力需要の削減
グリーン改修の障壁として考えられるものは次のとおりです。
- 初期費用と資金調達
- プロジェクトに関与する設計者、建築家、建設労働者、検査官、金融機関の知識と経験の欠如[8]
- 建築基準法規制
- 消費者の関心の欠如
グリーン改修の範囲は多岐にわたります。照明などの特定の建物システムが含まれる場合もあれば、すべての非構造コンポーネントの完全な改修になる場合もあります。照明の改修は実行が簡単で、建物の居住者に比較的目立たないものですが、一般的に断熱改修ほどのメリットやコストは発生しません。グリーン改修のメリットとコストを比較検討する際は、プロジェクト全体に対してこれらの各コンポーネントを考慮する必要があります。
グリーン改修には初期費用がかかりますが、その金額は改修の範囲によって異なります。[40]同様に、実施される改修の種類も、投資が節約として回収される速さに影響します。グリーン改修の経済的実現可能性は、既存の建物の設置システムの状態、提案された設計、地元の公共電力網のエネルギーコスト、および敷地の気候条件によって異なります。付与される経済的インセンティブは、プロジェクトがどの国または州にあるかによって異なります。これらのインセンティブは地域によって異なり、プロジェクト全体の実現可能性に影響を与える可能性があります。たとえば、アイルランドでは、「浅い」グリーン改修は経済的に実現可能であることがわかりましたが、「深い」改修は、初期資本コストを相殺するための政府の助成金なしでは実現できないことがよくあります。[41]
EUは、グリーン改修プログラムの実施には「エネルギー安全保障、雇用創出、燃料貧困の緩和、健康と室内の快適性」という利点があることを発見した。[10]
グリーン改修には、既存の建築資材の再利用などの利点があります。コンクリートや鉄は、あらゆる建築資材の中で最もエネルギー消費量が多く、建物の建設に使用される炭素の最大60％を占めることがあります。[42] [43]これらは主に建物の構造に使用され、改修では通常そのまま残されます。
グリーン改修のほとんどのタイプでは、有害な室内 空気汚染物質を放出する可能性のある新しい建築材料を空間に導入します。これらの汚染物質の量、種類、および曝露量は、材料自体、その用途、および設置方法によって異なります。多くの場合、グリーン改修では、調整された空気が逃げるのを防ぐために建物の外壁の漏れを密閉する必要がありますが、換気の増加によってこれが相殺されなければ、建物内の室内空気汚染物質の濃度が上昇する可能性があります。[44]
批判
必要な技術開発
現在の建物ストックの脱炭素化という観点から、持続可能な改修の有効性については批判がある。この批判は、特に産業構造物の大規模なエネルギー改修に向けられている。これらのタイプの建物の含有炭素量と運用炭素量は、この記事で議論されているより小規模な住宅やオフィスビルのそれよりも大幅に大きいと主張する人もいるだろう。しかし、これらの構造物を効率的に冷暖房および電力供給する技術はまだ存在せず、より厳格な規制のため、受動的な戦略に完全に依存することもできない。[16]経済的に実行できない場合、これらの大きな影響を与える建物の改修は期待できない。この議論は、研究者が持続可能な改修のために提案している世界的なエネルギー消費量の減少という希望に影響を与える。
現在の住宅ストックの適応性
持続可能な改修に対するもう一つの批判は、既存の建物すべてが改修に適しているわけではないということだ。簡単に言えば、最初から設計が不十分だった建物を改善するのは困難だ。典型的な奥行きのある間取りは、不規則なデザインよりも適応性が高いことが証明されている。[2]同様に、階高は設計者や請負業者がユーティリティダクトを変更する能力に影響を与えるため、背の高い建物の方が改修しやすい。[16]研究によると、「高級」な建物ストックとみなされる構造物は、持続可能な改修のレベルと頻度が高いことも示されている。 [ 2]これにはいくつかの理由があるようだが、その 1 つは、プレミアム ビルは、新しい持続可能なビルと競争するために、ライフサイクルの早い段階で改修を受けることである。[2]ライフサイクルの早い段階で建物システムを交換し、単に追加の炭素に投資し、古い機器を埋め立て地に廃棄することは、持続可能ではないと主張できる。しかし、低所得者層のコミュニティでは、撤去された「若い」資材を低品質の改修に活用する機会があります。[2] 2007 年のデータを使用したオーストラリアの調査では、プレミアム改修の約 89% が築 25 年未満の建物で行われ、残りの 11% は築 26 年から 50 年の間にあることがわかりました。[2]同じ調査では、「最も望ましくない」在庫場所では改修が行われていないことが示されました。[2]
社会正義
政策立案者は、この建物改良のギャップに対処し、「二層構造」の市場による環境正義の問題を回避する必要がある。 [2]もちろん、高級住宅は賃料が高く、所有者がさらに投資する動機となるが、低品質住宅はそうではない。高級住宅を購入できる居住者だけが、持続可能な改修による健康的で快適な環境に住めるというのは、公平でも公正でもない。アフォーダビリティ原則では、持続可能な改修は一般の人々にとって手頃な価格であるべきであるとしている。[15]さらに、持続可能な改修に関する情報は、あらゆる所得水準、年齢、人種などの人々に共有され、自由に利用できるようにする必要がある。なぜなら、誰もがよりよい生活を送る平等な機会に値するからである。
デモプロジェクトの例
- http://www.dena.de
- http://www.superhomes.org.uk
技術指導の情報源
- http://www.energy Savingtrust.org.uk
- http://www.ademe.fr
- http://www.nps.gov/tps/standards/rehabilitation/guidelines/index.htm
参照
一般的な
エネルギーと空調
室内環境の質
素材の選択
設計基準
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さらに読む
このテーマに関する本は、さまざまな読者を対象にいくつか出版されています。たとえば、次のとおりです。
- 建築家やその他の専門家向け:
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外部リンク
- 住宅部門: 規範的な住宅全体の改修プログラムの設計、Michael Wheeler、カリフォルニア州公益事業委員会。
- 建物、再生プロジェクト。2021年。