ゼロ暖房ビル

ゼロ暖房ビルまたはほぼゼロ暖房ビル (nZHB) は、暖房需要が実質的にゼロのビルで、暖房需要 Q' _{NHが 3 kWh/(m}² a)未満と定義されます。ゼロ暖房ビルは、暖房が主流のエリアでの使用を意図しています。ゼロ暖房ビルの目的は、 EU で建物関連の温室効果ガス排出をゼロにする方法として、ネットゼロエネルギービルに取って代わることです。ゼロ暖房ビルは、季節エネルギー貯蔵の必要性、場合によっては居住快適性の悪さ、設計オプションの狭さなど、ネットゼロエネルギービルの欠点を解決します。

コンセプトとアプローチ

季節エネルギー貯蔵問題

暖房需要が相当ある地域では、暖房シーズンには太陽光発電が不足するため、再生可能エネルギーでこの需要を満たすのは困難です。つまり、高度に都市化された地域では、暖房は直接的または間接的に、大部分が化石燃料によって賄われています。EUの冬季暖房需要を満たすには、化石燃料への依存が軽減されれば、約2000 TWhの季節エネルギー貯蔵が必要です。^{[3]暖房は部分的に電気（}ヒートポンプなど）を介して行われるため、季節的な電力貯蔵も明らかに必要です。ドイツだけでも、約40 TWhの季節貯蔵が必要です。^[4] ゼロ暖房ビルは、ネットゼロエネルギービルに必要な大規模な社会インフラの変更の必要性を克服し、主要な懸念に対処します。^[5]

パッシブハウスの延長としてのゼロヒーティングビル

ゼロヒーティングの建物はパッシブハウスと同様の方法で建てられますが、超低U値ガラスの最近の進歩を活用しています。窓のU値が0.3 W/(m ² K)に近づく建物では暖房需要が減少することが示されています^[6]^[7]。このようにして、建物は冬季の電力予備を必要とせず、季節的なエネルギー貯蔵も必要ありません。パッシブハウス基準に従って建てられた建物は、換気システムに小さな補助暖房設備を設けるだけで、セントラルヒーティング機器を取り除くことができます。

最初の例

1995年、ヴォルフガング・ファイストは、U値0.3 W/(m ² K)のガラスでゼロヒーティングの建物を実現できることを実証しました。^[6]最初の（ほぼ）ゼロヒーティングの建物は、2014年にエストニアのラクヴェレに建てられたオフィスビルです。^[2] 2015年以降、新しい超低U値ガラスをベースにした例がさらに建てられています。^[8]

ゼロヒーティングビルのさらなる発展

ゼロヒーティングビルは、季節エネルギー貯蔵の必要性を減らすことによって CO2 緩和の問題に対する市場で受け入れられるソリューションの基礎として提案されています。エネルギー貯蔵の必要性を減らすことに加えて、シェーディングを削除し_、暖房設備を切り捨てます。現在一般的な調整可能な外部シェードを放棄し、よりコスト効率の高いソーラーコントロールガラスを内蔵した多板ガラスに切り替えると、冷房需要がいくらか増加します。ゼロヒーティングビルは、冷房需要 Q' _{NC を、オフィスビルの場合は 20 kWh/(m}² a)未満、その他のすべてのタイプの場合は 15 kWh/(m ² a) 未満に保つように設計する必要があります。ほぼゼロヒーティングビルによってもたらされる効果を最大限に活用した後、そのようなビルにさらに PV を装備して、冬季のプラスエネルギービルのようなものを実現し、原則として、時間どおりに追加の電力を供給することで社会のエネルギー問題の緩和を加速することができます。残りの冷却と換気の需要は太陽放射とうまく同期することができ、最大の太陽光発電は冷却に必要な最大電力とほぼ一致する。^[9]

標準

2020年に、Reflex、リュブリャナ機械工学部、パッシブハウス研究所、タリン工科大学（TalTech）、ノルウェー科学技術大学（NTNU）からなるコンソーシアムパートナーが設立され、ゼロヒーティングビルの標準化、開発、推進に取り組んでいます。

建設費

パッシブハウスの主な追加要素である4重ガラスのコストは、基本的に3重ガラスに中間ガラスをもう1枚加えた金額で、約10ユーロ/m 2 です^{。4重ユニットによりガラスのU値を0.4 W/(m}² K)未満に抑えることができるため、外部の調節式日よけとその相当なコストを省いてもエネルギー性能を損なうことはありません。^[7]現時点での価格設定の現実は異なります。長期的な経験、設計ガイドライン、確立された評価基準がないため、4重ガラスユニットの価格は、万が一、後で何か深刻な問題が発生して建物のガラスの交換が必要になる場合に備えて、4重ユニットのコストに3重ユニットのコストを加えた金額になる傾向があります。

ゼロヒーティングビルの特徴

市場性分析

省エネビルの市場性の欠如と統合設計アプローチの非効率性が、省エネビルの市場浸透率が低い主な原因です。単に省エネの向上に焦点を当てるのではなく、美観の向上（製品の差別化）を通じて市場性の高い省エネビルの数を増やすことが、建築部門のエネルギー需要削減のアプローチとして提案されています。これまでの実証的証拠は、美観と窓のデザインの向上が、初期費用の高さ、市場価値の低さ、省エネビルに対する市場需要の欠如など、現在の市場障壁を克服するための補足的なアプローチになり得ることを明確に示しています。^[10]研究では、ガラス面積の増加が、主な望ましい建築製品の差別化であると特定されています。メンテナンスコスト、サービスの信頼性、テナントの快適性などの機能、室内空気の質、自然光の分布、新鮮な空気の循環などの特定の差別化機能がマーケティングコミュニケーションに含まれている場合、グリーンビルディングを選択する可能性は高くなる可能性があります。^[11]

デザインの自由度

使用されるガラスのU値は非常に低いため、ガラス張りのエリアはエネルギー要件のためにサイズが制限されません。nZEBビルは100％ガラス張りの壁で実現できます。^{[12]これにより、二重窓や三重窓によって建物の設計に課せられる制約がいくつかなくなります。最も注目すべきは、ゼロヒーティングビルは意図的に}パッシブソーラービルとして建設する必要がないことです。

快適

建物の居住者の幸福は、内部の環境品質によって決まる重要なパラメータです。ダイナミックサンシェーディングの結果、環境との接触が制限されるかまったくなくなり、最小限の日光の下で生活したり仕事をしたりすることがしばしばあります。対照的に、複層ガラスは環境との接触が途切れません。季節によって選択的に低い日射吸収量^[8]により夏は快適で、システム U 値が約 0.3 W/(m ² K) であるため、スカンジナビアでも冬には暖房需要がほぼゼロになります。システム U 値が低いため、ガラス内部の温度は年間を通じて一定に保たれます。さらに、パノラマガラスの周囲には前例のないすきま風のないゾーンが生まれます。

参照

参考文献

^ Watson, SD; Buswell , RA (2019年3月)。「家庭用暖房の脱炭素化：英国のピーク需要はいくらか？」エネルギー政策。126 : 533–544。doi : 10.1016/j.enpol.2018.11.001。
^ ab Thalfeldt, Martin; Kurnitski, Jarek; Mikola, Alo (2013年12月). 「従来の暖房を使用しないほぼゼロエネルギーのオフィスビル」.エストニア工学ジャーナル. 19 (4): 309– 328. doi :10.3176/eng.2013.4.06.
^ 「世帯のエネルギー消費量、ユーロスタット 2018」。世帯のエネルギー消費量、ユーロスタット 2018。2020年12月24日閲覧。
^ Sinn, Hans-Werner (2017年10月). 「変動性の緩衝: ドイツのエネルギー革命の限界に関する研究」.欧州経済評論. 99 : 130–150 . doi : 10.1016/j.euroecorev.2017.05.007 . hdl : 10419/144985 .
^ アルター、ロイド。「ネットゼロの問題：グリッドは銀行ではない」。Treehugger 。2020年12月24日閲覧。
^ ab Feist、ヴォルフガング (1995)。Erfahrungen mit Häusern ohne aktives Heizsystem。ダルムシュタット: IBK-Institut für das Bauen mit Kunststoffen。
^ ab Vanhoutteghem、嘘;スカーニング、ガンロイグ、セシリー・ジェンセン。ヴィッド、クリスチャン・アンカー。スヴェンセン、スヴェン（2015 年 9 月）。「ほぼゼロエネルギー住宅のエネルギー、採光、温熱快適性に対するファサードの窓のデザインの影響」(PDF)。エネルギーと建物。102 : 149–156 .土井:10.1016/j.enbuild.2015.05.018。S2CID 38055509。
^ abc クラリ、アレシュ;ドレブ、マリヤ。ジニダルシッチ、マティヤシュ。チェルネ、ボシュチャン;ハフナー、ヨゼ。ジェル、ビョルン・ペッター（2019年5月）。「6 枚ガラスの調査: 特性と可能性」。エネルギーと建物。190 : 61–68 .土井: 10.1016/j.enbuild.2019.02.033。hdl : 11250/2589488。
^ ドレフ、マリヤ;チェルネ、ボシュチャン;ジニダルシッチ、マティヤシュ。ゲビング、アトル。クラリ、アレシュ (2017)。ほぼ独立したほぼゼロエネルギーの建物。ヘルシンキ、フィンランド: PHN17 8th Nord。受動的。ハウスカンファレンス255～ 260ページ。
^ Cihat Aydin, Yusuf; Mirzaei A., Parham; Akhavannasab, Sanam (2019年5月). 「建物のエネルギー効率、美観、市場性の関係について：エネルギー需要削減のための新しい政策に向けて」.エネルギー政策. 128 : 593–606 . doi :10.1016/j.enpol.2018.12.036. S2CID 159363039.
^ Elaine Haddock‐Fraser, Janet; Tourelle, Marielle (2010年12月). 「環境的に持続可能な開発に向けた企業の動機: ステークホルダーの関与における消費者の役割の探究」.ビジネス戦略と環境. 19 (8): 527– 542. doi : 10.1002/bse.663 .
^ Domjan, Suzana; Arkar, Ciril; Begelj, Žiga; Medved, Sašo (2019年8月). 「地域気候とフリークーリング技術を考慮した全ガラスほぼゼロエネルギービルの進化」. Building and Environment . 160 : 106183. doi :10.1016/j.buildenv.2019.106183. S2CID 197451876.

外部リンク

リフレックス - マルチパネルガラス
リュブリャナ機械工学部
パッシブハウス研究所 (PHI)
タリン工科大学 - TalTech
ノルウェー科学技術大学 - NTNU

[DecarbonisingGB-1] ^ Watson, SD; Buswell , RA (2019年3月)。「家庭用暖房の脱炭素化：英国のピーク需要はいくらか？」エネルギー政策。126 : 533–544。doi : 10.1016/j.enpol.2018.11.001。

[Kurnitski-2] Thalfeldt, Martin; Kurnitski, Jarek; Mikola, Alo (2013年12月). 「従来の暖房を使用しないほぼゼロエネルギーのオフィスビル」.エストニア工学ジャーナル. 19 (4): 309– 328. doi :10.3176/eng.2013.4.06.

[Eurostat-3] 「世帯のエネルギー消費量、ユーロスタット 2018」。世帯のエネルギー消費量、ユーロスタット 2018。2020年12月24日閲覧。

[Sinn-4] Sinn, Hans-Werner (2017年10月). 「変動性の緩衝: ドイツのエネルギー革命の限界に関する研究」.欧州経済評論. 99 : 130–150 . doi : 10.1016/j.euroecorev.2017.05.007 . hdl : 10419/144985 .

[Problem_With_Net_Zero-5] アルター、ロイド。「ネットゼロの問題：グリッドは銀行ではない」。Treehugger 。2020年12月24日閲覧。

[Feist-6] Feist、ヴォルフガング (1995)。Erfahrungen mit Häusern ohne aktives Heizsystem。ダルムシュタット: IBK-Institut für das Bauen mit Kunststoffen。

[Svendsen2015-7] Vanhoutteghem、嘘;スカーニング、ガンロイグ、セシリー・ジェンセン。ヴィッド、クリスチャン・アンカー。スヴェンセン、スヴェン（2015 年 9 月）。「ほぼゼロエネルギー住宅のエネルギー、採光、温熱快適性に対するファサードの窓のデザインの影響」(PDF)。エネルギーと建物。102 : 149–156 .土井:10.1016/j.enbuild.2015.05.018。S2CID 38055509。

[Six-pane_glazing-8] クラリ、アレシュ;ドレブ、マリヤ。ジニダルシッチ、マティヤシュ。チェルネ、ボシュチャン;ハフナー、ヨゼ。ジェル、ビョルン・ペッター（2019年5月）。「6 枚ガラスの調査: 特性と可能性」。エネルギーと建物。190 : 61–68 .土井: 10.1016/j.enbuild.2019.02.033。hdl : 11250/2589488。

[Helsinki2017-9] ドレフ、マリヤ;チェルネ、ボシュチャン;ジニダルシッチ、マティヤシュ。ゲビング、アトル。クラリ、アレシュ (2017)。ほぼ独立したほぼゼロエネルギーの建物。ヘルシンキ、フィンランド: PHN17 8th Nord。受動的。ハウスカンファレンス255～ 260ページ。

[aesthetic_and_marketability-10] Cihat Aydin, Yusuf; Mirzaei A., Parham; Akhavannasab, Sanam (2019年5月). 「建物のエネルギー効率、美観、市場性の関係について：エネルギー需要削減のための新しい政策に向けて」.エネルギー政策. 128 : 593–606 . doi :10.1016/j.enpol.2018.12.036. S2CID 159363039.

[Corporate_motivations-11] Elaine Haddock‐Fraser, Janet; Tourelle, Marielle (2010年12月). 「環境的に持続可能な開発に向けた企業の動機: ステークホルダーの関与における消費者の役割の探究」.ビジネス戦略と環境. 19 (8): 527– 542. doi : 10.1002/bse.663 .

[Medved-12] Domjan, Suzana; Arkar, Ciril; Begelj, Žiga; Medved, Sašo (2019年8月). 「地域気候とフリークーリング技術を考慮した全ガラスほぼゼロエネルギービルの進化」. Building and Environment . 160 : 106183. doi :10.1016/j.buildenv.2019.106183. S2CID 197451876.