住宅の一次エネルギー消費量計算をしていると、少し不思議な結果になることがあります。

例えば、

主たる居室（LDK）だけに温水床暖房を設置した場合より、その他の居室（洋室）にも温水床暖房を設置した方がBEIが良くなる

というケースです。

「床暖房を増やしたのに、なぜ省エネ性能が良くなるの？」

というお問合せもよくいただきます。

実はこれは、床暖房を増やすことでエネルギー消費量そのものが減っているわけではありません。

住宅の省エネ計算では、暖房設備の組合せによって、

暖房の運転方法と、基準一次エネルギー消費量を算定する際の基準設定仕様が変わる

ため、このような結果になることがあります。

今回は実際の計算結果を使って、この仕組みを整理してみます。

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今回比較した住戸

今回の住戸は6地域の共同住宅です。

主たる居室15.31㎡、その他の居室15.79㎡、非居室15.00㎡、合計46.10㎡で、外皮性能などその他の条件は同一です。

比較したのは、次の2パターンです。

	ケース①	ケース②
主たる居室	温水床暖房	温水床暖房
その他の居室	暖房設備なし	温水床暖房
熱源機	ガス潜熱回収型給湯温水暖房機	同左
暖房部熱効率	87.0％	87.0％

ケース①では、その他の居室には暖房設備を設置していません。

ケース②では、主たる居室とその他の居室の両方に温水床暖房を設置しています。

まず、実際の計算結果

結果を見ると、かなり面白いことが起きています。

その他居室に床暖房を設置しない場合、

暖房設備の設計一次エネルギー消費量：11,093MJ
暖房設備の基準一次エネルギー消費量：9,617MJ

一方、その他居室にも床暖房を設置すると、

暖房設備の設計一次エネルギー消費量：17,394MJ
暖房設備の基準一次エネルギー消費量：26,475MJ

になります。

つまり、床暖房を増やしたことで、

設計一次エネルギーは11,093 → 17,394MJ

と、むしろ増えています。

「床暖房を増やしたら消費エネルギーが減った」という現象ではありません。

ところがBEIを見ると、

床暖房なし：BEI 0.86
その他居室も床暖房：BEI 0.69

と、大きく改善しています。

なぜでしょうか！！！！

BEIは「設計値そのもの」ではなく「基準値との比率」

BEIは、大まかにいうと、

BEI ＝ 設計一次エネルギー消費量 ÷ 基準一次エネルギー消費量

で評価します。

正確には「その他の一次エネルギー消費量」を除いた設計値と基準値の比率です。

建築研究所の技術情報でも、BEIは設計一次エネルギー消費量から「その他」を除いた値を、同様に「その他」を除いた基準一次エネルギー消費量で除して求めるものとされています。

今回、設計一次エネルギーは確かに増えています。

しかし、それ以上に基準一次エネルギー消費量が大きく増えているのです。

暖房部分だけを見ると、

設計側：11,093 → 17,394MJ（＋6,301MJ）

に対し、

基準側：9,617 → 26,475MJ（＋16,858MJ）

です。

分子である設計値も増えていますが、分母である基準値の増加の方がはるかに大きいため、結果としてBEIが小さくなります。

なぜ基準一次エネルギーが急に大きくなるのか

ここが今回のポイントです。

住宅の省エネ計算では、基準一次エネルギー消費量を算定するときに、実際に設置する設備をそのまま基準側に使用するわけではありません。

地域区分と暖房方式・運転方法に応じた「標準的な暖房設備」を設定して、基準一次エネルギーを計算します。

建築研究所の「基準一次エネルギー消費量」の技術情報では、

暖房設備の種類は、当該住戸の地域の区分および暖房方式に応じて定まる

とされています。現在公開されているVer.15の技術情報でも、この考え方が採用されています。

今回の6地域では、ここが大きく効いてきます。

暖房設備の組合せによって「連続／間歇」が変わる

まず、設計側の暖房運転方法は自由に選ぶものではありません。

技術基準では、

主たる居室及びその他の居室ごとに、想定した暖房設備機器等に応じて「連続運転」又は「間歇運転」に定まる

とされています。

また、

間歇運転は「居住者が在室している時のみ暖房する運転」、

連続運転は「居住者の在不在にかかわらず24時間連続的に暖房する運転」

として定義されています。

そして公開されている技術情報では、主たる居室とその他の居室にどの暖房設備を設置するかによって、運転方法が決まります。

今回のように、

主たる居室：温水床暖房
その他の居室：温水床暖房

という組合せになると、両方とも連続運転として扱われます。 （4-1_261001_v15）

ここが、その他居室に床暖房を入れなかった場合との大きな違いです。

「暖房設備なし」でも、省エネ計算では暖房しないわけではない

もう一つ重要なのが、「その他居室に暖房設備を設置しない」という入力です。

省エネ計算上、設備を設置しないからといって、その居室の暖房エネルギーをゼロとして扱うわけではありません。

技術基準の付録A.3では、

暖房設備機器等を設置しない場合は、地域区分に応じた暖房設備機器等を設置するものとして評価する

とされています。

そして5～7地域の場合、暖房設備を設置しない主たる居室・その他の居室には、評価上ルームエアコンディショナーを想定します。

つまり今回のケース①では、計算上はイメージとして、

LDK：温水床暖房
洋室：評価上想定されたルームエアコン

という暖房構成になります。

その他居室にも床暖房を入れると、温水暖房としてまとめて計算される

一方、主たる居室とその他の居室の両方が温水暖房になると、計算方法も変わります。

技術基準4-1-15には、

「居室のみを暖房する方式でかつ主たる居室とその他の居室ともに温水暖房を設置する場合」

という専用の計算方法が設けられています。

さらに、その場合は主たる居室とその他の居室を含む暖冷房区画i＝1～5の処理暖房負荷を用いて、

第七節「温水暖房」により熱源機のエネルギー消費量を算定します。

温水暖房とは、熱源機と各暖冷房区画の放熱器を循環配管で接続し、温水を各放熱器へ送って暖房する方式です。

なお、ここでいう放熱器は温水床暖房だけではなく、パネルラジエーター・ファンコンベクター・温水床暖房を含みます。

そのため、「床暖房同士だから特別」というより、主たる居室とその他の居室の両方が温水暖房になったことが重要です。

そして基準側も「連続運転」の基準設定仕様に変わる

さらに重要なのが基準一次エネルギー側です。

建築研究所の基準一次エネルギー算定方法では、5～7地域の「居室のみを暖房する方式」の基準設定設備について、

連続運転：温水暖房用パネルラジエーター（ガス潜熱回収型熱源機）

間歇運転：ルームエアコンディショナー

という異なる基準設定仕様が定められています。

つまり今回、

その他居室に床暖房を入れる
→ 暖房設備の組合せが変わる
→ 運転方法が連続運転になる
→ 基準側も連続運転に対応した基準設定仕様で計算される

という変化が起きています。

連続運転と間歇運転では暖房負荷の想定が異なり、さらに基準側で設定される暖房設備の仕様も変わります。

これらの評価条件の変更により、

今回の住戸では暖房の基準一次エネルギー消費量が9,617MJから26,475MJへ大きく変化しました。

つまり、「床暖房を増やすと省エネ」ではない

今回の結果を一言でまとめると、

「洋室にも床暖房を設置すると省エネになる」のではありません。

実際、設計一次エネルギー消費量は増えています。

ただし、暖房設備の組合せが変わることで、

運転方法が変わり、基準一次エネルギーを計算するための基準設定仕様も変わる。

その結果、今回のケースでは設計値の増加以上に基準値が大きく増加し、BEIが0.86から0.69へ改善した、

というのが正確な説明になります。

ですので、

「連続運転だから省エネ」

でも、

「温水床暖房を広く入れれば入れるほど省エネ」

でもありません。

あくまで、省エネ計算上の設備構成・運転方法・基準設定仕様の組合せによってBEIが変化した結果です。

また、地域区分や熱源機、暖房設備の組合せが変われば同じ結果になるとは限らないため、個別案件ごとに計算結果を確認する必要があります。

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参考資料

本記事は、国立研究開発法人建築研究所「平成28年省エネルギー基準に準拠したエネルギー消費性能の評価に関する技術情報（住宅）」のうち、第四章 暖冷房設備 第一節 全般 Ver.15および第二章 住宅部分の一次エネルギー消費量 第三節 基準一次エネルギー消費量 Ver.15をもとに整理しています。現行の住宅省エネ計算技術情報は建築研究所Webサイトで公開されています。

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やっっっっとまとめられた…

技術情報を読み込み、サポートセンターの方にも相談しながら整理しました。
住宅の一次エネルギー計算は、設備の組合せによって評価方法が変わるため本当に奥が深いです…！

今回は実際の計算結果と技術情報をもとにまとめていますが、

条件によって結果は異なりますので、個別案件についてはそれぞれの条件をご確認ください。

ご不明点等ございましたらお気軽にお問い合わせください！