高効率エネルギー関連設備導入とその効果の確実な発現に向けた調査研究

　　　　　　　　　　　平成１６年度事業として委託された 調査報告書によるものである。

建築において、5年、10年以上の中・長期の展望の下に省エネルギー、温暖化ガス排出低減化対策に基づく効果を持続させるためには、これから作られる建物のエネルギー・環境性能をいかに確実に実現していくかと言う社会システムが構築されなければならない。本研究はこの問いに答えるべく、近年の建築性能検証による省エネルギー実現の手法として極めて有望とされているコミッショニングプロセスの導入にあたり、高効率エネルギー関連設備導入と、その効果の確実な発現に向けた建築生産における当初性能検証(イニシャルコミッショニング)プロセスについての調査研究として、

  　コミッショニングプロセスとは
  　国内外の展開状況
　　コミッショニングプロセスの進め方
　　建築発注者の判断の基準とすべき事項について取りまとめ
　　過去になされた類似プロセスの事例の紹介
　　具体的な実施方法についてのケーススタディー

を取りまとめたものである。

近年、建築設備、取り分けエネルギー消費と居住環境ならびに地球環境(地球温暖化物質排出等)に関係の深い空気調和･換気･エネルギー利用設備が、建築主に引き渡され施設運営に入ってから、予め予測していなかった各種の問題を発生してクレームを生み、顕在化しない場合でもエネルギー多量消費のまま推移していることが明らかになってきた。そのため、既設建物にしろ、新設建物にしろ、環境･省エネルギーに関する発注者が、安心して任せることのできる、第三者機関である、性能検証のための技術者を育成し活用することが必要である。取り分け新築建物においては、発注者の真に求めるところの性能要件を明確にし、その中で数々の専門的助言を行い、適切な設計と施工、試運転調整を経てその性能が実現し、設備運転監理者が正しくかつ安心して運転保守できるように建設プロセス全体に渡す性能規定とその実現の過程を、技術的にも工程的にも、確実な査閲と確認、文書化と情報伝達を行いつつプロセスをマネージするコミッショニング技術者 (性能検証責任者、CA)が必要である。

コミッショニングプロセス(性能検証過程)がコミッショニングと呼ばれる必要条件は、

�@　プロジェクトの設計･施工･管理業務からは独立した職能としてのCA(性能検証責任者)が検証業務をつかさどる。
�A　CAは建物発注者から直接雇用され、コミッショニング業務のために報酬が払われる。
�B　建築生産過程のフェーズである、企画･設計･施工･運転管理のうちすべて又は複数のフェーズをまたがってプロセスとしての検証行為を行うのを原則とする。

はじめに

はじめに

企画フェーズ

企画段階においては、新築ビルの概要や採算性、省エネルギーや都市・地球環境への寄与に対する考え方等を展開して、発注者が建築･環境及び性能理念に関する自分の考えを「企画書」としてまとめる。発注者は、プロジェクトに性能検証を適用することを判断した場合に「性能検証提案要求書」を作成し、CA候補者から提出された「性能検証提案書」の内容を確認してCAを選定する。
計画段階は、CAの提案と助言を受けながら、発注者が、設計家の選定をする段階で、CAは性能検証の枠組みの提案と発注者が設計家を選定するために必要な助言を行い、企画・計画段階の性能検証プロセスを文書にまとめることである。

設計フェーズ

基本設計段階における性能検証過程の目的は、性能検証に係る計画 組織の妥当性、進め方を検証し、性能検証の手順や実施スケジュールを明確にし、設計家が性能検証仕様を設計図書に明記することができるように、設計概念と整合するよう「性能検証計画書」を見直し発展させることにある。
実施設計段階で性能検証を行う目的は、「実施設計図書」に記載されている内容が発注者の要望等に合致したものとなっており、 さらに建設コスト、建設スケジュールなどの観点から勘案しても適正であることを発注者が十分理解できるようにサポートすることである。

工事発注フェーズ(工事発注段階)

工事発注段階では、施工段階において性能検証過程を実施することを周知させることにある。ここではまた 、発注者の要望事項に基づいた性能検証が確実に行われ、入札から契約に至る業務が円滑に行われるようにすること、設計フェーズで完成した設計図書及び発注かつ契約に関する図書を合体した建設図書が関係者全体へ発行されることである。施工フェーズにおける性能検証過程に関する現場説明や質疑応答への回答書の作成において、性能検証過程の重複ないし欠落の無いようにする必要がある。特に分離･分割発注がなされるときは、重複又は脱落が生じないよう､情報を適切に流通させる必要がある。

施工フェーズ

施工段階の性能検証の目的は、工事の進捗に合わせて設計段階で決定された建築設備の性能を確実に実現するために、工事の品質管理と､それを可能にする工程管理とを性能検証することにある。
ここでは性能検証の工程に従い、対象とする建築設備の各種設備機器･サブシステムの性能試験･調整が、工事請負者との契約内容にしたがって適切な試験方法と施工管理と工事監理の下に落ちなく行われているかどうかを、文書化された監理報告書によって確認するとともに、適切なサンプル調査を併用して確認する。
特に、検査・試運転調整については、建物の性能を大きく左右するものであるので、あらかじめ検査・試運転調整計画書を作成し、工事請負者と性能検証チームとの業務範囲を明確にし、その計画に従って確実に必要な作業が実施されるようにする必要がある。

受渡し段階

受け渡し段階では、工事が完了した設備が工事完了時点において適切に稼動し、保守管理要員への引継ぎが可能であることを確認すること､竣工引渡しに必要な関連図書の確認すること､及び運転・保守管理要員の教育訓練である。
この段階の終了後、建物の当初性能が確定することになるが、この時点で設計性能に満たない場合は、CAを中心に関連者相互で協力して問題の解決にあたる必要があり、ここでCAには第三者として公平な判断をすることが求められている。

運転段階

運転段階では、竣工後の作業となるので、この段階の関係者は、CA、運転保守管理者、発注者が主体であり、必要に応じて工事請負者、及び設計家の参加が要請される。
この段階では、発注者、運転管理者、CAが適宜打ち合わせをおこない業務を推進することになるが、業務を効果的に推進するためには、この他に工事請負者と設計家を加えた性能検証会議を組織し、性能検証の体制を確立するのが望ましい。

はじめに

コミッショニングプロセス(性能検証過程)の目指すところは、省エネルギー(そのほか、環境、業務効率化、コスト･工期なども)性能を最適化し実現させるための、発注者のための支援システムであり、それは取りも直さず設計家、工事請負者にとっても公明正大な建築生産システムの実現を可能とするものである。

そのため、発注者は何をCAに期待できるかの基準が必要であり、以下にそれを示す。その活動は発注者のための活動であるから、その中に発注者自身の判断のよりどころ、即ち判断基準を読み取ることができる。

企画段階：発注者は、プロジェクトの品質レベルを決定するための「企画書」を作成。CAはその作成の補佐を行う。

はじめに

企画フェーズ
企画段階では、再開発事業の初期段階から、再開発協議会を中心に地区の熱源方式についての議論が行われた。地権者を代表して日本建築センターから、中原信生名大教授（当時）に、第三者の立場から熱源の基本方針決定のためのフィジビリティースタディーが依頼された。検討の結果､全電気式複式蓄熱式熱回収ヒートポンプシステムが最善という研究報告が提出された。これを受けて、再開発協議会理事会において、電気式蓄熱システムの採用を決定した。

計画段階では理事会での決定を受けて、1990年に学識経験者、地権者、設計者で構成される技術検討委員会を設置した（委員長：中原信生名大教授）。委員会では、シミュレーションに基づく熱源システムの配置計画､経済性などの検討を行った。その結果、熱源プラントを第一街区に設置し、第二・第三街区へ冷温水を供給する集中設置方式が採用され、基本計画書としてまとめられた。

設計フェーズ
基本設計段階では、ＤＨＣ事業者が決定し、再開発組合とＤＨＣ事業者との間で基本協定書が締結された。基本協定書には、需要家の予約契約容量、将来増設の考え方、往還温度差などが明記され、以降のＤＨＣの設計条件となった。基本協定を受けて、ＤＨＣ事業者は基本設計を発注した。

実施設計段階では、高効率な温度成層型蓄熱槽を実現するため、分配器を新規製作し、模型実験により性能を確認した。

施工フェーズ
再開発事業側の工事の進捗に合わせ、ＤＨＣ工事が進められた。工事監理は発注者で、再開発側との接点である蓄熱槽躯体引き渡し時はその検収も行った。従ってこの段階ではＣＡは存在しなかったことになる。しかし検収主体である 発注者は種々の技術的事項に関して性能発現の見地からの監理を行って居るので、通常の工事監理(設計図書どおり施工することの確認)以上の役割を演じているから、ＣＡ的な役割も一部演じたことになろう。

受渡し段階以降の性能検証実施のため、学識経験者・発注者・設計者・施工者・運転保守管理者によりなる評価委員会を設置した。従って機能性能試験は第三者機関で報酬を支払われたＣＡ組織が行ったといえる。

運転フェーズ
評価委員会において、中央監視で収集しているデータと、一部計測器を追加して得られたデータをもとに、受渡し後段階の性能検証を行った。検証内容は以下のとおりである。
�@ 運転状況の把握：年間を通して安定した性能を発揮しているかどうか
�A 最適運転の検討：１年間の運転を通じて、運転改善の余地があるかどうか
�B システムの妥当性の検証：選択したシステムが、他のプラントやシステムに対して優位性を保っているかどうか

受渡し段階以降の性能検証まとめ
本プラントでは、計画・設計段階だけでなく、定常運転段階においても継続的に性能検証を実施し、その結果安定した高い効率を維持している

晴海アイランド地区熱供給施設のコミッショニング的プロセスの事例(詳細)

着工(2000年2月)後に性能検証作業の依頼・実施（2000年3月）となったため、企画フェーズ・設計フェーズ段階については事後性能検証と文書化を行った。そのため施工に対して影響を与えない範囲での検証作業にとどまった。また、工期が厳しいため、入居段階での残工事が終了するのを待って検証作業を実施した。

企画フェーズ・設計フェーズ
企画・設計に関する性能検証は工事条件となる発注仕様の変更を伴う可能性が高いため、施工前に実施されることが望ましいが、本物件においては設計完了・施工開始途中からの実行となったため、既成事実を再確認し、適宜建築主に助言を行い、建築主から設計者・施工者に対して設計変更指示を行う形態とした。

企画・設計フェーズの性能検証の目的は、建築主の企画意図が設計に反映されていることはもちろん、設計内容がライフサイクル的視点からみて費用対効果上バランスのとれたものであるかを設計者以外の第３者が確認することにある。企画・設計段階における性能検証者の役割の第一歩は、発注者の要求性能を確認し、設計与件として文書化し、設計者に対して提示することである。この文書は「設計趣意書（design intent）」と呼ばれ設計段階の性能検証のベースとなる。

施工フェーズ
今回の性能検証は設計完了・施工開始途中からの実施となったことと、更に設計変更もあって、変更設計と性能検証に対応しての施工スケジュールは大変厳しいものであった。建築工期が7ヶ月と短いため、施工段階中の施工図の確認を『性能検証計画書』で定めた関連文書の発行手順で処理することが不可能と判断した。そのため、工事監理者の監理体制下にある設備分科会（定例会議）にACAが陪席することで、機器製作図、空調（自動制御）設備生産設計図の性能検証を実施した。

本来施工図の検図は工事監理(設計監理)者の役割で、設計図書通りになされているかのチェックを行う。性能検証者の役割は工事管理が適切になされているかのチェックと､発注者の要望の変更に基づく設計変更事項の公平な査定と助言､特別に指示した項目に対する試験調整や工場試験立会いを行うものと理解する。今回は上記のように余裕が無い事から､設計性能検収項目と絡めて施工図、機器承認図等の検図を適宜含めると言う変則的な形での施工性能検証が行われた。

保守性能(メンテナビリティー)検証
保守性能検証は、施工図確認作業で得られた設計監理者の確認業務の中から、該当項目を抽出してメンテナビリティチェック項目とし、整理し文書化を図った。細部については性能検証責任者の意向を踏まえて内容は全般的な項目を盛り込み、検証時期を計画設計時と施工・試運転時に分けて検証項目を盛り込んだメンテナビリティチェックリストを作成した。

試運転調整(TAS)性能検証
建物が竣工する前の受渡し段階においては、設備が設計図の仕様通りに動作していることを確認するTASというプロセスが存在する。これは機器単品の動作確認とその基本的性能を確認するもので、請負者が工事範囲内で実施する。今回は請負者がCx管理チームの助言の下にTAS計画を立てて作業を実施し、その結果をCAに報告し、その内容を確認(verify)する過程を試運転調整性能検証とした。

施工フェーズ・受渡し段階の性能検証過程
受け渡し段階では、システム性能が要求を満足していることを確認し、実運用のために必要な資料・教育の準備状況について確認する。

機能性能試験(FPT)
機能性能試験では、空調システムがその初期に定義された性能を運転語に発揮できるかどうかを検証するために、以下について確認する。
�@　機器能力
�A　システムの機能・性能
�B　運転性能(制御性能)

教育訓練教程
設計者、施工者から保守管理者（マネージャー）、管理技術者への引継ぎにあたり、設計意図を含め設備について理解を含めるためのもので、設備機能が継続的に能力を発揮できるような内容を盛り込んだ計画書を作成した。

運転フェーズ（受け渡し後段階）の性能検証
運転フェーズでは、受け渡し後段階として竣工後1年間の各季節で要求性能が満足されていることの確認を実施する。また、その後の運用段階において継続性能検証過程が実施される場合がある。当性能検証過程はこの段階を終えることで完了する。受け渡し後段階では、受け渡し段階で検証できなかった各季節における性能を確認し、最終的な文書を作成する。

山武環境技術センターのコミッショニングプロセス実施例(詳細)

はじめに