プロジェクト報告書 ( project-report) 2017年02月24日

建築物の省エネルギー化の鍵を握るコミッショニング 

宮田征門(国土交通省国土技術政策総合研究所)


コミッショニングの重要性

建築物の省エネルギー化は我が国の喫緊の課題であり、我が国では民生部門の温室効果ガス排出量を2030年までに40%削減する目標を掲げています。コミッショニングは、建築設備の実際の性能を確認し、本来の性能を実現するために行うプロセス[1] と定義されていますが、今後、我が国の建築物が実質的な省エネルギー化を達成するためには、コミッショニングを定着させることが必須です。コミッショニングと言えば、運用開始後のチューニング(最適化)を思い浮かべる方が多いですが、決して運用段階だけ検討を行えばよいものではなく、基本設計段階から実運用段階まで、断続的な点ではなく連続的な線として捉えることが重要だと考えています。少なくとも、当初設計・施工が不適切であれば、どのようにチューニングしたとしても期待された性能を発揮することは不可能ですし、運用段階で性能を検証するためには、設計時点からしっかり計測・計量計画を立てて、性能検証に必要となる情報を集積しておかなければいけません。この線としてのコミッショニングプロセスを如何に根付かせるかということが、これからの日本のチャレンジになると考えています。

第三者のチェック

2017年4月から、2000m2以上の非住宅建築物は省エネルギー基準への適合が義務化されます。これに伴い、適合性判定を受ける義務が課せられます。これは、設計段階において、省エネルギーの観点から第三者(所管行政庁又は登録建築物エネルギー消費性能判定機関)のレビューを受けるということを意味します。また、建築基準法の完了検査の中で、設計図書に記されたどおりの性能を持つ設備機器や制御が導入されているかの確認を受けなければいけなくなります。これまで、建築設備の分野では、省エネルギーの観点から設計・施工内容を第三者から厳しくチェックを受けるという文化はありませんでした。これから建築物の省エネルギー化がますます社会的に重要になるにつれ、様々な局面で第三者のレビューや社会に対しての説明責任が求められるようになります。今回の省エネルギー基準の適合義務化はまさにその第一歩ということになります。当面の間は、混乱を避けるため、例えば制御について、完了検査時に現場での厳密な性能検証を義務づけることはしない予定ですが、いずれは設備システムとして当初設計図書で宣言したどおりに性能が発揮出来るかを検査するスキームを作らなければいけません。これは、まさにコミッショニングの考え方そのものであり、将来的には法規制の一部にコミッショニングを位置づけ、実質的な省エネルギー化を図っていく必要があると考えています。

プロセスの規格化の必要性

コミッショニングを法規制と紐付けするためには、評価プロセスや判断基準の規格化が必須です。第三者による公平かつ信頼あるレビューを実現するためには、分野外の人が見てもそのルールが明瞭に判るように定義やプロセスを明確にすること(規格化すること)が重要だと考えています。例えば、米国では、ASHRAE Guideline 0[2]でコミッショニングの可能性や定義を示し、それを引用する形でLEED等の認証制度に位置づけられ[3]、その結果としてコミッショニングが数多く実施され、課題が明確になり[4]、その課題を解消するためにプロセスの定義等を調整してASHRAE Standard 202が2013年に出版され[5]、コミッショニングが社会に根付きました。一方、日本では、2016年11月、建築設備コミッショニング協会により「建築設備コミッショニングマニュアル」が改訂され[6]、コミッショニングの考え方等についてのコンセンサスが得られました。これからは、このマニュアルを軸に、本格的な普及フェーズに入っていくことになると考えています。
 ただし、米国も我が国も「コミッショニングとは何か」についてはコンセンサスが取れていても、建築設備の性能をどのように検証するか(機能性能試験の方法論)については、統一された方法論は未だ規格化されていません。そこで、ISO/TC205のWG10では、建築環境設計におけるコミッショニングプロセスの国際規格化を試みており、現在、幾つかの代表的なシステムを対象として機能性能試験法のISO化を行っています[7]。この規格では、単に試験方法を書き下すだけではなく、その試験に必要な情報を設計段階においてどのように収集するか、収集したデータをどのようにグラフ化して、性能が発揮されているか否かをどのように判断するかを具体的に規定しようとしています。私は「四電ビルプロジェクト[8]」にコミッショニングチームの一員として参加させていただきましたが、このビルでは性能検証を目的として多種多様なデータを計測する計画を立てていたにも関わらず、それでも検証に必要な情報が全て揃っておらず、年末の凍える寒さの中、全熱交換器や冷却塔周りのデータを取得しに現地に計測器を付けに行ったことを覚えています。これは、機能性能試験に必要な情報が規格化されていないことが原因だと考えており、規格が策定されれば、試験に必要な情報を予め仕込んでおくことが可能になり、性能検証を見据えた設計、点ではなく線として捉え、先を見越した設計が実現できると考えています。
 冒頭で述べたように、実効ある省エネルギー化を達成するためにはコミッショニングの定着が必要です。定着させるためには、判る人だけが判ればよいのではなく、専門ではない方々に対しても明確にプロセスを説明し、理解していただくことが重要です。そのためには、これまで以上に厳格なルール(規格)をきっちりと定める必要があると考えています。














[1] 建築設備コミッショニング協会:コミッショニングとは、http://www.bsca.or.jp/outline/commissioning.html
[2] ASHRAE: ASHRAE Guideline 0 - The Commissioning Process
[3] U.S. Green Building Council: LEED v4 Fundamental commissioning and verification
  http://www.usgbc.org/node/2732691?return=/credits/commercial-interiors/v4
[4] Stephen C. Turner, et al.: Commissioning Design Build Projects, ASHRAE Journal, p54-64, 2012. 10
[6] ASHRAE: ASHRAE Standard 202-2013 - Commissioning Process for Buildings and Systems
[7] 建築設備コミッショニング協会:建築設備コミッショニングマニュアル、http://www.bsca.or.jp/news-letter/news/870/
[8] 一般社団法人建築・住宅国際機構:ISO/TC205について、http://www.iibh.org/tc205.htm
[9] ヨンデンビル新館の継続コミッショニング、http://www.bsca.or.jp/pr-blog/project-report/64/

プロジェクト報告書 ( project-report) Feb. 24, 2017

Commissioning Is the Key to Energy-Saving Buildings

Masato Miyata(National Institute for Land and Infrastructure Management, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism)

The Importance of Commissioning

With a goal of reducing greenhouse gas emissions from the household sector by 40% by 2030, making buildings more energy efficient, is a pressing issue for Japan. Commissioning is defined as a process carried out to confirm that the actual performance attains the intended performance of building systems[1]. It is imperative that Japan establishes commissioning to be able to achieve substantial energy savings in buildings. Commissioning calls to mind the fine-tuning (optimization) after the start of building operation, although its analysis is certainly not limited to the operation stage. Commissioning should not be conducted intermittently in spots, but rather continuously like a straight line to encompass all stages from the preliminary design to actual building operations. At any rate, it would be impossible to bring out the desired performance no matter how much fine-tuning were done if the original design and construction were inadequate. In order to verify the performance at the operation stage, instrumentation and measurements have to be planned well ahead in the design stage to collect the necessary information for performance verification. I believe that the challenge for Japan in the future is in establishing this linear commissioning process.

Third-Party Check

From April 2017, compliance with the Building Energy Efficiency Standards will be mandatory for non-residential buildings of 2000 m2 and over. Along with this, buildings will be required to undergo compliance tests. This means undergoing a third-party review (by a government agency with jurisdiction or a registered institution for building performance tests on energy use) from the perspective of energy efficiency in the design stage. Moreover, during completion inspection under the Building Standards Act, buildings will have to undergo inspection for adoption of equipment and control systems with the performance as written in the design documents. In the field of building services, there has been no culture for undergoing strict design and construction inspections from third parties from the standpoint of energy savings. As energy efficiency of buildings becomes more socially important, third-party reviews and social accountability on various building design aspects will be required. Indeed, this mandatory conformance to the Energy Efficiency Standards is just the start of this trend. To avoid confusion for the time being, there are no plans yet to require strict onsite verification of performance during completion inspection for control, for example, although a scheme will eventually have to be drawn for checking whether building facilities perform as declared in the original design documents. This is precisely the principle behind commissioning. In the future, I believe that commissioning will have to be a part of regulations to realize substantial energy savings.

The Need for Process Standardization

Standardizing the evaluation process and judgment criteria is indispensable to putting commissioning into regulations. To make third-party reviews fair and reliable, the definitions and processes involved have to be clear (and standardized) so that the rules are understandable even to a lay person. For example, commissioning has taken root in society in the United States due to the capabilities and definitions of commissioning described in the ASHRAE Guideline 0[2], which were then cited in LEED and other certification systems[3]. This resulted in a large amount of implemented project commissioning, and led to a better understanding of the issues[4]. The terms and definitions of processes were thereafter revised to resolve these issues, and published in the ASHRAE Standard 202 in 2013[5]. Meanwhile, a consensus on the principles and other details of commissioning was reached in Japan, and the Building Services Commissioning Manual published by the Building Services Commissioning Association was revised in November 2016[6]. Going forward, I believe that this is the start of a full-scale spreading phase revolving around the manual.
However, although a consensus had been reached as to what commissioning is in Japan and the United States, a unified methodology on how to verify the performance of building systems (methodologies for functional performance tests) has yet to be standardized. Accordingly, international standardization of the commissioning process for building environment design is underway at the ISO/TC 205/WG 10, where ISO standards of functional performance test procedures for several leading systems are currently being developed[7]. The standards do not simply spell out the test procedures; they also attempt to specify provisions on how to collect the necessary information for tests at the design stage, how to graph the collected data, and how to determine whether adequate performance is exhibited. I was involved in the Yonden Building Project[8] as a member of the commissioning team. Although plans were made to measure a wide variety of data to verify the performance of this building, the required data for verification were still incomplete, and I remember going out in freezing temperatures at the end of the year to install measuring instruments at the site to get data around the total heat exchanger and cooling tower. I think this was because the required information for functional performance tests had not been standardized. If standards are set, then the required information for the tests can be prepared in advance, and a design that encompasses performance verification not just at certain points but throughout the line—a forward-looking design—can be produced.
As I mentioned at the outset, commissioning has to be established to be able to achieve significant energy savings in buildings. To establish commissioning, it is critical that the process be clearly explained and understood even by non-specialists, and not just those who are knowledgeable on the subject. To that end, strict rules (standards) have to be thoroughly laid out more than ever before.

[1] Building Services Commissioning Association: What is Commissioning?
http://www.bsca.or.jp/outline/commissioning.html
[2] ASHRAE:ASHRAE Guideline 0 - The Commissioning Process
[3] U.S. Green Building Council:LEED v4 Fundamental commissioning and verification
  http://www.usgbc.org/node/2732691?return=/credits/commercial-interiors/v4
[4] Stephen C. Turner, et al.: Commissioning Design Build Projects, ASHRAE Journal, p54-64, 2012. 10
[6] ASHRAE:ASHRAE Standard 202-2013 - Commissioning Process for Buildings and Systems
[7] Building Services Commissioning Association: Building Services Commissioning Manual 、http://www.bsca.or.jp/news-letter/news/870/
[8] Institute of International Harmonization for Building and Housing: ISO/TC 205 http://www.iibh.org/tc205.htm

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