省エネと快適性を両立する「ZEB」と空調･換気設備の役割

 

 

エネルギー消費の削減と、快適な室内環境の両立を目指す取り組みとして注目を集める「ZEB（ゼブ）」。

単に省エネを追求するだけでなく、そこに「快適性」という視点を加えることで、次世代の建築物としての価値を高めることが求められています。

本記事では、ZEBの基本概念から、省エネと快適性を両立させる設計手法、さらに空調設備・換気設備が果たす役割まで詳しく解説していきます。

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ZEBとは何か基本概念を理解する

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ZEBの取り組みを正しく理解するためには、まずその基本概念を押さえておく必要があります。

ここでは、ZEBの定義と目的、背景となる社会的な動き、そして実現によるメリットや課題について順に解説していきます。

ZEBの定義と目的

ZEBとは「Net Zero Energy Building（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル）」の略で、年間の一次エネルギー消費量を実質ゼロにすることを目指した建物のことを指します。

ここでいう「実質ゼロ」とは、省エネ技術によってエネルギー消費を徹底的に抑えた上で、創エネ（発電）により残りを賄うという考え方です。

たとえば、高断熱化や高効率な空調・照明設備の導入でエネルギー使用量を減らし、さらに太陽光発電などでエネルギーを自給することにより、年間収支をゼロに近づけます。

目的は単なるコスト削減だけではありません。建物のライフサイクル全体を通じて、環境負荷を低減し、持続可能な社会の実現に貢献することが最大の目標です。

ZEBが求められる社会的背景

ZEBが注目されるようになった背景には、地球温暖化防止やエネルギー資源の枯渇といったグローバルな課題があります。

日本では「2050年カーボンニュートラル」目標の達成に向けて、建築分野でのCO₂排出量削減が重要視されています。

国土交通省、経済産業省、環境省は共同で、ZEBの普及を国家戦略として推進しており、民間企業にもZEB設計ガイドラインに沿った取り組みを求める動きが加速しています。

また、自治体によってはZEB化を推進するための助成金や優遇制度を設けるケースも増えています。

このような社会的要請を背景に、ZEBは新築のみならず、既存建築物のリニューアルにおいても重要なテーマとなりつつあります。

ZEB実現によるメリットと課題

ZEBを実現することで得られるメリットは非常に多岐にわたります。

代表的なものは以下の通りです。

一方で、課題も存在します。

たとえば、初期コストの増加、設計段階での高度な専門知識の必要性、創エネ設備設置スペースの確保などが挙げられます。

これらの課題に対しては、適切な技術選定と運用設計、国や自治体の補助制度の活用などで、できるだけ負担を抑えながらZEB化を推進していくことが求められます。

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ZEB設計における省エネと快適性

ZEBの設計では、単にエネルギー消費を減らすだけでなく、利用者にとって快適な空間を保つことも同時に求められます。

ここでは省エネと快適性の両立の重要性、室内環境の目安、そして具体的な設計工夫について解説します。

省エネだけでない快適性の重要性

ZEBを目指す際、省エネ性能ばかりに目が向きがちですが、それだけでは不十分です。

仮にエネルギー使用量を極端に抑えた結果、夏は暑すぎて冬は寒すぎる、空気がこもるなどの環境になってしまえば利用者の満足度は大きく低下してしまいます。

たとえば、あるオフィスビルでは、冷房エネルギーを抑えるために窓を固定式に変更した結果、自然換気ができず室内の空気質が悪化してしまった事例があります。

このような失敗を防ぐためにも、省エネと快適性をセットで設計する意識が不可欠です。

つまり、ZEB設計における真のゴールは、「エネルギーを節約しながら、誰もが快適に過ごせる空間を作ること」にあります。

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室内環境基準（温度・湿度・空気質）の目安

快適性を確保するためには、適切な室内環境を維持することが重要です。

一般的に目安とされる数値は次のとおりです。

項目	推奨値
室温（夏期）	26～28℃程度
室温（冬期）	20～22℃程度
相対湿度	40～60％
CO₂濃度	1,000ppm以下

このプロセスを踏むことで、効率よくZEB化を実現できます。

これらの数値は、国土交通省の「建築物のエネルギー消費性能基準」や、厚生労働省の「建築物衛生法」にも準拠しています。

たとえば、湿度が40％を下回るとウイルスの活性が高まると言われていますし、CO₂濃度が1,000ppmを超えると眠気や集中力低下の原因にもなります。

そのため、ZEB設計においては温湿度だけでなく、空気の清浄度や新鮮空気の供給量も重要なチェックポイントとなります。

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快適性を損なわない設計の工夫例

では、省エネを意識しながら、どのように快適な空間を実現すればよいのでしょうか。

ここでは具体的な工夫をいくつかご紹介します。

■ 外皮性能の向上（断熱・気密の強化）

断熱材の厚みを適切に設計し、外部の熱を遮断することで、空調エネルギー負荷を大幅に軽減できます。

たとえば、断熱材を通常の1.5倍厚くするだけでも、冷暖房費を15～20％削減できる例もあります。

■ 自然エネルギーの活用（パッシブ設計）

日射遮蔽や自然換気、昼光利用などを取り入れることで、設備に頼らずに快適性を向上させることが可能です。

たとえば、庇（ひさし）や外付けブラインドを設けることで、夏の直射日光を遮りつつ、冬は太陽光を取り込む設計が効果的です。

■ 高効率空調・換気システムの導入

高性能なインバーターエアコンや全熱交換型換気設備を活用すれば、エネルギー消費を抑えながら室内環境を一定に保つことができます。

特に病院や大型オフィスでは、全館空調システムの導入が一般的になりつつあります。

ZEB設計ガイドラインを基に考える

ZEBの実現に向けては、個々の建築物ごとにバラバラな判断をするのではなく、国が定めた基準や手順に沿った設計が求められます。

ここでは、ZEB設計ガイドラインの概要と設計手順、さらに補助金制度などの関連情報について解説します。

国のZEB設計ガイドラインとは

国土交通省・経済産業省・環境省が策定した「ZEB設計ガイドライン」は、ZEBを達成するために必要な設計要件や進め方を整理した指針です。

このガイドラインでは、以下の3ステップでアプローチすることが推奨されています。

たとえば、まずは建物自体の断熱性能を向上させ、次に使用する機器を省エネ型に置き換え、最後に足りないエネルギーを創エネで補う、という考え方です。

この順番を守ることが、無理なくかつ効果的にZEBを目指すためのポイントです。

ガイドラインに沿った設計手順

ZEB設計ガイドラインに従う際の一般的な手順は、次のようになります。

ステップ	内容	具体例
① 目標設定	ZEB Ready、Nearly ZEBなど目標ランクを定める	ZEB Ready認証を目指す場合、50％以上の省エネ
② 現状分析	現在のエネルギー消費量や建物仕様を把握する	エネルギー消費原単位（MJ/㎡・年）を測定
③ 外皮性能向上	断熱材強化、窓性能アップ、日射遮蔽設計	高断熱サッシ、Low-Eガラス導入
④ 設備高効率化	空調・換気・照明・給湯設備の高効率化	インバーター空調機、LED照明採用
⑤ 創エネ導入	太陽光パネル設置、その他再エネ利用	屋根全面に太陽光発電パネルを設置
⑥ シミュレーションと最適化	エネルギー計算ツールで検証・修正	CASBEE評価ツールなどを活用
⑦ 認証申請・運用開始	実際の運用を想定した試算・申請	BELS認証を取得し、稼働開始

このプロセスを踏むことで、効率よくZEB化を実現できます。

特に初期段階で「どこまで目指すか（ZEB Ready／Nearly ZEB／ZEB）」を明確にしておくことが、後の設計や設備投資計画をスムーズに進めるコツです。

【参考】最新の法規制と補助金制度

ZEB推進に関連する最新の法制度や支援策も押さえておきましょう。

2025年4月時点では、以下の制度が活用できます。

建築物省エネ法の適合義務化

すべての新築中規模建築物に省エネ基準適合が義務づけられています。（参考：国土交通省「建築物省エネ法改正案」）

ZEB補助金制度（SII）

環境省および一般社団法人SII（環境共創イニシアチブ）が実施するZEB補助金では、対象建築物の規模・性能に応じて最大で工事費の2/3相当が支援されます。

（【2025年度版】詳細は「令和7年度 ZEB支援事業公募要領」を参照）

地方自治体独自の補助金制度

たとえば東京都では、ZEB化を目指す中小ビルに対して上限5,000万円の補助金が用意されています。

補助金活用は、初期投資の負担軽減だけでなく、事業者の財務リスク低減にもつながります。そのため、設計開始前から最新情報をチェックしておくことが重要です。

ZEBに活用されるパッシブ技術

エネルギー消費を抑えながら快適な空間を実現するために、ZEB設計では「パッシブ技術」が重要な役割を果たします。

ここでは、パッシブ技術の基本的な考え方と、具体的な手法について詳しく解説します。

パッシブ技術とは何か

パッシブ技術とは、機械的なエネルギーを極力使わずに、建物自体の工夫によって室内環境を快適に保つための技術を指します。

たとえば、断熱材で外気温の影響を抑えたり、自然の風を取り込んで換気を行ったりする方法がこれに当たります。

電力やガスといった外部エネルギーに依存しないため、運用コストが抑えられるのが大きなメリットです。

また、故障リスクが低く、メンテナンスコストも最小限に抑えることができます。

ZEBを実現するためには、まずパッシブ技術で最大限のエネルギー負荷削減を行い、その後にアクティブ技術や創エネを組み合わせるのが理想的なアプローチです。

断熱材の厚みと断熱性能の関係

パッシブ設計の基本中の基本が「断熱」です。

断熱材の性能と厚みを最適化することで、建物の外からの熱の流入・流出を大幅に抑え、空調負荷を低減できます。

■ 断熱材厚みの目安

地域区分	断熱材推奨厚み（外壁部）	備考
1～2地域（北海道・東北北部）	100mm以上	高断熱仕様必須
3～4地域（東北南部・北関東）	75～90mm	やや厚めを推奨
5～6地域（東京・大阪など温暖地）	50～75mm	標準仕様で可

たとえば北海道の寒冷地では、断熱材を100mm以上確保することで、冬季の暖房エネルギーを40％以上削減できる例もあります。

一方、温暖地域では厚みを抑えながら、遮熱性能の高い断熱材を選ぶことがポイントです。

断熱材選定の際は、厚みだけでなく「熱伝導率（λ値）」も重視し、性能とコストのバランスを考えることが重要です。

日射遮蔽・自然換気・昼光利用の工夫

断熱と並んで重要なのが、日射遮蔽・自然換気・昼光利用といった設計テクニックです。

これらを組み合わせることで、さらに快適かつ省エネな建物が実現できます。

■ 日射遮蔽（太陽熱の侵入を防ぐ）

たとえばカフェ店舗では、夏の直射日光を遮ることで冷房負荷を20％以上削減できた事例もあります。

■ 自然換気（風を活用した空気循環）

小規模オフィスでは、自然換気を導入しただけで換気機械の稼働時間を半減できたケースもあります。

■ 昼光利用（自然光を活用）

昼光利用によって、日中の照明使用時間を大幅に短縮でき、年間の電力消費削減に貢献します。

ZEBに活用されるアクティブ技術

ZEBを実現するためには、パッシブ技術だけでは十分とは言えません。

省エネ効果をさらに高めるために、高効率な「アクティブ技術」の導入も不可欠です。

ここでは、アクティブ技術の概要と、空調・換気・照明分野での具体的な活用方法について解説していきます。

アクティブ技術とは何か

アクティブ技術とは、設備機器の力を使って積極的にエネルギー効率を高める技術のことを指します。

具体的には、高効率空調機器、換気システム、給湯設備、照明制御システムなどがこれにあたります。

たとえば、最新型のヒートポンプ式空調機やCO₂濃度に応じて自動制御する換気設備はまさにアクティブ技術の代表例です。

これらを適切に選定・運用することで、使用エネルギーを大幅に削減しつつ快適な室内環境を維持できます。

ZEB設計では、パッシブでカバーしきれない部分をアクティブ技術で補完することが重要なポイントです。

高効率空調機器と換気設備

ZEBにおける空調・換気設備の選定はエネルギー消費に大きな影響を与えます。

ここでは代表的な高効率機器とその特徴を紹介します。

■ 高効率空調機器

たとえば、中規模オフィスでインバーター制御エアコンを導入した場合、従来型に比べて最大30％程度の消費電力量削減が期待できます。

■ 高効率換気設備

たとえば、病院施設で全熱交換器を導入したケースでは、年間空調エネルギーを約20％削減できたという報告もあります。

照明制御システムの導入ポイント

照明も建物エネルギー消費の大きな要素のひとつです。

ZEB設計では、効率の良い照明器具に加え効果的な制御システムを導入することが重要です。

■ 主な照明制御技術

たとえば、商業施設で明るさセンサーを活用した場合、昼間の照明使用量を約40％削減できた実績もあります。

また、すべての照明をLED化することも基本中の基本の施策となります。

LEDは寿命が長く、消費電力も従来型蛍光灯に比べて約50％削減できるため初期投資を数年で回収できるケースも多いです。

ZEBにおける創エネ設備の選択肢

ZEBの実現には、省エネだけでなく建物自体でエネルギーを「創り出す」取り組みも欠かせません。

ここでは、ZEBに求められる創エネ設備の考え方、太陽光発電の活用法、そして太陽光以外の選択肢について解説します。

ZEBで求められる創エネとは

ZEBにおける創エネとは、建物が自ら再生可能エネルギーを生み出し、消費エネルギーを実質ゼロに近づける取り組みを指します。

具体的には、太陽光発電、風力発電、バイオマス発電などが代表例です。

たとえば、建物の屋根や外壁を利用して発電する「オンサイト型創エネ」が推奨されます。

これは、エネルギーを外部から購入するのではなく、自立的に生産・消費することで、エネルギー供給リスクを低減できるというメリットも持っています。

ZEBを目指す際には、「エネルギー消費を減らすだけでは足りない。創エネで差し引きゼロを目指す」という考え方が基本になります。

太陽光発電の活用方法と注意点

創エネ設備の中心となるのは、やはり太陽光発電です。

ZEBプロジェクトでは、最も採用しやすい創エネ手段として広く利用されています。

■ 太陽光発電の活用ポイント

たとえば、商業施設では屋根全面に太陽光パネルを敷き詰め、建物消費電力の30〜50％を賄っている事例もあります。

■ 太陽光発電の注意点

これらのリスクを考慮し、設計段階で最適な発電システムの規模と補完手段（蓄電池・別の創エネ設備）を検討しておくことが重要です。

太陽光以外の創エネ手段とは

太陽光だけでは発電量が不足する場合、その他の再生可能エネルギー技術も併用する選択肢があります。

■ 太陽光以外の創エネ例

創エネ手段	特徴	適用事例
地中熱利用ヒートポンプ	地中の安定した温度を活用	地域熱供給施設、大型ビル
小型風力発電	建物敷地内で風を利用して発電	風況の良い郊外型施設
バイオマスボイラー	廃木材や食品廃棄物からエネルギー生成	農業関連施設、リゾート施設

たとえば、寒冷地のリゾートホテルでは、地中熱ヒートポンプを導入し、冬季の暖房エネルギーを大幅に削減した事例もあります。

また、郊外型ショッピングモールでは、小型風力発電と太陽光発電を組み合わせたハイブリッド創エネシステムが採用されています。

このように、立地条件や施設用途に応じて柔軟に創エネ手段を選び、ZEB実現に近づける工夫が求められます。

ZEB認証の種類と取得のポイント

ZEBを名乗るためには、単に省エネ・創エネを行うだけでは不十分です。

公式な認証制度に基づき、適切な評価を受けることが求められます。

ここでは、ZEB認証の種類と、認証を取得するために押さえるべきポイントを解説します。

ZEB認証制度の概要

日本におけるZEB認証は、BELS（建築物省エネルギー性能表示制度）の枠組み内で評価・認証が行われます。

BELS評価機関が、省エネ性能を第三者的に評価し、その結果に基づいてZEB認証が付与されます。

認証のランクは、エネルギー削減率に応じて次のように分類されています。

 

認証区分	特徴	適用事例
ZEB	100％以上	エネルギー収支ゼロまたはプラス
Nearly ZEB	75％以上	ほぼZEB達成レベル
ZEB Ready	50％以上	創エネ設備はなくても可、省エネ重視
ZEB Oriented	40％以上	延床面積1万㎡以上の大型建築物向け

たとえば、中小規模オフィスビルでは「ZEB Ready」認証を目指すケースが多い一方で、大規模な公共施設では「ZEB Oriented」での認証取得が現実的な目標となっています。

認証取得に必要な基準と手順

ZEB認証を取得するためには、次の基準をクリアしなければなりません。

■ 主な取得基準

さらに、取得までの流れは次のようになります。

■ 認証取得の基本手順

注意点として、設計完了後に基準未達で修正するのは非常に困難なため、設計初期段階から認証要件を意識した設計を行うことが成功の鍵となります。

【事例紹介】認証取得成功例と失敗例

ここで、認証取得に成功した例と、失敗してしまった例を簡単に紹介します。

■ 成功例：地方中規模オフィスビル

結果、ZEB Ready認証を無事取得。

■ 失敗例：都市型テナントビル

初期設計段階からの計画不足が原因。

このように、事前の綿密な計画と省エネ・創エネバランスの最適化が、認証取得には不可欠です。

まとめ

ZEB（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル）は、単なる省エネを超えた「快適性と持続可能性の両立」を目指す、これからの建築に欠かせない重要なコンセプトです。

本記事を通じて、ZEBの基本概念、設計ガイドライン、そしてパッシブ・アクティブ技術の活用法、さらには創エネ設備や認証取得に至るまで、一連の流れを整理してご紹介しました。

特に重要なのは、「省エネ性能」と「利用者の快適性」を両立させる設計思想を常に持つことです。

外皮性能の向上や自然エネルギーの活用、高効率な空調・換気・照明設備の導入をバランスよく組み合わせることで、無理なく、かつ実効性の高いZEB化が可能になります。

また、ZEB認証を取得するには、設計初期段階から目標を明確にし、ガイドラインに基づいた計画を着実に積み重ねることが不可欠です。

補助金や法制度などの外部支援も上手に活用しながら、コスト負担を抑えつつZEB達成を目指していきましょう。

エネルギー効率だけでなく、人にも地球にも優しい建築を目指して——。ZEBという選択肢は、これからの時代に求められる「新しい当たり前」になりつつあります。

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