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(1) エネルギー管理(熱量原単位)表−1 |
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表−1 年度別 熱量原単位(MJ/m2・年)：(注)H18年改正換算値を使用
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省エネルギーセンターのビルの省エネルギー診断で使われている『最近1年間のエネルギー使用状況』表を参考にして、福岡市総合図書館がオープンしたH8年度からH17年度までの各年度の熱量原単位を算出している。エネルギー使用状況と省エネの進捗度を把握するためには熱量原単位を比較することが重要であり、発熱量の換算係数に変更があれば過去10年間の熱量原単位を新しい換算値で計算し直し、常に正確な比較ができるようにしている。現在はH17年度のエネルギー使用状況表に電力・熱・水道の使用量をH18年4月度分から順次上書き入力することで、直近1年間の熱量原単位を算出し、目標の1,200MJ/m2・年をめざして省エネを推進しているところである。年度終了時点で熱量原単位を算出したのでは、計画的な省エネは到底望めない。
省エネ設備は冷温水循環ポンプのインバーターだけで、空調機には外気冷房用バイパスも無い。窓を開けてはいけないために4月〜11月まで冷房しており、空調運転日数が357日/年の福岡市総合図書館が、H10年に1,898MJ/m2・年の熱量原単位ならば良い数値ではないだろうか。年々空調負荷が増えている中で、この良い数値をさらに良くすることを目標に、どのビルでも簡単に応用のできるアイデアだけで省エネを始め、チューニングを続けてきた結果、H18年7月末までの直近1年間では1,229MJ/m2・年まで下げることができた。
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(2) エネルギー管理(使用量管理) |
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日使用量が減らなければ月使用量も年使用量も減る訳がないため、一日一日を意識したエネルギー日使用量管理を重視している。電力、冷熱、温熱使用量は過去10年間の日・月・年度別に数値的な比較に有効な表と、月・年度別に視覚的な比較に有効なグラフ化を行い、日使用量・月使用量・年使用量を前年度と比較した管理を行っている。空調に使用している地域熱供給は外気温度によっても日使用量が大きく変わってくるため、前年同月の一日平均使用量を一日の目標値として、前年同月の日使用量累計の比較と月使用量累計の比較を行っている。電力は一日の使用量に大差がないため前年度との日使用量の比較が重要となる。年度別に1年間の日使用量を1枚の表計算シート上に月別に並べて記入し、日使用量と月間累計が一目で前年度と比較できる表を作成して管理している。このような日使用量管理の積み重ねの延長を、月使用量管理・年使用量管理とすることで、新しく行った省エネ対策の効果を確認し、連続低減を達成するためのエネルギー管理としている。
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(3) エネルギー管理(エネルギー消費グラフ)グラフ-2 |
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グラフ−2 年度別 エネルギー消費量グラフ(GJ) |
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灰色の上層が熱、白色の下層が電力でGJに換算している。このグルフもビルの省エネルギー診断で使われていた年度別の比較に有意義な『エネルギー消費グラフ』である。福岡市総合図書館全体としての総合的なエネルギー消費量を把握して省エネポイントを見つけ出し、省エネ対策を考え出すのに役立てている。
8年間のグラフを比較すると熱の省エネ効果が大きく、H10のグラフでは熱の省エネが効果的であり、H13のグラフでは熱の省エネが限界に近づいているのが分かる。そこでH14からは電力の省エネに重点を置くことにしたが、空調熱源は地域熱供給であり、パッケージエアコンは文書やフイルムの保存用に使われているため、設定温度も年間一定で変更はできない。このために電力の省エネは空調では期待できないが、年間を通して効果のある照明に重点を置いた省エネ対策を行った結果、H14年度以降は熱よりも電力の低減が大きくなっている。
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(4) PDCA管理 |
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省エネを小さく始めて大きく育てるために、P(計画)に時間をかけずに思いついたアイデアを直ぐにD(実施)することにした。照度、空調温度、空気環境を良好に維持しながら、設備投資の必要がない運用改善だけでの省エネは、誰にもデメリットの無い省エネであるため、P(計画)やD(実施)に時間をかける必要が無かったのである。逆にC(確認)は設備の省エネチューニングには重要なポイントであるため時間をかけ、A(処置)があれば直ぐに実施するという、小さなPDCA管理サークルを行った。このようなPDCA管理サークルを同心円上に毎年追加していくことが、短期間で省エネ効果を出し長期間省エネ効果を維持するために有効であったと思われる。 |
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(1) 冷温水循環ポンプのインバーター最低周波数設定変更(H13年度発表) |
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現在も18Hz設定を変えていない。30kW×3台の台数制御による運転周波数は冷房ピーク時でも31Hz×2台であり、モーター表面温度は高温部分で48℃である。故障も皆無であり、何等トラブルも無く現在に至っている。
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(2) 排気ファンを運転しない排気(H14年度発表) |
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冷暖房時に室内温度の空気を排気したのでは熱の無駄になるため排気量を少なくしていたが、H17年度からは7・8月でもメインエントランスホール排煙口からの排気を行うようにした。ホールは2階までの吹き抜けであり、外に面している部分はガラス張りのため屋上と同様に日射を受け熱気がホール上部へこもりやすく、自然排気をするには効果的な場所である。空調機からの外気導入量は増えるが外気温度以上の熱気だけを排気しているため、温度的には排気した方が省エネになり空気環境も良くなる。この対策により館内の空気がメインエントランスホールへ誘導されたため、ホール用空調機の運転時間を減らすことができた点も省エネになっている。
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(3) 不快指数冷房(H14年度発表) |
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湿度を下げるために冷熱を使うよりも、温度を下げるために冷熱を使うほうが、同じ冷熱使用量ならば不快指数を低くすることができる。H17年度は15℃以上の循環冷水温度での冷房が可能になったため除湿量が減り、館内湿度60％を維持できた。60％を超えると蒸し暑く感じられるが、60％までならば問題はないようだ。
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(4) 夏期前にパッケージエアコン室外機を高圧洗浄機にて洗浄する。(H12年度対策) |
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毎年4月には全てのパッケージエアコンの室外機を高圧洗浄機にて洗浄をおこなっている。
本格的な冷房シーズンに入る前の洗浄が冷房効率の向上と省エネに役立っている。
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(5) ブラインド(H12年度対策) |
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季節や日射の有無にかかわらず、一年中ブラインドを下げたままでスラットを水平にして使用している。窓ガラスは外気温度に近い温度のため、窓ガラスを熱交換器と考えると、ブラインドを上げた状態では、室内側窓ガラス面の気流で熱交換をすることになるので、特に窓近くにあるファンコイルの給気を窓ガラスに向けないことに気をつけた。一次側である屋外の温度と気流を変えることはできないが、スラットの水平使用で採光を確保したまま、二次側である屋内側窓ガラス面の気流を抑制して、窓ガラス面での熱交換を減少させることができた。
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(6) 4階閉架書庫還気方法(H15年度対策) |
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東西80mの閉架書庫は1つの空調区画となっており空調機は東側機械室にある。還気口は東西に各1ヶ所あり、空調機に近い大型の東側還気口と空調機から遠い小型の西側還気口がある。還気ダクトのある4階天井裏は将来5階を増設する予定の床も天井もない、夏は暑くて冬は寒い空間である。この空間を西側還気口からの裸の還気ダクトが70mも通っており、還気が還気ダクト内で熱交換されて空調機の負荷となり4階閉架書庫の冷暖房効率が悪くなっていた。対策として西側還気口を閉鎖して閉架書庫内を還気通路として使うことにし、空調機への還気は全て東側還気口から行うことで天井裏還気ダクトでの無駄な熱交換をなくした。
還気が人のいない天井裏のダクトで熱交換されるよりも、人のいる閉架書庫内で熱交換させたほうが良い。
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(7) 4階集密書庫還気ダクト(H15年度対策) |
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閉架書庫と同じく天井裏は広い空間であるが、文書資料書庫と集密書庫に区画されており、各書庫一箇所しかない還気口を閉鎖することはできないため、還気ダクトの断熱工事を行うことにした。還気ダクトの上に断熱を敷くだけの簡単な工事であったが、施工後は冷暖房の効きが良くなっていることが確認できた。断熱されていない還気ダクトでの省エネ対策は効果があるようだ。無料で頂いた少量の断熱材しか利用できず還気ダクト全てを断熱することはできなかったが、これからも還気ダクトの断熱を行い、ダクト内での熱の損失を減らしたい。
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(8) 風除室自動ドア(H15年度対策) |
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風除室は冷暖房時の外気侵入防止、建物内空気流出防止のためにある。
年間100万人以上の利用者があるので、1人の出入りで計4回自動ドアが開閉し、年間で400万回以上も開閉することになる。しかし中間期は外気冷房効果を促進させるために建物内空気を流出させたほうが良いので風除室は必要ない。風除室の室内側自動ドアを開放停止させれば外側ドアが開くだけで排気ができ不必要な風除効果が減少する。室内側自動ドアのスイッチOFFだけの簡単な省エネ対策で外気冷房効果アップになり、6ヶ月間の開放停止で約100万回の自動ドア開閉電力節約にもなる。H15から3ヶ所の自動ドアで実施している。
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(9) ファンコイル(H16年度対策) |
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一般利用者部分のファンコイルは利用者が勝手に操作出来ないようにロックをしている。H17年度からは職員部分もロックをするか温度調整が出来ないように工夫している。ファンコイルの温度設定を自由にさせていたのでは無駄な冷暖房になるので、ロックをすることが効果的である。総合図書館では館内の空気圧力を高めているため、窓の隙間からの空気流出はあっても侵入外気がないため、日射が無い限りは窓側の温度条件が特に悪い訳ではない。よって空調機だけでの冷暖房が困難な場合だけファンコイルを運転するようにしている。
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(10) 空調給気口(H16年度対策) |
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閲覧席天井のスロット形給気口を斜めに向けて、真下の人に冷気が当たらないようにしていたが、給気口を真下に向けてみると、斜めに向けるよりも給気量が多くなり、気流が増えて体感的にも涼しく感じることに気が付いた。循環冷水温度が17℃以上と高いために給気温度も20℃以上と高く、冷気の問題はないようである。
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(11) 照明制御盤(H16年度対策) |
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中央監視室にある照明制御盤には館内の殆どの照明が点灯・消灯できる700個ものスイッチが並んでいるため、無駄な点灯があっても気付かなかった。そこで色付のシールをタイマーで点灯・消灯する場所、必要時のみ点灯する場所、閉館後すぐに消灯する場所などに分けてスイッチに貼り、簡単に判別できるようにすることで、無駄な点灯を早目に発見して消灯するようにした。必要な照明は必要な時間だけ点灯すればよい。
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(12) 照明スイッチ(H17年度対策) |
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廊下の壁面には1箇所に4〜8個のスイッチがあり、見ただけではどのスイッチを入れればよいのか分からず無駄な点灯も多かった。そこで点灯が必要なスイッチだけに色付シールを貼ったところ、そのスイッチだけが点灯するようになった。勝手にシールを貼っただけではあるが、心理的な誘導効果があったようである。
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(13) 照明エリア変更(H17年度対策) |
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照明の省エネは年間を通しての省エネになるため、以前からP(計画)していたが、D(実施)するまでの調査に時間がかかり実施できないでいた省エネ対策である。各場所にある壁面スイッチは一つ毎に照明制御盤のスイッチが複数個割り当てられたエリアが構成され、自由にエリア内容を変えることができる。まずこのエリア一つずつに割り当てられている照明制御盤のスイッチを全て調べた。そして間接灯、ブラケット、窓側照明等の清掃時や本の整理時に必要の無い照明をエリアより外し、それらをタイマーだけで点灯・消灯させることにした。これにより空きの出来た壁面スイッチを利用して、必要な場所だけが点灯できるように、より細かなエリアの見直しを行った。年間で約60,000kWh以上の節電効果があり、開館中は今までと同じ点灯数であるが、開館前の照明電力が60kW減ったため夏期は朝の冷房負荷が減って、冷熱の省エネや空調機運転時間短縮にもなっている。
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(14) 加湿用噴霧ヘッド角度調整(H17年度対策) |
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暖房時に加圧ポンプにより噴霧された水が空調機の熱交換器にかかると、蒸発しなかった水は温められた状態で排水されており温熱の無駄になっていた。熱交換器自体にもスケールが付着して効率の低下にもなる。そこで噴霧角度を調節し水が熱交換器にかからないようにしたところドレンの温度が以前よりも低くなり、加湿能力にも変化は見られない。中間期は冷熱と併用して加湿を冷房に利用しているため冷熱の省エネにもなっている。
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(15) 新・空調機ダンパー調整(H17年度対策) |
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今までは空調機の外気ダンパーを全開で、給気ファンの吐出側ダンパーを閉めて調整していたが、これを逆にして給気ファンの吐出側ダンパーを全開で、外気ダンパーを以前の吐出側ダンパーと同じ開度に調整したところ、夏期は22Aあった給気ファンの電流が18Aに下がった。給気ファンの吸込側に給気ダンパーがある空調機では効果がないことから、吐出側にある給気ダンパーによる空気の圧損があったものと思われる。空調機ダンパー調整方法としては給気ファンに対して吸込側よりも吐出側の抵抗を減らすほうが省エネになるようである。
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(16) 朝の清掃(H17年度対策) |
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清掃員の方達に協力をしてもらい、朝の清掃開始時間を6時から6時30分に変更した。照明の点灯開始時間を30分遅らせることが出来た結果、開館前の照明電力の節減だけではなく、冷房負荷の節減にもなっている。
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(17) 飲料用自動販売機(H17年度対策) |
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4台の自動販売機があるが、5年間毎日の電力使用量を記録してきた結果、3年前に現在の機種になってから夏期と中間期と冬期での電力使用量の変化に気がついた。月毎のデータを比較すると、H16年8月の一日当り電力使用量を100％とすると1月が124％なのに対し11月は147％と大幅に増加している。設置されている機種は縦に3室構造となっており、左側室は2〜3列で構成された冷たい飲み物専用、中央室は1列のみで冷温切換可能、右側室は2列で冷温切換可能という構造である。夏期は全室が冷たい飲み物なのに対して、中間期は中央室1列だけに温かい飲み物を入れるために、温室を冷室で挟む形になり、冷温の境界による熱のロスが増えているようである。冬期になると温かい飲み物は右側室2列に移動するため冷温が左右に2分されることになる。これで冷温の境界がひとつ減るために3分されている中間期よりも電力使用量が減るのである。この結果、中間期になっても温かい飲み物を入れる時期を少し遅らせて、入れる時には右側室の2列に入れるようにすれば、147％の期間が100％または124％となる。また、総合図書館の休館日で飲み物が殆ど売れない日と夏休みなどの1日800本売れる日の電力使用量に殆ど差がないことにも気がついた。つまり夜間も日中と同じだけ電力を消費していることになり、人のいない夜間は電源を切れば50％の電力使用量削減も可能である。
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(18) 電気室の熱を暖房に利用(H17年2月下旬から試験的に実施しているH18年度用対策) |
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冬期でも冷房しなければ室温が30℃以上にもなる4階電気室の熱を、暖房をしても照明や人が少ないために設定温度まで上がり難かった4階書庫で利用する方法を数年前より考えていた。同じ階ではあっても書庫までの距離が遠く、ダクト工事をするには費用が必要となるため実施できないでいたが、H18年2月に電気室から4階空調機の還気口まで通路を使って空気を導く方法に気がつき早速実施してみたところ、外気を導入しても電気室の温度は25℃以上を維持できており、電力使用量の多い開館時間中ならば暖房に利用できる温度であることが確認できた。電気室経由での外気暖房が可能になったため、温熱との併用で書庫の温度も以前より上がっている。無停電電源装置があるために冬期も冷房している電気室の空気を書庫に送ることで電気室にはその分の外気が入ってくるため、電気室が外気冷房となり冷房用電力の節減にもなる。電気室からの外気導入量が増えることで図書館全体を正圧に保つ効果もあり、他の空調機からの外気導入量を減らして外気負荷の軽減も期待できる。空気環境測定の結果、他の階もCO2濃度が下がっていることが確認でき、一石四鳥の対策となった。
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