住宅の省エネルギー化に貢献する
高断熱技術

環境・エネルギーユニット

1．はじめに

　2007年11月に発表されたIPCC（気候変動に関する政府間パネル）第四次評価報告書¹⁾によると、温暖化緩和策の重要施策として、住宅やビルなど建築物に関わるエネルギー消費の削減が注目されている。これは、この分野におけるエネルギー消費削減がこれまでは十分に取り組まれてこなかったことに加え、今後、人口増加や都市の拡大がグローバルに進展し、建築物が増え続けることが見込まれているためである。また、国際エネルギー機関（International Energy Agency, IEA）は、2008年6月に日本のエネルギー政策をレビューした報告書｢Energy Policies of IEA Countries-Japan 2008 Review｣²⁾において、技術開発を軸にしたエネルギー政策の適切性・リーダーシップと産業部門における自主的アプローチに関するこれまでの成果を評価する一方で、エネルギー効率の改善余地が残る項目として、住宅部門での改善施策の拡大に言及している。

　これまで我が国は、トップランナー基準を掲げて住宅における家電機器類の省エネルギー化政策を推進してきた。冷暖房・給湯に関わるヒートポンプ技術やインバータ制御などを用いた製品の省エネルギー化、ソーラーパネルによる自家発電技術などは世界トップレベルの水準にある。これらは、環境負荷低減と経済成長の両立を実現させるための鍵であると広く認識されている。

　一方、欧州は、住宅のエネルギー消費削減について日本とは異なる側面から推進してきた。主に暖房需要が高い寒冷地で発展してきた断熱化技術は、1970年代のオイルショック以降、30年以上にわたって進展してきたものであり、暖房機器の必要性自体を排除することが究極の目的になっている³⁾。この考え方は、家電機器類の省エネルギー化を推進してきた我が国の姿勢とは対照的である。

　本稿では、各国の住宅のエネルギー消費削減の基本的な考え方と取り組みの概況について俯瞰するとともに、最近の動向として特に高断熱化技術について紹介する。さらに、我が国として強化すべき施策とそのために必要な技術開発の方向性について考察する。

2．住宅に関するCO₂排出状況と政策

2-1 住宅のエネルギー消費の概況

　先進国における家庭からのエネルギー消費は、総じて暖房による消費割合が大きく、日本とオーストラリアを除けば、冬季の暖房だけで年間エネルギー消費量の5～8割を占めている（図表1）。さらに給湯を合わせると、住宅の中で熱源に費やすエネルギーはさらに大きい。一方、我が国の住宅のエネルギー消費量は他国と比べて少ないが、地域別のエネルギー消費割合を見ると状況は多様であり、我が国での気候条件は極めて広範である（図表2）。札幌の暖房消費量は非常に大きく、その割合が全体の5割を超えている。札幌のエネルギー消費量全体は那覇の2倍近いが、その差はほとんど暖房による消費量の違いによる。また、札幌以外の地域でも、那覇を除く各地域で2割程度の暖房消費がある。我が国全体として見ると、冬季の暖房に伴うエネルギー消費を削減する重要性が理解できる。

　我が国における住宅のエネルギー消費量に関して懸念すべき点は、世帯当たりの全消費量が増加し続けていることである。図表3によれば、世帯数の伸び以上にCO₂排出量（エネルギー消費量と等価）が増加している。その消費用途を見ると、暖房用と動力用（照明、パソコン、テレビなど）が増加しており、これは、図表4に示した家電機器の保有割合の伸びからも理解できる。特にルームエアコンとDVDプレイヤーの伸びが大きい。

　我が国の暖房に費やすエネルギー消費量が他国より小さい理由として、比較的気候が温暖であること以外に、局所暖房文化が挙げられる。欧米では、セントラルヒーティング方式で、住宅の隅々まで均一に暖めて冬季でも快適な居住空間で暮らすことが一般的であるが、我が国では家全体ではなくいくつかの部屋を必要に応じて暖房機器によって暖めることが習慣であった。エネルギー消費の観点から見れば我が国は優秀であった。しかし、今後、暖房機器が各部屋に設置されていくこと、あるいは冬季住環境として欧米並みの｢生活の豊かさや健康的な暮らし｣を追求していくことなどを想定すると、エネルギー消費量が増加していくことは必至である。

　以上のような観点から、以降では、住宅のエネルギー消費として重要な住宅の冬季の暖房使用を抑制する政策と技術の動向について論じていく。

2-2 住宅に関する各国の省エネルギー政策

2-2-1　省エネルギー政策の概要
　図表5は、いくつかの国で施行されている住宅に関する省エネルギー基準の概要を示したものである。列挙した全ての国で施行されている現行の省エネルギー基準は、1970年代のオイルショック後に制定あるいは改定された省エネルギー基準が元になっている。米国での省エネルギー基準は、州の判断に基づいて制定・運用されている。省エネルギー基準の適用が義務付けられていないのは、数週のみである。

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　EUでは、｢建築物のエネルギー性能に関するEU指令｣が2003年1月4日に施行され、住宅のエネルギー消費性能の表示を義務付けるガイドラインがEU加盟国に対して示された。加盟国はこの指令を受けて国内制度を整備し、順次施行を開始している。特にドイツでは、EUによる上記条例より早い時期から同様の制度を実施している。2002年にそれまでの省エネルギー法を改正し、｢建築物における省エネルギーのための断熱および設備機器に関する政令（EnEV2002）｣を発効した。この政令では、新築、改修時の保温のための構造および設置の基準を定めるだけでなく、認証マークの入った暖房装置を使う義務、1978年までに設置された暖房装置の2006年以降の使用禁止等が定められている。2007年10月1日には同政令EnEV 2007が施行され、これにより、2008年7月1日からは、1965年以前の居住用建物の売買に際してエネルギーパス証書（詳細は2-2-2参照）を提示することが義務付けられた。2009年1月1日からは、新築の建物に関してエネルギーパス証書を所持することが新たに義務付けられる。非住宅用建物については2009年7月1日から義務となる。

　我が国では、1979年に「エネルギーの使用合理化に関する法律」が制定され、建物に関する省エネルギー基準が施行された。2006年には、床面積2000m²以上の全ての建物について省エネルギー化措置が適用され、ビルの事業主や集合住宅の管理者に届出義務が課せられている。しかしながら、2000m²未満の一般の戸建住宅については努力義務に留まっている。先進国の中で強制力が無い制度は稀であり、この点を強化・改善することが期待されている。

2-2-2　住宅のエネルギー消費改善に向けたドイツの動向
　自動車を購入する時には、ランニングコストなどの維持費や環境への負担を事前に検討するために、いわゆる｢燃費｣を比較検討の材料とすることが一般的である。エンジン、エアコン、音響機器など単独の諸性能をいくら聞いても、最終的に実質どれ位のエネルギー消費につながるのか、理解するのは難しい。｢エネルギーパス｣という考え方は、年間に消費するエネルギーを単位床面積当たりで具体的数値として表示するもので、住宅版｢燃費｣のようなものである。｢エネルギーパス｣は、｢建築物のエネルギー性能に関するEU指令（2-2-1参照）｣に先がけて制定された制度で、住宅からの最終的な全エネルギー消費量を把握し、効率的な削減を図ることを目的としている。

　この制度では、住宅の所有者や管理者が｢エネルギーパス証書｣を所持する義務がある。この証書は、監理団体の認証のもと¹⁵⁾、資格所有者によって発行される。この証書を発行できる資格取得条件は、大学での履修科目や実務経験など細かく規定されている。この制度の施行開始に当たり、ドイツでは数千人規模の資格所有者が養成されている。

　この証書は、｢現状のエネルギー消費量｣と｢改修によるエネルギー消費改善｣の二部構成になっている（図表6）。｢現状のエネルギー消費量｣の部分では、所定の室温を保ち給湯利用するために必要とされるエネルギー消費量を算出するだけでなく、電気やガスなど1次エネルギーが供給されるまでの採掘～輸送コストなども加味した実消費エネルギーを算出する。また、例えばソーラーパネルによって自家発電をする場合に実消費エネルギーの削減代が可視化できるなど、より効率的な1次エネルギーの選択を促す仕組みになっている。｢改修によるエネルギー消費改善｣の部分では、窓・壁・ドアなど住宅の構成部位や、給湯・暖房など機器・設備類について、たとえ新築であっても、具体的な改修案が記載される。

2-2-3　低エネルギー街区の試み
　EUでは、省エネルギー住宅で生活する際の実エネルギー消費量を、街区レベルの実験によって取得しようとする大規模な試みが始まっている。これは｢POLYCITY｣¹⁶⁾というプロジェクトで、EU全体の革新的なエネルギー政策を支援する活動｢CONCERTO｣¹⁷⁾に属する非常に大規模なものである。街区は、ドイツ（Ostfildern、Stuttgart）、イタリア（Arquata、Torino）、スペイン（Cerdanyola、Barcelona）の3ヶ所で新たに造成中であるが、部分的にはデータ取得がスタートしている。取得されたエネルギー消費データはその都度蓄積され、ホームページでも公開される。建物毎の省エネルギー化の実証に加え、建物間でのエネルギー融通など街区単位での省エネルギー化の実証が見込まれる。住宅だけではなく、オフィスビルや発電設備も備えており、エネルギー需給全体のマネジメントを街区レベルで試行する、極めて興味深い社会実験になるものと期待される。

3．住宅におけるCO₂削減状況の概要

3-1 住宅のCO₂削減の基本的考え方

　住宅のエネルギー消費における我が国の現状を定量的に把握するために、エネルギー消費量を図表7のように定式化し、定義した。暖房・給湯を含めた住宅におけるエネルギー消費量（CO₂排出量）を削減するためには、① 「建物保温の省エネルギー化」、② 「暖房機器の高効率化」、③｢供給1次エネルギーの省CO₂化｣の三項目について考慮する必要がある。これら各項目の意義と我が国の現状について、次に説明する。

3-2建物保温の省エネルギー化

　図表7の①「建物保温の省エネルギー化」は、建物の大きさや形で決まる住空間を任意の温度場に維持するために必要な熱供給量の割合、と定義した。住空間の熱は、外気や地面と接する建物外皮から逃げてしまい熱損失となる。したがって、その外皮である壁や窓などおいて熱が流れにくい部材を使えば、熱損失が低減し、そもそも熱源として必要な供給量を小さくできる。つまり、建物が魔法瓶のように室内を保温できることが理想である。図表8は、断熱性能に関して、省エネルギー基準の一つとして規定されている熱損失係数^注1)について、日本と欧米各国を比較したものである。各国とも地域の気候条件に応じて省エネルギー基準が制定されており、寒冷な地域ほど断熱性能が厳しく規定されている。我が国の基準は、札幌あたりの寒冷地では他国と同等レベルと言える。しかしながら、東北以南の地域、あるいは釧路などの極寒地域における基準は、他国と比べて基準が甘い。基準や施策の展開が諸外国と比べて遅れていることがわかる。

※暖房度日　D18-18（℃日）^注2）

　図表9は、建物外皮を形成する重要部材である窓の断熱性能の現状を把握するために、省エネルギー基準の一つとして規定されている熱貫流率^注3)について日本と欧州各国を比較したものである。地中海性気候で温暖なフランス南部は、我が国の北海道並みの基準値となっている。また、ドイツや北欧などの寒冷地においては、我が国の2倍程度厳しい基準となっている。省エネルギー基準が厳しい地域では単板のガラス窓では規制をクリアすることが難しいため、｢複層ガラス｣が一般的である。図表10には、その｢複層ガラス｣の普及率を記した。欧州各国では複層ガラスが義務化されており、普及率100%を達成している。我が国の普及率は、新築住宅については近年急速に高まっているが、既存住宅については極めて低い。

　以上のように、建物保温の省エネルギー化については、省エネルギー基準や施策の展開が諸外国と比べて遅れていることがわかる。
3-3 暖房機器の高効率化

　図表7の②「暖房機器の高効率化」は、暖房機器が発生する熱量と、その機器を作動させるために消費した電気やガスなど1次エネルギー量の比率で定義した。この項目は、例えば冷暖房・給湯に関わるヒートポンプ技術やインバータ制御による製品の省エネルギー化など、現在の我が国が強みを持つ領域と言える。これを牽引しているのが、トップランナー制度による省エネルギー政策である。図表11に示したヒートポンプ効率の国際比較では、我が国のCOP（成績係数）は6を超えており、北米・欧州のヒートポンプエアコンの2.2～3.8に比べ極めて高効率である。また効率向上の推移から、トップランナー制度が導入された1999年以降、COPが堅調に向上し続けていることが分かる。この技術を応用して、最近ではCO₂を冷媒としたヒートポンプ式給湯器の効率向上も急速に進展しており、5年間で4割のCOP向上、6年間で100万台の普及増が実現している。

3-4 供給1次エネルギーの省CO₂化

　図表7の③「供給1次エネルギーの省CO₂化｣は、電気やガスなど１次エネルギーを建物内で使用するまでのプロセス（エネルギー製造・供給を含む）で費やすCO₂排出量、と定義した。｢1次エネルギーのCO₂排出原単位｣と呼ばれる項目である。例えば、電力において、我が国は、原子力発電比率が82%のフランスや水力発電比率が58%のカナダには及ばないものの、原子力発電の活用（原子力発電比率29%）に加えて、高効率な火力発電技術²¹⁾を駆使することなどによって、比較的良好なCO₂排出原単位レベルにある（図表12）。理想としては、住宅の1次エネルギー源として、CO₂排出原単位の最も小さいエネルギーを電気やガスなど数種から選択できるようにしたい。しかし、現実解としては、上記②の機器類との組み合わせによって最適な省エネルギー方法を選択する必要があるだろう。また、ソーラーパネルなどの再生可能エネルギーによる自家発電を取り入れれば、この項目は今後も改善できる。

3-5 最も注力すべき点
　冬季の暖房に伴うエネルギー消費量を低減させるためには、主に、①「建物保温の省エネルギー化｣と②「暖房機器の高効率化｣の両方をバランス良く向上させることが不可欠である。省エネルギー性能に優れた新しい暖房機器に代替えすることは重要であるが、同時に建物としての熱的な素性を良くしなければ、暖房機器の設置容量や運転条件を必要以上に増大させてしまう懸念がある。以上の観点から、特に①の｢建物保温の省エネルギー化｣に注力し、そもそも住宅に必要とされる熱量を下げるための政策や技術開発を推進することが、我が国に課せられた喫緊の課題である。次の4章では、熱損失を低減させる実用化技術がどのように進展しているのか、断熱化技術を中心に述べる。

4．建物保温の省エネルギー化技術の動向

4-1 窓の断熱化技術

　1992年の基準による住宅モデルでは、冬の暖房時に窓や玄関ドアなど開口部から室外へ熱が逃げ出す割合は48%、また、夏の冷房時に室外から入ってくる割合は71%と見積もられている²³⁾。これは、開口部の断熱性能が、壁・床・天井など他の部位よりも劣ることが原因である。図表13に示した材料の熱特性においても、開口部は断熱性能が悪いことがわかる。例えば、窓を構成するガラスやアルミなどは、壁を構成する木やグラスウールに比べて桁違いに熱伝導率が大きい。

　このように、開口部の断熱性能が住宅全体の省エネルギー性能に与える影響が極めて大きいことから、窓やドアの断熱化強化は強く求められてきた。特に、我が国の一戸あたりの平均窓面積は、ドイツの1.2倍、フランスの1.9倍と大きく²⁴⁾、日光と通風をより好む傾向にある。開口部には窓だけでなく玄関ドアなどの部材も含まれるが、以下では、住宅に多数設置され、部材としての断熱性能の差が住宅全体のエネルギー消費に顕著に影響する窓（図表14）の断熱化技術に焦点を絞って説明する。

（1）窓枠
　窓枠には、古くは鉄、近年ではアルミが多用されてきたが、アルミを窓枠に使用した場合には断熱性能は低下する。図表13に示したように、アルミの熱伝導率は樹脂や木に対して桁違いに大きく、さらにガラスよりも大きいため、室内から室外への熱の流れが窓枠に集中して起こり、結果として大きな熱損失となってしまう。この熱損失を低減するために、アルミの窓枠に部分的に樹脂を複合化させた構造などが発展してきたが、現在では、窓枠全体が樹脂でできたものが主流になりつつある。一方、スウェーデンなど木材資源が豊富であった国々では、窓枠全体を木枠構造として独自に発展してきた。いずれにしても、開口部の省エネルギー性能を確保する上では、樹脂や木材が有する熱特性（熱の逃がし難さ）を前提とした窓構造が必要不可欠となってきている。

（2）ガラス＋ガス封入
　前述したように、省エネルギー基準が厳しい地域では単板のガラス窓では規制をクリアすることが難しいため、複層ガラスが一般的となっている。複層ガラスとは、2枚あるいは3枚のガラスの間に空間が形成されているものであり、その空間は、乾燥剤と一体化したスペーサーをガラスが両側からはさみ込みことによって形成される。熱伝導率が0.65（W/m・K）であるガラスの間に、熱伝導率が0.023（W/m・K）と一桁小さい空間（空気層）を設けることにより、室内から室外へ、ガラス面に垂直に流れる熱損失を低減することが可能となる。ガラス枚数（空気層数）が多いほどこの効果は大きくなる。しかし、コストは高くつく。近年では、空気よりも熱を伝えにくいアルゴンガス（熱伝導率0.018（W/m・K））などが封入される製品も市販されている。

（3）ガラスコーティング
　室内における体感温度には、空気や熱源の直接的な温度に加え、暖房機器や室内壁・家具などの部材表面から発せられる輻射熱が極めて大きく影響している。このような室内の輻射熱を反射して外に逃がさないようにしたガラスを、｢Low-E （Low emissibity）ガラス｣という。Low-Eを目的とするコーティング膜は、金属やその酸化物等で構成された非常に薄い膜で、見かけは透明である。このガラスにより、室内の暖房機器などが発する波長を反射できるので、窓の断熱性能は1.5～2倍も向上する。一方、太陽光はガラスを透過することができるため、冬季の熱源として太陽光も有効に活用することができる。

（4）窓の構成
　現在市販されている窓は、以上述べてきた各部材の組み合わせに応じて様々な断熱性能を有している（図表15）。従来の｢アルミ窓枠＋単層ガラス｣に対して、高断熱化した構成の窓がいかに優れた性能を有するか、一目瞭然である。3-2で述べたように、欧州では各国の省エネルギー基準をクリアするために、ガラスの複層化などの構成や仕様についても規制によって条件が決められている。たとえ窓枠がアルミであっても、「単層ガラス」から｢Low-E材複層ガラス｣へと代替するだけで、東京・大阪の場合350、盛岡の場合800（kg-CO₂/年・戸）程度のCO₂削減効果があると見積もられている²⁵⁾。これは年間の暖房用エネルギーで見ると1～2割の削減効果に相当する。

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4-2 壁の断熱化技術

　壁を構成する部材には木やグラスウールなどが使用されているため、窓など開口部に使用されるガラスや金属と比べて熱伝導が低く、部材としての断熱性能は高い。しかしながら、住宅に占める壁面の面積割合は大きいため、全体の熱損失に与える壁部断熱構造の影響も大きい。住宅の構造は、木造、プレハブ、鉄骨造、鉄筋コンクリートなどに分けられる。以下では、断熱性能に優れる木造住宅のうち、ツーバイフォーに代表される木造枠組壁工法において、我が国で最近実施されている断熱工法について紹介する。

　図表16は、一般的な木造枠組壁工法に対して、外壁材の室内側に通気層を、室内石膏ボード裏面に防湿気密シートを配備した例である。外壁材の室内側に設けた通気層に、外気よりも室温に近い空気を循環させることによって、壁面に対して垂直に流れる熱損失を抑制することができる。さらに、この通気層は、外壁材の室内側や構造体に溜まった湿気を排出する効果もある。断熱性能を高めた時の弊害は、結露である。断熱性能の高い部材を用いて熱の流れを遮断しようとする場合、その接触界面には急激な温度勾配が発生するため、もし湿度が高ければ結露が生じてしまう。結露は部材の腐食につながり耐久性を劣化させるだけでなく、カビの発生など健康面に与える影響もある。このような弊害を防ぐために、高断熱な構造ほど湿気のコントロールが重要になってきている。室内石膏ボード裏面の防湿気密シートも、その対策として配備されている。この防湿シートによって、室内で発生した湿気が石膏ボードを通過して断熱材に進入することを防げるとともに、壁面のつなぎ目などのすき間を埋め、気密性を高めて断熱効果を一層向上させるという効果がある。この構造により、熱貫流率で0.4（W/m²・K）という壁の断熱性能が実現している。また、これらの構造を用いた住宅として、熱損失係数が1.3（W/m²・K）という、一般的な木造枠組壁工法の約2倍の断熱性能が実現している²⁷⁾。これらの値は、北欧の省エネルギー基準に合致するレベルである。

　図表17は、一般的な木造枠組壁工法に対して、外断熱と内断熱を付加した例である。本来、外断熱・内断熱という言葉はコンクリート建築における断熱材の覆い方を区別したものであるが、最近では外壁の断熱を外断熱と言うなど、手法として一般的に認知され始めているので、ここでも一般的な言葉として使用する。図表17では、外壁材の室内側には、厚さ100mmの断熱材（ポリスチレンフォーム50mmとグラスウール50mm）による外断熱が付加されている。また、石膏ボード裏面にも、厚さ50mm（グラスウール50mm）の内断熱が付加されている。内断熱の室外側には、図表16の例と同様に、防湿気密シートが施され、構造材中心部の断熱材（ロックウール）へ湿気が進入することを防いでいる。この構造により、熱貫流率で0.13（W/m²・K）という壁の断熱性能が実現している。

　図表18は、コンクリートの基礎部分へ断熱工法を付加した例である。基礎の外側には120mmの断熱材が、地面と土間の間には200mmの断熱材が各々施されている。コンクリートの熱伝導率は木の約10倍あり、熱が伝わり易い（図表13）。断熱材によって、基礎部分が外気と同じ温度になることを防ぎ、コンクリートの基礎と接する木質構造材や床下部分での熱損失を抑制することができる。図表17および18の工法を用いた住宅において、熱損失係数が0.8（W/m²・K）という、一般的な木造枠組壁工法の3倍以上の断熱性能の例が実現している。北欧の省エネルギー基準をも遥かに凌ぐこのようなレベルの住宅が、我が国でも実用化段階にある。

4-3 断熱性能を高める気密対策と熱橋対策
　我が国を含む多くの国において、断熱性能を高める気密指標が、住宅の省エネルギー基準とともに規定されている。気密指標は、外壁・天井・床および窓など断熱を行う部位に存在するすき間の面積を合計し、それを床面積で割った数値としてC値（相当すき間面積）と呼ばれる。一般的にC値が大きくなると、壁内部の断熱層に外気が流れ込んだり、暖められた室内の空気が外部へ流出するなど、熱損失が大きくなってしまう。このC値は、目に見えないわずかなすき間を現場で測定することによってのみ求められ、施工方法に大きく依存する。具体的な気密対策としては、壁内部の配線やコンセントの密封方法や木枠にはめる断熱材形状の精緻化など、手間のかかる綿密な設計・施工が要求される。前述の室内石膏ボード裏面の防湿気密シートもその対策の一つである。

　一方、部材を介して熱が出入りする現象を抑制する工法の工夫として、熱橋対策が挙げられる。熱橋とは、例えば、ベランダや屋根など外気に接する部材と住宅壁部が構造的に繋がっている時に熱の流れが生ずる部位のことである。欧州における具体的な熱橋対策としては、ベランダを住宅本体と切り離して独立設置する、屋根部分を熱が流れにくい小さな部材を介して住宅本体の上に設置するなど、物理的に熱伝導経路を遮断する方策が採られる。これらの工法は、地震が多い我が国ではまだ馴染みがないが、C値と同様、熱橋対策も省エネルギー化にとっては無視できない。今後、我が国としての有効な工法を考えていく必要がある。
4-4 断熱材の高性能化
　従来からの断熱材であるグラスウール（図表13）などの熱伝導率が0.05（W/m・K）であるのに対して、最新の断熱材では0.02（W/m・K）を超える性能が実現している²⁹⁾。断熱材の高性能化技術の主な方向性は、発泡させた樹脂の内部を、外部とは連通しない独立した気泡構造とすることである。独立した気泡部をより微細化し、断熱性能の高い発泡ガスなどを封入する製造技術によって、より薄い断熱層を形成することが可能となってきた。この技術を使うと、例えばグラスウールと同等の断熱性能を実現しようとする場合、4割程度の厚さで済むことになるため、従来よりも薄い断熱構造が可能となる。硬質素材のため、封入充填材として用いることはできないが、外壁材パネルとセットで使用するなど、断熱膜としての活用が相応しい。鉄骨造住宅における鉄骨の断熱膜など、熱橋対策として適応できる可能性も大きい。
4-5 究極の断熱基準であるドイツのパッシブハウス
　ドイツでは、1970年代のオイルショック以降、民生部門の省エネルギー政策として住宅の省エネルギー化を進めてきた。その過程で実験的に行われてきた住宅のゼロエネルギー化への挑戦が、今日の厳しい省エネルギー住宅の基準作りに繋がったと言われている。現在のドイツの｢低エネルギーハウス基準｣では、住宅の暖房に伴う年間エネルギー消費量（戸建住宅）を70（kWh/m²・年）以下にすることが義務化されている（図表5）。2009年以降には、さらに厳しい基準に強化していくことも議論されている。現状より厳しい自主的な基準として「3リッターハウス（ボイラー燃料の使用量に基づく呼び名）」、最も厳しい自主的な基準として「パッシブハウス」が存在する³⁰⁾。パッシブハウスは、暖房に伴う年間エネルギー消費量（戸建住宅）が15（kWh/m²・年）以下の住宅と定義されている。これは、実質的にはほぼ暖房設備を必要としないレベルである。ドイツのパッシブハウス協会³⁰⁾によると、｢パッシブハウス｣の実例は、ドイツ国内を中心に1000件以上の建築例が登録されている。また、集合住宅を含めた戸数では2005年時点ですでに6000戸を超えている。断熱性能において理想的な建物像を追求する「パッシブハウス」の動向は、将来の省エネルギー基準を牽引する羅針盤として注目される。

5．我が国の住宅に求められる省エネルギー政策と技術開発

　今後求められる住宅の高断熱化の方向性について、図表19にまとめた。図表19のABCDについて各々説明する。

A.新築住宅への既存技術での対応
　政策面では、まず、住宅の省エネルギー基準を諸外国と同等にすることが必要である。そのうえで、我が国が今後の低炭素社会のリーダーとなっていくためには、さらなる厳しい基準の設定も視野に入れる必要がある。その基準を実効性の高いものにしていくためには、義務化への移行が不可欠であり、優遇税制などを含めた資金面の後押しとセットで論議することが望ましい。技術面では、すでにかなりの断熱性能を備えた部品や部材が揃っており、これらを活用した住宅を作れば、今後当面の省エネルギー基準に対応する断熱性能を実現することは十分可能である。しかしながら、全ての設計者や施工主が断熱技術を把握している訳ではなく、また、建築主にとって省エネルギー化の優先度はまだ高くない。これらを踏まえると、断熱化システム技術の汎用化と普及策、建築主への訴求方法の改善が求められる。このためには、業界関係者の努力だけではなく、政府の牽引も必要であろう。建築主へのインセンティブとしては、（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構による高効率機器の導入および断熱改修時の補助金制度³¹⁾などの施策が活用されてきたが、申請の手続きや処理に手間がかかる。今後は窓等の断熱性能表示制度（星印によるラベリング）と対応付けた優遇策としてあらかじめ部品価格を下げるなど、建築主による申請を不要にするような普及策も望まれる。また、省エネルギーのために使用したスペースを建築面積には含めないことにより建物容積や税制面で優遇するなど、新たな普及策についても検討の余地がある。

B.新築住宅への新規技術での対応
　我が国の場合には、地震や台風など自然災害に対する備えとして、鉄骨など金属を多用した強靭な骨格を有する住宅が広く普及している。構造体として金属を用いる場合には構造内を流れる熱が増加する傾向にあるため、断熱構造としては不利になることは必然である。しかしながら最近ではこの金属構造体と外部との熱の流れを遮断するような断熱工法についても盛んに研究開発されており、熱損失係数が1.0（W/m²・K）を下まわる実用化技術も出てきている³²⁾。これらの技術開発をさらに推進し、地震にも強い高断熱住宅を目指すことが、我が国独自の推進方法となる。

　また、これまで住宅の高断熱技術が発展してきた場所は欧州でも寒冷地であり、機器として冷房を必要としない地域が多い。このような地域と比べると、我が国は夏季に高温多湿であるため、暖房と冷房の機器を併設する必要性がある。したがって、冬季の断熱性・保温性に加えて、夏季の遮熱性・保冷性が不可欠となってくる。保冷性は、住宅構造としての保温性向上策によって同時に解決しうるが、遮熱性については別の対策が必要である。欧州はこの点にも着目しており、建物の外部に頑丈な電動スクリーンを設置する方法の実用例が多く見られる。スクリーンを外部に設置する理由は、太陽光を直接窓に当てない遮光方法に勝る遮熱方法がないからである。しかし、これを我が国で適用するには、台風による強風が問題になるであろう。我が国には“すだれ”や“雨戸”のように着脱式の優れた文化もあるが、強風でも壊れない別の仕組みが必要である。断熱と遮熱を高次元で両立する独自の新たな窓技術を構築していくことは、経済産業省の技術戦略マップ2008³³⁾でも記載されている「窓の高機能化」の具現化策として、今後の我が国にとって極めて重要となる。

C.既存住宅への既存技術での対応
　政策面では、諸外国でも実施されているように、既存住宅に対しても省エネルギー基準の規制を適用していく必要がある。既存住宅も規制対象としている欧州では、古い建物に外断熱の改修工事を施している様子が散見され、世界遺産に指定された建物を除いて、順次改修が拡大していくと言われている。我が国では、近年の新築戸数が約120万戸であるのに対して、既存ストックの住宅戸数は約4700万戸と圧倒的に多い。全ての既存ストックを新築で代替していくのには40年かかると言われており、既存住宅への何らかの改修強化策が強く求められる。現時点においても、窓枠は残してガラスだけを単層から複層に交換する改修部品が市販されており、大掛かりな改修を避けて廉価に改修を行う方法が存在する。行政として改修部品の製造会社や改修施工に長けた業者・専門家を集めて必要な支援策を立案するなど、迅速な舵取りが望まれている。

D.既存住宅への新規技術での対応
　現状の既存ストックに対する改修をより効率的に行うためには、既存の外壁や窓に対して迅速な交換を可能とするモジュール化技術の構築など、改修コストの低減と工期の短縮に繋がる技術開発が望まれる。一方、これから新築する住宅の将来的な改修についても考慮する必要がある。住宅を建てた後に、より断熱性能の高い窓やドアに代替えしたいというニーズは、住宅が頑丈で長寿命な躯体になってきているからこそ、今後増えていくものと推察される。その際、どの部品や部材を交換し易くするかなど、あらかじめ決めておき、規格化することによって、無駄なスクラップ・アンド・ビルドを抑制することができる。

6．おわりに

　我が国がこれまで培ってきた暖房機器類の高効率化の強みを最大限発揮し、将来型の低炭素社会のリーダーとなっていくためには、今後、住宅の高断熱化施策を重点的に推進することが不可欠である。そのためには、将来を見据えた厳しい省エネルギー基準の設定とその基準を達成するために必要な技術開発への支援が、喫緊の課題である。我が国の住宅は、冬季の寒冷な気候に加え、夏季には高温多湿、かつ地震や台風が頻発するという極めて特殊な状況に置かれている。我が国の実状に合った省エネルギー住宅を目指すためには、欧州で進展してきた高断熱技術のみでは不完全であり、独自の技術を付加した新たな断熱システム技術を開発することが必要である。住宅の工法が多岐に渡る我が国において、このような新たな断熱システム技術を開発・普及させるためには、既存の業界や学会の枠組みを超えた横断的議論による普及策や標準化が求められる。必要な研究テーマや技術開発を今から実践していけば、10～20年後の我が国の住環境は大きく改善するものと期待できる。

謝辞

　本稿の執筆にあたり、特定非営利活動法人外断熱推進会議堀内正純事務局長、株式会社今川建築設計監理会社今川祐二代表取締役、お茶の水女子大学田中辰明名誉教授から貴重なご意見・情報をご提供いただきました。この場を借りて、厚く御礼申し上げます。

1)　IPCC（気候変動に関する政府間パネル）ホームページ：
http://www.ipcc.ch/
第4次評価報告書資料（2007年11月）：
http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-syr.htm

2)　国際エネルギー機関資料、｢Energy Policies of IEA Countries -Japan 2008 Review｣（2008年6月）：
http://www.iea.org/Textbase/press/pressdetail.asp?PRESS_REL_ID=264
日本語資料：
http://www.iea.org/textbase/press/Japan_idr08.pdf

3)　フラウンホーファー建築物理研究所、ホームページ資料、｢研究所の紹介：歴史、組織、研究分野｣：
http://www.japanbau.de/ibp/IBP-Vorstellung_japanisch2.pdf

4)　国土交通省、社会資本整備審議会建築分科会、第4回住宅・建築物省エネルギー部会、参考資料1「住宅・建築分野における省エネルギー対策について」（2007年12月）：
http://www.mlit.go.jp/singikai/infra/architecture/energy_conservation/gijigaiyou4/04.pdf

5)　経済産業省、総合資源エネルギー調査会省エネルギー部会政策小委員会（第1回）、資料3「エネルギー消費を巡る現状と省エネ法の施行状況等」（2007年7月）：
http://www.meti.go.jp/committee/materials/downloadfiles/g70719c04j.pdf

6)　「建築技術No.679」、株式会社建築技術発行、記事「世界の省エネルギー基準の概況｣、唐津智行著（2006年8月）

7)　「建築技術No.677」、株式会社建築技術発行、記事「建築物のエネルギー性能に関するEU（欧州連合）指令｣、唐津智行著（2006年6月）

8)　「建築技術No.673｣、株式会社建築技術発行、記事「米国の基準はシミュレーションから仕様の基準まで６つの選択肢がある｣、唐津智行著（2006年2月）

9)　「建築技術No.667｣、株式会社建築技術発行、記事「ほぼ5年ごとに強化される英国の省エネルギー基準」、唐津智行著（2005年8月）

10)　「建築技術No.669｣株式会社建築技術発行、記事「窓にガス入り複層ガラスを要求するドイツの基準」、唐津智行著（2005年10月）

11)　経済産業省、改正省エネルギー法関連情報（2006年4月）：
http://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/house/syouene/shouene.html

12)　DOE（米国エネルギー省）、Building Energy Codes Programホームページ：
http://www.energycodes.gov/training/presentations/2006IECC.ppt

13)　英国建築基準、閲覧ホームページ、Part L-Dwellings：
http://www.planningportal.gov.uk/england/professionals/en/1115314110382.html

14)　DENA（ドイツエネルギー局）、省エネルギー基準、EnEVホームページ：
http://www.zukunft-haus.info/de/verbraucher/energiesparend-neu-bauen/energiestandards/enev-standard-haus.html

15)　DENA（ドイツエネルギー局）、エネルギーパス証書　ホームページ：
http://www.zukunft-haus.info/de/service/presse/pressemitteilungen/dena-guetesiegel-garantiert-hohe-qualitaet.html

16)　EC（欧州委員会）、POLYCITYホームページ：
http://www.polycity.net/en/index.html

17)　EC（欧州委員会）、CONCERTOホームページ：
http://concertoplus.eu/CMS/component/option,com_frontpage/Itemid,239

18)　板硝子協会ホームページ、調査研究資料、｢CO2を削減する「複層ガラス」の効果｣：
http://www.itakyo.or.jp/toukei/kankyo1_2.html

19)　板硝子協会ホームページ、統計資料、｢複層ガラス普及率推移（住宅用）」（2008年4月）：
http://www.itakyo.or.jp/toukei/ecoglass_penetration_0804.pdf

20)　第73回総合科学技術会議、資料3「民生部門における革新的なエネルギー利用による温暖化対策技術－超高効率ヒートポンプ－」（2008年1月）：
http://www8.cao.go.jp/cstp/siryo/haihu73/siryo3.pdf

21)　科学技術動向、浦島邦子、戸潤敏孔、レポート｢温室効果ガス削減に貢献する電力技術」、No.90、2008年9月号：
http://www.nistep.go.jp/achiev/ftx/jpn/stfc/stt090j/0809_03_featurearticles/0809fa01/200809_fa01.html

22)　電気事業連合会発行資料、｢エネルギー・ノートNo.13｣（2007年5月）

23)　板硝子協会ホームページ、省エネに関する調査提言、参考資料「住宅・建築物における省エネと"開口部"の重要性」：
http://www.itakyo.or.jp/kyoukai/iken4.html

24)　旭硝子株式会社、ガラスプラザデジタルカタログ、｢住まいの板ガラス適材適所｣、p.19：
http://www.asahiglassplaza.net/kaiteki/catalogue/tekizai/r/spdfdata/00001_19s.pdf

25)　板硝子協会ホームページ、刊行物資料「16.『住宅窓の断熱による省エネルギー効果－エコガラス（Low－Ｅ複層ガラス）を採用した場合の省エネ優位性－』」、付属資料：
http://www.itakyo.or.jp/kankou/pdf/kenchiku16.pdf

26)　株式会社シャノン、商品カタログより、ホームページ：
http://www.shanon.jp/

27)　株式会社東急ホームズホームページ、ミルクリーク断熱性能資料：
http://www.millcreek.jp/performance/heatproof.html

28)　株式会社今川建築設計監理事務所、ホームページ技術資料：
http://www.imagawa-k.jp/cat9/cat25/

29)　積水化学工業株式会社、機能建材資料、｢フェノバボード｣：
http://i-front.sekisui.co.jp/kenzai/html/kinoukenzai_01phenova/02_about/index01.html

30)　パッシブハウス協会（ドイツ）ホームページ：
http://www.passiv.de/07_eng/haupt_e.html
定義：
http://www.passivehouse.com/English/PassiveH.HTM

31)　NEDO（（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構）ホームページ、平成20年度｢住宅・建築物高効率エネルギーシステム導入促進事業｣（住宅に係るもの）【高効率システム・住宅】に係る公募及び事業説明会について：
http://www.nedo.go.jp/informations/koubo/200205_1/200205_1.html

32)　北海道セキスイハイム株式会社ホームページ、シェダン断熱性能資料：
http://www.hokkaido-heim.com/lineup/chezdan_index.html

33)　経済産業省、資源エネルギー庁、｢省エネルギー戦略2008｣、p.4-8、省エネ型情報生活空間創生技術技術マップ（2008年7月）：
http://www.enecho.meti.go.jp/policy/saveenergy/saveenergy-strategy/2008b.pdf

住宅の省エネルギー化に貢献する 高断熱技術

1．はじめに

2．住宅に関するCO2排出状況と政策

2-1 住宅のエネルギー消費の概況

2-2 住宅に関する各国の省エネルギー政策

3．住宅におけるCO2削減状況の概要

3-1 住宅のCO2削減の基本的考え方

3-2建物保温の省エネルギー化

3-3 暖房機器の高効率化

3-4 供給1次エネルギーの省CO2化

3-5 最も注力すべき点