數週間かかる省エネ計算を1時間に短縮！
省エネ建築を促進させるZEB設計ツール「D-ZEB Program®」

近年、カーボンニュートラル（脫炭素社會）の実現が差し迫った社會課題となっていますが、國を挙げた取り組みとして注目されているのが「ZEB（ゼブ）」の普及です。ZEBとはNet Zero Energy Building（ネット?ゼロ?エネルギー?ビル）の略稱で、年間の一次エネルギー消費を、省エネ?創エネ技術によって実質ゼロにした建築物をいいます。
今回は、迅速なZEB設計?提案?普及を支援し、ひいてはカーボンニュートラルの実現に貢獻する技術開発について詳しくご紹介します。

2023年12月にZEB設計ツール「D-ZEB Program」の本格運用開始

大和ハウス工業では技術開発で新たな進展を実現しました。これまで數週間かかるため外部へ委託していた省エネ計算を社內でわずか1時間で済むツール開発に成功したのです。それが、2023年12月26日から本格運用を開始した、ZEB設計ツール「D-ZEB Program」です。
このツール開発により、斷熱や設備など建物の仕様が確定していない設計の初期段階から、標準入力法による省エネ性能（Building Energy Index：以下、BEI）の計算を短時間で行い、最適なZEB提案を可能にしました。

「D-ZEB Program」が生まれた背景

「D-ZEB Program」開発の背景には、建築業界のカーボンニュートラル実現のための法規制強化がありました。改正建築物省エネ法（2022年6月17日公布、2025年4月施行）により、省エネ基準の適用範囲が拡大。2025年4月からは延床面積2,000平方メートル以上の大規模非住宅建築物が対象となり、2026年には延床面積300平方メートル以上の中?大規模建築物に適用される見込みです。このような狀況下、省エネ対応が必要な建物が増加し、設計者には迅速かつ効率的な対応が求められることになりました。

ZEB建築で豊富な実績を積み重ねる大和ハウス工業

もともと大和ハウス工業では、2011年から「エネルギーゼロ」を目指す環境配慮型建築「D’s SMART シリーズ」をスタートし、事務所をはじめ店舗、ホテルや學校、病院など、さまざまな用途のZEBにいち早く取り組んできました。
第7次中期経営計畫（2022～26年度）の中でも、「2030年までに、やれることはすべてやる」を基本姿勢に、2050年の溫室効果ガス排出量の実質ゼロを目指す「カーボンニュートラル戦略」を策定。持続可能な社會の実現に貢獻しようと、具體的な歩みを進めていました。
その結果、手がけたZEB物件は2024年3月までの累計で1,305棟にも及びます。23年度上期にはZEH^※率は95％、ZEB率は66.3％を達成。この豊富なZEB物件の施工で培った省エネ?創エネの技術の蓄積が「D-ZEB Program」の開発にもつながっています。

1. ※ZEHとはNet Zero Energy House（ネット?ゼロ?エネルギー?ハウス）の略稱です。

「D-ZEB Program」が可能にしたこと

これまでのBEI計算には課題がありました。従來の計算方法は、設備設計を行い仕様が確定しないと計算できなかったため、設計の最終段階で行うことが多く、設計の初期段階でのZEB評価や検討は困難でした。また、設計建物の各部屋ごとに床面積や斷熱?設備仕様など膨大な設計情報を入力する必要があったことから、設備設計を行うプロセスを含め、BEIを算出するまでに數週間を要していました。
ZEB化推進の動きが加速する中、設計の初期段階でお客様に具體的なZEB提案を行えず、設計変更時にも速やかな対応が難しい狀況に直面していました。
大和ハウス工業では、建築する物件のZEB率100％を目指しています。この目標を達成するため、計畫の早い段階からZEB建築の導入を積極的に提案する必要があります。こうした課題に対し、設計の初期段階からZEB評価を可能にする仕組み（設計ツール）として開発されたのが「D-ZEB Program」です。これにより、最初のプレゼンテーション時にZEB提案が可能となり、設計著手までの著しい時短が葉ったのです。

標準的な仕様でBEIを算出可能に

設計変更が頻繁に発生する設計の初期段階において、速やかなBEI計算が可能になれば、ZEB化の検討をより柔軟に行えます。また、計算結果を迅速に得ることで、設計者は多くの時間をより創造的な設計作業に充てることができます。

「D-ZEB Program」開発に攜わった、研究員の久野はこう語ります。
「最大の特徴は平面図情報のみでBEIを判斷できること。弊社では共通して建築3次元CADソフトウェアの〈Revit〉（※）を使っていますが、これで作成した意匠図の屬性情報を利用し、「D-ZEB Program」に落とし込んでいます。その結果、初期設計、詳細設計段階における省エネ計算のリードタイムを99％以上削減できました。
D-ZEB Programは、入力した床面積や用途などの平面図情報から、設備機器の能力や臺數など、BEI計算に必要な設備設計の情報を內部で自動計算します。また、斷熱や設備の仕様や性能値をデータベースとして登録していますから、入力畫面で性能を選択するだけで、迅速にBEI結果を取得できるんです。室數が少ない建物なら、入力情報も少なくて済むので30分以內、延床面積2,000平方メートル程度のオフィスビルの場合でも、1時間以內で計算が可能です」。

1. ※アメリカのオートデスク社開発の BIM（Building Information Modeling）分野で使われるWindows用ソフト。コンピューター上に実際の建物の立體モデル（BIMモデル）を再現させる

「D-ZEB Program」開発秘話

久野は大學院修士課程を終え、入社5年目というまだ若手。しかし、この畫期的なプロジェクトで重要な役目を任されました。開発はどのように進められたのでしょうか。
「今回は、意匠や設備の現業部門や本社部門など、さまざまな部署の方と一緒に進めたプロジェクトになります。プロジェクトに著手したのは2023年4月でした。（同年10月公開の）パイロット版では當初、オフィスビルのみが対象だったのですが、それでは使える範囲が狹い。そこで、事業部からのニーズも強かったこともあり、店舗、工場、倉庫、介護施設、ホテルと用途の幅を広げました」。

開発にあたって、どんな點に苦労があったのでしょう？
「入力情報が多ければ、計算の精度は高まりますが、當然時間がかかる。逆に入力項目を少なくすると、計算の精度は低くなってしまう。時間短縮と計算精度の両立を図るロジックを構築するには苦労がありました」。

想定を上回る短期間で開発を達成

しかし、現場スタッフとの関わりが開発に拍車をかけたといいます。久野のこんな言葉からも、現場との連攜がうまくとれているのがわかります。

「2023年4月のプロジェクト著手から完成まで2年はかかると思っていたのですが、現場と逐一コミュニケーションをとることで円滑に進み、2024年3月には病院?飲食店版を、6月には學校?集會所?共同住宅版の公開に至りました。現場で使われなかったら意味がありません。フィードバックをもらったりして、現場と一緒に作り上げていくことにやり甲斐を感じました」。
これが大和ハウス工業の企業文化と言えます。久野も大和ハウス工業が基本姿勢として掲げるキャッチフレーズ“共に創る。共に生きる。”を実踐する経験を積んだのです。

持続可能な未來を目指す大和ハウス工業の挑戦

大和ハウス工業は地球溫暖化に危機感を持ち、急務の課題としてカーボンニュートラルの実現に取り組んでいる真っ只中です。業界に先駆けて、新たに提供するすべての建物の原則ZEH?ZEB化、太陽光発電設備搭載の方針を打ち立てるとともに、一連の取り組みを自社グループでも先行して実施。新築する自社施設の原則ZEB化や、街のエネルギーをすべて再エネでまかなう持続可能な街づくりを目指しています。

今回ご紹介した「D-ZEB Program」は、カーボンニュートラルという前例のない命題を前に、大和ハウス工業が培ってきた経験と技術をベースに開発した課題解決策の一つと言えます。今後も大和ハウス工業では、さまざまな専門領域の知見を結集し、創業70年の歴史を持つ住宅総合メーカーの使命として、社會的要請に応える技術開発に取り組んでまいります。

1. ※記載內容は2024年12月時點のものです。