国公立美術館におけるエネルギー消費因子の分析

2011 年度日本建築学会
関東支部研究報告集
201 2 年 3 月
国公立美術館におけるエネルギー消費因子の分析
＊１
○ 田沼穣
8.建築社会システム－5.ストック・資産
美術館
光熱費
重回帰分析
公共文化施設 省エネルギー
1.序論
けるランニングコストの中でも多くの割合を占める光熱
1-1.研究背景
費を削減することで、美術館のランニングコスト抑制に
2011 年現在、環境資源に配慮したサステナブル社会に
繋がることがわかる。よって、その光熱費にはどの要因
移行するべく、建築物はより省エネルギーに取り組む必
が主に影響を与えているかの調査・分析を行い、今後の
要性が高くなった。そのためには LCC を考慮した設計、
美術館及び公共文化施設の LCC 設計や維持管理の見直し
維持管理の見直しが重要となる。公共文化施設において
の指針を作る。
も、近年の財政圧迫により対策を立てる必要が出てきた。
1-3.研究方法
そこで公共文化施設の中でも、とりわけ意匠性が高く建
本研究は以下の方法で進めていく。
1.
物ごとにランニングコストに差が出やすい美術館に焦点
先行研究で調査した 113 箇所の美術館の中から光熱
を絞り、建物の消費エネルギーについて研究を行う。な
費のデータがある美術館を使用し、各数量(入場者数、
お、本研究は先行研究である「公共文化施設の運営に関
延床面積等)を SPSS に投じて光熱費の回帰式を作る。
2.
する実態調査－国公立美術館の管理体制・維持費用分析」
の継続研究である。ここで先行研究の概要を述べる。
回帰式と実際の光熱費を比較して、その差が大きく
離れている美術館を対象に現地調査を行う。
まず、近年の美術館数推移(図 1)からストック数は安定
3.
傾向にあり、これからは現在ある美術館の老朽化や維持
現地調査のデータを基に、個々の美術館に対して光
熱費がかかる要因や維持管理に関する分析を行う。
4.
管理体制が懸念されることがうかがえる。そこで、現在
の美術館実態を探る必要があるため、全国の国公立美術
光熱費を上下させる要因を明らかにし、回帰式の信
頼性を向上させる。
1-4.研究対象
館を対象にアンケート調査を行い、管理体制や維持管理
費用、各費用との相関性などの分析をした。
先行研究で使用した全国の国公立美術館の内、アンケ
ート調査に協力して頂いた 113 箇所の国公立美術館の中
で、
光熱費のデータがある 93 箇所の美術館を対象とする。
2.現地調査対象の選定
2-1.重回帰分析概要
本研究では現地調査対象を選定するために、SPSS を使
用して重回帰分析を行い、光熱費の回帰式を立てる。ま
ず光熱費を従属変数とし、独立変数には入場者数、延床
面積、年間開館日数を入れた。独立変数を絞る際に、建
築面積と延床面積、入場者数と入場者収入などの共線性
が高いと予測される変数はどちらか一方を選び、清掃費
用、点検費用、修繕費、職員数など他の要因と比較して
図 1 美術館数の推移
大きく光熱費に影響を及ぼさないと予測されるものは予
1-2.研究目的
め省いている。
2-2.重回帰分析結果
先行研究で得られた結果の一部として
SPSS より光熱費の回帰式①を得ることができた。
・維持管理費用の中で、特に光熱水費がランニングコス
トの約 55%を占めている。
光 熱 費 =2,519.316× 延 床 面 積 +35.483× 入 場 者 数 + 定 数
・光熱水費の内訳は、約 92％が光熱費(電気代+ガス代)で
2,163,162.454
ある。
①
この式から延床面積と入場者数によって、高い信頼率
以上の 2 点が挙げられた。これより、国公立美術館にお
で光熱費を推定できることがわかった。これより建物の
1
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・展示室
規模、入場者の出入りが影響を及ぼす大きな要因になっ
⇒入場者の動線上にある室の内、展示物を閲覧可能な、
ていると考えられる。
2-3.現地調査対象の選定
一般系統とは異なった空調管理を行っている室。
以上の SPSS で得られたデータを基に現地調査を行う
・収蔵庫
⇒入場者の動線上にない室の内、展示品を保管、管理
美術館を選定する。本研究では光熱費/回帰式の割合を比
し、職員系統とは異なった空調管理を行っている室。
較し、割合の大きい美術館、小さい美術館、中間の値の
美術館の計 8 箇所の美術館を現地調査対象とした。
また、スクリーニングの結果として、ある美術館にお
3.現地調査
いて延床面積のデータに誤りがあることがわかった。よ
3-1.現地調査概要
って、再度データを回帰式に当てはめた結果を基にした
現地では館長や各系統の管理者を対象に、3-2 の項目に
分析を行っていくこととする。
4.現地調査分析
ついてヒアリング調査をする。他に、天井高や開口部面
ここでは現地調査の質問項目と図面などのデータから
積を現地での実測又は図面から確認する。また、同時に
以前のデータに誤りがないかスクリーニングを行う。
分析した一部の結果を記載する。グラフは同じ傾向のあ
3-2.現地調査質問項目
る美術館の中でその特徴をよく表した美術館のものを取
り上げている。
～ソフト面～
1.
①ほとんどの美術館で 5 月、8 月、1 月の連休が続く時期
空調の設定温度、空調稼働時間、湿度設定
の入場者数は増加する(図 2)。また、連休の傾向があまり
⇒季節、系統毎の温度及び湿度の空調設定と空調の稼働
時間。
見られない美術館は、入場者層は市内の利用者が多いと
2.
いった特徴が挙げられる。
閉館時の空調以外の設備運転状況
⇒閉館時に空調以外で稼働している設備。主に照明等。
3.
平 成19年度
入場者数
⇒月毎、年度毎の入場者数の変化。開館日数との関係。
60,000
4.
50,000
問題点、不満な点
⇒建物や設備に関して維持管理における意匠上の問題点。
5.
修繕費捻出方法
平成22年度
40,000
20,000
光熱費の内訳
⇒美術館側が把握している範囲での光熱費の内訳。
10,000
～ハード面～
7.
平成 21年度
30,000
⇒修繕費捻出に関する体制。
6.
平成20年度
(人 )
0
その他光熱費に影響を与える設備
4月
5月
6月
7月
8月
9月 10月 11月 12月 1月
2月
3月
⇒他美術館と比較して特徴的な設備の中で光熱費に影響
図 2 連休の傾向が見られる美術館の入場者数の推移
を与えるもの。
8.
天井高
②ほとんどの美術館で年度、月毎に入場者数は変動する
(図 3)。変動がない美術館は常設展のみの展示である。
⇒各室の床面から天井面までの高さ。吹き抜けがある場
合はその高さまでとする。
9.
開口部面積
⇒換気と採光を行う開口部の面積。
平成15年度
平成18年度
平成21年度
(人 )
10. 立地環境
平成16年度
平成19年度
平成17年度
平成20年度
35,000
⇒美術館の気候や風土などの周辺環境や美術館までのア
30,000
クセス方法。
25,000
3-3.現地調査集計結果
20,000
本文ではアンケート集計結果を記載している。また、
15,000
本研究では美術館の室を 4 系統に分類した。以下が系統
10,000
分類の定義である。
5,000
・職員系統
0
⇒入場者の動線上にない室の内、収蔵庫を除いた室。
4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月
・一般系統
図 3 年度ごとに変動のある美術館の入場者数の推移
⇒入場者の動線上にある室の内、展示室を除いた室。
2
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⑦平成 17 年度まで光熱費に減少傾向が見られる美術館
③ほとんどの美術館で入場者数は光熱費に直接的な影響
は及ぼさない(図 4)。
入 場者数(人)
がある(図 7) 。
入場者数
光熱費
光 熱費(万円)
光熱費
(万 円 )
4,000
300
20,000
18,000
16,000
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0
ガス代
電気代
3,500
250
3,000
200
2,500
150
2,000
100
1,500
1,000
50
500
0
0
図 4 入場者数と光熱費の関係性がない美術館
図 7 ある美術館の光熱費の推移
⑤入場者数が光熱費と関係があると思われる美術館は、湿
⑧空調稼働時間での傾向は、主に回帰式/光熱費の割合が
度管理が困難な美術館といった特徴が挙げられる(図 5)。
高い美術館が、展示室の空調稼働時間を 24 時間空調とし
入 場者数(人)
45,000
40,000
35,000
30,000
25,000
20,000
15,000
10,000
5,000
0
入場者数
光熱費
ていたことが挙げられる。収蔵庫はどの美術館も 24 時間
空調であることが多い(表 1)。
光 熱費(万円)
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
光熱費/回帰式
職員系統
平均空調
一般系統
稼働時間
収蔵庫
(h)
展示室
No,5
No,8
No,11
No,18
No,59
No,86
No,87
No,92
1.902
1.669
0.922
1.392
0.665
0.322
0.297
0.132
7.5
7.3
8
10
8
7.5
7
0
7.5
7.3
8
9
8
7.5
7
0
24
9
8
24
24
24
24
0
24
24
8
9
8
24
7
0
表 1 各美術館の系統ごとの空調稼働時間
⑨容積における収蔵庫の割合は低く、展示室と一般系統
の割合が高い(図 8)。
職員系統
一般系統
図 5 入場者数と光熱費の関係性がある美術館
展示室
24%
32%
⑥平成 20 年度には光熱費増加、平成 21 年度以降は減少
収蔵庫
傾向が見られる美術館がある(図 6)。
（万円）
平成18年度
平成19年度
平成20年度
平成21年度
8%
36%
700
600
500
図 8 各系統の容積の平均比率
400
⑩展示室の天井高は、回帰式/光熱費の割合にほぼ比例し
300
ている(図 9)。
200
(m)
9.0
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
100
0
4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月
図 6 ある美術館の光熱費の推移
No,5
No,8
No,11
No,18
No,59
No,86
No,87
No,92
図 9 展示室における各美術館の平均天井高
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5.総括
・開口部面積による温度変化が影響する。ただし No,18
5-1.考察
美術館のように、建物全体がガラスと鉄骨の二重構造に
≪入場者数の推移に影響を与える要因≫
なっており、光や熱の流入が少ない美術館もある。その
①展示物の変化は入場者数に影響を与える可能性がある。 ため構造によっては当てはまらない場合もある。
5-2.対策
②連休による入場者数の変動がある美術館が多い。
回帰式における誤差の検証において、具体的に見直す
≪入場者数と各費用の関係性≫
点を挙げる。
①光熱費と入場者数は直接的に関係ない美術館が多い。
例外として関係があると思われる No,18 美術館は二重構
・省エネ法改正後の取り組みとして、主に影響が大きい
造により熱を溜めこむこと、No,59 美術館は湿度管理を温
とされる展示室の空調稼働時間を短縮する。また、貯蓄
度変化で調節していることが原因と思われる。
槽などを利用して電気料金が安い時間帯に電気を貯めて
②上下水道代は入場者数と関係ある美術館が多い。これ
おき、日中に貯めた電力を使う。
は入場者数の増減にレストランやトイレの使用頻度が比
・冬季のガス空調を効率的に使用する。ガス空調はイニ
例するためである。
シャルコストが高く、定期的なメンテナンスが必要とな
≪光熱費について≫
るが、ランニングコストは電気空調より安いとされてい
①光熱費は月単位で見ると、夏季のみ高い、冬季のみ高
て、メリットはエンジン排熱の再利用による暖房機能で
い、夏季冬季共に高い、と美術館によってばらつきがあ
ある。しかし、近年電気空調も効率的なものが増えたた
る。これは主に電気代とガス代に依存している。光熱費
め、技術進歩に合わせた空調方式が必要である。
は平成 17 年度まで電気料金の継続的な低下、平成 20 年
・設計の際には、展示室と一般系統の天井高を低くし、
度以降の電気・ガス料金の値上げ、平成 20 年度の省エネ
容積を小さくする。また、開口部面積も小さくする。
法改正による節電により変動があることがわかった。
・展示室の空調管理を厳密に行う美術館は、展示品をケ
≪現地調査の質問項目からわかったこと≫
ースで囲い、その中だけ 24 時間空調を行うようにする。
①空調設定に関しては、厳密な温度・湿度管理が必要で、
・ガラス部にフィルムを貼る、展示室と一般系統との間
空調稼働時間の設定が美術館によって異なる『展示室の
に断熱性の高いドアを設け閉館時に閉じるなど、建物の
空調管理』が光熱費に主に影響を与えると考えられる。
断熱性を上げる。
②閉館時の設備運転状況においては空調管理が最も光熱
5-3.今後の課題
本研究では現地調査を行った美術館で分析を行ったた
費に影響を与える。
③修繕費の捻出方法は運営団体の規模、各地域によって
め、分析する母数が少なく、得られたデータに統一性が
異なる。
なかったことから、分析結果の実証が満足でないことが
④美術館側は光熱費の抑制には空調管理が重要だという
挙げられる。今後は現地調査を行う美術館を増やすこと、
認識を持っている。
質問項目の見直しと得られるデータの統一性を重点に置
⑤空調以外で光熱費に特に影響を与える特徴的な設備は
き研究を進める必要がある。主な追加するべき質問項目
どの美術館もない。
として、構造や材質といったハード面が挙げられる。ま
⑥各系統の延床面積の平均比率が一番高い系統は一般系
た、構造や材質、各費用や入場者数、立地環境等のなる
統、低い系統は収蔵庫である。これにより収蔵庫は、厳
べく近い条件下での比較分析も重要である。
密な空調管理が必要であるが空調範囲は狭いため、光熱
参考文献
費に与える影響は比較的低い。
⑦各系統の平均天井高は一般系統と展示室が他 2 系統に
【文献】
比べ高い。
・SPSS による多変量解析（2007 年）
⑧開口部面積は光熱費に影響を与える。
洋・廣瀬毅士 編著 オーム社 出版
⑨立地環境は光熱費には影響を与えないが、入場者数の
・各美術館資料
変動に関係がある。
【ホームページ】
≪回帰式の誤差≫
・各美術館ホームページ
・光熱費には電気・ガス料金の値下げ及び値上げと省エ
・各地域電力会社ホームページ
村瀬洋一・高田
ネ法改正に対する取り組みによって年度ごとに差が出る。 ・気象庁（http://www.jma.go.jp/jma/index.html）
・展示室の空調稼働時間が大きく影響する。これは、容
・経済産業省
積が大きく、断熱性が高くない展示室が多いためである。
（http://www.enecho.meti.go.jp/index.htm）
収蔵庫は 24 時間空調だが容積は小さく、断熱性も高いた
*1
め、空調負荷が低く光熱費には大きな影響は及ぼさない。
年生
4
資源エネルギー庁
早稲田大学創造理工学部建築学科小松幸夫研究室 4