ZEB設計とは、建物の快適性を保ちながら、省エネと創エネによって年間の一次エネルギー消費量を削減し、ZEB水準を目指す設計です。

オフィスだけでなく、庁舎や学校などの公共施設でもZEB化の検討が進んでいます。2025年4月の省エネ基準適合義務化を受け、ZEB水準を見据える動きも強まっています。

この記事では、ZEB設計の基本や認定・認証の流れ、公共施設・学校施設で進める際のポイントを解説します。

ZEB設計とは

建物の省エネ性能を高める手法として注目されているのがZEB設計です。ここでは、基本的な考え方と達成度ごとの区分を解説します。 

省エネと創エネでエネルギー消費を抑える設計

ZEB（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル）とは、快適な室内環境を保ちながら、建物で消費する年間の一次エネルギーを正味でゼロに近づけた建築物です。

ZEB設計では、まず断熱や日射遮蔽といったパッシブな工夫で建物の負荷を減らし、次に高効率な空調・照明などのアクティブな設備で消費を抑え、最後に太陽光発電などの創エネで残りを補うという順序が基本になります。

「負荷を減らす→効率を高める→創る」という優先順位を守ることが、無理なくZEBを実現する王道です。この順序を崩して創エネに頼りすぎると、設備が過大になりコストもかさみやすくなります。

光熱費の削減や災害時のレジリエンス向上、資産価値の向上といった効果も期待でき、近年は導入が広がっています。

ZEB・Nearly ZEB・ZEB Readyなどの違い

ZEBには、達成度に応じた段階があります。再エネを含めて一次エネルギー消費量を100%以上削減したものが「ZEB」、75%以上削減が「Nearly ZEB」、再エネを除き50%以上削減した段階が「ZEB Ready」です。

さらに、大規模な建物向けに、再エネ評価を求めず用途に応じて30〜40%以上の削減を求める「ZEB Oriented」という区分もあります。

都市部の高層ビルではまず「ZEB Ready」を、屋根面積を確保しやすい建物では「ZEB」を狙うなど、建物の条件に応じて現実的な目標を選べます。いきなり100%削減を目指さなくても、段階的なZEB化で十分な省エネ効果と資産価値の向上が得られます。

ZEB設計で検討する主な要素

ZEB設計では、外皮・設備・創エネを総合的に検討します。それぞれが連動するため、一体で計画することが大切です。各要素で何を考えるのかを具体的に見ていきましょう。

外皮性能を高めて空調負荷を抑える

ZEB設計の出発点は、外皮性能を高めて空調負荷そのものを減らすことです。外壁や屋根の断熱を強化し、窓を高断熱・高遮熱な仕様にすることで、冷暖房に必要なエネルギーを大きく抑えられます。

負荷が小さくなれば、その後に導入する空調設備の容量も小さくでき、設備コストの抑制にもつながります。庇やルーバーによる日射制御、自然採光・自然通風の活用といったパッシブな工夫も、外皮計画とあわせて検討する重要なポイントです。

とくに窓は熱の出入りが大きいため、配置・大きさ・性能のバランスが空調負荷を左右します。まず建物の器の性能を高めることが、効率的なZEB化の土台になります。

高効率な空調・換気・照明設備を導入する

外皮で負荷を抑えたうえで、次に検討するのが設備の高効率化です。高効率なヒートポンプ空調や全熱交換型の換気設備、LED照明と人感センサー・調光制御などを組み合わせ、消費エネルギーを削減します。

非住宅では、用途や利用時間によって空調・照明の使われ方が大きく異なるため、実態に合った設備計画が省エネ効果を左右します。エネルギーの使用状況を把握・制御するBEMSの導入も、運用段階での省エネに有効です。

設備全体を最適に組み合わせることがポイントです。機器単体の効率だけでなく、制御によって無駄な運転を減らすことが、実際の消費削減に大きく効いてきます。

太陽光発電などの創エネ設備を検討する

省エネで消費を抑えたうえで、最後に検討するのが創エネ設備です。

代表的なのは屋根や敷地に設置する太陽光発電で、必要に応じて蓄電池を組み合わせれば、災害時の電力確保にも役立ちます。創エネで生み出した分を消費エネルギーから差し引くことで、ZEBやNearly ZEBといった高い水準の達成に近づきます。

ただし、設置できる面積には限りがあるため、まず省エネで需要を減らし、不足分を創エネで補うという順序が大切です。

屋根面積に余裕のある低層の建物ではZEBを狙いやすく、屋根が限られる高層ビルではZEB Readyが現実的になるなど、建物の形状によって創エネで補える割合は変わります。

ZEB認定・認証の流れ

認定や認証を取得するためには、性能の確認や各種手続きが必要です。ここでは、設計から評価・申請までの一般的な流れを解説します。 

設計段階でエネルギー性能を試算する

ZEBを目指す場合、設計段階で一次エネルギー消費量を試算し、どのZEB区分に届くかを確認することが出発点です。外皮・設備・創エネの仕様を計算に反映し、削減率を見ながら設計を調整していきます。

早い段階で試算しておけば、目標とする区分に届かない場合でも、断熱や設備の仕様の見直しを無理なく行えます。逆に試算が遅れると、後から大きな設計変更が必要になり、コストや工期に影響しかねません。

断熱・設備・創エネのどれをどこまで強化するかは試算結果を見て判断するため、試算は設計方針を決める起点にもなります。

BELSなどの第三者評価を取得する

設計で目標性能の見込みが立ったら、第三者評価機関による評価を取得します。代表的なのがBELSで、一次エネルギー消費量に基づいて省エネ性能を評価し、基準を満たせばZEBやNearly ZEB、ZEB Readyといったマークを取得できます。

第三者の客観的な評価を得ることで、補助金申請やテナント・投資家への訴求において、ZEB水準であることを明確に示せます。

公共施設では、こうした客観評価が住民や議会への説明材料としても活用されます。評価の取得には所定の計算書類が必要なため、設計と並行して準備を進めておくとよいでしょう。

補助金を使う場合は申請時期に注意する

ZEB化には、環境省や経済産業省などによる補助金を活用できる場合があります。多くの補助金は着工前の申請が前提で、公募期間も限られているため、スケジュール管理が欠かせません。

交付決定を受けてから工事に入る流れを踏まえ、設計・評価・申請の工程を逆算して組むことが重要です。公共施設では予算編成の時期とも調整が必要になるため、年度をまたぐ計画では特に早めの確認が求められます。

補助金の要件として一定のZEB水準やBELS取得が求められることもあるため、評価の取得時期とあわせて計画しておくと安心です。

公共施設・学校施設でZEBを進めるポイント

ZEB化を進める際は、施設の用途や運用方法を踏まえた計画が欠かせません。ここでは、公共施設や学校施設で意識したいポイントを解説します。 

利用時間や用途に合わせた設備計画が必要

公共施設や学校施設は、用途によってエネルギーの使われ方が大きく異なります。

庁舎は日中の執務が中心、学校は授業時間に利用が集中し長期休暇には稼働が落ちるなど、利用時間に特徴があります。こうした使われ方を踏まえ、空調や照明の制御を実態に合わせて計画することが、効果的な省エネにつながります。

実際の利用に合わない過大な設備は、コストの無駄になるだけでなく運用効率の低下にもつながりかねません。そのため、画一的な設備計画ではなく、施設の運用実態に即した設計が求められます。

改修・新築のどちらで進めるかを整理する

公共施設のZEB化では、新築で進めるのか、既存施設の改修で進めるのかを早い段階で整理することが重要です。新築であれば外皮や設備を一から最適に計画できますが、改修では既存の構造や設備を活かしながら性能を高める工夫が必要になります。

既存庁舎を大規模改修してZEB化した事例もあり、新築でなくてもZEBは十分に実現可能です。改修では、外壁の断熱強化や窓の更新、高効率設備への入れ替えなど、できる範囲で性能を底上げする発想が役立ちます。

施設の老朽化の状況や予算、稼働を止められるかどうかを踏まえ、最適な進め方を選びましょう。

設計初期から専門家と連携する

ZEB設計では、外皮計算や一次エネルギー消費量計算、第三者評価、補助金申請など、専門的な作業が数多く発生します。これらを設計者だけで抱えるのは負担が大きく、最新の制度や評価基準への対応も容易ではありません。

だからこそ、設計の初期段階からZEBや省エネ計算に詳しい専門家と連携することが、確実で効率的な近道になります。

計算や評価、申請のサポートを専門家へ委託すれば、設計者は建築計画そのものに集中でき、認定取得や補助金活用もスムーズに進められます。とくに実績の少ない公共施設のZEB化では、早期の専門家連携が成功の鍵を握ります。

まとめ

ZEB設計では、外皮性能・設備性能・創エネ設備を総合的に検討し、負荷を減らしてから効率を高め、創エネで補う順序が基本です。達成度に応じてZEB・Nearly ZEB・ZEB Ready・ZEB Orientedの区分があり、建物の条件に合わせて目標を選べます。

公共施設や学校施設では、用途や利用時間を踏まえた計画が重要です。認定・認証や補助金を見据える場合は、設計初期からZEBに詳しい専門家へ相談しましょう。