NEXT 21の居住実験

健康に配慮した素材の使用
有害物質の排除

図４２　建材でも健康阻害（１）	図４３　建材でも健康阻害（２）	図４４　健康に配慮した素材の使用

ホルムアルデヒドや有機化合物で健康阻害が起こるというのはよく聞く話です。

そこでリフォームではホルムアルデヒドや揮発性の有機溶剤の使用をできるだけ少なくしようと考えました。 405住宅では、 床材はF1、 パーティクルボードはE0といったホルムアルデヒドの排出量の少ないものを使っています。 塗料は自然塗料である珪藻土という土塗りの仕上げ材や、 日本オスモ株式会社が出している有機溶剤が非常に少ないオスモカラーという自然塗料を使っております。

環境汚染の原因となる素材を排除する
塩ビの功罪

図４５　環境汚染材料の不使用と部材の再利用

もう一つ、 NEXT 21の今回のリフォームで大変苦労したのは、 塩化ビニールを使わない住宅をつくってみようという試みでした。 しかし結論から言うと、 配水管で塩ビの代替材料がなかったのです。 いろいろと打ち合わせをしたのですが、 良い物がないということで、 結果として使ったのは鋳鉄管です。

鋳鉄管は数十年歴史を遡ったような素材だという指摘をいろんな方から受け、 全くそうだという気もしているのですが、 取りあえず今回は塩ビを使わずにやっています。

それから、 配線関係も塩ビの被覆ではなくポリエチレンの被覆によるエコロジカル配線を使っています。 ただ、 洗濯機の中や照明の中といった製品の中までは手を入れておりません。

結局今回は塩ビを使いませんでしたが、 設計の方にも施工の方にも、 塩ビという材料がいかにすばらしいか、 こんこんとレクチャーを受けました。 塩ビは非常に劣化しにくいので、 使おうと思えばいくらでもリサイクルできるということ、 それから他の物と一緒に捨てられ低温で焼かれたりするから問題なので、 きちんと分けて高温の処理をすれば問題はないということです。 ですからリサイクルのシステムをきちんと確立するとか、 分別をきちんとすることが必要だと感じています。

当初のコージェネレーションシステム
燃料電池による独立型電源システムを目指して

図４６　省エネルギーの実現

図４７　燃料電池と未利用エネルギーの有効利用

エネルギーシステムについてのNEXT 21の元々の目標は、 １次エネルギー換算でエネルギーの使用量を30%削減しようというものです。

図47が当初のエネルギーシステムです。 コージェネレーションシステムですが、 これはマンションでも使われていますし、 業務用のビルでも使われています。 発電機を備えて発電するわけですが、 発電した時に出てくる排熱を給湯や空調に使うというのが、 コージェネレーションシステムです。 だから特に住宅用とか業務用の固有のシステムということではありません。

NEXT 21の場合はそれをマンションでやってみようということで、 当初は100kWの燃料電池を使いました。 燃料電池は、 最新型のガスによる発電機です。 水の電気分解の逆、 水に電気を通すと水素と酸素に分かれるということの逆で、 水素と酸素をくっつけて水をつくる時に電気も出てくるという原理です。

このシステムの特徴は、 ガス器具なのにガスを燃やさず全部化学反応でエネルギーを取り出す点です。 天然ガスはメタンガスになっていますので、 それを改質して水素ガスにし、 酸素は大気中から取ってきて、 発電します。

通常火力発電所の効率が38%と言われています。 ですから100%のエネルギーを投与すると、 62%くらいは熱として大気中に発散されてしまうわけです。 私たちが使っている電気は、 そこから配電ロスを引くと、 効率が35%くらいしかありません。 燃料電池は非常に効率が高く、 第1フェーズの時の電池は40%弱でしたが、 今は45%を狙うようなものが開発されています。

電気は住棟内で使うのですが、 排熱のほうは蓄熱槽で貯め給湯に使ったり、 吸収式の冷温水機の方にまわして、 冷房や暖房に使っていました。 ただ、 この時には関西電力から一切電気はもらわなくてもよい、 独立した電源システムを構築したいとして、 使う電気は全部その場で発電し、 出てくる排熱を出来るだけ多く使うというシステムになっていました。

そのために、 熱が必要ない時にも発電しなければならないことが多く、 排熱を捨ててしまうという場面もありました。

システムの改変
100%の廃熱利用を目指して

図５２　今回の住棟エネルギーシステム

これは今回のエネルギーシステムです。 今回は独立型電源にはこだわらずに、 電気が足りなくなれば関西電力から買う、 しかし一旦発電したならば、 その発電による排熱は100%使うという考え方に変更して、 システムを組み直しています。 前回の燃料電池の代わりにエンジンを使っています。 燃料電池に比べるとエンジンでは後退したような感じがあるのですが、 実際、 地に足のついた技術です。

10kWの超小型マイクロエンジンを2台で、 20kWの発電をおこない、 かつ実際に発電した時には排熱は100%使おうというシステムです。 共用と住宅用の1台ずつのエンジンで発電していくわけですが、 この発電された電気はマルチ切替器を通じて配電されていきます。

このマルチ切替器は、 関西電力からの電気を使うか、 エンジンからの電気を使うか、 各負荷ごとにスイッチを持っています。 エンジンは約10kWなので、 3kWや4kWの発電では効率が悪いので、 どの負荷とどの負荷を組み合わせると9.8kWになるかをマルチ切替器が瞬間的に計算して、 ちょうど9.8kWの負荷がエンジンにかかるように、 経路を選んでいます。

また排熱の利用先がないときには、 発電をやめて100%関西電力からの電気を使います。

夏場は排熱の使い道が少なくなります。 お湯もあまり使わないので、 空調しか使い道がないわけです。 そこで氷蓄熱の吸着式冷凍機という開発中のものをつけています。 これには製氷モードと冷水モードがあって、 夜間に排熱で氷を貯め続けていきます。 昼間はやはり排熱で冷水をつくって、 冷水で冷房をするわけですが、 夜間に自分で貯め込んだ氷を溶かしながら冷水をつくりますので、 大きな容量の冷水発生機になるというものです。

このように暖房や冷房も70度の廃熱で行なうことができます。

個別のコージェネレーションシステム

図５３　固体高分子型燃料電池におるコージェネレーションシステム

今回は、 今申し上げた住棟のエネルギーシステムから2軒だけ切り離して、 個別のコージェネレーションをやっています。 今、 燃料電池の開発は車のエンジンにもなるような小型のものを目指しています。 そこで今回は1kWや500Wといった小さい容量の燃料電池を2軒の家につけて、 その家は住棟のエネルギーシステムから切り離して自分の家で発電し、 自分の家で廃熱を貯蔵槽に貯めて、 それを給湯で使うというシステムにしました。

人が実際に住む家で個別の燃料電池の実験を行なうのは、 ここが世界で初めてです。

生ゴミ廃水処理システム

図５４　生ゴミ排水処理システム

最後に生ゴミ排水処理システムですが、 NEXT 21にはアクアループという生ゴミ排水処理システムがあります。 台所で粉砕した生ゴミを調整槽にためていくのですが、 それだけではなく雑排水・汚水も一旦排水処理をし、 そのなかの固形分は調整槽にためます。 この調整槽には汚泥がいっぱいたまっているわけですが、 この汚泥を汲み上げて触媒を用いて無害な液体と無害な気体に完全に分かれるまで分解してしまうというものです。 液体の方は中水処理をして自動散水とトイレの流水に使っています。 一番最初の排水処理で出てきた固形分以外の水分も中水処理に回します。

第1フェーズでは、 16戸50人が住んでいて１日でだいたい8トンの中水が出てきて、 そのうちの3トンくらいをトイレの流水に使い、 5トンは1000m²の植栽の自動散水に利用していました。 さらに今回の改修工事で、 紙やプラスティックが多少混じっても、 全部分解できるシステムに変えようとしています。 紙やプラスティックはリサイクルに出してもらうことを大前提にしながら、 多少のものがここに混入してきても、 全部分解できるようにしたいと考えています。

実用化の目処はまだ立ちませんが、 ここで実験を続けたいと考えています。