レポート

新千歳空港のクールプロジェクト
 北海道日建設計[チーム雪」の取り組み

▲2010年3月に供用開始される新千歳空港国際線ターミナルビル[2010年1月撮影]。
The New Chitose Airport International Terminal building to begin service in March 2010 (Photo taken January 2010).

北海道日建設計は、2007年に創立50周年事業の一環として、これまで培った積雪寒冷地における建築技術を集大成すべく『北海道の建築』(積雪寒冷地の設計技術ノート)をまとめました。現在も、寒冷地における建築技術をさまざまな分野に展開し、研究を重ねています。その研究班のひとつである「チーム雪」は、積雪寒冷地にとって身近で、近年、関心の高まっている自然エネルギー利用の技術である「雪利用」に取り組んでいます。


「寒冷地の雪利用」

寒冷地では、古くから雪室・氷室など主に農作物の貯蔵に雪冷熱が利用されており、現在でも、農産物の低温貯蔵等に利用されています。近年、このような雪冷熱を建築の冷房用等に用途を広げるべく研究が進められています。雪冷熱を利用するためには、さまざまな条件がありますが、特に重要なものをあげると次のようになります。
・大きな冷房需要がある建物である。
・敷地内除雪を利用するなど集雪が容易である。
・安価な貯雪スペースが確保できる。


新千歳空港「クールプロジェクト*1」

現在、新千歳空港では、2011年11月のグランドオープンに向け、国際線ターミナルビルの建設*2(2010年3月供用開始)、連絡施設・国内線増築・国内線改修が進められています。
当空港は雪冷熱利用に必要な条件がそろっており、国土交通省東京航空局が掲げる環境にやさしい空港「エコエアポート」の実現に向け『雪を利用した環境施策(クールプロジェクト)』が推進されています。
クールプロジェクトは、冬期の航空機デアイシング作業時に散布される防除雪氷剤および滑走路等に散布する凍結防止剤が与える河川影響を抑制(BOD低減)すること、夏季の建物冷房熱源として雪冷熱を有効利用(CO2低減)することの2つを目的としています。


除雪による冷熱エネルギーの有効利用

建物冷熱源としての利用の概要は次のようになります。まず、除雪作業で築造された雪山は、外気温度の上昇とともに徐々に融解し、融雪ピット下部に冷水となって集水されます。この冷水をポンプ室下部の水槽に導き、圧送ポンプにより約700m離れた新エネルギー棟へ供給し、熱交換により冷熱源(1,000USRT相当)として使用します。さらに温度上昇した融雪水は再び雪山に戻され、雪との接触による融解・冷却が促進されて再び冷水となる循環システムとなります。
3月初めまで除雪した雪を貯雪ピット(100×200m)に貯雪(今年は貯雪量120,000m3予定)し、断熱被覆材で覆い、5月から9月の5カ月間を雪利用による冷房の運用を行います。
雪を冷熱源として利用する面積は約270,000㎡に及び、予想年間必要冷房負荷(97,500GJ/h)の内約18%を賄います。この結果、CO2排出削減量は約1,200t -CO2 /年になります。将来的には最大貯雪量240,000m3で運用を行い、2,100t -CO2 /年の削減を目指します。
今後、雪運用データ・融雪方法等をもとに、雪利用の事業性の効率化、さらなる雪利用の方法等を事業者様をはじめ関係者へ提案していこうと考えています。
*1─事業者は空港ターミナルビルを運営する北海道空港(株)の関連会社であるセントラルリーシングシステム(株)
*2─設計:日建設計、北海道日建設計、日本空港コンサルタント、オーヴ・アラップ・アンド・パートナーズ・ジャパン・リミテッド、久米設計

北海道日建設計「チーム雪」
山崎勝弘/丹保洋人/横山 功/小林直樹/高瀬敏洋/藤井誠司

The New Chitose Airport “Cool Project”
Environmental Endeavors by Hokkaido Nikken Sekkei’s “Team Snow”


As part of the activities to commemorate the 50th anniversary of its founding, Hokkaido Nikken Sekkei (HNS) published a book in 2007, entitled Hokkaido no kenchiku [Architecture in Hokkaido], presenting an overview of architectural technologies for deepsnow, frigid regions. HNS research on this subject has continued, and architectural technologies developed for frigid regions are now being applied in various other fields. The HNS “Team Snow” group is also involved in snow utilization, a familiar technology in cold, snowy regions that has received increasing attention as an effective method for making use of natural energy.


Frigid Region Snow Utilization
Snow and ice have been stored in specially built chambers (yukimuro, himuro) since ancient times for storage of mainly farm products at low temperature. Even today some facilities use natural snow and ice for cold storage. In addition, research has recently begun to expand study of the ways snow and ice can be used for air conditioning of buildings, for example. Various conditions are necessary for the utilization of snow-and-ice-generated energy. Especially important are 1) buildings with a substantial demand for air cooling; 2) easy-tocollect snow, such as that removed from a vast building site; and 3) availability of low-cost snow storage space.


New Chitose Airport “Cool Project”*1
At the New Chitose Airport, in preparation for its grand opening in November 2011, the construction of the international terminal building*2 (scheduled to open in March 2010) and connecting- flight facilities, and the expansion and remodeling of domestic-flight facilities are currently underway.
   The airport meets the key conditions required for utilization of snow and ice as a natural source of cold energy. Environmental measures for using snow (the “Cool Project”), are progressing toward materialization of an “eco” airport, as advocated by the Tokyo Regional Civil Aviation Bureau, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism.
   The “Cool Project” has two objectives: to reduce the impact on the ecology of rivers of the de-icing and anti-freezing agents used for airplanes and on runways during winter (thereby achieving BOD reduction) and to make efficient use of snow for air-conditioning of buildings in summer (CO2 reduction).


Use of Removed Snow as Air Cooling Source
Here is an outline of the air-conditioning of a building using snow. First, snow removed from roads and other pavements is piled up in a large mound. As the open-air temperature rises, the snow melts gradually and melted water gathers in storage pit, from which the cold water is channeled into a water tank under the pump room and then sent by pump to a “new energy building” some 700 meters away. By the heat exchange method, the water is used as an air cooling source (equivalent to 1,000 USRT). Furthermore, the water that has risen in temperature is sent then back to the snow mound, prompting both the cooling of the water itself and the melting of the snow, which results, in a revolving cycle, in production of more cool water.
   The snow removed from runway and parking areas by early March will be piled in a 100 x 200-meter storage pit (snow storage for
this year estimated at 120,000 cubic meters), covered with insulation material, and tapped for air conditioning for the five-month period from May through September.
   The area to be air-conditioned by the snow-utilization method is about 270,000 square meters, which will account for about 18 percent of the projected annual cooling load (97,500GJ/h). This is equivalent to CO2 emission reduction of 1,200 t-CO2 /year. The targets sought are maximum snow reserves of 240,000 cubic meters and reduction of 2,100t -CO2 /year.
   Based on snow management data, snowmelting methods, etc., we plan to present proposals for commercially efficient snow utilization and better snow-use technologies to our
clients and other interested organizations.

*1: The proprietor is Central Leasing System Co., Ltd., a subsidiary of the Hokkaido Airport Terminal Co., Ltd., which manages the airport terminal building.
*2: Design by Nikken Sekkei Ltd., Hokkaido Nikken Sekkei Co., Ltd., Japan Airport Consultants, Inc., Ove Arup & Partners Japan Limited, and Kume Sekkei Co., Ltd.

Hokkaido Nikken Sekkei “Team Snow”
Katsuhiro Yamazaki / Hirohito Tanbo / Isao Yokoyama / Naoki Kobayashi / Toshihiro Takase / Seiji Fujii

▲貯雪(雪山築造)作業状況。全景[2010年1月撮影]。
Piling up snow. Panorama. (Photo taken January 2010).

▲雪山断熱シート試験状況。全景[2009年6月撮影]。
“Snow mound” insulation sheet experiment. Panorama. (Photo taken June 2009).

▲雪冷熱利用概略図。
Outline chart of snow utilization for cooling

¶:写真撮影 Photography| 北海道日建設計/Hokkaido Nikken Sekkei

*出典は-「NIKKEN JOURNAL 02/2010 Spring」より-こちら(PDF945KB)

(O-O-002)

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