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スマートビルとは？メリットや課題、事例について解説
複雑なビル設備を「誰でも運用できる状態」にする統合ネットワークとは
分散管理で複雑化したビル設備を統合ネットワークで一元化し、運用効率化・セキュリティ強化・コスト削減を実現する方法を解説
スマートビルとは？
スマートビルとは、IoTやAI、センサーなどのデジタル技術を活用し、ビル内のさまざまな設備やシステムを連携・統合して効率的に管理する建物です。「スマートビルディング」とも呼ばれます。IPAでは、スマートビルの定義やシステム構成、構築・運用などの考え方をまとめたガイドラインを公開しています。
スマートビルは、たとえば以下のような設備・システムをネットワークにつなぎ、データを収集・活用します。
- 空調・換気設備
- 照明設備
- 電力・エネルギー設備
- 入退室管理・セキュリティ設備
- エレベーターなどの搬送設備
- 防犯・防災設備
スマートビル化によって、設備の稼働状況やエネルギー使用量、人の在室状況などを可視化でき、設備の自動制御が可能になります。その結果、ビル管理の効率化・省人化、省エネ化、利用者の快適性向上などが期待できます。
スマートビルの管理システム「BEMS」とは
BEMS（Building and Energy Management System：ビル・エネルギー管理システム）とは、ビル内のエネルギー使用状況や設備の稼働状況を把握し、効率的な運用を支援するシステムです。
スマートビルでは、BEMSを活用して空調や照明などのエネルギー使用量を可視化し、設備を適切に制御することで、省エネ化や管理業務の効率化を図ります。また、BEMSを入退室管理や人流センサーなどのシステムと連携させれば、建物の利用状況に応じた設備制御も可能になります。このようにBEMSは、スマートビルの効率的な運用を支えるシステムの一つです。
| BEMSの管理対象 | 主な管理内容 |
|---|---|
| 空調設備 | 稼働状況、温度、消費電力など |
| 照明設備 | 点灯状況、消費電力など |
| 電力設備 | 建物全体・設備別の電力使用量など |
スマートビルの市場規模・経済効果
スマートビル関連の市場は、世界的に拡大が見込まれています。グローバル市場調査会社のMarketsandMarketsによると、スマートビルを支える世界のビルディングオートメーションシステム（BAS）市場は、2025年の1,017.4億米ドルから2030年には1,911.3億米ドルへ拡大し、年平均成長率（CAGR）は13.4％と予測されています。
国内でも、スマートビルによる経済効果の拡大が見込まれています。経済産業省・IPAの「スマートビル将来ビジョン検討会」の資料では、オフィス・商業ビルを対象としたスマートビル化の経済効果を、2040年に約1,647億円と試算しています。
なぜスマートビルが注目されているのか
スマートビルが注目されている背景には、脱炭素・省エネルギーへの対応や人手不足など、建物を取り巻くさまざまな課題があります。スマートビルに注目が集まるポイントを整理して解説します。
脱炭素・省エネルギーへの対応
スマートビルは、建物の脱炭素化や省エネルギー化を進める手段として注目されています。
BEMSや各種センサーを活用すれば、空調・照明などのエネルギー使用量や稼働状況を可視化できます。さらに、人の在室状況や室温などに応じて設備を自動制御することで、快適性を維持しながら無駄なエネルギー消費を抑えることも可能です。エネルギー利用をデータに基づいて継続的に改善できる点は、脱炭素化を進めるうえで大きなメリットになります。
人手不足への対応
人手不足への対応やビル管理業務の省人化も、スマートビルが求められる理由の一つです。特に、ビル管理業界では人材の確保が課題となっています。
スマートビルでは、設備の稼働状況を遠隔から監視したり、異常を自動検知して管理者へ通知したりすることが可能です。巡回点検などの業務を効率化することで、限られた人員でも建物を管理しやすくなり、管理担当者の負担軽減にもつながります。
利用者の快適性向上
スマートビルは、管理効率だけでなく、オフィスワーカーやテナントなどの利用者が過ごしやすい環境づくりにも役立ちます。
たとえば、センサーから取得した室温・湿度・CO2濃度・在室状況などのデータを活用すれば、空調や換気、照明を適切に制御することが可能です。また、混雑状況の可視化や会議室の利用状況の把握など、建物内での行動を支援するサービスにも活用できます。
設備・データ活用による建物価値の向上
設備やデータの活用によって建物の付加価値を高められることも、スマートビルが注目されている理由の一つです。
スマートビルでは、さまざまな設備・システムをネットワークで連携させることで、建物の機能を拡張しやすくなります。たとえば、入退室管理システムとエレベーターを連携させ、認証情報に応じて行き先階を自動登録したり、駐車場の車両認証システムとゲート設備を連動させたりすることが可能です。こうした機能の高度化や拡張性の確保は、建物の競争力や資産価値の向上にもつながります。
スマートビル導入のメリット
スマートビルを導入する主なメリットは、省エネ化、安全性の向上、ビル管理の効率化です。それぞれの要点について解説します。
省エネ化
スマートビルでは、BEMSやセンサーを活用して、空調・照明などのエネルギー使用量や設備の稼働状況を可視化できます。さらに、在室状況や室温などに応じて設備を自動制御すれば、不要な運転を抑えることも可能です。
国土交通省も、BEMSで収集したデータを基に設備の運転方法を改善し、継続的な省エネルギー運用につなげられるとしています。光熱費の削減に加え、CO2排出量の削減にもつながる点がメリットです。
安全性の向上
スマートビルでは、防犯カメラや入退室管理、各種センサーなどを連携させることで、建物内の状況を一元的に把握しやすくなります。たとえば、異常をセンサーで検知して管理者へ通知したり、入退室データを活用して不審なアクセスを把握したりすることが可能です。
また、設備の状態を常時監視する仕組みを整えれば、故障や異常の早期発見にも役立ちます。こうした設備・システムの連携により、防犯や設備管理など多面的な安全性の向上が期待できます。
ビル管理の効率化
スマートビル化により、空調・照明・電力・セキュリティなど、従来は個別に管理していた設備のデータを集約し、ビル管理業務の効率化を図ることができます。
設備の稼働状況を遠隔で確認したり、異常発生時に自動で通知を受けたりできるため、現地での確認や巡回にかかる負担を軽減できます。また、蓄積したデータから設備の運用状況を分析することで、保守・点検や設備更新の判断にも活用可能です。
スマートビル導入の課題
スマートビルでは、多数の設備やシステムをネットワークにつなぐため、導入後の管理が複雑になる場合があります。スマートビルを導入する際、主な課題となるのが以下の4点です。
ネットワークの分散
スマートビルでは、空調・照明・防災・入退室管理などの設備ごとに、異なるネットワークが構築される場合があります。ネットワークが個別に構築されると、設備ごとに機器や配線が必要になるだけでなく、ネットワーク構成やセキュリティポリシー、運用・保守も個別に管理しなければなりません。その結果、ビル全体のネットワークを一元的に管理しにくくなり、設備の追加・更新に伴って管理負担がさらに増大する可能性があります。スマートビルを構築する際は、将来的な設備の追加やシステム連携も見据えて、ネットワーク全体を統合的に設計・管理できる基盤を整えることが重要です。
データの分断
設備ごとにシステムや通信規格、データ形式などが異なると、収集したデータがそれぞれのシステム内に分断され、横断的に活用しにくくなる場合があります。たとえば、空調設備の稼働データと人流・在室データを連携できなければ、利用状況に応じた高度な設備制御にもつなげにくくなります。
スマートビルの価値を高めるには、異なる設備・システム間でデータを連携できる仕組みを構築し、収集したデータを一元的に活用できる環境を整えることが大切です。
こうした設備・システム間のデータを共有・連携し、さまざまなアプリケーションで活用するための基盤として「ビルOS」があります。ビルOSの仕組みや役割については、以下の記事で詳しく解説しています。
セキュリティ管理の複雑化
スマートビル化によって多数の設備やIoT機器がネットワークにつながると、サイバー攻撃を受けるリスクが高まり、そのぶんセキュリティ対策が必要な範囲も広がります。
そのため、ネットワークの適切な分離やアクセス制御、機器・ソフトウェアの脆弱性管理など、多層的な対策が必要です。設備ごとに個別対応するのではなく、ビルシステム全体を俯瞰したセキュリティ設計・管理が求められます。
スマートビルにおける設備・制御システムのセキュリティについては、以下の記事で詳しく解説しています。
運用負荷の増加
スマートビルでは、設備の高度化によって業務を効率化できる一方、システムやネットワークの管理対象が増えることで、運用負荷が高まる可能性があります。たとえば、以下のような業務への対応が必要です。
- ネットワークや接続機器の監視
- アカウント・アクセス権限の管理
- ソフトウェアやファームウェアの更新
- 障害・セキュリティインシデントへの対応
特に複数ベンダーのシステムが混在すると、障害発生時の原因特定や問い合わせ先の切り分けが複雑になりがちです。導入時から、運用・保守まで含めた管理体制を設計することが重要です。
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スマートビルの事例
スマートビル化を検討するうえで参考になる事例を2つピックアップして紹介します。
三菱電機 ZEB関連技術実証棟「SUSTIE」
三菱電機株式会社の「SUSTIE（サスティエ）」は、ZEB関連の省エネ技術を開発・実証するために建設された施設です。省エネルギー設備や自然エネルギー活用技術に加え、ビル・シミュレーション技術を活用し、省エネ性と快適性を両立した運用を目指しています。
SUSTIEでは、エネルギー消費量や温熱快適性の変化を予測しながら設備を運用するほか、空調・換気・照明・昇降機・BEMSなどを活用。一次エネルギー削減率は、創エネを除いて62％、創エネを含めると106％とされています。
東急コミュニティー 技術研修センター「NOTIA」
株式会社東急コミュニティーの技術研修センター「NOTIA（ノティア）」は、ZEB化建物を管理運営するための知識・経験を培うことを目的に新設された技術研修施設です。東京都内の事務所ビルとして初の「Nearly ZEB※」を実現しました。
※Nearly ZEB：省エネにより50％以上削減したうえで、再生可能エネルギー等を加えて、基準一次エネルギー消費量から75％以上100％未満の削減を実現した建物。
同施設の一次エネルギー削減率は、創エネを除いて69％、創エネを含めて75％です。建物そのものを省エネ化するだけでなく、ZEB化された建物の管理・運営ノウハウを蓄積する場として活用している点も特徴といえます。
スマートビルを支える設備統合ネットワークとは
スマートビル化では、空調・照明・防犯・入退室管理など、複数の設備システムを支えるネットワークの統合とセキュリティ対策が重要です。
パナソニックEWネットワークスの「SGNIS（スグニス）」は、設備統合ネットワークとビル向けSOCサービスを組み合わせたスマートビル向けサービスです。設備ごとに分散していたネットワークを統合することで、効率的な運用やデータ活用、新たな設備のスムーズな導入を支援します。
さらに、統合した設備ネットワークに対してSOCによるセキュリティ運用支援を提供。ネットワークの複雑化やサイバー攻撃への対応など、スマートビル特有の課題をまとめて解決したい場合に適したサービスです。
スマートビルのよくある質問
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スマートビルとは何ですか？
- スマートビルとは、IoTやAI、センサーなどを活用し、建物内の設備やシステムから得られるデータを連携・活用することで、建物の価値向上を図るビルです。単に設備を自動化するだけでなく、空調・照明・入退室管理などのデータを活用し、省エネ化や管理業務の効率化、利用者の快適性向上などにつなげる点に特徴があります。
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設備統合ネットワークとは何ですか？
- 設備統合ネットワークとは、空調・照明・入退室管理など、ビル内の複数の設備システムを共通のネットワーク基盤に接続する仕組みです。設備ごとに個別のネットワークを構築する場合と比べて、ネットワーク構成やセキュリティポリシーを統一しやすくなります。スマートビルを支える重要なインフラの一つだといえるでしょう。
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OTセキュリティとは何ですか？
- OTセキュリティとは、OT（Operational Technology：制御・運用技術）をサイバー攻撃などから守るための対策です。ビルでは、空調・照明・受変電・昇降機・給排水などを監視・制御するシステムが対象となります。スマートビル化によってこうした設備がネットワークや外部システムとつながると、サイバー攻撃の脅威を考慮する必要性が高まるため、適切なOTセキュリティ対策が求められます。
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ビルOSとは何ですか？
- ビルOSとは、ビル内の設備やIoT機器などから取得したデータを集約・管理し、さまざまなアプリケーションやサービスで活用するための基盤です。空調や照明などの設備を監視・制御するだけでなく、設備から得られたデータを外部のアプリケーションやサービスと連携できる点が特徴です。設備とアプリケーションをつなぐことで、データを活用した新たなサービスの追加や機能拡張を行いやすくなります。
※参考
複雑なビル設備を「誰でも運用できる状態」にする統合ネットワークとは
分散管理で複雑化したビル設備を統合ネットワークで一元化し、運用効率化・セキュリティ強化・コスト削減を実現する方法を解説