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予算制約下における既存建築物の省エネ改修対策の優先順位付け：炭素収益分析を統合した階層的意思決定フレームワーク

Priority Ranking of Energy Efficiency Renovation Measures for Existing Buildings Under Budget Constraints: A Hierarchical Decision-Making Framework Integrated with Carbon Revenue Analysis (原題)

Peng-Chong Cao, J Y Chen, Yang Wen

Buildings📚 査読済 / ジャーナル2026-07-09#省エネOrigin: CN経営インパクト: コスト削減対象セクター: construction
DOI: 10.3390/buildings16142730
原典: https://doi.org/10.3390/buildings16142730

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、炭素取引メカニズムを導入し、ライフサイクル費用便益分析と正味現在価値率（NPVR）に基づく優先順位決定フレームワークを開発。中国西安の老朽化住宅を対象に、外壁断熱、屋根断熱、窓交換、照明更新、屋上太陽光発電の5つの改修対策を評価。照明システム更新と屋上PVが最も高い経済的リターンを示す一方、外皮断熱は初期投資が高くNPVRが低い。電力価格が経済性に最も影響し、炭素価格の影響は限定的。

English

This study develops a priority decision framework for building energy retrofits using life-cycle cost-benefit analysis and net present value rate (NPVR), integrating carbon trading. Five retrofit measures (wall/roof insulation, window replacement, lighting upgrade, rooftop PV) are evaluated on a residential building in Xi'an, China via TRNSYS simulation. Results show lighting upgrades and rooftop PV yield highest economic returns, while envelope insulation has lower NPVR due to high upfront cost. Sensitivity analysis indicates electricity price is the dominant factor, with carbon price having limited influence under current market conditions. The framework provides a quantitative tool for optimizing retrofit investments under budget constraints.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本では多くの既存建築物が更新時期を迎え、省エネ改修はGX実現の鍵である。本フレームワークは、日本の建物に適用可能であり、限られた予算下で炭素収益も考慮した投資判断を支援する。特に、東京都のキャップ＆トレード制度など炭素価格導入事例との比較に示唆を与える。

In the global GX context

Globally, building retrofits are crucial for decarbonization, yet budget constraints hinder investment. This paper introduces a practical decision framework that incorporates carbon revenues into cost-benefit analysis, addressing the common challenge of long payback periods. The finding that electricity price dominates over carbon price is particularly relevant for policymakers designing incentive schemes.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Offers a quantitative method combining NPVR and carbon revenue for retrofit prioritization under budget constraints, applicable to various building types.

🏢実務担当者:Building owners and facility managers can use this framework to select cost-effective measures by considering both energy savings and potential carbon revenue streams.

🏛政策担当者:Sensitivity analysis shows electricity price is more influential than carbon price, suggesting policymakers focus on energy pricing to stimulate retrofits.

📄 抄録（日本語訳）

都市更新を進めながら炭素排出を削減することは、既存の住宅建築物を低炭素転換の焦点に据えている。これらの建築物は通常、大量のエネルギーを消費し、大きな省エネの可能性を有しており、建築部門における優先事項となっている。建築物のエネルギー改修における資金制約、投資回収期間の長期化、包括的な便益評価の不十分さといった課題に対処するため、本研究は炭素取引メカニズムを導入し、ライフサイクル費用便益分析と正味現在価値率（NPVR）に基づく優先順位決定フレームワークを開発する。外壁断熱、屋根断熱、窓交換、照明更新、屋上太陽光発電（PV）システムを含む5つの代表的な改修対策（4つのシミュレーションカテゴリに分類）が、中国西安の老朽化した住宅建築物に適用されたTRNSYSエネルギーシミュレーションを通じて評価される。結果は、照明システムの更新と屋上PV設置が最も高い経済的収益と投資効率をもたらす一方、建築外皮の断熱対策は、 substantial な省エネ効果をもたらすものの、高い初期投資により低いNPVRを示すことを実証している。感度分析は、電気料金が経済的実行可能性に影響を与える支配的要因である一方、現在の市場条件下での炭素価格は改修の優先順位付けに限定的な影響しか及ぼさないことを明らかにしている。提案されたフレームワークは、予算制約下での改修投資戦略を最適化するための定量的な意思決定支援ツールを建築物所有者と政策立案者に提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Reducing carbon emissions while carrying out urban renewal has put existing residential buildings in the spotlight for low-carbon transformation. These buildings typically consume large amounts of energy and offer significant savings potential, making them a priority in the building sector. Addressing the challenges of limited capital, long payback periods, and inadequate comprehensive benefit assessment in building energy retrofits, this study introduces a carbon trading mechanism and develops a priority decision-making framework based on life-cycle cost–benefit analysis and net present value rate (NPVR). Five typical retrofit measures (grouped into four simulation categories), including external wall insulation, roof insulation, window replacement, lighting upgrade, and rooftop photovoltaic (PV) system, are evaluated through TRNSYS energy simulation applied to an aging residential building in Xi’an, China. The results demonstrate that lighting system upgrades and rooftop PV installation yield the highest economic returns and investment efficiency, while building envelope insulation measures, despite delivering substantial energy savings, exhibit lower NPVR due to high initial investment. Sensitivity analysis reveals that electricity price is the dominant factor influencing economic viability, whereas carbon price under current market conditions exerts limited influence on retrofit prioritization. The proposed framework provides a quantitative decision-support tool for building owners and policymakers to optimize retrofit investment strategies under budget constraints.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。