換気とは、建物の内外の空気を交換することで、室内の空気汚染濃度を低減し、人々の健康を維持するものです。その性能は、換気量、換気率、換気頻度などで表されます。
室内で発生または持ち込まれる汚染物質には、二酸化炭素、タバコの煙、ほこり、建材、スプレー、消臭剤、接着剤などの化学物質、カビ、ダニ、ウイルスなどがあります。一方、屋外の大気汚染物質には、排気ガス、花粉、直径2.5マイクロメートル以下の微粒子状物質であるPM2.5、煙、黄砂、亜硫酸ガスなどがあります。換気は、外気が汚染されていないことを前提として行われます。外気が汚染物質を含む場合は、換気を行うべきかどうかを判断する必要があります。
建物の換気を左右する基本的な要素は、外気量、外気質、気流の方向の3つです。これらの3つの基本要素に対応して、建物の換気性能は次の4つの側面から評価できます。1) 十分な換気量が確保されていること。2) 室内全体の気流方向が清浄ゾーンから汚染ゾーンへと移動していること。3) 外気が効率的に吹き込まれていること。4) 室内の汚染物質が効果的に除去されていること。
自然換気とは、建物の隙間、窓、吸排気口などを通して空気が出入りする換気のことで、外部の風の影響を大きく受けます。
各国・地域の換気基準を満たすためには、自然換気に加えて機械換気が必要となる。
機械換気とはファンシステムによる換気のことで、その方法には平衡換気方式、熱回収平衡換気方式、排気方式、給気方式などがある。
バランス換気は、ファンシステムを用いて空気の供給と排気を同時に行うことで、計画的な換気を可能にするという利点があります。熱交換機能を追加することで熱回収機能付きバランス換気を容易に実現できるため、多くの住宅メーカーがこの方式を採用しています。
排気換気は、ファンシステムを用いて空気を排出し、通気口や隙間などから自然空気を取り込む方式です。この方法は一般住宅でよく用いられます。特に、空気汚染、悪臭、煙が発生するトイレや台所などでよく利用されます。
給気換気は、ファンシステムを用いて空気を供給し、通気口や隙間などを通して自然排気を行います。給気換気は、クリーンルーム、病院、工場、ホールなど、汚れた空気が侵入しない空間で使用されます。
図2に住宅換気の例を示す。
機械換気には、綿密な設計、厳格なシステム保守、厳格な基準、室内環境の質、エネルギー効率など、あらゆる側面を考慮した設計ガイドラインが必要です。
換気、空調、気密性／断熱
人々は快適な温度と湿度の環境を実現するためにエアコンを使用する。地球温暖化防止の観点からエアコンのエネルギー消費を抑えるため、換気損失と熱損失を低減する建物の気密性と断熱性の向上が推進されている。しかし、気密性と断熱性が非常に高い建物では換気が悪くなり、空気が汚れやすくなるため、機械換気が必要となる。
このように、図3に示すように、エアコン、建物の気密性・断熱性、換気は相互に関連し合っています。現状では、高効率エアコン、高気密・高断熱の建物、熱回収機能付きバランス換気を組み合わせることが推奨されています。しかし、この組み合わせを実現するにはコストがかかるため、時間、場所、状況に応じて優先順位を考慮しながら、上記の3つの要素を統合する必要があります。また、自然換気を効果的に活用するシステムの研究開発も重要です。自然換気をうまく活用するライフスタイルも重要となるでしょう。
ウイルス対策としての換気
近年、感染症対策として推奨されている様々な対策の中で、換気は室内におけるウイルス濃度を希釈する上で最も効果的な対策の一つとされている。感染者と同室の非感染者の感染確率に対する換気の影響をシミュレーションした結果、多くの研究結果が報告されている。ウイルス感染率と換気の関係性が示されている。
図4に示すように、室内のウイルス感染力や濃度、非感染者が室内に滞在する時間、年齢、身体の状態、マスクの有無などによって変化はあるものの、換気率が高くなるにつれて感染率は低下します。換気はウイルスに対する強力な防御策となります。
換気関連業界の動向
前述の通り、密閉空間での感染予防には定期的な換気が必要であり、このことが換気関連産業の成長を促しています。換気システムのリーディングカンパニーであるHoltopは、様々な換気装置を提供しています。製品の詳細については、こちらのリンクをクリックしてください。https://www.airwoods.com/heat-recovery-ventilator/
人間の呼吸によって放出されるCO2の空間濃度が換気の有効な基準とみなされていることから、CO2モニタリングセンサーの需要も増加しています。多くのCO2モニタリングセンサーが発売され、それらを使用して空間のCO2濃度を監視し、換気システムと連携させる製品やシステムが市場に投入されています。Holtopも発売されました。CO2モニターこれは、熱回収換気装置にも接続できる可能性がある。
空調設備と換気システム、そして二酸化炭素濃度モニタリングシステムを組み合わせた製品は、オフィス、病院、介護施設、ホール、工場など、多くの施設で利用され始めています。これらは、新しい建物や施設にとって不可欠なアイテムになりつつあります。
詳細については、https://www.ejarn.com/detail.php?id=72172 をご覧ください。
投稿日時：2022年6月27日
