(57)【要約】【課題】ビル等における循環換気状況を模擬し、建物構成材料に対する有害物質の放散試験を行うことを可能にする。【解決手段】  放散試験システム１０は、試料Ｓが内部に収容されるチャンバー１１と、システム外から取り込まれた新鮮空気を清浄する空気清浄装置１９と、空気清浄装置１９を通過した清浄空気をチャンバー１１内に導く給気流路２０と、チャンバー１１からの排出空気をシステム外に導く排気流路２７と、チャンバー１１からの排出空気の一部を取り込んで試料Ｓからの有害物質を捕集する捕集部２９と、排気流路２７から分岐して給気流路２０に繋がる循環流路３４と、各流路２０，２７，３４を流れる各空気の流量を制御する制御手段２３，３１，３５とを備えている。システム１０では、システム外及び捕集部２９に流れる排出空気の総流量が、清浄空気の流量と同一に制御され、清浄空気と排出空気とが所定割合で混合されてチャンバー１１内に供給される。【選択図】          図１
2009025255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が内部に収容されるチャンバーと、このチャンバー内に空気を供給する空気供給部と、前記チャンバー内から空気を排出させる空気排出部とを備え、
前記空気供給部は、システム外から取り込まれた新鮮空気を清浄する空気清浄装置と、当該空気清浄装置を通過した清浄空気を前記チャンバー内に導く給気流路とを備え、
前記空気排出部は、前記チャンバーからの排出空気をシステム外に導く排気流路と、前記チャンバーからの排出空気の一部を取り込んで、前記試料から放散した有害物質を捕集する捕集部と、前記排気流路から分岐し、前記排出空気の一部を前記清浄空気と混合可能に前記給気流路に繋がる循環流路と、これら給気流路、排気流路及び循環流路を流れる各空気の流量を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記システム外及び前記捕集部に流れる排出空気の総流量が、前記清浄空気の流量と同一になるように制御され、前記清浄空気と前記排出空気とが所定の割合で混合されて前記チャンバー内に供給されることを特徴とする有害物質の放散試験システム。
【請求項２】
前記清浄空気と前記排出空気との混合空気の湿度を調整する調湿手段を更に備え、当該調湿手段は、前記チャンバーとともに恒温装置内に収容されることを特徴とする請求項１記載の有害物質の放散試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル空調を想定した循環換気状況下で、建物の各種構成材料に対する有害物質の放散試験を行うことのできる有害物質の放散試験システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物内に配置される建築用ボード類等の建材、壁紙、カーペット、施工用の接着剤、及び塗料等（以下、これらを「建物構成材料」と総称する）は、種類によって、揮発性有機化合物、ホルムアルデヒド及びカルボニル化合物等の有害物質を放散し、シックハウス症候群の原因となる室内空気汚染を引き起こす虞がある。
【０００３】
従って、建物の施工前に、使用する建物構成材料からの有害物質の放散量を試験的に調査し、各種の建物構成材料の評価をすることが重要となる。このような試験評価手法の一つとして、「ＪＩＳ  Ａ  １９０１」に規定された小型チャンバー法が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この小型チャンバー法は、チャンバーと呼ばれる測定容器内に、評価対象となる建物構成材料の少なくとも一部分となる試料を収容した上で、所定の流量の空気をチャンバー内に供給し、当該チャンバー内を通過した空気から有害物質を捕集することで、試料からの有害物質の放散状況を特定する手法である。
【特許文献１】特開２００６−２７５６２７号公報（第３頁、「０００６」参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ビルでは、冷暖房の効率向上、二酸化炭素放出抑制等の観点から、ビル管理法の規制等により、室内換気時に室内から室外に排出された空気の全量を入れ替えるのではなく、室外に排出された空気の一部を循環させる循環換気システムが採用される。この循環換気システムは、室内から室外に排出された空気のうち、例えば、３０パーセントをビル外に排気する一方で当該排気量と同量の新しい空気を取り込み、残り７０パーセントの排出空気と混合して室内に供給するシステムであり、排出空気の７０パーセントがビル内を循環することになる。
【０００６】
そこで、このようなビルの循環換気状況下では、ビル内に配置される建物構成材料からの有害物質の放散試験を行う場合、前述した小型チャンバー法では、実際の換気状況と異なることから、正確に試験評価を行えないという問題がある。つまり、前記小型チャンバー法では、室内から室外への排出空気の一部が循環するビルの換気状況と異なり、チャンバー内から排出された空気の全量が新しい空気に入れ替えられる。このことから、チャンバー法では、建物構成材料を実際にビル内に配置したときと異なる換気状況での試験となってしまい、実際の態様に沿った試験結果が得られないことになる。
【０００７】
本発明は、このような問題に着目して案出されたものであり、その目的は、ビル等における循環換気状況を模擬して、建物構成材料に対する有害物質の放散試験を行うことができ、ビル等の循環換気状況下にさらされる建物構成材料に対する有害物質の正確な放散試験評価に寄与する有害物質の放散試験システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）前記目的を達成するため、本発明は、試料が内部に収容されるチャンバーと、このチャンバー内に空気を供給する空気供給部と、前記チャンバー内から空気を排出させる空気排出部とを備え、
前記空気供給部は、システム外から取り込まれた新鮮空気を清浄する空気清浄装置と、当該空気清浄装置を通過した清浄空気を前記チャンバー内に導く給気流路とを備え、
前記空気排出部は、前記チャンバーからの排出空気をシステム外に導く排気流路と、前記チャンバーからの排出空気の一部を取り込んで、前記試料から放散した有害物質を捕集する捕集部と、前記排気流路から分岐し、前記排出空気の一部を前記清浄空気と混合可能に前記給気流路に繋がる循環流路と、これら給気流路、排気流路及び循環流路を流れる各空気の流量を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記システム外及び前記捕集部に流れる排出空気の総流量が、前記清浄空気の流量と同一になるように制御され、前記清浄空気と前記排出空気とが所定の割合で混合されて前記チャンバー内に供給される、という構成を採っている。
【０００９】
（２）また、前記清浄空気と前記排出空気との混合空気の湿度を調整する調湿手段を更に備え、当該調湿手段は、前記チャンバーとともに恒温装置内に収容される、という構成を採ることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
前記（１）の構成によれば、排出空気の一部を清浄空気に混合してチャンバー内に供給可能とする循環流路がシステム内に組み込まれ、給気流路、排気流路及び循環流路を通る各種空気の流量が制御されるため、ビル等における実際の循環換気状況をシステム内で再現しながら、排出空気と清浄空気の混合空気をチャンバー内に供給することができ、ビル内に配置される建物構成材料に対する有害物質の放散試験を正確に行うことが可能となる。
【００１１】
前記（２）のように構成することで、清浄空気と排出空気が混合してチャンバー内に供給される混合空気の温度及び湿度を所定の値に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１には、本実施形態に係る有害物質の放散試験システムの概略構成図が示されている。この図において、放散試験システム１０は、試験評価対象となる試料Ｓが内部空間に収容されるチャンバー１１と、チャンバー１１内に空気を供給する空気供給部１２と、チャンバー１１内から空気を排出させる空気排出部１３と、チャンバー１１内に供給される空気の湿度を調整する調湿手段１５と、各種の試験条件が入力される入力装置１８とを備えて構成されている。なお、図中実線の矢印は、本システム１０内における空気の流れ方向を示しており、以下で用いられる「上流側」、「下流側」は、空気の流れ方向における上流側、下流側を意味する。
【００１４】
前記チャンバー１１は、上端側に蓋体が設けられた中空の容器状となっており、蓋体を着脱することで、内部空間に対して試料Ｓを出し入れ可能となっている。また、チャンバー１１の内部空間には、空気供給部１２及び空気排出部１３の各流路２０，２７が通じており、チャンバー１１を閉蓋状態にすると、その内部空間に対する空気の流入及び流出は、空気供給部１２及び空気排出部１３の各流路２０，２７を通じてのみ行われる。
【００１５】
前記空気供給部１２は、システム外から取り込まれた新鮮空気を清浄する空気清浄装置１９と、空気清浄装置１９を通過した清浄空気をチャンバー１１内に導く給気流路２０と、給気流路２０の途中に設けられて、清浄空気を空気清浄装置１９からチャンバー１１内に送り込むポンプ２２と、ポンプ２２の下流側となる給気流路２０に設けられ、給気流路２０内の清浄空気の流量を調整するマスフローコントローラ２３とを備えて構成されている。
【００１６】
前記空気清浄装置１９は、その周囲の新鮮空気を取り込み、当該新鮮空気をシリカゲル等で除湿した後で、活性炭系の化学吸着剤及び活性炭等の物理吸着剤を使って化学物質を除去し、清浄空気を生成することのできる公知の構造が採用されている。なお、特に限定されるものではないが、本実施形態の空気清浄装置１９は、清浄空気の総揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）濃度が１０μｇ／ｍ３〜３０μｇ／ｍ３となるように、新鮮空気から化学物質を除去するようになっている。
【００１７】
前記マスフローコントローラ２３は、通過する空気の流量を計測する流量計としての機能と、通過する空気の流量を入力装置１８で設定された所望の値に制御する制御弁としての機能とを備えた公知の装置である。なお、以下のマスフローコントローラ３１，３５，４６についても、ほぼ同一の機能を備えており、以下では、機能説明を省略して作用説明のみを行う点、了承されたい。
【００１８】
ここでのマスフローコントローラ２３は、給気流路２０を通過する清浄空気の流量を計測し、この計測値と入力装置１８に入力された清浄空気の必要流量とに基づき、給気流路２０を通過する清浄空気の流量が予め設定された一定値になるように動作する。
【００１９】
前記空気排出部１３は、システム外に通じる排気口２５と、チャンバー１１からの排出空気を排気口２５に導く排気流路２７と、チャンバー１１からの排出空気の一部を取り込んで、試料Ｓから放散した有害物質を捕集する捕集部２９と、捕集部２９の下流側に設けられ、排気流路２７内の排出空気の流量を調整するマスフローコントローラ３１と、マスフローコントローラ３１の下流側に設けられて、チャンバー１１から排出空気を吸引するポンプ３２と、このポンプ３２の下流側で排気流路２７から分岐して給気流路２０に繋がる循環流路３４と、循環流路３４に設けられたマスフローコントローラ３５とを備えている。
【００２０】
前記捕集部２９は、排気流路２７から分岐した捕集用流路３７と、捕集用流路３７の途中に設けられた制御弁３８と、制御弁３８の下流側で捕集用流路３７に繋がる捕集管３９とを備えて構成されている。
【００２１】
前記制御弁３８は、捕集用流路３７に空気が流れない閉塞状態から、予め設定されたタイミングで捕集管３９に所定流量の空気が流れるように開閉可能なっている。
【００２２】
前記捕集管３９は、制御弁３８が開放状態にあるときに、捕集用流路３７に流入した空気中の有害物質を捕集可能な公知の吸着剤が用いられる。例えば、空気中の有害物質としてホルムアルデヒドを捕集したい場合は、捕集管３９としてＤＮＰＨ（ジニトロフェニルヒドラジン誘導体固相吸着管）が用いられる。なお、捕集管３９で捕集された有害物質は、所定の抽出処理若しくは溶出処理が行われた後で、クロマトグラフィー等の所定の測定機器を使って、空気中における含有濃度等が検出される。例えば、前述したホルムアルデヒドの場合には、捕集管３９に誘導体化されたホルムアルデヒドを有機溶媒に溶出させた後、所定条件下で高速液体クロマトグラフィーを使って空気中の含有濃度等が検出される。
【００２３】
排気流路２７に設けられたマスフローコントローラ３１は、チャンバー１１から排出される排出空気の流量が予め設定された一定値となるように動作する。また、循環流路３４に設けられたマスフローコントローラ３５は、循環流路３４を流れる排出空気の流量が予め設定された一定値となるように動作する。更に詳述すると、これらマスフローコントローラ３１，３５では、循環流路３４を流れる排出空気の流量をほぼ一定としながら、チャンバー１１から排気口２５と捕集管３９側に排出される排出空気の総流量が給気流路２０を流れる清浄空気の流量と同一になるように流量制御がなされる。従って、前記各マスフローコントローラ２３，３１，３５は、給気流路２０、排気流路２７及び循環流路３４を流れる清浄空気及び排出空気の流量を制御する制御手段を構成する。
【００２４】
前記調湿手段１５は、マスフローコントローラ２３の下流側で給気流路２０から分岐する流入路４１と、流入路４１から流入した清浄空気を加湿する加湿装置４２と、加湿装置４２で加湿された清浄空気が流れるとともに、給気流路２０における流入路４１との分岐位置よりも下流側で給気流路２０に繋がる流出路４３と、給気流路２０における循環流路３４との合流位置よりも下流側に設けられた温湿度センサ４５と、流入路４１の途中に設けられたマスフローコントローラ４６とを備えている。
【００２５】
前記加湿装置４２は、図示省略したタンク内の水に流入路４１からの清浄空気を入れてバブリングさせることにより、清浄空気を加湿して流出路４３に排出する公知の構造が採用されている。
【００２６】
前記温湿度センサ４５は、流出路４３と合流後に給気流路２０を流れる清浄空気と、循環流路３４から給気流路２０に合流した後の排出空気とが混合した混合空気の温度及び湿度を測定可能となっている。
【００２７】
流入路４１に設けられたマスフローコントローラ４６は、温湿度センサ４５による湿度の測定値から、混合空気に対して予め設定された湿度値を維持できるように、流入路４１から加湿装置４２に流れる清浄空気の流量を調整するようになっている。つまり、空気清浄装置１９からの清浄空気は、給気流路２０と流入路４１との分岐地点で、加湿装置４２を経ないでそのままチャンバー１１に向う流れと、流入路４１から加湿装置４２を経てチャンバー１１に向う流れとに分かれ、後者の流れが加湿された上で前者の流れに合流し、更に、循環流路３４からの排出空気と合流して混合空気が得られることになる。この際、温湿度センサ４５による混合空気の湿度の測定値に応じ、マスフローコントローラ４６で加湿装置を経由する清浄空気の流量を調整することにより、清浄空気の加湿割合を適宜変えながら、混合空気の湿度が所望の値に維持されることになる。
【００２８】
また、チャンバー１１に流入される混合空気の温度を一定に維持するため、チャンバー１１、調湿手段１５を構成する各種装置、部材、及びこれら周辺の各種流路は、公知の恒温装置５０内に収容され、温湿度センサ４５で混合空気の温度もモニタリングされるようになっている。
【００２９】
次に、本実施形態に係る放散試験システム１０内の空気の流れについて説明する。
【００３０】
先ず、ビル内に配置される建材等の建物構成材料をほぼ方形板状にした試料Ｓを用意し、この試料Ｓをチャンバー１１内に収容する。そして、ビル換気を想定し、チャンバー１１を通過する空気のうち７０パーセントの空気をシステム外に排出させずに循環させ、残り３０パーセントの空気をシステム外に排出してシステム外から導入するという条件と、チャンバー１１を通過する空気の流量Ｑとする条件とが入力装置１９により入力されたと仮定する。このとき、チャンバー１１に供給される混合空気の温度及び湿度の条件も予め入力装置１９により入力しておく。
【００３１】
前述した条件でシステム１０を動作させると、チャンバー１１の通過流量Ｑの３０パーセントの清浄空気が新たにシステム外から導入されるため、マスフローコントローラ２３では、通過する清浄空気の流量が０．３Ｑとなるように流量制御される。一方、前記通過流量Ｑの残り７０パーセントの空気がシステム外に排出されずに循環するため、通過流量Ｑのうち、流量０．７Ｑが循環流路３４に流れるようにマスフローコントローラ３５で流量制御される。そして、給気流路２０と循環流路３４との合流地点で、清浄空気の流量０．３Ｑと排出空気の流量０．７Ｑとが混合して、流量Ｑの混合空気がチャンバー１１に供給されることになる。この混合空気は、前述したように、温度及び湿度が恒温装置５０及び調湿手段１５で所望の値に調整される。また、チャンバー１１からの排出空気は、流量Ｑとなるようにマスフローコントローラ３１で流量制御される。ここで、サンプリング（捕集）が行われる場合は、捕集用流路３７に一定流量の排出空気が流れるため、当該流量を流量Ｑから引いた流量の排出空気が、マスフローコントローラ３１を通過するように流量制御される。つまり、この場合も、チャンバー１１からの排出空気の総流量はＱとなる。従って、サンプリングが行われない場合、チャンバー１１からの排出空気は、その総流量Ｑが全てマスフローコントローラ３１を通過し、うち流量０．７Ｑが循環流路３４に流れる一方、残りの流量０．３Ｑが排気口２５からシステム外に排出される。一方、サンプリングが行われると、循環流路３４を流れる流量０．７Ｑは変わらずに、捕集用流路３７を流れた排出空気の流量分だけ、排出口２５から排出される排出空気の流量が減ることになる。
【００３２】
従って、このような実施形態によれば、ビルに配置された建物構成材料に対し、ビルの循環換気状況を模擬して有害物質の放散試験を行うことができ、ビル等の循環換気状況下にさらされる各種建物構成材料に対し、実際の配置態様を考慮した正確な放散評価を行うことが可能になるという効果を得る。
【００３３】
なお、マスフローコントローラ３５により、循環流路３４を通過する排出空気の流量をゼロにすれば、循環換気を考慮しない従来のチャンバー法と同様の試験を行うことが可能であり、チャンバー１１を通過する空気の状態を、前述の循環換気状態とそうでない状態とに簡単に切り替えることができ、各種試験に汎用的に対応可能となる。
【００３４】
その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係る有害物質の放散試験システムの概略構成図。
【符号の説明】
【００３６】
１０  放散試験システム
１１  チャンバー
１２  空気供給部
１３  空気排出部
１５  調湿手段
１９  空気清浄装置
２０  給気流路
２３  マスフローコントローラ（制御手段）
２７  排気流路
２９  捕集部
３１  マスフローコントローラ（制御手段）
３４  循環流路
３５  マスフローコントローラ（制御手段）
５０  恒温装置
Ｓ  試料
【図１】
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