技術研究報告第 45 号 2019.11

戸田建設株式会社

文化財展示・保存施設における室内汚染の予測検討と実態調査
PREDICTION AND INVESTIGATION OF INDOOR AIR POLLUTION
IN A FACILITY WHERE CULTURAL ASSETS WILL BE EXHIBITED AND STORED

山 本 拓 弥*1, 栗 木 茂*2，市 川 菜奈絵*1
Takuya YAMAMOTO, Shigeru KURIKI, Nanae ICHIKAWA
In the construction of facilities to exhibit and store cultural assets, indoor air pollution caused by chemical substances emitted from building materials may
cause problems. This paper reports on the implementation of the following countermeasures in order to improve air quality of the exhibit and storage room
to be suitable for the display and preservation of cultural assets untill the completion of the museum that we are constructing.
1. For the materials used inside in the exhibition room, test pieces were prepared and the emission rate of pollutants was measured.
In addition, the concentration of pollutants at the time of completion was calculated from the measurement results.
2. The change in concentration of pollutants was measured and verified for the period through the completion of building frame works for the museumand interior works.
Ultimately, it was confirmed that the concentration of pollutants was below the recommended value, which corresponded to some extent with thecalculation result.
Keywords :Museum, Indoor air pollution, Interior material, Emission factor, Ammonia, Organic acid
博物館，室内空気汚染，内装材料，放散速度，アンモニア，有機酸

1. はじめに本報では，当社施工の博物館物件において，室内汚染の予測検討

美術館や博物館など文化財を展示，収蔵する施設では展示室や収と実態調査を実施した結果を示す．

蔵室の化学物質濃度が問題になる．これは，室内空気汚染が文化財の変退色などの劣化の要因になる場合があるためである．

表 1 汚染物質の望ましい基準値 1)

対象の化学物質について，独立行政法人国立文化財機構東京文化

望ましい基準値

汚染物質

財研究所からアンモニアおよび酢酸，ギ酸，ホルムアルデヒド，アμg/m3(20℃)

ppb

セトアルデヒド（総称し以下，汚染物質）について望ましい値（以アンモニア3022下，推奨値）が示されている 1)（表 1）．推奨値は建築工事の特記仕

酢酸

170430様書に転載されることがあり，この場合，竣工あるいは引き渡しまでに室内の汚染物質濃度を推奨値以下にする必要がある．

ギ酸

1019

ホルムアルデヒド

80100

アセトアルデヒド

3048

新設建築物の室内空気汚染については，新設建築材料からの放散が主要因であると思われる．例えば新設コンクリート部材からアン

2. 建物概要

モニアが発生することはよく知られるほか，湿式材料と呼ばれる塗対象建物概要を表 2 に示す．対象建物は，2017 年 3 月～2019 年

料や接着剤，シーリング材なども硬化過程にアンモニアなどが発生3 月を工期とし，近隣商業地域に建設される RC 造（一部，S 造）地することが知られる．また，乾式材料といわれる合板やフローリン

上 1 階の博物館であった．

グなどの木質建材，壁紙などについても，有機酸などを放散するものがあることが報告されている 2)．

表 2 対象建物概要

文化財展示・収蔵施設は機能性および意匠・審美性を重視し設計され，使用される建材の種類は，設備などを含めると多岐に渡る．

構造種別

RC 造，一部 S 造

階数

地上 1 階

建材すべてについて汚染物質性状を網羅的に把握することは難し

建物用途

博物館

い．しかし，少なくとも室の大面積を占める建材の汚染物質発生性

建築面積約 2,200m2状を調査し竣工時の室内濃度を検討し，工事期間に汚染物質濃度を延床面積

約 2,000m2

モニタリングし推移を把握することは，適切な環境提供のために有用であると思われる．
*1 戸田建設㈱技術開発センター 修士（工学）Research and Development Center, TODA CORPORATION, M.Eng.

*2 戸田建設㈱技術開発センター

Research and Development Center, TODA CORPORATION

10-1

文化財展示・保存施設の室内汚染の予測検討と実態調査

対象建物の大まかな建設工程は，躯体工事（鉄筋・型枠工事，コ3 1 汚染物質放散速度の把握

ンクリート打ち込みなど）が 2018 年 2 月～7 月，内装工事（断熱・設備工事含む）が 2018 年 8 月～2019 年 1 月であった．

(1)試験体表 5 に試験体概要を示す．表４のうち灰色で示される内装材料に

表 3 に対象室概要を示す．建物内部のうち，展示室系 3 室（Exh1

ついて，試験体を下記の手順で作製した．

～3），展示準備系 2 室（Perp1，2）収蔵庫系 3 室（Str1～3）を対象製造所からサンプルを取り寄せ，100×100mm 程度に切り出した室とした．対象室のうち，Exh2，3 は隣接しており乾式壁の施工まのち実験室へ移送した．移送にあたっては，JIS A 1902-13)を参考に，で 1 室として取り扱った．また，Perp2 は 3 方が乾式壁であったが，アルミニウム箔とポリエチレンの袋で梱包した．移送後，①と②に壁施工前後を通して 1 室として取り扱った．

ついては側面と裏面をアルミテープで塞ぎ，③については切り出したまま試験に供した．なお，試験体はそれぞれ 3 体とし，移送後は空調に関しては，エアハンドリングユニット（以下，AHU）により系統ごとに個別に空調される計画であった．AHU には，プレフィ測定まで 20℃，60%RH の室に静置した．

ルタ，ケミカルフィルタ（以下，CF），中性能フィルタが組み込まれた．

表 5 試験体概要
No.
表 3 対象室概要

系統
展示室系
展示準備室系
収蔵庫系

床面積（m2）

室容積（m3）

Exh1

28.48

123.34Exh2

181.331033.58

Exh3

167.95957.43Perp1

130.38743.17

Perp213.81

78.43

Str1230.59

1314.36

Str238.27

218.14

Str344.65

254.51

Str1Str2
Str3③

繊維系壁紙

―
不燃認定品

55%RH の恒温恒湿槽内部とした．容積 26L のアクリル製デシケー
タに試験体を入れた．デシケータ内部が 0.9 回/h 換気になるようエアーポンプにより槽内空気を供給し，4 時間程度経過したとき濃度が定常と見なした．デシケータ内部の空気について，検知管を接続したエアーサンプラで吸引し，検知管の変色長さから濃度を定量した．①，②では有機酸，③では有機酸とアンモニアについて測定した．
検知管については，汚染物質の比重を考慮し，アンモニアを測定

表 4 対象室の主な内装材料

Perp1
Perp2構造用合板

ウォールナット,単層，UV 塗装
100×100mm 程度

図 1 に測定概要，表 6 に使用した検知管を示す．試験場所は 22℃れる場合があり，特に Str1～3 は二重壁構造であった．

Exh1
Exh2
Exh3②

備考(2)測定方法

は，表 4 の下地のさらに下層に硬質吹付ウレタンフォームが施工さ

室名

寸法① フローリング材

室名

表 4 に対象室の主な内装材料を示す．なお，Exh1，2，Str1～3 で部位

材料する際は上方バルブ，有機酸を測定する際は下方バルブにそれぞれ
床壁

天井構造用合板GB-R

GB-R接続した．また，今回測定した有機酸濃度に関しては，製品説明書によるとギ酸と酢酸の濃度の和とされ，両者の比率は不明であった．

下地

フローリング材
仕上
繊維系壁紙(樹種：ウォールナット)
下地（コンクリート）

GB-R

GB-R

仕上

ビニル床シート

EP-G

DR

下地
仕上

測定結果から単位面積当たりの放散速度を式（1）より算出した

DR
(暗色)

EFa =Ct  Q
n= Ct AL

(1)

ここで，EFa を単位面積当たりの放散速度(µg/(m2・h))，Ct をデシケータ内部濃度(µg/m3)，Q をデシケータの換気量(m3/h)，A を試験

鋼製二重床
木質系下地板
フローリング材（樹種：ブナ）

フィルム貼り
木質系
下地板
下地板
調湿DR
パネル
GB-R:せっこうボード
DR:ロックウール化粧吸音板
EP-G:つや有り合成樹脂エマルションペイント塗り

体表面積(m2)，n を換気回数(回/h)，L を試料負荷率(m2/m3)とした．

恒温恒湿槽
22℃55%RH
デシケータ（換気回数：0.9回)

3. 室内汚染物質濃度の予測
対象建物のうち，Exh1～3 について検討を行った．具体的には，検知管（アンモニア）
エアー
サンプラ

試験体

内装材で作製した試験体について汚染物質放散速度を測定し，Exh1
エアーポンプ～3 の施工面積と空調条件から竣工時の室内濃度を試算した．なお，
展示準備室系(Perp1,2)と収蔵庫系(Str1～3)では，過去物件より建材からの放散が少ないと判断されたこと，メーカーの責任施工であることなどの理由により実施しなかった．

図 1 測定概要

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技術研究報告第 45 号 2019.11

戸田建設株式会社

表 6 使用した検知管
汚染物質

表 7 内装材料の汚染物質放散速度

製品名

測定濃度範囲美術館用アンモニア 900NHH 10～80μg／m3

アンモニア
有機酸
(酢酸・ギ酸)

有機酸(酢酸・ギ酸)910

10～400μg/m3(3)測定結果

放散速度(μg/m2・h)

No.

内装材料

①

フローリング材②③

アンモニア

有機酸-267

構造用合板-240

繊維系壁紙

10819240-40--104)

図 2 に放散速度測定結果を示す．①，②については，有機酸を放④コンクリート散することが確認された．放散速度はばらつきが大きいものの，最⑤

吹付け硬質
ウレタンフォーム 4)

大値は①②ともに 250μg/(m2・h)程度であった．③については，ア⑥

ボード用接着剤

5)

ンモニアと有機酸を放散することが確認された．これは，基材繊維と難燃剤から放散したものと思われた．放散速度のばらつきに関し

表 8 内装材料の施工面積ては，移送から測定までの期間に試験体の放散速度が変化した可能

Exh1

Exh2

Exh3

3

容積（m ）

76.96

587.83634.66①28.48167.95

181.33②28.48167.95181.33③42.94173.5397.02④141.28

381.27381.27150⑤32.21

86.76

-100

⑥42.94173.5397.02

室名性があった．

300
アンモニア

有機酸面積(m2)

20050※

No.2
①

No.3

No.1

No.2

No.3

No.1

②

No.2

No.3

OA

EA③
※：検出限界以下

図 2 放散速度測定結果

3.2 濃度計算

コイル（冷却・加熱）加湿器(2,460)No.1(2,460)0(18,450)

放散速度(μg/(m2 ・h))250(15,990)
RAC

HC

H(18,450)
CF
プレフィルタ AHU 中性能フィルタ SA(1)計算方法
表 7 に内装材料の汚染物質放散速度，表 8 に室ごとの内装材料のOA:外気
EA:排気
SA:給気
RA:換気
:可変風量装置:風量調整ダンパー:送風機(1,580) (1,580) (9,220) (9,220) (7,650) (7,650)
Exh1
Exh2
Exh3

施工面積，図 3 に展示室系統の空調風量を示す．
濃度計算にあたって安全側の評価をするため，内装材料①～③の図 3 展示室系統の空調風量（単位 m3/h）最も大きな値を汚染物質放散速度とした．また，汚染物質を放散すると思われる内装材料④～⑥について文献 4)，5)を参考に放散速度を(2)結果設定した．

図 4 にアンモニア，図 5 に有機酸の CF 除去率と濃度計算結果を各室において，内装材料①～⑥の放散速度と施工面積の積を算出示す．

し，その総和を単位時間当たりの汚染物質発生量とした．

アンモニアについて，CF 除去率 15%以上で推奨値を下回る結果単位時間当たりの汚染物質発生量と空調の風量，室容積から室内となった．濃度計算結果は，Exh1，Exh3，Exh2 の順で大きかった．

濃度を算出した．室内および AHU 内部で汚染物質が瞬時に一様拡

これは，主に繊維系壁紙や断熱材の施工面積に対する容積と対応し散するものとした．また，外気の汚染物質濃度については 0μg/m3ているものと思われる．と仮定した．

有機酸に関しては，推奨値を酢酸（430μg/m3）とギ酸（19μg/m3）

CF については，高濃度で効果が確認されているものの，一般にの推奨値の和とした．濃度計算結果は，CF 除去率が 0%の場合にお入口濃度が低くなると汚染物質の除去効率が低下すると言われ，本いても推奨値（449μg/m3）を下回った．濃度計算結果は，Exh1，Exh3

検討での濃度範囲において除去率等が明らかでない．したがって，

で Exh2 と比較して大きかった．

ここでは，CF は単位時間あたりに通過する風量に含まれる汚染物以上より，竣工時の Exh1～3 における室内濃度について，CF で質質量のうち所定割合が消失するものと仮定した．この百分率を15%以上が除去される場合にアンモニアが推奨値を超過する可能CF 除去率とし，0～100%の場合について計算した．

性は低いこと，CF の有無にかかわらず有機酸濃度が推奨値を超過する可能性が低いことが予想された．

10-3

文化財展示・保存施設の室内汚染の予測検討と実態調査

表 10 空気捕集方法と分析機器

50
Exh1
Exh3濃度(ppb)

40

Exh2
推奨値

汚染化学物質

捕集方法

アンモニア

30

ギ酸10

ホルムアルデヒド

アルデヒド類
サンプラー

アセトアルデヒド

0025

5075

定量下限(ppb)
3.0

インピンジャー
イオン
液体捕集
クロマトグラフ
（超純水）
法

酢酸20

分析機器

100

１.0１.0高速液体クロマトグラフ
法8.03.0

CF除去率（%）

図 4 アンモニアの CF 除去率と濃度計算結果

4.2 測定結果と考察(1) 検知管を用いた測定

1000

濃度(μg/m3)

図 6 に測定時の室内温度，図 7 に測定時の室内湿度を示す．
Exh1
Exh3100

室内の温度について，外気に影響を受けおおむね夏季から冬季にExh2
推奨値かけて低下した．他方，2018 年 12 月以降は上昇したが，空調運転の影響と思われる．

10

室内の相対湿度についても夏季から冬季にかけて低下したが，9月や 11 月に増加する場合があった．

10255075100Exh135CF除去率（%）

Exh2

Exh380706050403020
100 Perp2
Perp1Str1Str2Str3

図 5 有機酸の CF 除去率と濃度計算結果
室内温度（℃）

304. 施工中の室内空気汚染調査
濃度予測結果の確認，施工される建材による室内汚染物質濃度の変化を把握するため，対象建物において測定を実施した．

2520151054.1 測定概要

0(1)検知管による測定

6月

7月

8月

2018 年 7 月～2019 月 1 月までの期間に検知管による汚染物質濃9月 10月 11月 12月 1月

2月

図 6 測定時の室内温度度測定を実施した．
Exh1100

表 9 に測定に使用した検知管を示す．測定について，場所は対象

Exh2

Exh380706050403020100 Perp2
Perp1

Str1Str2Str3

室の中央部，高さ 1000～1500mm 程度とし，頻度は 1 カ月に 2 回程80

室内湿度（%RH）

度を基本とした．また，測定時の温湿度を同時に記録した．
汚染物質のうち酢酸・ギ酸，ホルムアルデヒドについては，床や壁工事が行われる 2018 年 12 から 2019 年 1 月までの期間に 3 回程度測定した．
表 9 測定に使用した検知管
汚染物質

製品名

60402006月

測定濃度範囲

7月

3

アンモニア

美術館用アンモニア 900NHH

10～80μg／m

酢酸・ギ酸

有機酸(酢酸・ギ酸)910

10～400μg/m3

ホルムアルデヒド

91TP ホルムアルデヒド

0.01～1.75ppm

8月

9月 10月 11月 12月 1月

2月

図 7 測定時の室内湿度

図 8 にアンモニア濃度測定結果と工程概況を示す．なお，15ppb以下は測定濃度範囲外であったが，検知管の変色が確認されたため(2)分析機器による精密測定参考として記載した．

竣工時の濃度について，(1)より高い精度で定量するため，分析機躯体のみの時点で，アンモニア濃度は 30ppb を下回る室がほとん器による精密測定を実施した．

どであった．これは，コンクリート打込みから比較的日数が経過し表 10 に空気捕集方法と分析機器を示す．2019 年 1 月 24 日に各ていたことが要因であると思われる．中でも，Str1～3 では他室と比室の扉を閉め 5 時間程度空調運転をしたのち室内空気を捕集し，分較して濃度が高い．これは，開口部が少ないためアンモニアが滞留

析機器により汚染物質を定量し室内濃度に換算した．

しているものと思われる。
10-4

技術研究報告第 45 号 2019.11

戸田建設株式会社

Exh180

Exh2

Exh380706050403020100Perp1

躯体工事

Perp2

5月
6月
7月
8月
10月
9月
11月12月
1月
2月

Str1

Str2

内装・設備工事70

アンモニア濃度(ppb)

60

Str3

床CF設置
AHU運転

1月
（2019年）2月

天井・壁・建具

断熱材

コンクリート打込み

5040
推奨値

3020
1005月
（2018年）

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

図 8 各室のアンモニア濃度推移と工程概況

8～10 月の期間では，いずれの室においても濃度が上昇した．Str1(2)分析機器による精密測定結果
図 10 に分析機器による精密測定結果を示す．ホルムアルデヒド～3 で顕著であった．これは，断熱材の硬質吹付けウレタンフォー
ムの硬化剤に用いられるアミン化合物の影響と思われる．特に収蔵に関しては，全室で定量下限値以下であったため省略した．

庫系統では，断熱材が広範囲にわたって施工されていた．

汚染物質濃度はいずれの室においても推奨値を超過することは10～12 月の期間では，いずれの室もほぼ同時期に濃度が増減した．

なかった．

天井・壁の組み立てや建具の取り付けの進捗にともない，建築全体Exh1～3 について，濃度は Exh1，Exh2，Exh3 の順で高くなり，の開口と室の容積の減少により，室内外における材料施工や通風が濃度計算とは順位が異なるものの，Exh1 で高くなる傾向が共通し全体に及ぼす影響が大きくなったことが原因と思われる．

た．アンモニアに関しては CF 除去率 30%での計算結果に近い値値

12 月～1 月の期間では，床工事の影響のためか，濃度が増加するとなった．酢酸，ギ酸に関しては，足し合わせると 12～26μg/m3 範室が多かった．一方，空調運転開始後に濃度は低下し推奨値を下囲になり CF 除去率 50～100%に近い値となった．他方，Exh1～3 で回った．

アセトアルデヒドが検出され，濃度は Exh3，Exh2，Exh1 の順で高

図 9 に有機酸濃度・ホルムアルデヒド濃度測定結果を示す．有機くなった．アセトアルデヒドの発生源としては木質建材が疑われた．

酸については，12 月に Str1，2 において 10～25μg/m3 程度（酢酸換
算 2～8ppb 程度）であったが，1 月にいずれの室においても定量下Exh1限値以下であった．ホルムアルデヒドについては，12 月に Exh3 とExh2

Str1～3 で 30ppb 程度であったが，1 月にいずれの室においても定量Exh3下限以下であった．

Perp1
Perp2

ホルムアルデヒド濃度(ppb）

有機酸濃度（μg／m3）

Str14030

Str112Str210Str38206Str210012月35
Exh330252015105012月

04

Exh12Exh2※※※

1020304050 0
アンモニア濃度（ppb）

10
酢酸濃度（ppb）

2月

※
※
※
※
※

Perp1
Perp2

Str1Str2Str3※※

Str1Str2Str3010
ギ酸濃度（ppb）

20 0

10203040
アセトアルデヒド濃度（ppb）

推奨値

1月20Exh301月※※ 定量下限以下

2月

図 9 有機酸・ホルムアルデヒド濃度測定結果

図 10 分析機器を用いた精密測定結果

10-5

文化財展示・保存施設の室内汚染の予測検討と実態調査

5. 総括

参考文献

本報では，当社施工の博物館物件において，文化財の保存に適した環境を提供するため，内装材料から放散する汚染物質放散速度を測定し，建築および設備の仕様から室内の汚染物質濃度を予測検討した．その結果，竣工時の汚染物質濃度は予測結果とある程度対応することを確認した．また，施工に伴う室内濃度について，工事期間を通して測定した結果を示した．
建築物において室内汚染が発生したとき，多様な建材の中から原因を特定することが困難な場合が少なくない．建築材料を整理し，あらかじめ室内濃度を予測し，並行して実際の濃度との対応を検討しておくことは竣工時のみならず施設供用期間においても有用と思われる．
一方，ppb オーダーの濃度における CF の除去性能やアセトアルデヒドの放散源については不明点も多いため，今後の課題とする．

10-6

1) 文化財公開施設の室内汚染物質測定に関するお問い合わせについて，
http://www.tobunken.go.jp/~hozon/announcement/ann3.html
2) 古田嶋 他：展示収蔵施設に用いられる木質材料の放散ガス試験，保存科
学，52，197-205，（2013）
3) JIS A 1902-1 : 2015 建築材料の揮発性有機化合物（VOC），ホルムアルデヒド及び他のカルボニル化合物放散量測定におけるサンプル採取，試験片作製及び試験条件−第 1 部：ボード類，壁紙及び床材
4) 山東 他：博物館の収蔵・展示室における室内空気汚染対策について，国土交通省近畿地方整備局研究発表会論文集，No.14，(2012)5) 斎藤 他：水系接着剤から放散される化学物質による室内汚染度の予測，室内環境学会誌，Vol.8，No.1，p15-26 （2015）