（一社）公共建築協会

公共建築研究所

ウェブシンポジウム

新型コロナウイルス（COVID-19)等感染症に対する空調換気の現状・課題と医療施設最前線

設備設計者から見 た 新型 コ ロナ ウ イル ス 対策
宮坂 裕美子㈱日建設計 エンジニアリング部門
2020年12月11日

設備設計グループ

ダイレクター

宮坂 裕美子㈱日建設計 エンジニアリング部門
2020年12月11日

設備設計グループ

ダイレクターはじめに
オフィスにおける『かけ流し空調』の提案
パンデミック対応の医療ブースの提案
感染病棟への早変わり改修の提案
おわりに

はじめに

はじめに

COVID-19感染症を契機に、価値観が転換

働き方、ワークスタイルの強制転換
密を回避した疎、屋外とつながる開放的な中間領域、用途の境界が曖昧
オフィスに集まる意義
多様なコミュニケ―ションツール

空調・換気の重要性についての注目
換気量、換気回数、風の流れ、フィルタ―性能

BCPにおける「感染症対策」の付加
非接触、発熱監視など、避難施設における感染症対策の在り方（複合災害）
5

オフィスにおける『かけ流し空調』の提案

今後のオフィスの在り方とその空調システムについて検討

前提条件
COVID-19によるワークスタイルの転換を通じて、これからの働く場に求められるものを以下ととらえ、その在り方をエンジニア視点でリアルに考察してみた。
①多様な働き方を支えるオフィスと在宅の中間領域→サード・プレイスのような領域を、オフィス建築において再構築した空間をここでは『サード・スペース』と呼ぶ。
②人や自然との繋がりを活性化する自由度の高い空間③上記をサポートする安全・安心な空調システム

7

これからのオフィス空間に向けて・専有スペースと共用スペースを逆転させる発想。
・共用スペース≠通過空間⇒適切な距離を確保しつつ自由に動き回れる多様・多彩な空間
1000㎡/F
専有スペース

250㎡/F
共用スペース（通過空間など）（0.15人/m2）（コア）
階段・EVなど

計150人

250㎡/F
専有スペース

1000㎡/F
共用スペース（サード・スペース）(0.2人/m2)(0.1人/m2)

計150人【専有スペースと共用スペースの逆転】～サード・スペースを組み入れたオフィス～（コア）
階段・EVなど

8

これからのオフィス空間に向けて
サード・スペース・人員密度が小さい（人と人とが適切な距離を保てる空間）
・さらには、DaaS（Desktop as a Service）等のクラウド利用⇒

室内発熱負荷の減少＝空調機風量の減少

このような空間においては、オフィス品質競争により設定された照明や電気容量も見直しの可能性も十分にある。
250㎡/F
専有スペース

1000㎡/F
共用スペース（サード・スペース）(0.2人/m2)(0.1人/m2)（コア）
階段・EVなど

9安全・安心な空調システムとは？
感染経路：飛沫感染・接触感染・空気感染
・世界保健機関（WHO）は当初、主な感染経路は接触感染・飛沫感染と説明していたが、密集した空間で換気が悪い場合などに空気感染が発生する可能性を「排除できない」とする見解を示している。

【飛沫感染・接触感染・空気感染の３つのルート】
出典）新型コロナウイルス感染症制御における「換気」に関して

緊急会長談話資料より

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安全・安心な空調システムとは？
広州レストランの事例
・3家族10人が空調の流れに沿って感染した例。室内気流の方向と飛沫感染が一致。

出典）https://www.covid19-jma-medical-expert-meeting.jp/topic/172911

安全・安心な空調システムとは？
厚生労働省＿専門家検討会の見解①換気を励行する：換気の悪い密閉空間にしないよう換気設備の適切な運転・点検を実施
定期的に外気を取り入れる換気を実施※どの程度の換気量が十分であるかの確立したエビデンスは現状十分にない。
②人の密度を下げる：人を密集させない環境を整備。ソーシャルディスタンスの確保。
③近距離での会話や発声、高唱を避ける：マスク装着（咳エチケット）

12

『かけ流し空調』とは？
・ワークスタイルの転換（サード・スペース）・COVID-19対策における、空気調和や換気の重要性。

サード・スペースに対する安全・安心な空調として、従来の外気と室内空気を混合する空調方式ではなく、室内空気を循環しない・『外気供給のみ』による・『一方向』で・『短経路』な空調方式を考察しました。
ここではこの空調方式を『かけ流し空調』と呼びます。

13

かけ流し空調と従来空調の比較■従来空調（天井吹出・天井吸込）
SA

EA

RAOA
AC

人員密度

1,000㎡当たり 150人

室内発熱

従来一般（パソコン、照明など）

給気風量

循環回数 7.0回/h ＋ 新鮮外気 1.5回/h■かけ流し空調（天井吹出・床吸込 or 床吹出・天井吸込）
SAOA
AC
EA

人員密度

1,000㎡当たり 100人

室内発熱

従来一般×50%（DaaSも考慮）

給気風量

循環回数 0回/h ＋ 新鮮外気 3.0回/h【従来空調とかけ流し空調】

EA

14かけ流し空調と従来空調の比較～気流シミュレーション～

・人が電話や会話などをして1～20μmの飛沫が同時に発せられた場合
・かけ流し空調（天井吹出・床吸込）の方が、空間飛沫数が少なくなっている。
[m]■従来空調（天井吹出・天井吸込）
吸込

吸込
吹出

吹出

吸込

吹出吸込

吹出4m

■かけ流し空調（天井吹出・床吸込）
吹出

吹出

吹出

粒子数が顕著に少ない
吸込4m吸込

吸込
15

かけ流し空調と従来空調の比較～気流シミュレーション～

・人が静かに呼吸をしている、或いはマスクをしての会話により、1μm程度の飛沫だけが発せられる場合
・かけ流し空調（床吹出・天井吸込）の方が、フィジカルディスタンス（4m×4m）の外への飛沫の拡がりを抑制する効果が見られる。
[m]
吸込

吸込

吸込

吹出

吹出

吹出4m

【従来空調】

4m【かけ流し空調（床吹出・天井吸込）】

16

かけ流し空調と従来空調の比較～ローコストな空調～

・シンプルなワンプレートのオフィスでケーススタディ【従来空調（天井吹出・天井吸込）ダクト図】【かけ流し空調（天井吹出・床吸込）ダクト図】

17

かけ流し空調と従来空調の比較～ローコストな空調～

・かけ流し空調は給気風量の低減に伴うダクトサイズの縮小が可能
・天井内がすっきりし、機械室も圧縮され、有効スペースの拡大が可能
・空調に関連する部分のイニシャルコストを比較すると約50％の削減が可能
イニシャル比率
0%

20%

40%

60%

80%100%従来空調

48%

かけ流し空調（天井吹出、床吸込）

熱源

空調

ダクト

配管自動制御その他、経費【空調設備のイニシャルコスト比較】

18

かけ流し空調と従来空調の比較～エネルギー消費量～

各月冷暖房負荷の比較：かけ流し空調は、内部発熱が減少することにより冷房負荷 減、暖房負荷 増、トータルでは減【従来空調の場合の負荷】

冷房暖房

冷房

150
130

10.0 9.7

10
5.6

5.1

5.7

5.2

5.3

6.5

7.2

110

5.5

50(0.4)(5)(3.8) (3.4)(2.6)

0.3 (0.1) 0.0

0.0 (0.3) 0.2

4.7

5.8(0.8)
(3.7)

(10)

冷暖房負荷 [kW/m2]

冷暖房負荷 [kW/m2]

15

暖房

9076.37050
30
10(10)(30)(14.4)(50)
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

従来空調各月冷暖房負荷
SA風量：24m3/(h・m2)※外気冷房あり

年間19かけ流し空調と従来空調の比較～エネルギー消費量～

各月冷暖房負荷の比較：かけ流し空調は、内部発熱が減少することにより冷房負荷 減、暖房負荷 増、トータルでは減【かけ流し空調の場合の負荷】

暖房

150

10.5 11.0

130

10110

4.6

3.3

50.0

0.0

0.0

0.0

1.1

0.7

0.0

0.0

0(0.1) (0.0) 0.0(5)(5.4) (5.0)

(3.8)

0.0

0.0

0.0 (0.0) (0.2)

冷暖房負荷 [kW/m2]

冷暖房負荷 [kW/m2]

15

冷房

暖房

冷房

90
70
50

31.2

30
10(10)

(5.4)

(30)
(50)

(10)
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

かけ流し空調各月冷暖房負荷
SA風量：8m3/(h・m2)※外気冷房・熱回収あり(20.0)
年間

20かけ流し空調と従来空調の比較～エネルギー消費量～

・年間エネルギー消費量は、かけ流し空調は従来型空調に比べて、約50％の削減
・室内負荷が低減することにより、中間期に自然換気のみで過ごせる期間が増大
・適正量の外気を取り入れるため、省エネの観点で、顕熱交換器を用いた熱回収が重要
0100

従来空調

一次エネルギー消費量[MJ/㎡年]
200229300

65400

500

155
熱回収効果
▲14%

かけ流し空調（天井吹出、床吸込）

9490

516248%熱源（冷房）

熱源（暖房）

ファン

エネルギー消費量比較
21

まとめ
かけ流し空調の検証による考察

with COVID-19社会におけるオフィスの在り方は、安全・安心・省エネルギーで、シンプルかつ省コストな空調システムに支えられたサード・スペース的空間が、求められると考えられる。
このようなサード・スペースな場が、働き方の多様性をサポートし、人と自然の豊かな繋がりを生む環境親和性の高い空間として実現するのが、一つの答えかもしれない

22

木材のトランスフォームを活用した
パンデミック対応の医療ブースの提案

多様な用途に変換できる木材ユニットを医療に活用

はじめに「つな木」とは24

「つな木」の基本部材

A / クランプC / 木材B / キャスター
25

「つな木」のバリエーション⇒医療×「つな木」の提案

26

臨時の仮設病棟を想定した4パターンの平面計画
HEPA
ファンユニット

HEPA
ファンユニット

HEPA
ファンユニット

HEPA
ファンユニット

27

臨時の仮設病棟のイメージ

28

29

H E PA フ ィ ル タ ー で ウ イ ル ス を 捕 集 し 、 感 染 拡 大 を 防 ぐ

30

医療機関でのトライアル使用例（2020年10月27日足利赤十字病院講堂にて実施）

発熱外来診察室

発熱外来待合カフェブース31

医療･福祉施設のための展示会にてデモンストレーションを実施（2020年11月11~13日国際展示場ビックサイトにて）322時間で医療ブース、2時間でベンチへのトランスフォーム

33

ウッドトランスフォーメーション

日常時

ベンチ

非常時

仮設医療ブース34日建設計東京本社の1階ギャラリーに展示中

35

まとめ
医療×「つな木」の実現による考察

日常時と非常時の木材のトランスフォームという形でパンデミック時に備えることができることを確認した
避難施設での個室避難ブースとしても活用できることから、単一用途だけでなく、多用途に使える意味で、更に活用の場が広がることを期待

36

一般病棟から感染病棟への早変わり改修の提案

フレキシビリティの高い病院についての改修検討

感染者拡大に備えて【現状・課題】
多くは軽症患者である
感染患者用の病室は限られており、ホテル等の宿泊施設を受け皿としている
軽症⇔中等症の患者への医療対応ができる入院施設が求められている・・・ただし最も必要なのは医療の手
一般病棟から感染病棟への改修提案～計画概要・条件～
・中等症・軽症患者を収容し、治療ができる感染症病室をつくる
・重症患者は集中治療室（ICU）へ・感染経路（接触/飛沫/空気）別にエビデンスに基づく実効的な対策を採用
・新築計画時に想定した、非常時や改修工事時のフレキシブルな仕掛けを活用
・患者/医療スタッフ/物品：清潔・不潔の適切なエリアと動線を区分⇒最小限の工事で簡易に感染病棟への早変わり工事を提案
38

感染病棟へ改造するための注意点①清潔エリア（グリーンゾーン）と汚染エリア（イエロー・レッドゾーン）を明確に区分けする②患者、医療従事者、物品の動線を、清潔と汚染がクロスしないよう一方通行にする③病室（レッドゾーン）に単独の排気ファンを設置し、陰圧を確保して汚染空気を周りの室に漏らさないようにする
39

モデル病院での検証①清潔エリアと汚染エリアの区分

40

モデル病院での検証②患者・医療従事者・物品の動線を一方通行に

41

モデル病院での検証③病室に単独の排気ファンを設置し陰圧確保42

専用排気の設置が容易な建築計画～バルコニーや庇

病室窓にガラリ開口

43

病室改修工事にて感染対策用に設置したファンの事例

窓下にガラリを設置庇上部にファンを仮設置

44

まとめ
感染病棟への早変わり改修提案による考察

使いながらの改修が求められる病院施設において、改修のしやすさに配慮したフレキシビリティの高い計画が望まれる『病棟専用のエレベーター』『病棟のバルコニー（又は庇）』は、通常の内装改修時にも役立つアイテムであり、臨時の感染病棟へのリノベ計画にも役立つものである

45

おわりにニューノーマルな社会に向けて働き方、ワークスタイルの変化~求められること空調・換気の重要性についての注目

BCPにおける「感染症対策」の付加■自然との共生 バイオフィリア ■フレキシビリティ
日常時／非常時密から疎へ多用途に活用するトランスフォーム
閉鎖から解放へ

これらに必要な建築設備の在り方とは？
47

ご案内！

noteでの情報発信について

日建設計のアイデアをnoteで情報発信中！
（COVID-19関連で19本※2020.12.11時点）

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Noteからの引用
with COVID-19オフィスにおける『かけ流し空調』の考察

西山史記

杉原浩二

田辺慎吾

医療従事者とともに日本の森林が命を守る~医療×つな木～

大庭拓也

一般病棟が感染病棟に早変わり

宮坂裕美子

伊藤昭2