research | GUV SNAPSHOT

拡大する GUV 空気殺菌の機会
ゲイブ・アーノルド
新しい室内空気質ガイドラインに準拠するための解決策の一環としての殺菌用紫外線技術の状態と、その導入のための下準備として進められている取り

Photo credit: ID 244009427© Nexusby | Dreamstime.com

組みについて、概要を説明する。
建物内で良好な室内空気質（ Indoor

は新型コロナによる死者数が 4 万人を欠如を認識した 2 つの組織が、両方のAir Quality：IAQ ）を提供することが、超えた。死亡した人以外にも、感染し問題を解消するための新しいガイドラ

公衆衛生、教育、気候変動に対する影て学校や仕事を休んだ人は数百万人にインを発行している。1つは、米疾病予響を踏まえて、国家の優先課題の 1 つ

上 る と 推 定 さ れ る。 米 労 働 統 計 局

防 管理センター（ Centers for Diseaseになっている。新型コロナ（COVID-19）（ Bureau of Labor Statistics：BLS ）のが 2023
Con­trol and Prevention：CDC ）のパンデミックにより、米国の商業ビ

統 計 値 を 2020 〜 2022 年 と 2019 年 で年 5 月に発表したガイドラインで、感ルは換気が不十分で、新型コロナ、イ

比較すると、疾病休業はパンデミック

染症の空気感染を低減するために、建ンフルエンザ、RSウイルス（Respiratory

前の水準よりも約 50% 増加した状態が物の 1 時間あたりの相当換気回数（equi­

Syncytial Virus：RSV ）などの空気感染続いており、米国企業に年間 2000 億ド

valent air changes per hour：eACH ）疾患から従業員や学生を守るための十ルを超える損失を与えているという。

を 5 回とすることを推奨している。ちな分な対策がとられていない場合が多い

学生の長期欠席も、学習と習熟度の低みに多くの商業ビルで、清浄空気の入という認識が高まった。その影響は深下と、公衆衛生と教育格差の悪化につれ替えは 1 〜 2 eACH にとどまっている刻である。パンデミックの終了が宣言ながる。

可能性がある。2 つ目は、米暖房冷凍された 2023 年上半期だけでも、米国で62024.3 LEDs Magazine Japan

この影響と、建物内における対策の空調学会（ ASHRAE ）が 2023 年 7 月に

GUV で空気を殺菌する照明器具の種類
製品タイプ

説明

卓上型

床や机などの平らな面に配置して空気と表面を殺菌する携帯型 GUV デバイス。一般的には、室内が無人の場合に使用することを意図している。

室内上部の照明器具壁の上部や天井に取り付けて、室内の占有者の上層部分の空気を殺菌する GUV デバイス。デバイス稼働時も部屋を安全に使用できるが、室内の上部と下部の空気を十分に循環させる必要がある。

部屋全体の照明器具（無人空間用）

天井に取り付けて、部屋全体の空気と表面を殺菌する GUV デバイス。UV 照射は一般的に許容限界値を上回るため、部屋が有人の場合は作動しないようにするための安全装置が必要である。

部屋全体の照明器具（有人空間用）

天井に取り付けて、部屋全体の空気と表面を殺菌する GUV デバイス。許容限界値を超えないため、有人空間で使用できる。

ダクト内ユニット

HVAC 設備、一般的には HVAC エアハンドリングユニットの吹出口の中や近くに組み込まれて、室内に供給する前の空気を殺菌する GUV デバイス。UV は装置内に封じ込まれるため、有人空間で使用できる。

室内空気清浄機

ファンを使用して空気をチャンバに吸引し、殺菌した空気を室内に送出する GUV デバイス。
UV はチャンバ内に封じ込まれるため、有人空間で使用できる。

表と原図は PNNL 提供発行した「Standard 241: Control of In­

奨値は、用途と予想される室内占有率

どの HVAC システムは、高額な投資、fectious Aerosols 」（感染性エアロゾルによって異なる。ASHRAE 241 では、アップグレード、交換を行わない限り、の制御）である。この新しい ASHRAE

一般的な商用空間における等価清浄空換気量を増加できるようにはなってい

規格は、いずれは一般的に採用されて気換気量の目標値が、ASHRAE の以ない。

いる規約や標準規格に組み込まれるよ前の換気目標の 1.5 〜 10 倍に設定されうになって、新築ビルと既存ビルにおている。

幸い、CDC と ASHRAE はこれを踏まえて、eACH と ECA という、技術にける利用が増加していくと思われる

建物の清浄空気の換気量を、CDCの依存しない、正規化された等価指標をが、州や自治体はそれ以前に、それぞガイドラインを満たすために1〜2 eACH意図的に使用している。これらの指標

れの建築基準や指針にこれを取り入れか ら 5 eACH に 上 げ る か、ASHRAE

は、フィルタ（ろ過）や殺菌用紫外 線

る こ と が で き る。ASHRAE 241 は、241を満たすために1.5〜10倍にすると、（ germicidal ultraviolet：GUV ）などの等価清浄空気（ Equivalent Clean Air：従来の換気のみの方法を採用する場合空気清浄技術に対して計算することがECA ）という新しい指標を使用して清は、建物のエネルギー消費量と CO2 排できる。このアプローチのおかげで、浄空気目標を定めている。ECA の推出量は大きく増加する。また、ほとんeACHと ECA の目標値は、従来の換気LEDs Magazine Japan 2024.37

research | GUV SNAPSHOT

Kinnelon High School は、DOE の 2023 年 Integrated Lighting Campaign の GUV Systems for Energy Savings and Improved IAQ部門で表彰された。同校の教室には、ハイブリッド型の UV-C 空気清浄機と、部屋全体を殺菌する占有センサ付きの照明器具が設置されており、日中は空気のろ過、夜間は表面と空気中の病原体の殺菌が行われる。この殺菌システムは、フィンランドの Casambi Technologies 社、米IntelliSafe IAQ 社、米 McWong International 社によって実装された（写真提供：Kinnelon High School ）方法に GUV を組み合わせることによっ引き出すには、安全で効果的な GUV

Northwest National Laboratory：て達成することが可能である。両者に導入を支援するための技術とインフラPNNL ）は、ローレンス・バークレー国対して計算した eACH と ECA を合算の継続的な進歩が必要になる。米エネ立研究所（ Lawrence Berkeley Natio­

することにより、新しい目標値が達成

ル ギ ー 省（ Department Of Energy：

nal Laboratory：Berkeley Lab ）と共同される。ここに、GUV の機会が存在すDOE）
は、GUV の機会を検証するためで、洗練されたシミュレーションツールる。適切な設計と保守が適用されたの複数の取り組みを進めており、以下を使用して、さまざまな建物種別と気GUV システムは、10 eACH 以上を達ではそうした取り組みについて、概要

候帯において CDC と ASHRAE 241 の成することが可能で、そのコストは、を説明する。

ガイドラインへの準拠を達成する上でHVAC を大幅にアップグレードするよりも低く、エネルギー消費量と CO2 排出量は、同等の換気を行う場合の何分の 1 かになる。
このようなメリットから、ビルの所有者

GUV の有効性、エネルギー消費量、CO2 排出量のメリットの特性評価と定量化の GUV の有効性、エネルギー効率、脱酸素化のメリットの特性評価と定量化を行っている。
まず、動的な病原体濃度レベル、感染リスク、エネルギー消費量をモデル化することができる。続いて、入力とや運 用者はGUVを、CDCとASHRAEGUV を検討してプロジェクトに含めの推奨基準を満たすための、より低価るために、ビルの所有者と設計者は、仮定を変えることによって、病原体の格で、効果的で、エネルギー効率の高その効果を把握して、メリットを定量

感染特性、病原体の種類、緩和策の組い解決策として検討するようになると化する必要がある。米パシフィックノ

み合わせ、気候帯を変更する。シミュ期待される。そのメリットを最大限にー ス ウ ェ ス ト 国 立 研 究 所（ Pacific

レーションは、GUV を含むどの IAQ 戦

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GUV を照射する。部屋全体を殺菌する
GUV 照明器具は、天井から有人空間に向 けて下 方 向 に GUV を照 射 する。
PNNL は、その有効性、安全性、エネルギー消費量を評価するために、実環境に実装された両方の種類のシステムを調査中である。室内上部と部屋全体のそれぞれ 5 つの実装を対象に、試験を行っている。これに加えて、2 つの新しい GUV システム実装についても、それぞれプロジェクトの概念化から、設計、実装、継続的な運用と保守にいたるまでの手順を踏んで、研究を行っている。
われわれは、実環境における主要な疑問に答えたいと考えている。すなわ
空気感染性疾患の感染拡大を抑えるための対策（画像提供：PNNL ）ち、実装は安全で有効なのか、GUV は
実環境においてどれだけのエネルギー略が、最も健全でエネルギー効率の高た、標準化された試験方法も登場しつを消費するのか、有効性と安全性を維い建物につながるかを判定するためにつある。有人空間向けに設計された製持するために GUV システムをどのよう役立つ。この取り組みの結果について品もあるが、室内に人がいる時には使に運用／保守すればよいのか、この技は、今後の記事で公開する予定である。

用してはいけない製品もある。

術に対して占有者はどのようなエクス

GUV 製品の試験

第 1 段階の製品試験は完了しており、第 2 段 階 と 第 3 段 階 と し て、LPMペリエンスを受けるか、といった疑問である。

読者の中には、DOE の「 CALiPER 」（ 2 5 4 nm ）、LED（ 2 6 0 〜 2 8 0 nm ）、これらの GUV 実装の実地評価は継を覚えている人もいるだろう。2006 年

KrCl エキシマ（ 222nm ）を使 用 して、続中で、その結果は今後の記事で報告から 2014 年にかけて、適切な基準が設

有人空間を対象に室内上部の空気を殺する予定である。

けられていなかった初期の時代の LED菌する照明器具の試験を、現在実施し製品の評価に用いられた製品検査プロている。その結果については、LEDs可能性の解放グラムである。CALiPER は、市販 製

Magazine の今後の記事で詳しく解説

GUV の潜在的メリットは、照明業界品を対象に独立した検査を行い、そのする予定で、その新しいデータセットにをはるかに 超 える範 囲 にまで 及 ぶ。

検査結果を公表することで、粗悪な品よって、試験方法と標準規格に関するGUV を米国の建造物に適用すること質と誇大な主張を排除することを目指情報を提供し、GUV 技術に必要な改で、私たちの健康と安全性が高まるだすものだった。このような取り組みが、良点を洗い出す予定である。

けでなく、米国のエネルギーと脱炭素GUV 技術に対しても必要である。
最も一般的な GUV 技術は、低圧水実環境性能の検証化の目標達成が促進されて、気候変動に有意義な影響を与えられる可能性が銀（ Low Pressure Mercury：LPM ）で、室内上部の空気を殺菌する GUV 照ある。今後の展開に期待してほしい。

医療機関などの施設において何十年も明 器 具 は、 天 井 付 近 の 循 環 空 気 にこの動きはまだ始まったばかりである。

前から使用されている。UV 照射 LEDや、塩化クリプトン（ KrCl ）を使用するエキシマランプといった、新しい技術も登場している。GUV 製品を対象とし

著者紹介
ゲイブ・アーノルド（GABE ARNOLD, P.E.）は、米パシフィックノースウェスト国立研究所（PacificNorthwest National Laboratory：PNNL ）のシニアシステムエンジニアで、新しい照明およびビル技術の開発と導入を支援するプログラムを統括している。

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