病室の院内感染を低減する空調システム- 空調の吹出と吸込の間にエアカーテンを形成して換気する方式 （プッシュ ・ プル式空調システム） 天井︓給気口

概要
可動間仕切/ Project Summary

パンデミックは 「100 年に一度の大災害」 といわれていましたが、 今回の新型コロナウイルス感染症（COVID-19） では前回の新型インフルエンザ A H1N1 （2009 年） からわずかに 10 年しか経っておらず、いまや 「10 年に一度の大災害」 となっています。 将来はもっと頻繁にパンデミックが到来するとの予測もあり、パンデミックは 「近い将来に確実に来る危機」 として捉える必要があります。 地震や洪水等の自然災害と同様に、 普段からの対策を考えておく必要がでてきました。 そこで我々は、 COVID-19 で頻発した病院施設での 「クラスター」 と呼ばれる集団感染に着目し、 順天堂大学と共同で感染拡大メカニズムを分析し、クラスターが発生しにくい病室の空調システムを開発しました。
本システムは、 空調の吹出と吸込の間にエアカーテンを形成して換気する方式 （プッシュ ・ プル式空調シ

天井内ダクトに接続ステム） の技術を応用し、 ウイルスに感染した患者の咳 ・ くしゃみ ・ 呼吸から生じるマイクロ飛沫を速やかに吸引することで、 通常の空調システムに比べて、 同室の患者が吸引するマイクロ飛沫の量を 99％低減させエアフロー

エアフローることができます。 これは、医療従事者がウイルス防護のために着用するＮ95 マスクの濾過効果（95％低減）をも上回る性能です。 このシステムは壁 ・ 天井に凹凸を生じることなく設置可能で、 さらに機能的な部位

壁面︓吸込口をインテリアデザインのアクセントとして活かすアイデアも盛り込みました。

This system can quickly remove aerosol particles generated by coughing, sneezing, andbreathing of infected patients by applying the technology of a ventilation system that forms
an air curtain between outlets and inlets (push-pull ventilation system).
Compared to conventional air conditioning systems, the number of aerosol particles inhaledby patients in the same room can be reduced by 99%.

感染患者
病室 俯瞰イメージ

社会性/ Sociality

機能性Pandemic Ready Design の創出

マイクロ飛沫などの感染源除去効果 約99%を達成

同時に優れたサステナビリティも実現

本本体内部には中性能フィルターを内蔵していますので、 室内空気を何度も循環させることにより一度に大量のマイクロ飛沫を除去することが可能で、 在室時の安全性を高めています。 マイクロ飛沫の除去効果は 99％を実現。 これは医療従事者が使用する N95 マスクの濾過性能を大きく上回ります。 また換気に頼らず室内空気を循環させる方法を取ることで、 外気の温度調節に必要なエネルギーを低減し、 省エネに大きく貢献します。 私たちは、 持続可能な社会への取組みは、 ひとつひとつの効果を丁寧にかつ、 地道にエネルギー削減量を積み重ねることから始まると考えています。

次のパンデミックを見据えたシステム

シミュレーションによる除去効果の検証

安全性と意匠性を備えたシステム- 素早くマイクロ飛沫をキャッチ
高い機能性と自由度が高いデザインを同時に実現 -従来方式

プッシュ・プル式空調システム

対流空調システム

吸込 給気

患者由来のマイクロ飛沫が、 １時間後に周囲の同室患者にどれだけ到達するかを冷房 ・ 暖房のそれぞれの条件で評価したところ、 対流空調方式では室内のマイクロ飛沫濃度が 1/10 程度に減少しましたが、 プッシュ ・プル式空調方式では 1/100 程度と大きく減少することが確認されました。 これは、 N95 マスク （高効率な医療用マスク） がもつウイルスを含むマイクロ飛沫の濾過限界 （95%） をも上回る、 99 ％除去という画期的な技術であり、 今後の未知なる感染症への有効なソリューションといえるでしょう。

吸込

N95 マスク

空調機

吸込給気
吸込

マイクロ飛沫の混合と拡散を大幅に低減

吸込口パンチングメタル（メタルアートデザイン）

給気

給気

給気

吸込口

マイクロ飛沫が拡散給気口空調機（給気・吸込）

吸込口

粒子径 (m)

新型コロナウィルス感染対策の最前線で医療従事者が着用するＮ95マスクの濾過効果を超える経済性

吸込

中性能フィルター組込空調機

シミュレーション

本空調システムは、 ウイルスを運ぶマイクロ飛沫が攪拌され室内に広がっていく前に、 感染患者周辺で速やかに吸引 ・ 排気する性能を追求しました。 そのため、 整流効果とともに通気効率の高いパンチングメタルを排気口に採用しました。 このパンチングメタルは、 大口径の排気口を目立たなくさせるだけではなく、 ピッチを自在に変えてメタルアートデザインを施したり、 不織布素材のカバーにアート印刷をするなど、 患者の好みに応じて療養空間をアレンジすることもできます。 さらに空気がゆっくりと動くため、 静音性が高く （NC-35 程度の静音環境）、 気流感もほとんど感じられず、 快適な環境を実現します。

プッシュ ・ プル空調システムの実用性を確認するために、 対流式空調システム （従来方式） との違いをシミュレーションで比較、 検討しました。

今回開発方式システム

これまでは、 感染症が流行し始めてから、 慌ててとりあえずの設備を設ける ・ ・ ・ といった対応をとっており、 機能がむき出しで、 美観や部屋の使いやすさを大きく損なうものばかりでした。 Pandemic Ready Design とは、 パンデミックが起きてから慌てて対処するのではなく、起きる前から自然な設えで感染症対策を施しておくという新しいコンセプトです。 感染症はさまざまな種類がありますが、 感染が広がる経路は４つ （空気 ・ マイクロ飛沫 ・ 飛沫 ・ 接触の各経路） に集約されていることがわかっています。 Pandemic Ready Design では、 特別に何かを付加しなくても、 あらかじめ４つの感染経路を効果的にブロックする機能が盛り込まれていますので、パンデミックはもちろんのこと、はしかや毎年流行するインフルエンザなど、様々な院内感染症に対しても、 感染症拡大の抑止が期待できるのです。 特に病院 ( 病室 )に対策することが院内感染の抑止に効果的であり、パンデミック下における病院機能の維持 ・運営継続に貢献することが期待されます。

/ Functionality粒子径 (m)1/10 程度に低減

1/100 程度に低減/ Economics

高効率でありながら 汎用品による経済的なシステム除去効果（低減率）

本システムは汎用品で構成されていますので、 一般的な空調システムと比較してもイニシャルコストアップの心配は無用です。 また前述のように除去効率がいいので、 ランニングコストも低く抑えられています。 このような効果的な空調システムを導入することで、 限られた対策予算を他の目的に流用することもできますし、 院内感染防止により入院日数が短期化すれば病床稼働率を上げることができます。 対流空調方式と比較して、 即効性があり、 圧倒的に経済的なのです。

高効率で経済性に優れる
プッシュ・プル空調方式

1/100
10 倍の低減率
一般空調方式

1/10

吸込口と一体的にデザインしたメディカルコンソール ( イメージ）

環境・設備デザイン評価□特に重視したデザインの視点

□評価項目
01審美感
Ａ.感性軸（造形）
Form

02調和性
03独創性
04象徴性
05完成度
06機能性

Ｂ.機能軸（技術）Technology

07効率性
08利便性
09安全性
10先導性
11環境負荷Ｃ.社会軸（環境）
Environment

12資源消費13地域環境性
14ﾕﾆﾊﾞｰｻﾙ性
15先進性
16ｲﾆｼｬﾙｺｽﾄ

Ｄ.経済軸（LCC）
Life Cycle Cost

17ﾗﾝﾆﾝｸﾞｺｽﾄ
18維持管理
19耐久性
20ＬＣＣ

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病院運用コスト/Environment ＆ ME Design Evaluation Criteria□評価項目に対する設計者のデザイン意図（従前のデザインに比較し、優れている部分、卓越している部分に関して具体的に記述してください。）
吹出口および吸込口は、室内の内装に合わせた色にすることで審美性は確保できる。
4床室内に設置している吹出口や吸込口が内装デザインとの調和できる。
4床室としては過去に例のない感染リスク低減できる空調システム
重装な負荷設備を設置せず感染リスク低減できる空調システムとしている。また、新築工事のみならず改修工事としても設置できる。
4床室の感染対策に配慮した空調システムとしは完成度は高い
感染患者から速やかにマイクロ飛沫を捕集することで室内へのマイクロ飛沫の拡散を容易に防止できる。
空調機に中性能フィルターを設置することで院内感染の要因となるマイクロ飛沫が補修できる
一般的な病室の空調システムを改良しているため操作が容易でメンテナンスの容易である
今後予見される新興感染症に対してもリスクが低下できる
安全性が高く医療従事者や入院患者が安心し過ごせる今後の新興感染症リスク低減対策として先導性は高い
中性能フィルターを室内機に設置することで大幅な外気導入量を削減できて環境負荷低減に有用なシステムである
通常の感染患者が入室する部屋に必要な新鮮外気導入量を大幅に削減できる空調システムである。
医療従事者や患者の院内感染リスクを低減することと敷地外へのマイクロ飛沫の拡散を防止することは地域環境性向上に有用な空調システムである。
本システムは、日本国内のみならず、諸外国の医療市施設にも有用な空調システムである。
院内感染リスク低下する空調システムとして、アフターコロナ以降も未曾有の新興感染症のリスク低減にも有用なシステムとして社会に貢献できる。
外気導入設備や高性能なフィルターなど通常の感染対策として必要な設備が不要である。
新鮮外気導入量を増加せず、また高性能なHEPAフィルターが不要など、一片的な室内設置の空調機を活用するため通常の空調システムとほぼ同等のランニングコストで済む感染症病室に設置するHEAPAフィルターが不要なシステムである。
空調空気を送風するダクト系統に特徴をもつため追加設置する機器がなく耐久性は高い
汎用品を採用することでライフサイクルコストが低減できる

01 審美感□自己評価欄
普通優れている

卓越している 小計

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20ＬＣＣ
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02調和性
03独創性

19耐久性
18維持管理04象徴性

17エネルギーコスト

05完成度

16イニシャルコスト

06機能性

15先進性

07効率性

14 ユニバーサル性

08利便性

13地域環境性

09安全性

12 資源消費10 先導性11 環境負荷