拡大委員会シンポジウム
2020.7.29

感染伝播と空気質WG
国立保健医療科学院
生活環境研究部 建築・施設管理研究領域
金 勲 (Kim Hoon)
Indoor Air Quality

1

Risk Communication-中央式空調の循環
中央式空調：空調設計の基本を忘れてはいけない
・外気導入量／排気量を増やす＋循環量（RA）を減らす： ダンパ開度、CO2濃度、外気冷房システム
・外気系統のフィルタの交換
・空調の運転時間を長く取る
・全風量（換気＋循環）を考える
・中性能フィルタの維持管理
・ドレン水の維持管理
・全外気運転 ： 一般空調では難しい場合が多い
外気取り入れ口、ダクトサイス・長さ、搬送ファン、騒音・振動、風量・圧力バランス、熱源能力
・温度・湿度環境の悪化 ← 換気増大
・無理な運転は機器トラブル
・窓開け換気をするか？
・省エネルギー →→ 経済的な負担 ←→ A新聞社、2020年7月27日
感染リスク2

AIJ_感染伝播と空気質WG
新型コロナウイルスを中心に室内環
境中インフルエンザウイルスの活性と伝播・感染特性、不活性化までの挙動に関する既往研究を調査すると共に、効率的な予防対策や建築・設備・室内環境の観点から感染リスクを低減できる建築と室内環境を考える。
調査活動 ／ 情報発信

環境工学本委員会（持田 灯）
空気環境運営委員会（大岡龍三）
主査
幹事

金勲
森本 正一
尾方 壮行
小林 健一
柳 宇
鍵 直樹
海塩 渉
東 賢一
塚見 史郎
林 基哉
水越 厚史
永吉 健太郎
國吉 敬司
冨田 賢吾
（14名）

・建物用途別の換気・空調－外気導入と循環の問題－温湿度環境を考慮した夏期と冬期対策
・ウイルス特性、空気中挙動、経路による感染リスク
・クラスター発生条件の情報収集
・UV、薬剤、フィルター、加湿、空気清浄器など■ 報告として学会HPなどに掲載■ セミナーやシンポジウム開催

国立保健医療科学院
新菱冷熱工業東京都立大学
国立保健医療科学院
工学院大学
東京工業大学
東京工業大学
近畿大学
日建設計
北海道大学
近畿大学
富士通ゼネラル研究所
日建設計
清水建設

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Influenza■ RNA Virus (A、B、C型)■ 球形、線形■ A型：抗原構造が変化しやすい→ 急激な不連続変化可能性■ 上気道で飛沫感染：粘膜壊死 → 合併症
・18～19C： 16回の世界的な大流行
・1847： ロンドン 25万人 死亡・1889： 旧アジア風邪
・1918～1919： スペイン風邪（根源：アメリカ・中国）
1・2・3次流行 ： 米国 40万、英国 20万、 インド 500万
世界 2500万～4000万人 以上が死亡
・1957～1958： アジア風邪 → 9ヶ月で世界全域に伝播
・2002～2003： Severe Acute Respiratory Syndrome (D.T 800)
・2009～2010： Swine Influenza
・2012～2015： 中東呼吸器症候群（ MERS-CoV）・2019： 新型コロナ（ COVID19 ）4

ウイルスの多様性
遺伝子交雑
→→→

同じ宿主に複数のウイルス感染
細胞内で8本の遺伝子が混じり合う
アジア風邪（1957年）、香港風邪（1968年）：人間ウイルス＋鳥ウイルスの交雑

低温→→

蛋白質のアミノ酸が変異しても蛋白質構造が変わりにくい
ウイルス機能の維持が可能

高温→→

蛋白質のアミノ酸が変異すると蛋白質構造が変わる
ウイルス機能の喪失

高温ウイルス → 低温移植→→

アミノ酸変異が蓄積
高温では増殖できなくなる

新型 SI
・PB1遺伝子 ： PB1F2蛋白質（細菌による二次感染↑）が作れなくなっている→ 香港風邪と交雑し新型SIが獲得する可能性もある
・PB2遺伝子：鳥 → 豚 but 鳥の性質（627番目アミノ酸がトリ型）→ 627番目アミノ酸がヒト型に変異 → 哺乳類で増殖しやすくなる
5

AIJ_感染伝播と空気質WG
発信情報の収集と整理
認証制度：CASBEE、LEED、Well Building Standard
工学学会：ASHRAE、REVAH、SHASEなど
医学・疫学学会：日本医師会、呼吸器学会、リスク学会
専門機関：WHO、USCDC、 NIID 、NIH
政府：厚生労働省、環境省、国交省、経産省

医療疫学、保健衛生、理工学のスタンスに違い
リスクコミュニケーション
建築分野全般に伝わる言葉
計画系WGとの連携
新型コロナ後のニューノーマルに向けた室内環境のあり方
6リスク、安全と安心
1）感染経路 ： 飛沫、接触、エアロゾル（空気）2）空気感染に関する異なる見解－WHOや医学界では特殊な医療行為や短距離伝播など高濃度エアロゾルによる感染の可能性が言われているが、一般的な環境ではないとされている－理工系の研究者は空気感染を考慮すべきと提言
3）クラスター感染など密集状態では、少ない換気量によるリスク増加が問題であったされている→ 換気量をどれぐらい増やすと感染リスクが下がるのかに関する知見は乏しい→ リスク（ 飛沫、接触、空気 ）の合理的な優先順位は？
4）安全と安心は異なる
7

国内発生動向（厚生労働省HP）

政府の対策 （林追記）
3.26 政府対策本部設置
4.7 7都府県に緊急事態宣言
4.16 緊急事態宣言の全国への拡大
5.14 39県の解除
5.21 関西2府1県の解除
5.25 全面解除後の方針発表

8政府／学会からの情報発信
I.

換気の悪い密閉空間を改善するための換気の方法（厚生労働省） 2020.3.30 厚生労働省HP

II.

新型コロナウイルス感染症予防のための夏期における室内環境対策（国立保健医療科学院）
2020.5.20 日本建築学会HPリンク

III.

熱中症予防に留意した「換気の悪い密閉空間」改善するための換気の方法（厚生労働省）
2020.6.16 厚生労働省HP

IV.

空調・換気によるCOVID-19の拡散はあるのか？ (空気調和・衛生工学会） 2020.6.16 学会HP9

科学院_シンポジウムの実施「新型コロナ対策と建築物衛生」
・2020年7月8日（13:30～17:30）
・Zoom webinar ＆ Youtube（270名＋）（50名＋）
・建築物衛生・生活衛生関連の自治体・保健所職員
・換気、空調、熱中症、消毒・研究＋行政＋実務・発表資料を提供→ 保健所など現場で活用

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空気調和
建築物に設ける空調システムにより空気を浄化し、その温度・湿度および流量を調節して供給・排出することにより、安全で快適な室内環境を維持する。
熱源・空調・換気・排煙の空調設備は、建築計画に適合しているとともに、経済的安定した空調システムであることが求められる。（空気調和・衛生工学便覧13版）

11空気調和機

12中央式空調
中小事務所建築においては個別熱源方式が主流（自由度が高い）・CGS等の省エネルギーシステムを組み合わせることが可能
・個別熱源と比較して、一般的に室環境の質が良い
中央熱源方式の利点■中央熱源、外調機、AHU、冷却塔、ダクト、FCU←→ 室外機、室内機、（加湿器）、（ダクト）、（外調機）■中央式： 熱源が集中して設置、冷媒・熱媒をAHU・FCUに送る： 中央制御を行う、用途が似た室が多い大規模建物に有利： 外気導入、空気清浄（中性能・高性能フィルター）、加湿機能

エアハンドリングユニット（AHU）、ファンコイルユニット（FCU）■個別式： 熱源が必要箇所に分散配置： 個別（室・ゾーン単位）制御ができる： 小型施設→近年大型建物に幅広く普及： 外気導入・加湿機能・中性能フィルター共に無いか、別途設置が必要■パッケージエアコンディショナ、ルームエアコンディショナ
13個別分散式空調
中小事務所建築においては個別熱源方式が主流（自由度が高い）→ 大規模建築にも普及

・CGS等の省エネルギーシステムを組み合わせることが可能
・個別熱源と比較して、一般的に室環境の質が良い
中央熱源方式の利点

http://www.daikinaircon.com/catalog/veup/about/index.html

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空調システムの多様化
タスク・アンビエント対応膜放射冷房システム
潜顕熱分離空調システム【放射冷房システム】【デシカント空調システム】

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空調の運用と管理（建築物衛生法）

特定建築物
空気環境は2ヶ月以内に1回以上測定して報告
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建築物衛生法－空気環境
特定用途床面積 3,000 m2以上
（学校 8,000 m2）
測定・点検

定期測定
2ヶ月以内1回最初測定

点検・掃除

項目

基準値

備考

浮遊粉じん量0.15 mg/m3

一酸化炭素

10ppm

二酸化炭素

1000ppm

温度

17℃～28℃

相対湿度

40％～70％気流

0.5 m/sec

ホルムアルデヒド

0.1mg/m3(0.08ppm)

新築、修繕、模様替後冷却塔、加湿装置の水水質基準
定期点検
掃除、換水

レジオネラ・
微生物繁殖

空調設備の排水受け

定期点検、掃除事務所、店舗、百貨店、興行場、学校、旅館

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学校環境衛生基準（H30.4一部改訂）
換気

換気の規準として、1500 ppm以下（望ましい）

温度

17℃～28℃（望ましい） 「旧、10℃～30℃」
冬季18～20℃、夏季25～28℃（最も望ましい）

相対湿度30％～80％（望ましい）

浮遊粉じん

浮遊粉じん 0.10mg／m3 以下であること

気流

0.5m／秒 以下（望ましい）CO

10ppm 以下（望ましい）NO2

0.06ppm 以下（望ましい）

揮発性有機化合物（以下であること）

ホルムアルデヒド：100 μg/m3 、トルエン ：260 μg/m3
キシレン ：870 μg/m3、パラジクロロベンゼン：240 μg/m3
エチルベンゼン：3800 μg/m3、スチレン ：220 μg/m3

ダニ・ダニアレルゲン

100 匹/m2 以下又はこれと同等

落下細菌

平均 10 cfu/教室 以下

熱輻射黒球/乾球温度差が5℃未満「参考」 換気（40人在室/180m2）

幼稚園、小学校
中学校
高校：2.2 回/h 以上：3.2 回/h 以上：4.4 回/h 以上
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換気の目的

熱環境の調節・熱の排出・気流形成による快適感

酸素供給

・人
・燃焼器具

汚染物質の除去・稀釈除去・CO、CO2、VOC、粉塵、におい

水蒸気の排出

・多湿環境の緩和：微生物、カビ、臭い
・結露防止

19

必要換気量の計算◆酸素供給のための換気量

Q

67 10 3(21 19) 10

作業程度

32

3.35 [m /h 人]◆二酸化炭素希釈のための換気量

Qkpi

po

15 10 3(0.10 0.05) 10 2

酸素消費量[l/h・人]着席、休息

17

非常に軽い軽作業

20

事務作業

2110倍

軽い立ち・歩行作業

25

軽いベンチワーク

35

重作業

67

30.0 [m 3 /h 人]

20

必要換気量の計算◆換気：外気取入れは冷暖房負荷、加湿・除湿負荷、搬送動力負荷を増加させる◆温度・湿度が主に夏・冬期に大きな負荷となるのに対し、換気は年間を通じての課題となる→ エネルギー消費量、即ち運用費に密接に関わる◆１人あたりの換気量25～35m3/(h・人) ： 占有面積5m2/人、天井高3mで計算すると、容積当たりの換気回数は約2回／hとなる。
→ 最近は10 m2/人以上のオフィスも多く、更に在席率も考えて設計することもある。

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科学院シンポ_感染症に対する空調換気の基礎①
中央式空調：空調設計の基本を忘れてはいけない
・外気導入量／排気量を増やす＋循環量（RA）を減らす： ダンパ開度、CO2濃度、外気冷房システム
・外気系統のフィルタの交換
・空調の運転時間を長く取る
・全風量（換気＋循環）を考える
・中性能フィルタの維持管理
・ドレン水の維持管理
・全外気運転 ： 一般空調では難しい場合が多い
外気取り入れ口、ダクトサイス・長さ、搬送ファン、騒音・振動、風量・圧力バランス、熱源能力
・温度・湿度環境の悪化 ← 換気増大
・無理な運転は機器トラブル
・窓開け換気をするか？
・省エネルギー →→ 経済的な負担 ←→ 感染リスク
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科学院シンポ_感染症に対する空調換気の基礎②
個別式空調 ：空調設計の基本を忘れてはいけない
・外気導入量を増やす： 外調機の外気取り入れ量を増やす： 全熱交換機の風量モード： 換気ファンモード
・窓開け換気（常時／間欠）は代案になれるか？

・全風量（換気）が少ない
・室内機（循環機）の問題
・フィルタ性能に劣る ： 中性能フィルタがない
・空気清浄機の考慮
・温度・湿度環境の悪化
・過酷な条件は機器トラブル
・省エネルギー →→ 経済的な負担 ←→ 感染リスク

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科学院シンポ_建物用途を考える①
学校
・建築物衛生法（8000m2以上）
・学校環境衛生管理マニュアル
・天気のよい日は自然換気（窓・ドア開け）の積極的な利用
・機械換気 ： 全熱交換機の風量モード： 換気ファンモード

美術館・博物館
・展示・所蔵品に対する温湿度・空気清浄度の要求が高い・展示物によって展示室の温湿度が決まる→ 支障のない前提で建築物衛生法（事務所）をベースに映画館・劇場・人員密度が高い ： 0.5~1 m2/人・密集空間 ＋ 長時間滞在→ 人員密度を下げる、ヒト間距離を取る、換気量を増やす

24

科学院シンポ_建物用途を考える②
居酒屋、カラオケ、クラブ、ライブハウス、ジムなど
・密集、濃厚接触、発声と飛沫発生→ 積極的な換気対策が必要→ 補助的手段の導入： 空気清浄機の場合、製品・方式によって性能差があり、全的な信頼は禁物

高齢者施設・施設型と住居型、従来式・ユニットケアなど→ 空調や換気方式も多様化→ におい対策で窓開け換気の励行施設も多い
・温度調節能力が落ちている高齢者が多い→ 冷暖房が重要だが締め切った生活には要注意
・共用部での集まりに注意→ 上記商店に近い状況になることを避ける
25

科学院シンポ_建物用途を考える③
医療施設
・手術室、集中治療室、外来待合室、診察室、病室など： 空間用途によって清浄度と換気量が異なる
・病院設備設計ガイドライン（HEAS-02-2013）： 一般病室は2回/h、手術室3回/h、バイオクリーン手術室は5回/h以上の換気回数など
・清浄度クラス別 ： 最少外気量、室内循環風量、フィルタ捕集率、室内圧（陽圧・等圧・負圧）などが定められている・窓開け換気は室間圧力バランスを崩すため逆流などに注意
・空調系統、空気清浄に補助的手段を取り入れる国もある26

地下商店街の空調は？

27

フィルタの粒径別補修率

粗塵フィルタ ： ~5μm以上、捕集率50-90%
中性能フィルタ ： ~1μm以上、捕集率95%以下
HEPA ： 0.3μmの粒子に対して99.97%以上の捕集率
ULPA ： 0.15μmの粒子に対して99.9999%以上の捕集率
0.1～0.3μmの粒子が最も捕集しにくい →「0.3μm & 0.15μm」 or 「0.15μm」に対して評価
大きな粒子やダストをとるため
Pre-filterを使用する

出典：空気調和・衛生工学便覧、13版

28

フィルタの補足原理
HEPAフィルタは拡散が最も顕著に働く・小さな粒子・軽い粒子

遮り

捕集率

・大きな粒子
・重い粒子

慣性衝突

風速
ρp：粒子密度 df：繊維直径 dp：粒子直径

拡散
出典：空気調和・衛生工学便覧、13版

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空気清浄器資料提供 ： 永吉健太郎（富士通ゼネラル研究所）

家庭用空気清浄機の3大機能集じん (固体)

脱臭 (気体)

物理的除去

ろ過捕集(フィルタ)

酸化分解
中和
化学反応

タンパク質変性換気

除菌・ウイルス除去(固体)

吸着(活性炭)

物理的除去

(触媒)
(紫外線)
(薬剤)
(放電活性種)(熱)

無効化(無害化)30空気清浄器

Nikkei Monozukuri, March 201331

調査研究_クラスター発生空間の換気
換気調査による、感染時の空気環境の把握と改善の検討
換気測定（風量測定、トレーサーガスによる換気測定、在室人数調査）⇒ クラスター発生時の一人当たり換気量の換算（対策研究）
換気の改善（機械換気の調整、窓開け換気など）⇒ 一人当たり換気量の改善（換気量増加、在室者数制限）

CO2濃度計

CO2の発生風量測定

トレーサーガス（CO2）による換気量測定
32

調査研究_クラスター発生空間の換気
展示会場（北海道）での換気調査• 換気空調方式：
空気循環式の暖房で、ダンパーで外気率を調整• 感染クラスター発生時は、凍結防止、省エネルギー、省コストのために、外気ダンパーを２５％に設定
給気ダクト
送風機
給気
約8,000m3/h

加熱
コイル
フィルタ

展示会場
容積413.7m2×4m＝約1,655m3

ダンパー
外気ミキシング
チャンバ

排気

還気ダクト

排風機
ダンパー

還気

33

調査研究_クラスター発生空間の換気
展示会場（北海道）での換気調査• 外気ダンパー25％ ⇒ 換気量 2019 m3/h
⇒ 20m3/h人×100人（感染クラスター発生時）• 外気ダンパー100％ ⇒ 換気量 3462 m3/h＝115人×30m3/h人⇒100％の連続運転で、空調が停止した。
改善策：排煙窓の開放、外気ダンパー50％で運用
1800
1600

ガス放出

ガス放出濃度減衰①展示会実施時

1400

二酸化炭素濃度[ppm]

濃度減衰と同様の状態

1200
1000

②換気量

800
600
400200

室内 Piを増加した状態

屋外 Po

010:0010:1010:2010:3010:4010:5011:0011:1011:2011:3011:4011:5012:0012:1012:2012:3012:40

換気量測定時のトレーサーガス（CO2）濃度推移34

消毒（薬剤、UV）
空間噴霧？

消毒剤を（トンネル内、小部屋、個室など）人体に対して空間噴霧することはいかなる状況であっても推奨されない（WHO、2020年5月15日）

モノ、表面消毒（使用法に注意）
熱水 ： 80℃の熱水に10分間
次亜塩素酸ナトリウム ： 市販の塩素系漂白剤
界面活性剤 ： 家庭用洗剤
次亜塩素酸水 ： 濃度、接触時間を守る
エタノール ： 70％（60％）以上95％以下
・直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム（0.1%以上）・アルキルグリコシド（0.1%以上）・アルキルアミンオキシド（0.05%以上）
・塩化ベンザルコニウム（0.05%以上）
・塩化ベンゼトニウム（0.05%以上）
・塩化ジアルキルジメチルアンモニウム（0.01％以上）
・ポリオキシエチレンアルキルエーテル（0.2％以上）
・純石けん分（脂肪酸カリウム）（0.24％以上）
・純石けん分（脂肪酸ナトリウム）（0.22％以上）

36

建築物の認証制度に感染症対策
資料提供 ： 海塩渉（東京工業大学）

37

LEED－COVID19
資料提供 ： 海塩渉（東京工業大学）

38

LEED－COVID19
資料提供 ： 海塩渉（東京工業大学）

39

Well Building Standard (WELL)
資料提供 ： 海塩渉（東京工業大学）

40

Well Building Standard－COVID19
資料提供 ： 海塩渉（東京工業大学）

41

Well Building Standard－COVID19
資料提供 ： 海塩渉（東京工業大学）

42

かしこく省エネ～NO！やせ我慢！
• 調査活動
生活の省エネ大辞典／ 情報発信• http://www.eccj.or.jp/dict/index.html・建物用途別の換気・空調－外気導入と循環の問題－温湿度環境を考慮した夏期と冬期対策
・ウイルス特性、空気中挙動、経路による感染リスク
・クラスター発生条件の情報収集
・UV、薬剤、フィルター、加湿、空気清浄器など■ 報告として学会HPなどに掲載■ セミナーやシンポジウム開催

1）感染経路 ： 飛沫、接触、エアロゾル（空気）2）空気感染に関する見解の違い
3）少ない換気量によるリスク増加→ しかし、換気量増加と感染リスク低減の知見は乏しい→ リスク（ 飛沫、接触、空気）管理
http://www.eccj.or.jp/dict/index.html
4）安全と安心、どちらを求めるのか
Indoor Air Quality

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