日本建築学会大会学術講演梗概集（東 海） 2003年 9 月

41492
冷房時の凝縮水によるホルムアルデヒド除去に関する研究

正会員
同同
凝縮水除去

冷房実験

主な測定項目、測定方法

測定項目
測定場所
測定方法
気温
室中央 ,屋外
T 型熱電対相対湿度
室中央 ,屋外
静電容量式
ホルムアルデヒド
室中央
DNPH/HPLC
濃度
凝縮水
分光光度計
室 内 空 気 中 の ホ ル ム ア ル デ ヒ ド 濃 度 は DNPH カ ー ト リ ッ ジ に 約
1L/min で 30L 通気して溶媒抽出後 HPLC にて分析 。（ダブルサンプリング）

表２

桑沢 保夫 *
大澤 元毅 **
岡部 実 ***

ホルムアルデヒド
相当換気量

1. はじめに室内で冷房を運転しているときには、通常は凝縮水が排出されている。ホルムアルデヒドは水に溶けやすいため、室内空気中のホルムアルデヒドがこの凝縮水に溶け込んで排出されることが考えられる。そこで本報では実大の実験住宅を用いて、室内での加湿量、ホルムアルデヒド放散源の量、換気量と、凝縮水に溶け込んで排出されるホルムアルデヒドの関係を調べる基礎的な実験を行い、それらの関係を検討した。
2. 実験方法
2.1 場所、日程 （財）ベターリビング筑波建築試験
1)
2
センター内にある材料実験棟 の一室（床面積 12.1m 、室容積 29m3）を用いて、 2002 年 10 月に実施した。
2.2 測定項目、測定方法 表１参照。
2.3 設定条件 表２参照。加熱源の台数、放散源の枚数 、換気扇による換気量をパラメータとして計画した 。
なお、放散源としたパーティクルボードは、入手後常温で半年程度保管したものである。
2.4 実験手順 加湿源として水を満たした金属製容器を加熱源（電気ストーブ）のそばに、また放散源を室内にそれぞれ設置、エアコンを冷房モードの自動運転としして実験を開始する。 24 時間後に室中央で室内空気をサンプリング、容器からの蒸発水量と凝縮水量の測定、さらに凝縮水のホルムアルデヒド濃度の分析を行う。なお、湿度は成り行きである。
表１○設定条件

No.
加熱源
放散源
換気量
312台
0枚0 m /h
322台
4枚0 m /h
332台
8枚0 m /h342台
8枚14.5m /h
354台
8枚
14.5m /h
加熱源：電気ストーブ (800W)
放散源： E1 パーティクルボード (1.82 × 0.91m)
側面はアルミテープでシールした。

気温
28℃
28℃
28℃
28℃
28℃

3. 結果および考察（表３参照）
3.1 気温 、湿度 実験 No.1,3,4 はやや低めの気温となり 、No.5 のみやや高めの値となった。これは 10 月に実施した実験であったため、冷房負荷が比較的小さかった点と No.5 の み 加 熱 源 を 4 台 用 い て い た こ と に よ る と 考 えられる。一方相対湿度は No.5 のみ低めの値となった。
これは加熱源を多くしたため冷房負荷が大きくなり、エアコンの運転頻度が上がって、より除湿されたことによると考えられる。
3.2 水分の収支 室内にセットした金属製容器からの蒸発水量と、エアコンの凝縮水量の差は、その多くが換 気 に よ る も の と 考 え ら れ る 。 実 験 No.1,2,3 で は そ の差がほとんどなく 、換気量の少なかったことがわかる 。
実 験 No.4 で は 凝 縮 水 量 が 0 と な っ た が 、 こ れ は 換 気 で負荷が小さくなり冷房運転が少なくなったことと、蒸発した水分のほとんどが換気に伴う排気で室外に排出されたことを示すと考えられる。これに対して実験
No.5 では蒸発水量を凝縮水量が大きく上回っており、室内で蒸発した水分のほかに換気によって取り入れられた外気中の水分も凝縮水として捕集されたと考えられる。
3.3 ホルムアルデヒド濃度（室中央） 室中央での気中濃度を比較してみると、放散源を置かない実験 No.1
で も 換 気 を 行 っ て い な い た め か 、 100 μ g/m3の ガ イ ド
ラ イ ン 値 に 近 い 値 と な っ た 。 放 散 源を 設 置し た No.2,3ではどちらもこれに比べて４倍近い値を示した。 No.4と No.5 の 比 較で は No.5 の み凝 縮水 を得られた 点から、主に凝縮水による気中濃度の低減効果を示していると考えられる 。気温と相対湿度が異なるため 、井上の式 2)を参 考 にし た以 下の 式 で No.4 の 濃度を No.5 の 条件に換算すると C' = 236[ μ g/m3] となり、凝縮水により排出することで 3/4 程度の濃度に低減できたことになる。
(55 + rh1) (273.15 + t0)
C' = C × 1.09(t1 - t0)××(55 + rh0) (273.15 + t1)(1)
C'
換算後の濃度[ μ g/m3]
C
換算前の濃度[ μ g/m3]
t1, rh1
換算する気温、相対湿度[ ℃ ,%]
t0, rh0[ ℃ ,%]
換算前の気温、相対湿度
また、このときの凝縮水の半分以上は外気取り入れによるものと考えられることから、室内の発湿がそれほど多くなくても、外気による潜熱負荷がある程度あA Study on Formaldehyde Removal with Condensation Water at Air-Cooling
KUWASAWA Yasuo, OSAWA Haruki and OKABE Minoru

̶1005̶

表３No.

かし、気中濃度と凝縮水中の濃度の関係はエアコン内部の冷却部分の温度や風量などにも影響を受けていると考えられるので、今後検討の必要がある。
■参考文献
1)桑 沢 保 夫 ほ か 、 建 設 中 の 木 造 住 宅 に お け る 空 気 質 測 定 、 空 気
調和衛生工学会学術講演会講演論文集Ⅱ、 2001.9 、 p.657-660
2)井 上 明 生 ほ か 、 デ シ ケ ー タ 法 に よ る ホ ル ム ア ル デ ヒ ド 放 散 量と気中濃度との相関、木材工業、 Vol.45-7, p.313-319■ 本 研 究 は 国 土交 通 省が 平 成 13 年 度よ り 実施 し てい る 総合 技術
開発 プ ロジ ェ クト 「 シック ハ ウス 対 策技術の 開発」の一環として行われたものである。

30y = 0.072 x
R 2 = 0.861

凝縮水濃度[mg/L]

25201510500

図１100200
気中濃度[μg/m3]

300

400

気中濃度と凝縮水濃度の関係

0.006
0.005
1/C'[m3/μg]

れば、ホルムアルデヒド濃度低減効果を期待できることがわかった。
3.4 ホルムアルデヒド濃度（凝縮水） 凝縮水のホルムアルデヒド濃度は、室中央での濃度にほぼ比例した
濃 度 を 示 し た 。（ 図 １ 参 照 ） こ こ で 、 室 内 の 気 中 濃 度と凝縮水の濃度をともに定常値と考えると、以下のように凝縮水により排出されたホルムアルデヒド量を相当換気量に換算できる。
Qeq = 1000 × Cd × D / (24 × C)
(2)
3
Qeq
相当換気量
[m /h]
Cd
凝縮水の濃度[mg/L]
D
凝縮水量[L/day]C
気中濃度[ μ g/m3]
さらにここで気中濃度と凝縮水の濃度が比例していると考えると以下の式となる。
Qeq = 1000 ×α× C × D / (24 × C)
= 1000 ×α× D / 24(3)α
気中濃度と凝縮水の濃度の比例定数[m3/L]
つまり、気中濃度とは関係なく、凝縮水の水量を相当換気量に換算できることを示している。そこで、まず気中濃度と凝縮水の濃度の比例定数（α）を図１に示した値として凝縮水の水量から相当換気量を求め、また気中濃度を (1) 式により 28 ℃ , 50%rh の時の値（ C' ）に基準化して、相当換気量とファンによる換気量の合計(Q') を 用 い た Q'/S と 1/C' の 関 係 を 求 め た （ た だ し No.1 は除く。また設置した放散源が気中濃度に対して支配的であったと考えて、そのほかの室内の放散源を無視した ）。（ 図 ２ 参 照 ） チ ャ ン バ 実 験 で 示 さ れ て い る よ うにこれらは線形関係を示した。
4. おわりに実大の実験住宅で行った実験により、冷房運転時の凝縮水とともに排出されるホルムアルデヒドについて検討した。その結果、凝縮水量をある程度得られれば室内空気中のホルムアルデヒド濃度低減に効果のあることがわかった。このことから、そのほかの水溶性の化学物質についても室内空気中の濃度低減が考えられる。また、その排出水量をホルムアルデヒド濃度低減に有効な相当換気回数に換算できることを示した。し0.0040.003
y = 0.0031x + 0.0021
2
R = 0.9866

0.002
0.001
0.0000.0

図２0.2

0.40.6
Q'/S[m/h]

0.81.0凝縮水による相当換気量を見込んだときのQ'/S と 1/C' の関係

主な測定値、計算値
換気量

気温
相対湿度
蒸発水量
凝縮水量
HCHO濃度
相当換気量 基準化した(標準偏差) (標準偏差)
室中央
凝縮水
HCHO濃度
10.4m 3/h 26.3℃(1.2) 50.4%(1.1)
0.722L/day
0.839L/day
95μg/m 38.3mg/L 2.5m 3/h110μg/m 3
20.4m 3/h 27.5℃(1.4) 49.2%(2.9)
0.591L/day
0.590L/day
376μg/m 3 23.2mg/L 1.8m 3/h394μg/m 3
33
330.4m /h 26.6℃(1.3) 51.6%(2.1)
0.690L/day
0.668L/day
364μg/m 28.0mg/L 2.0m /h
402μg/m 3414.0m 3/h 26.8℃(0.3) 44.8%(1.9)
0.736L/day
0.000L/day
241μg/m 3 ‑‑‑‑‑‑‑‑ 0.0m 3/h281μg/m 3333514.0m /h 28.2℃(0.6) 31.9%(1.2)
1.289L/day
2.953L/day
174μg/m 15.8mg/L 8.9m /h206μg/m 3
換気量は、実験前にSF 6をトレーサガスとした一定濃度法により測定した値。
気温、相対湿度は24時間の平均値と標準偏差。凝縮水量は24時間の間タンクに集められた量で、集められた凝縮水の濃度を測定。
HCHO濃度はいずれも２回測定した値の平均 。（ただし、No.1の室中央のみ１回の測定値）*

国土交通省 国土技術政策総合研究所 主任研究官、博士（工学）Senior Researcher, National Institute for Land and Infrastructure Management, Ministry of Land, Infrastructure and Transport, Dr.Eng** 国土交通省 国土技術政策総合研究所 部長
Director, National Institute for Land and Infrastructure Management, Ministry of Land, Infrastructure and Transport***（財）ベターリビング筑波建築試験センター

Tsukuba Building Test Laboratory CBL

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