アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)の推奨する室内空気質(IAQ)向上対策

空調システムに焦点をあてた室内空気質(IAQ)の改善対策として、米国暖房冷凍空調学会(ASHRAE*)により公表されているガイドラインをご紹介します。

当ガイドラインでは、空調システムで行うことのできる感染対策として、「DILUTE(希釈換気)」、「EXHAUST(排気)」、「CONTAIN(空気調和)」、および「CLEAN(清浄化)」の4つの項目にグループ化し、簡潔に解説しています。

*アメリカ暖房冷凍空調学会(ASHRAE)とは:

American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers(暖房、換気、空調、冷凍などに関わるあらゆる個人や団体のための国際的学会)の頭文字を取った略語で日本語で「アシュレー」と呼ぶ。

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注:

このニュースレターは、COVID-19パンデミックの間に非医療施設の空調システムに関するASHRAEによる現状のガイダンスの概要を記したものです。医療施設の場合、ASHRAE Standard 170、Ventilation of Health Care Facilitiesなどの規格により、感染症の空気感染リスクを軽減するための換気システム設計の基準が定義されています。

免責事項:

COVID-19疾患を引き起こすSARS-CoV-2ウイルスの感染は、さまざまな要因や状況で発生する可能性があり、その多くの側面は今の所明らかになっていません。 空調システム、製品、サービス、およびその他の製品は、閉鎖された環境での空気中を含め、SARS-CoV-2ウイルスの拡散を低減する効果についてはテストされていません。

 

 

米国疾病対策センター(CDC)は、COVID-19のパンデミック時に以下に挙げるさまざまなタイプの職場や建物を対象とした一般的なガイダンスを発行しています。[1]

  • 会社、職場
  • 学校、保育現場
  • 大学
  • 集合住宅
  • 集会、イベント
  • 地域集会所、宗教施設
  • 公園、レクリエーション施設
  • 退職後のコミュニティ
  • 刑務所、留置所
  • コミュニティ施設

それらの推奨事項の殆どは、たとえば、組織での方策、社会的距離を保つこと、飛散防止パーテーションを設けること、マスクなどの個人用保護具に焦点を当てた対策であり、空調業界とは直接関係のないものです。

そのため、ASHRAEは、パンデミック下に於ける建物の空調システムに関する推奨事項を公開しています。 感染性エアロゾルに関するASHRAEポジションドキュメント、Webサイト(www.ashrae.org)で公開されているこれらの空調関連の推奨事項は、「DILUTE(希釈換気)」「EXHAUST(排気)」「CONTAIN(空気調和)」、および「CLEAN(清浄化)」の4つの項目にグループ化することができます。[2][3]

 

SARS-CoV-2ウイルスの空気感染に関するASHRAEステートメント

「SARS-CoV-2が空気感染することは、ウイルスへの空中での曝露の制御が必要となる可能性が十分にあることを意味します。空調システムの制御を含み、建物全体を制御することにより、ウイルスの空気感染を減らすことができます。」[3]

 

DILUTE(希釈換気):外気で換気量を増やすこと

この項目の推奨事項には、屋内の汚染物質の蓄積を希釈するために、よりクリーンな外気を導入することが記されています。

DCVを無効にする

ASHRAEの最初の推奨事項は、デマンドコントロールベンチレーション(DCV)を無効にすることです。[2] DCVは、一般的に二酸化炭素(CO2)センサーを使用して、外気導入量を減らす一般的な省エネ制御手法です。 CO2センサー以外では、人感センサーや人数カウントセンサー等が用いられています。

DCVを無効にすると、外気流入量が高く維持され、室内の空気に対するクリーンな外気の割合が増えます。 また、建物の占有率が制限される(たとえば、設計占有率の25%または50%に)場合、過剰換気となり、室内空気が希釈されます。 もちろん、DCVを無効にすると、ほとんどの気象条件でエネルギー使用量は増加します。

 

換気を強化する

ASHRAEは、更に希釈するために、より多くの外気を取り入れることを推奨しています。これには、換気装置の外気(OA)ダンパー、またはフローの設定値を上げることが含まれますが、やはりエネルギー使用量にもインパクトがあります。

ASHRAEは、室内空気の再循環を避けるために、例として外調機がある場合は100%の外気導入で機器を運転することを推奨しています。 この場合、既存のシステムでは、中間期に快適な室内温度と湿度条件を維持する事に問題はないかもしれませんが、真夏や真冬の時期は対応できない場合があります。

空調システムの容量を追加することできない場合は、換気量を最大限に制御することで、室内の許容温度や湿度を犠牲にしないこともできます。

1つの問題として、排気エネルギーの回収とのクロスリーケージに関連する事項が挙げられます。これは、排気側の気流経路と外気側の気流経路に混入する空気を指します。 ASHRAEは、相互流入を回避するために、全熱交換器をバイパスすることが望ましい場合があると述べています。

しかし、これは使用されている換気システムのタイプによって状況が異なります。 システムがもともと100%外気取り込みか、再循環せずに100%の外気を取り込むように変更されている場合、全熱交換器をバイパスすることで、外気流入経路に排気が混入することを低減または防ぐことができます。 ただし、これにより、全熱交換器による外気の冷却、加熱、または除湿する能力が失われます。

対照的に、システムが外気と再循環空気(たとえば、従来のマルチゾーンVAVシステム)を混合し、より多くの外気(たとえば、25%から50%外気)を取り込むように変更されている場合、 全熱交換器をバイパスせずに作動させたままにする方が良い場合もあります。 外気導入量が増加しても、50%の空気が再循環されているため、全熱交換器を介して発生する空気の流入は、比較的少量のものとなります。 全熱交換器が作動すると、過剰な外気の流れを調整するのに役立ちます。

 

換気システムをより長時間作動させる

ASHRAEは、換気システムを長時間、できれば1日24時間稼働させることを推奨しています。気流が減少した場合でも、空いている間は希釈が続きます。

連続運転が不可能な場合は、建物の使用前後にパージを行い、建物内の空気を外気と入れ替えることを検討してください。 これには、建物を使用する前に一定時間外気を100%取り入れ、その後、使用者が退出した後も同じことを行います。ASHRAEは、3つの空気交換(使用前、使用後の両方の期間を組み合わせた場合)がほとんどのシステムに十分に有効であることを示唆しています。

EXHAUST(排気): 局所換気を継続運転すること

この項目での推奨事項には、汚染物質の除去が含まれます。

 

トイレの排気を継続的に作動させる

ASHRAEは、これらの状況下では、トイレの排気ファンを常に作動させておくことを推奨しています。建物の負圧を防ぐために、特に湿度の高い天候の場合は、換気システムが十分な量の空調された屋外空気を同時に取り入れて、トイレから排出される空気を補充するようにしてください。

CONTAIN(空気調和): 室内湿度を制御すること

この項目の推奨事項には、ヘルスケア関連施設以外の場合、室内の湿度レベルを最適な範囲内に保つことが含まれます。 感染性エアロゾルに関するASHRAEポジションドキュメントには、次のように記載されています。「科学文献では、一般的に相対湿度が40〜60%の場合、微生物にとって最も好ましくない生存率となります。」

 

室内の相対湿度を40〜60%に維持

既存の建物では、ワイヤレスセンサー技術の発達により、この範囲の湿度に制御するために必要な湿度センサーを増設することがより現実的な対策になります。 建物に設置されている機器によっては、制御装置の再設定や再構成が必要になる場合や、既存の機器に新しいコンポーネントを設置する必要が生じる場合があります。 低温で乾燥した気候の場合、これには加湿装置の追加が必要となる場合もあります。

一般的なVAVシステムの場合、湿度の高い天候時に送風温度(DAT)のリセットを無効にすると、室内の湿度は低くなりますが、システム全体でのエネルギー使用量は増加する可能性があります。 また、必要に応じて、温水加熱システムがオフではなく有効になっていることを確認してください。これにより、湿度制御のための再加熱が可能となります。

CLEAN(清浄化): 適正かつ安全に空気清浄技術を使うこと

この項目の推奨事項には、空気清浄技術を使用して、粒子や微生物を無害化、不活性化することが含まれます。

ASHRAEは、可能であればエアフィルターをMERV-13以上にアップグレードすることを推奨しています。[2]

高性能なフィルターは、感染性粒子を捕集する能力があります。 MERV13以上のフィルターは、空気からより多くの粒子を捕集できますが、圧力損失も高くなり、多くの場合、ファンのエネルギー使用量が増加します。 したがって、フィルターの圧力損失の増加を補完するのに十分な容量のファン能力が必要となります。

 

HEPAまたはMERV13以上の中性能フィルターを備えた小型空気清浄機を追加

ASHRAEは、既存設備のフィルターのアップグレードが困難な場合、高性能(HEPA)フィルターを備えたポータブル空気清浄機、またはMERV13以上の中性能フィルターを室内に追加することを推奨しています。[2]

 

ダクト、空調設備、または部屋の上部に紫外線(UV)ランプを設置

ASHRAEは、ダクト、空調設備、または室内上部に紫外線ランプを設置することを推奨しています。[2]

微生物を無害化、不活性化する紫外線照射(UVGI)の効果は、UV-C波長の強度と照射時間に依存します。[4]したがって、必要なランプの数とタイプを決定するには、UVランプの製造者に確認する必要があります。

これには、冷却コイルとドレンパンのクリーニング(表面処理と呼ばれることが多い)に使用されるUV-Cランプよりも高い強度のランプが必要になることに留意してください。 UV-Cランプの継続的な照射は表面処理用途に効果があるとされていますが、通過する気流中の微生物を無害化、不活性化させようとする場合、照射時間が短くなるため、より高い強度のUV-Cランプが必要になります。

UV-Cランプは一部の材料、特に空調機器で使用されるプラスチックやガスケットに損傷を与える可能性があるため、直接の照射を防ぐために適切なシールドが必要です。 また、UV-Cは目や皮膚に損傷を与える可能性があるため、サービス担当者を保護するために取り扱いには細心の注意が必要となります。

 

適切な空気清浄システムで空調機をレトロフィット

ASHRAEの現状の推奨事項は、ピアレビュー(査読)済みの調査研究を基準としているため、気流中の微生物の捕集又は無害化、不活性化の目的で、主に高効率の微粒子フィルターとUV-Cランプに焦点が当てられています。[2]これら以外の空気清浄技術を使用する場合は、製造元のテストデータを注意深く検討し、インストールの指示に従ってください。

 

ASHAEの推奨する室内空気質向上対策まとめ

 

DILUTE(希釈換気): 外気で換気量を増やすこと(※省エネとは逆行する)

  • デマンド制御による換気を無効化する(例:CO2制御を無効化する)
  • 外気ダンパー(まはた外気風量)最小設定値を上げる
  • 可能な限り、(循環を止め)オール外気で運用する
  • 低風量時でも換気システムの運転時間を増やす
  • 営業時間前と後で換気を行う

 

EXHAUST(排気): 局所換気を継続運転すること

  • トイレの換気を常時運転にする

 

CONTAIN(空気調和): 室内湿度を制御すること

  • 湿度センサーを設置し、湿度を40~60%に維持するための機器や制御を導入する
  • 雨季では、マルチゾーンVAVシステムの送風温度を上げないように設定値リセットを無効化する(適応可な場合)
  • 再熱して湿度制御ができるように温水暖房システムを有効にする(適応可な場合)

 

CLEAN(清浄化): 適正かつ安全に空気清浄技術を使うこと

  • フィルターをMERV-13(JIS >95%)、またはそれ以上にアップグレードし、エアシール(目地埋め)を確認する(※フィルターで圧損が増える)
  • HEPA等の高性能フィルターを持つ室内空気清浄機を導入する
  • ダクトや空調機内、または室内上方にUVランプを設置する
  •  適正な空気清浄機器を持つ空調機に更新する

 

 

【参照記事】

[1] “Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): Communities, Schools, Workplaces, and Events,” U.S. Centers for Disease Control and Prevention,

[2] ASHRAE Position Document on Infectious Aerosols, updated 14 April 2020,

[3] “COVID-19 Preparedness Resources,” ASHRAE,

[4]  Germicidal Ultraviolet – Frequently Asked Questions, Illumination Engineering Society, IEC CR-2-20-V1, updated 15 April 2020,

[5]  ASHRAE Position Document on Filtration and Air Cleaning, reaffirmed 13 January 2018,