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窓のない部屋の空気循環を改善する方法

2025年12月25日
メキシコのモンテレイ、産業廃棄物による深刻な大気汚染危機に直面 - Airwoods
会議室

窓のない部屋は、決して「自然」な解決策とはみなされません。むしろ、より高度な設計が求められます。安定した外気供給、確実な排気、適切な圧力関係、許容範囲内の騒音、そして予算をオーバーしないエネルギー性能など、あらゆる面で高いレベルが要求されます。このガイドでは、窓のない空間に空気を供給する責任を負う施設管理チームやエンジニアリングチーム向けに、建築基準に準拠した手法と実践的なワークフローを解説します。

成功とはどのような状態を指すのでしょうか? 選択された基準を満たす外気と排気、測定された圧力関係(例えば、トイレは隣接ゾーンに対して負圧)、微粒子を実際に捕捉するろ過システム、作業を支援するNC/RC騒音レベル、そして在室状況に応じて調整される制御システムなどが挙げられます。具体的に見ていきましょう。


1) 基準を設定する:コードが期待するもの

  • ASHRAE 62.1 (非住宅用) では、呼吸ゾーン外気 (Vbz) を決定するために、人当たりの項と床面積当たりの項を組み合わせた換気率手順 (VRP) が規定されています。この規格は頻繁に更新されます。構造と最近の明確化については、2023 年追補で説明されているものを参照してください。 ASHRAE 62.1 補遺 b および ab (2023) 概要。Vbzを計算し、システムの換気効率を適用し、管轄区域の採用基準と照らし合わせて検証します。

  • ヨーロッパでは、EN 16798-1 メソッド 1 は、室内空気カテゴリー I~III を用いた人およびエリアベースの流量を使用します。カテゴリー II は一般的に非居住空間で使用されます。構造と典型的なカテゴリーのデフォルト値については、以下を参照してください。 REHVAの室内環境品質に関するガイダンス(2025年版)必ずご自身のスペースタイプに合った公式表をご確認ください。

  • 多くの地域では、トイレの排気は国際機械基準に準拠しており、器具と空間のカテゴリごとに最小排気量を定めています。地域の採用状況を確認してください。 IMC 2024、第4章 換気 また、隣接する空間に対して負圧を維持できるような大きさに設計されている。

  • ろ過: 非居住用建物の場合、広く認められている基準は、空気を循環させるシステムでは MERV 13 または ISO 16890 ePM1 ≥50% であり、 ASHRAEのろ過と消毒に関するよくある質問関連する圧力損失を考慮したファンのヘッドルームを確認し、多段式フィルターの導入を検討してください。

  • 騒音と音響: 用途に適した中立で低騒音のスペクトルを目標とする (例: オフィスや会議室は NC 25〜35 の範囲に収まることが多い)。方法と設計手順については、 ASHRAEハンドブック、騒音・振動制御(2024年版)

スペースタイプ

外気/排気方式

ろ過基準値

加圧の意図

一般的なHVAC騒音ターゲット

社内オフィス/窓のない会議室

ASHRAE 62.1 VRPまたはEN 16798 方法1; 人+面積を計算する

MERV 13またはISO ePM1 ≥50%(ファン差圧を確認してください)

中立からややプラス(コリドーとの比較)

NC 約25~35(会議)/NC 約30~35(オフィス)

窓のないトイレ

IMC/ASHRAE規格に基づく器具からの最小排気量;継続的な負圧を維持する

排気側は該当なし。給気はMERV 13+で上流側で調整する。

隣接空間に対して陰性。DP/煙で確認済み。

NC ≤40で隣室への感染拡大を抑制

機器室/サーバー室(クリーンルーム以外)

空室の場合はコードミニOA(外気処理)を実施し、専用冷却システムと連携させ、還気経路を隔離する。

居住区域と空気を共有する場合は、共有システムのベースラインに合わせる

中立からやや正の相関(回廊に対して)。汚染物質の移動を避ける。

隣接する基準および機器の制限と調整する


2) 要件を設計に変換する:段階的なワークフロー

ステップ1 — 負荷を定量化し、設計フローを計算する

  • 在室状況とプロセス負荷を定義します。オフィスや会議室の場合は、ピーク時の人数と現実的なスケジュールを決定します。ASHRAE 62.1 VRP または EN 16798 メソッド 1 を使用して、人および面積ベースの外気量を計算し、システムの換気効率を適用します。会議室で需要制御換気 (DCV) を検討している場合は、規格のガイダンスに準拠した CO2 設定値を選択し、センサーの配置と校正を確認します。推測するのではなく、計算しましょう。

ステップ2 — システムトポロジーを選択する

  • 内部ゾーンの場合、 専用外気 末端ユニットと組み合わせたシステム(DOAS)は効果的です。排気と給気の間でエネルギーを回収するために、ERV/HRVの使用を検討してください。性能認証(Eurovent/AHRIリスト)を受けた機器を選択し、設計風量と圧力における顕熱/エンタルピー効率を確認してください。エネルギー回収の下流には、少なくともMERV 13/ePM1 ≥50%のろ過装置を設置してください。多くのプロジェクトでは、圧力上昇とサービス間隔を管理するために、2段階フィルター(例:MERV 8前処理+MERV 13後処理)を使用しています。

  • 内部リソース: 仕様の調査については、ERV および外気処理ソリューションに関する airwoods の製品ページを参照してください。 エコフレックスエネルギー回収換気装置 そして エアウッズ製天井設置型ヒートポンプ式エネルギー回収換気装置 350CMH設計の基礎を準備する際には、これらをESP、効率性、および制御機能の出発点として使用してください。

ステップ3 — 実際に空気を混合するダクトとターミナル

  • 会議室では、給気と排気の間で短絡が発生しないようにしてください。ディフューザーを設置して、人がいる空間全体で空気の混合を促進してください。置換換気戦略を採用する場合は、最初から設計段階から行い、後付けの改修は避けてください。外気取り入れ口は、排気口や汚染源から隔離してください。エネルギー効率とコミッショニングの目標に合致したダクト漏洩クラスとシーリング方法を選択し、清掃やフィルター交換のためのアクセスを確保してください。

ステップ4 - 加圧とバランス調整

  • トイレは隣接する空間に対して負圧に保ち、オフィスは廊下に対してほぼ中性またはわずかに正圧に保ち、汚染物質がよりきれいな場所に移動するようにします。火災/煙対策に沿って、移送経路(ドアの切り欠きや移送グリルなど)を設けます。TAB(試験運用評価)中に、差圧(Pa)の測定値と簡単な煙の視覚化で確認します。圧力は気流の「交通管制」のようなものと考えてください。経路が塞がれていると、気流は意図した場所に流れません。

ステップ5 - 制御システムとBMSの統合

  • スケジュールと在室検知信号を使用して、無人期間中の空気流量を削減します。変動の大きい部屋にはDCVを適用し、湿度の高い地域や寒冷地ではERV運転に湿度制御(バイパス制御またはホイール制御、霜防止)を追加します。トレンドのキーポイント:外気ダンパー位置、給気/排気ファン速度、CO2濃度、室内圧力、フィルター差圧。範囲外の状態やセンサーの故障が発生した場合はアラームを発します。


3) 試運転、試験、および継続的な検証

オーナーのプロジェクト要件(OPR)、設計基準(BOD)、機能テスト、および文書化については、ASHRAE規格202およびガイドライン0の枠組みを採用してください。コミッショニングは複雑である必要はありませんが、厳格に行う必要があります。

試運転およびTABチェックリスト

  • 端末における外気、給気、排気の風量を確認し、Vbzからシステム風量までの計算結果を文書化する。

  • トイレの排気流量を器具の数/種類別に確認し、隣接する空間への負圧を実証する。

  • ディフューザーの噴射範囲/混合性能または置換性能を検証し、短絡を解消するためにバランス調整を行う。

  • 負荷がかかった状態で、利用者の多い部屋の室内CO2濃度を測定し、DCVの設定値とセンサーの精度を確認する。

  • フィルターの取り付け状態と基準差圧を確認し、適切な差圧閾値でアラームを設定します。

  • 代表的な部屋で騒音基準(NC/RC)を確認し、基準値外の場合は減衰または遮音対策を施す。

  • 可能な場合は、模擬条件下でERVの霜制御およびバイパスシーケンスをテストする。

検証中

  • 毎月の傾向分析とレビュー:CO2濃度のピーク値、占有/非占有時の空気流量、フィルター差圧、および圧力アラーム。可能な限り、フィルター交換は固定カレンダーではなく差圧の上昇に合わせて行う。テナントやレイアウトの大幅な変更後は、流量を再確認する。


4) 事例に基づく適用

エネルギー回収機能を備えた DOAS と独立した内部トイレブロックを備えた、窓のない会議室群を考えてみましょう。実用的なアプローチとしては、ピーク時の会議利用率に合わせて計算された Vbz を供給する ERV ベースの屋外空気ユニットを指定し、汚れた空気を一般排気または専用の ERV 排気経路を通して戻す方法があります。ERV は外気の暖房/冷房負荷を軽減し、2 段階のフィルターバンクはエネルギー回収コアの下流で MERV 13/ePM1 ≥50% を達成します。占有率に基づく DCV は会議間の空気の流れを低減し、BMS は CO2 とフィルター DP のトレンドを監視して継続的な保証を提供します。製品のスコープと ESP/効率範囲については、Airwoods を参照してください。 業務用ERVオプション

トイレ側では、専用の排気ライザーは、IMC/ASHRAEの地域基準に準拠したサイズで設計され、隣接する空間への負圧が確実に維持され、外気はDOAS経路を通して調整されるため、臭気が拡散することはありません。その結果、規定に準拠した換気と加圧、顕熱回収、そして検証可能な性能が実現します。


5)避けるべき落とし穴とその対処法

トイレからオフィスへの臭気拡散は、一般的に排気装置の容量不足、給気経路の不備、または圧力制御の不具合が原因です。対策は簡単です。器具/カテゴリごとに排気装置を点検し、清潔な空間から給気経路を確保し、TAB(一時的空気負荷試験)時および通常運転時に煙とPa(圧力)の測定値で負圧を確認してください。

会議室における空気の循環不良は、給気口が直接排気口に流れ込んだり、拡散器が空気の流れが滞る隅に設置されたりした場合に発生します。使用空間全体で空気の混合が促進されるように端末の配置を見直し、設計上の気流における送風量と誘導を検証し、複雑な形状や重要な会議スペースにはCFD(計算流体力学)解析を活用してください。

ファン選定において、フィルター圧力の上昇は考慮されていないことが多い。寿命末期の差圧に余裕を持たせ、センサーで傾向を把握し、段階的なろ過を行うことで交換間隔を延長する。ファンが起動時に圧力曲線に沿って作動すると、システムの寿命が尽きるまで問題解決に追われることになる。

寒冷地用ERVは、除霜またはバイパス戦略が設定されていない場合、凍結する可能性があります。ホイール速度制御または予熱/バイパスシーケンスを確認し、模擬条件下でテストしてください。バイパスが固着したままシーズンが長引かないように、故障アラームを追加してください。


まとめ:今後のステップ

  • 準拠方法(ASHRAE 62.1 VRPまたはEN 16798 Method 1)を選択し、実際の使用状況に基づいて数値を計算し、設計の根拠を文書化してください。

  • 認証済みの性能を持ち、下流側のろ過性能がMERV 13/ePM1 ≥50%以上のERV/DOASまたはAHUソリューションを選択し、フィルターの差圧に対するファンのヘッドルームを検証してください。

  • 短絡や臭気の拡散を避けるため、ダクト、端子、圧力関係を設計し、アクセスと減衰についても計画する。

  • ASHRAE 202の原則に基づき、重要な指標の動向を調査する。

窓のない空間におけるERV/DOASに関する仕様策定済みのサポートや製品データパッケージをご希望の場合は、airwoodsのエンジニアリングチームが、設計目標と認証済みの機器および制御システムの整合性を図るお手伝いをいたします。