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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

くうきせいじょうきを つけても、二さんかたんそは へらないの?

空気清浄機では二酸化炭素を減らせない ── 換気と清浄機の「仕事のちがい」

換気と空気清浄機の役割分担 ── 二酸化炭素は清浄機で下がらず、粒子は清浄機が得意とする

分野:技術

くうきせいじょうきを 一日じゅう うごかしても、へやの 二さんかたんそは ひとつも へりません。人が はいた いきに ふくまれる ガスなのに、なぜでしょう。

かんきと くうきせいじょうきは、ぜんぜん ちがう しごとを して います。この メモを よむと、どんな よごれに どちらが むいて いるか、わかります。

空気清浄機を動かしても、二酸化炭素を取り除くことはできません。厚生労働省の資料も、空気清浄機は二酸化炭素濃度を下げられない、と注意しています。

では、「8畳用」と書かれた清浄機は何をしてくれて、窓を開ける換気は何をしてくれるのでしょうか。このメモを読むと、換気と空気清浄機が受け持つ仕事のちがいと、二つの合わせ方が分かります。

空気清浄機は、室内の二酸化炭素濃度を下げることができない。厚生労働省の資料が、わざわざ留意点として書いている点だ[2]。換気と空気清浄機を「どちらが効くか」で比べると、答えがかみ合わなくなるのは、この二つが別の仕事をしているからである。

では、各メーカーの「適用床面積」の試験はどういう前提で決まり、HEPAフィルターは何をどこまで取り、窓を開ける換気は何を持ちこむのか。このメモを読むと、汚れの種類ごとに換気と空気清浄機を使い分ける考え方が、公的機関の資料の数字つきで分かる。

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1. にさんかたんそは、くうきせいじょうきでは へらない

1. 空気清浄機をつけっぱなしにしても、二酸化炭素は残る

1. 二酸化炭素1000ppmと毎時約30m³ ── 清浄機が下げられないもの

人は いきを はくと、二さんかたんそを 出します。人の いる へやでは、二さんかたんそが すこしずつ ふえて いきます。

この ガスを へらすには、そとの 空気と いれかえる かんきが ひつようです。まどを あけるのは、その ひとつの ほうほうです。日本の ビルの きまりでは、二さんかたんそは 1000ppm いかが めやすです[1]。ppmは、100まんぶんの 1を あらわす たんいです。

くうきせいじょうきは、これを へらせません[2]。たとえるなら、いけの みずを あみで すくう ようなものです。あみで ごみは とれます。でも、みずに とけた ものまでは とれません。ただし ほんとうは、二さんかたんそは ガスで、みずの たとえとは ちがいます。

人がいる部屋では、毎時30m³の換気が目安になる

人は息を吐くたびに二酸化炭素を出します。日本のビル管理法の基準では、室内の二酸化炭素は1000ppm以下です。ppmは、100万分の1を表す単位です。厚生労働省の資料によると、人の呼気から計算すると、1000ppmに保つ計算では、1人あたり毎時約30m³の換気量に相当します[1]。

天井の高さを2.4mとして計算すると、6畳の部屋の空気は約24m³です。1人が1時間に必要とされる空気は、6畳の部屋ひとつ分よりも、少し多い量になります。

清浄機は二酸化炭素を下げられない

厚生労働省の資料は、空気清浄機は二酸化炭素濃度を下げることができない、と書いています[2]。清浄機はフィルターで「粒」を取る道具で、ガスである二酸化炭素は通りぬけます。そのため、窓を閉めて空気清浄機だけを使っても十分な効果は得られず、清浄機は換気を補う目的で使うもの、というのが同じ資料の説明です[1]。

厚生労働省の資料によると、人体から出る二酸化炭素に基づいて計算すると、室内の二酸化炭素を1000ppmに保つことは、1人あたり毎時約30m³の換気量に相当する[1]。天井高2.4mと仮定すると6畳(約10m²)の部屋の容積は約24m³だから、1人が1時間に必要とされる空気は、6畳間ひとつ分をわずかに上回る計算になる。1000ppmは目安であり、適切な換気や気流になっていることが重要だとも注記されている[2]。

では空気清浄機はどうか。同じ資料群は、HEPAフィルター付きの清浄機でも二酸化炭素濃度は下げられないと留意を促し[2]、清浄機は換気を補完する目的で使うもので、窓を閉めて清浄機だけを使っても十分な効果は得られないとしている[1]。フィルターで捕らえる方式のため、粒でない気体はそのまま通るという構造上の理由と読める。なお、これは感染症対策の文脈で示された見解であり、一般の部屋の運用基準としてそのまま当てはまるとは限らない。

2. 「8じょうよう」は、まどを あける ことを かんがえて きまって いる?

2. 「8畳用」の表示は、どんな部屋を前提にしているのか

2. 適用床面積とJEM1467 ── 自然換気回数1回/時という前提

くうきせいじょうきの はこには、「8じょうよう」などと かいて あります。この ひろさは、どう きめて いるのでしょう。

メーカーの せつめいに よると、「なんじょうよう」の ひょうじは、へやの 空気が 1じかんに 1かい しぜんに いれかわる じょうけんで きめられて います[4]。つまり、ある ていどの かんきが ある へやが、ひょうじの もとに なって いるようです。

空気清浄機の箱には、「8畳用」のように、使える部屋の広さが書かれています。これを「適用床面積」といい、日本電機工業会の規格JEM1467で決められています。

シャープの仕様ページの説明では、1時間に1回、部屋の空気が自然に入れかわる条件で、30分で空気中のほこりの濃度を、ビル衛生管理法の定める値まで下げられる部屋の広さが基準です[4]。つまり「8畳用」の数字は、ある程度の換気がある部屋を想定した試験から出ているようです。ただし、これはメーカー資料に引用されたJEMの説明です。

清浄機の試験の仕組み自体は、空気清浄機の仕組みを扱った別のメモにくわしく書いてあります。

空気清浄機の「適用床面積」は、日本電機工業会規格JEM1467で定められる。シャープの仕様ページはその基準を、自然換気回数1回/時の条件で、粉じん濃度1.25mg/m³の空気を30分でビル衛生管理法の0.15mg/m³まで清浄できる部屋の広さ、と説明している[4]。そのため「8畳用」といった表示は、ある程度の自然換気がある部屋を想定した試験の結果から出ていると読める。ただしここで確かめたのはメーカー資料に引用された規格の内容で、規格の原文そのものではない。

つまり適用床面積は、「換気の代わりに使える広さ」ではなく、換気がある場合の清浄能力の目安として読むほうが、前の章の厚生労働省の説明(清浄機は換気を補うもの)と整合する。

3. くうきせいじょうきが とくいな ことは、つぶを とる こと

3. 清浄機が得意なのは、空気中に浮かぶ粒を取ること

3. HEPAフィルターの捕集と除去率の時間変化

くうきせいじょうきが とくいなのは、空気の なかに ういて いる、とても ちいさな つぶを とる ことです。

HEPAフィルターと いう すごい あみは、0.3マイクロメートルの つぶを 99.97パーセント いじょう とれます[2]。0.3マイクロメートルは、1ミリの 3000ぶんの 1ほどです。

東京大学の しけんでは、チャンバーという とじた はこの なかで、くうきせいじょうきを うごかしました。5ふんで 85パーセント、10ぷんで 96パーセント、35ふん ちょっとで 99.97パーセント いじょうの つぶが へりました[5]。

ただし これは、とじた はこの なかの しけんです。ふつうの へやで、おなじ ように へる とは いえません。

0.3μmの粒を99.97%以上

厚生労働省の資料によると、HEPAフィルター付きの空気清浄機は、空気中に浮かぶ0.3μmの粒を99.97%以上取ることができます[2]。0.3μmは、1mmの約3000分の1です。

ただし、清浄機が取れるものはフィルターの種類で分かれます。米国環境保護庁(EPA)は、粒子を取るフィルターと、ガスを取る活性炭などのフィルターに分け、どんな空気清浄機もフィルターも、家の中の汚れを全部は取れないと説明しています[3]。換気や、汚れの元を減らすことの代わりにはならない、という説明も添えられています。

時間とともに減っていく

東京大学医科学研究所と国立国際医療研究センターは、試験用の閉じたチャンバーで、HEPA付きの清浄機を毎時12回換気に相当する風量で動かしました。コロナウイルスのエアロゾル(空気中に浮かぶ小さな粒)は、5分で85.38%、10分で96.03%、35.5分で99.97%を超えて減りました[5]。

これは試験用の密閉容器での結果で、実際の部屋でも同じ割合で減るという意味ではありません。それでも、清浄機は動かした時間に応じて、空気中の粒を少しずつ減らしていく道具だと分かります。

厚生労働省の資料は、HEPAフィルター付きの空気清浄機が、空気中に浮遊する0.3μmの粒子の99.97%以上を除去できるとする[2]。一方で米国環境保護庁(EPA)は、家庭用空気清浄機を粒子用とガス用(活性炭など)に分けて説明し、どの空気清浄機やフィルターでも、家の中の汚染物質を全部は取り除けないとする。そのため、汚染物質の発生源の対策や換気の代わりにはならない[3]。

では、時間とともにどの程度減るのか。東京大学医科学研究所と国立国際医療研究センターは、HEPA付きの清浄機を毎時12回換気の風量で試験用チャンバー内で動かし、コロナウイルスのエアロゾルの除去率を測った。5分で85.38%、10分で96.03%、35.5分で99.97%超だった[5]。ただし密閉されたチャンバー内の結果で、家庭の部屋での効果と同じとは限らない。

この数字から読み取れるのは、除去が一瞬で終わるのではなく、動かした時間とともに濃度が下がっていく点である。

4. まどを あければ、よい空気だけが 入って くるの?

4. 窓開け換気では花粉も入る ── 花粉が多い日の換気

4. 窓開け換気の弱点 ── 花粉の流入と開け方の工夫

まどを あけると、そとの 空気が 入って きます。でも、そとの 空気には、花ふんも まざって います。

花ふんが たくさん とぶ ころ、1じかん かんきを した マンションの 1こで、およそ 1000まん この 花ふんが 入った、という しけんが あります[6]。まどを 10センチだけ あけて、レースの カーテンを つかうと、入って くる 花ふんは 4ぶんの 1ほどに へった、とも いわれます。

かんきは 二さんかたんそを へらせます。でも、花ふんの 日には、そとの 空気を 入れる ことに なります。だから くうきせいじょうきとの くみあわせが ひつようです。

1時間で約1000万個

換気は二酸化炭素を外へ出す大事な方法ですが、外の空気ごと入れかえるので、外にあるものも室内に入ります。ウェザーニュースが紹介する環境省『花粉症環境保健マニュアル2019』の実験によると、花粉の最盛期に3LDKのマンション1戸で1時間換気すると、約1000万個の花粉が室内に流入しました[6]。

窓を10cmだけ開けてレースのカーテンを使うと、流入は約4分の1に減ったとされます[6]。ただし、これは特定の条件での一例で、どの家でも同じ割合になるとは限りません。

開ける窓は2方向

厚生労働省の換気の資料は、窓を2方向開けると換気の効果が大きい、と説明しています[2]。空気の通り道ができれば、入った空気が部屋を通りぬけて出ていくからです。

換気は二酸化炭素を排出できる一方、屋外の空気ごと入れかえるため、屋外にある粒子も持ちこむ。環境省『花粉症環境保健マニュアル2019』の実験(ウェザーニュースによる紹介)では、花粉の最盛期に3LDKのマンション1戸で1時間換気すると、約1000万個の花粉が屋内に流入した。窓を10cm開けてレースカーテンを併用すると、流入は約4分の1に減ったとされる[6]。ただし環境省の原文ではなく紹介記事を介した数字であり、特定条件の一例として読む。

だからといって、換気を止めれば解決するわけでもない。厚生労働省の資料は、窓を2方向開けると換気効果が大きいとし、二酸化炭素1000ppm以下は目安であって、適切な換気や気流となっていることが重要だと述べる[2]。換気は、二酸化炭素を下げる確かな手段だが、花粉の日には外から別の粒を入れる、という両面を持つことになる。

5. 二つを あわせると、どうなるの?

5. 換気と清浄機を合わせると、どちらの弱点も補える

5. 併用の利点と評価の限界 ── 二酸化炭素濃度では清浄機の効果は測れない

では、どちらが つよいのでしょう。こたえは、よごれの しゅるいで かわります。

二さんかたんそなら、かんき。空気の なかの 小さな つぶなら、くうきせいじょうき。じぶんの へやで 花ふんが 入って きたら、そとから 入った つぶを、せいじょうきが とって くれます。

東京大学の しけんの 発表では、せいじょうきを かんきと いっしょに つかうと、もっと みじかい 時間で ウイルスを へらせると 書かれて います[5]。

ただし、二さんかたんそを はかる きかいの かずでは、せいじょうきの こうかは わかりません。二さんかたんそが かわらないからです[1]。

「どちらが」ではなく「何を取りたいか」

一般の家庭で、換気と空気清浄機のどちらが効くかを、一つの数字で比べた公的資料は見当たりません。汚れの種類で答えが変わるからです。二酸化炭素のような気体は、換気で外へ出します。空気中に浮かぶ粒は、清浄機が得意です。花粉の日に窓を開けたときは、入ってきた粒を清浄機が減らします。

東京大学医科学研究所と国立国際医療研究センターの発表は、HEPAフィルター付きの空気清浄機を室内の換気と併用すると、より短時間で効率的に空間中のウイルスを減らせる、と述べています[5]。

置き方の目安と、測り方の注意

厚生労働省の資料は、換気が難しい部屋で清浄機を併用するなら、HEPAフィルター式で風量が毎分約5m³以上のものを、人のいる場所から約10m²(6畳)の範囲に置くことを目安にしています。外から入る空気の流れとも向きをそろえます[1]。これは感染症対策の文脈で示された目安で、一般の部屋の基準とは限りません。

また、窓開け換気と清浄機を併用すると、二酸化炭素濃度を測る方法では清浄機の効果を評価できません[1]。清浄機は二酸化炭素を変えないので、測定器の数字には現れないのです。

以上の資料を突き合わせると、「どちらが効くか」は汚れの種類ごとに答えが違う、という整理になる。気体の二酸化炭素は換気、空気中の粒子はHEPA付き清浄機が得意である。なお、一般の家庭で両者を一つの数字で比べた公的資料は、今回の調べでは見当たらなかった。

併用の利点について、東京大学医科学研究所と国立国際医療研究センターのプレスリリースは、HEPAフィルター付き清浄機を室内の換気と併用することで、より短時間で効率的に空間中のウイルスを減らせるとする[5]。厚生労働省の資料は、換気が難しい場合に窓開けと清浄機の併用を換気不足を補うために有効とし、HEPA式で風量約5m³/分以上、人の居場所から約10m²(6畳)の範囲、外気の流れの向きをそろえる配置を示す[1]。ただし、これは感染症対策としての条件である。

評価の面では、同じ資料は「窓開け換気に加えて空気清浄機を併用する場合、二酸化炭素濃度測定は空気清浄機の効果を評価できず、適切な評価方法とはならない」と指摘する[1]。清浄機は二酸化炭素を変えないため、二酸化炭素濃度計は換気の指標にはなっても、清浄機の指標にはならない。

6. いえの なかの よごれを、わけて みよう

6. 今日の「空気の汚れ」を、換気向きと清浄機向きに分けてみる

6. 出口 ── 汚れを仕分ける視点と、資料の読みどころ

おうちの 一日を おもいだして、空気を よごす ものを、かみに かいて みましょう。たとえば、人の いき、花ふん、ほこり、りょうりの におい などです。

それぞれに、「かんきが むいて いそう」「せいじょうきが むいて いそう」と、しるしを つけます。まよう ものは、そのまま「まよう」でも だいじょうぶです。

におい や ガスは、つぶを とる フィルターとは べつの フィルターが ひつよう、と いわれます[3]。まどを あける ときは、おうちの 人と いっしょに やって くださいね。

一日の流れを思い出して、空気を汚すものを紙に書き出してみましょう。たとえば、息、花粉、ほこり、料理のにおいなどです。

それぞれに、「換気向き」「清浄機向き」「両方」と印をつけます。迷うものは「迷う」のままで構いません。気体は換気、空気中の粒は清浄機、が出発点です。においやガスは、粒用のフィルターとは別に、ガス用(活性炭など)のフィルターが必要になる、と米国環境保護庁は説明しています[3]。

もっと読みたくなったら、厚生労働省の換気の資料[1][2]や、東京大学医科学研究所のプレスリリース[5]を開いてみてください。清浄機の試験の仕組みは、空気清浄機の仕組みを扱った別のメモにあります。

実践としては、一日の中で空気を汚すものを書き出し、気体は換気、空気中の粒は清浄機、と仮に仕分けてみるとよい。においやガスは粒用のフィルターでは足りず、ガス用(活性炭など)のフィルターが別に必要になるとEPAは説明する[3]。迷う項目が残れば、それが次の調べものの種になる。

資料を読むなら、換気量の考え方と清浄機の置き方は厚生労働省の二つの資料[1][2]、除去率の時間変化は東京大学医科学研究所のプレスリリース[5]が日本語で読める。EPAのガイドは英語の資料である[3]。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

出典について:厚生労働省の換気の資料、東京大学医科学研究所のプレスリリース、米国環境保護庁のガイド、メーカーの仕様ページ、気象情報会社の記事を使った。何に使ったかは、各項目の最後に書いている。

  1. 厚生労働省「冬場における「換気の悪い密閉空間」を改善するための換気について」(令和2年11月27日)。https://www.mhlw.go.jp/content/000698866.pdf (換気量の目安、清浄機の併用条件、二酸化炭素濃度での評価の限界)
  2. 厚生労働省の換気に関する資料(効果的な換気)。https://www.mhlw.go.jp/content/000968526.pdf (窓を2方向開ける換気、HEPAフィルターの捕集率、清浄機は二酸化炭素を下げられないこと)
  3. 米国環境保護庁(EPA)"Guide to Air Cleaners in the Home"。https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/guide-air-cleaners-home (粒子用とガス用のフィルターのちがい、清浄機の限界)
  4. シャープ 空気清浄機 FU-G51 仕様ページ。https://jp.sharp/kuusei/products/fug51-spec.html (JEM1467と適用床面積の説明)
  5. 東京大学医科学研究所・国立国際医療研究センター プレスリリース(2022年8月23日)。https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/imsut/content/000006782.pdf (清浄機の除去率の時間変化、換気との併用)
  6. ウェザーニュース(環境省『花粉症環境保健マニュアル2019』を紹介)。https://weathernews.jp/pollen/handbook/page3-5.html (窓開け換気での花粉の流入の一例)

なおした ところ

更新履歴

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