ビル管理士総合情報.com「空気環境の調整4」

空気環境の調整4

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空気環境の調整④

室内温熱環境　<　一酸化炭素(CO)　<　二酸化炭素　<　浮遊粉じん濃度　<　空調熱負荷

室内の空気環境

室内温熱環境

温度

建築物環境衛生管理基準に、温度は18～28℃と定められている。
これは、年間を通じての基準であり、冷房期や暖房期には、それぞれ適した温度で管理する必要がある。
室内温度は、空気環境管理項目のうちでは、在室者が最も敏感に感じる項目である。従って室内温度管理には十分な配慮が必要である。

温度の不適率はビル管理法施行当初は、10%台であったが近年では3～4%と低い率で推移してきたが、平成23年度以降は夏期の節電による28℃超が多く、2割近い不適がある。

温度差のある部屋の移動などに伴う急激な温度変化は、血圧の変動の原因となるので、室内温度は、変動の幅が小さく、安定していることが望ましい。

室内温度は湿度と密接な関係にある。

部屋相互(室間温度差)や屋内から屋外等への移動に伴う急激な温度変化は、血圧の変化(低温による血管収縮、高温による血管拡張)をもたらす、特に高齢者が利用する建築物(社会福祉施設、病院等)では、室間温度差の管理が重要になる。

湿度

建築物環境衛生管理基準に、湿度は40%～70%と定められている。

不適率は年間平均で30%で最も高い。
暖房期(12月～3月)では、80%に達し、その原因の大部分は暖房期の低湿度である。一般に冬期室内温度22℃程度、室内湿度40%程度の条件で加湿システムを設計する場合が多いが、現実には暖房温度は24℃～25℃に制御されているため、相対湿度が低くなることが多い。従って低湿度対策としては可能の範囲で室温を下げることが望ましい。

室温25℃で相対湿度40%を確保するにはおおむね絶対湿度0.008kg/kg(DA)以上が必要である。また冷房モ―ドで必要な加湿量を得るには蒸気加湿が必要である。

室内気流

建築物環境衛生管理基準に、気流は0.5m/s以下と定められている。
これは、不快な冷風気流を考慮して定められている。
下限値は示されていないが、極端な低気流状態は好ましくなく、ある程度の気流は確保すべきである。

建築物環境衛生管理基準の中では不適率が1%前後で最も低い項目。

気流分布に不均一がある場合の改善方法と、室内温度に不均一な分布がある場合の改善方法は、共通した面が多い。

極端な低気流(おおむね0.05m/s以下)である場合は、換気量調査(吹出口の風量測定)を行い、吹出し風量が設計どおりに確保されているかを確認する必要がある。換気量が不足している場合がある。換気量の不足は、二酸化炭素濃度が経時的に上昇する原因になる。

一酸化炭素(CO)

一酸化炭素濃度は、室内環境基準により、6ppm以下である。

不適率は近年は0～1%と低い一酸化炭素は最も有害であり以下の場合は濃度が高くなるので注意が必要

喫煙
汚染した外気の侵入
燃焼器具の不完全燃焼
自動車の排気

一酸化炭素の濃度が建築物内で一様に高いという例は少なく、特定の時間帯や、特定の階、居室で高いという例が多い。これは駐車場や厨房からの排気の侵入が推測できる。

二酸化炭素

炭酸ガスともいう。

二酸化炭素濃度は室内空気の汚染や換気の総合指標として用いられる
二酸化炭素濃度は、室内環境基準により1000ppm以下とされている。
不適率は10～20%であったが近年は20%前後で推移している。

二酸化炭素濃度が高くなる傾向が見られたら居室の換気量不足や過密使用が考えられる。

例えばホテルなどで、宴会の規模などにより極端に高くなる傾向があります。

二酸化炭素が高くなる原因

設備・設備管理に問題がある場合
- 送風機のVベルトの緩みおよび亀裂による送風量の低下
- 外気取り入れセンサ―の故障
- 燃焼の排気口が空気取り入れ口に近いため排気の侵入
- 防火ダンパの閉鎖
運転管理に問題がある場合
- 在室者の有無を考慮せずに、空調機をスケジュ―ル運転した場合(在室者がいるのに空調機を停止したための二酸化炭素濃度上昇)
- 省エネのために外気取り入れ量を絞っていた。

浮遊粉じん濃度

ビル管理基準では0.15mg/m³以下である。
室内浮遊粉じんは、たばこ、人の活動、外気等に由来する。
昔は最も不適率が高い項目であったが最近ではエアフィルタの高性能及び空気清浄機の利用などにより、近年では不適率0～1%と低くなっている

ホルムアルデヒド

建築物衛生法では、ホルムアルデヒドについて0.1mg/m³(0.08ppm)の管理基準値が定められている。

室内の浮遊粉じんの量を求める

たまに試験で光散乱式の粉じん計を用いて室内の浮遊粉じんの量を求める問題の出題が出ますが基本的に試験では式を覚えておけば解ける問題ですので必ず解けるようにしてください。

式はこれです。

平成29年度問題82

問題はこのような出題になります。

光散乱式の粉じん計を用いて室内の浮遊粉じんの相対濃度を測定したところ、3分間当たり90カウントであった。
この粉じん計のバックグランド値は10分間当たり60カウントで標準粒子に対する感度が1分間当たり1カウント0.001mg/m³、室内の浮遊粉じんに対する較正係数が1.3であるとすると、室内の浮遊粉じんの量として、最も近い数値は次のうちどれか。

0.01mg/m³
0.03mg/m³
0.04mg/m³
0.07mg/m³
0.20mg/m³

【解説】

まず整理しますと今わかっているのは

3分間当たり90カウント
バックグランド値は10分間当たり60カウント
標準粒子に対する感度が1分間1カウント当たり0.001mg/m³
較正係数が1.3

そこで求めるのは室内浮遊粉じんの濃度？

まず今回はすでに
E:較正係数=1.3
Y:標準粒子に対する感度=0.001mg/m³
B:60÷10=6
については問題文からわかります。
Aについては
1分間当たりの測定カウントなので

3分間当たり90カウント

で求めることができます。
90 ÷ 3 = 30
になります。
A=30
B=6

式に代入していくと
C=0.001 x 1.3(30-6)=0.03
になります。答えは(2)の0.03mg/m³です。

空調熱負荷

空気調和では熱と水蒸気を同時に制御しなければならない。
水蒸気の除去には、一般に空気調和機の中で結露現象を起こさせて除去するので、水の凝縮潜熱に相当する熱の除去が必要である。
冬季の加湿では逆に水を蒸発させるために蒸発潜熱に必要な熱量を加えなければならない。

空気の温度をあげる、又は下げるための熱を顕熱というのに対し、水蒸気の除去や加湿に必要な熱を潜熱という。
↑
顕熱と潜熱は重要です。

室内負荷・空調機負荷・熱源負荷

まず、空調負荷には、熱源負荷、空調機負荷(装置負荷)室内負荷に分けられます。
イメージ的にも分かると思いますが負荷の大小関係は以下のようになります。

熱源負荷　>　空調機負荷　>　室内負荷

空調熱負荷の構成要素と分類

令和4年問題61

〇：考慮する
△：無視することが多いが、影響が大きいと思われる場合は考慮する。
X ：無視する

熱負荷に関する用語

ゾーニングとは、負荷傾向や温湿度条件、空調時間等の空調条件に合わせて空調エリア等を区画ごとに分けて管理することをいいます。
TAC温度とは、設計値の範囲を逸脱する危険率(設計値を超える確率。超過確率ともいう)を設計して求めた外気温度いいます。
実行温度差とは、日射の当たる外壁において、壁での熱的遅れを考慮した貫流熱量を熱通過で割った値のことです。
つまり、日射の影響を考慮した室内と外気の温度差のことです。