2019年の末から現在まで続く新型コロナウイルスの感染拡大、ワクチンが普及しだしたとはいえ、油断のならない日々が現在も続いています
いわゆるクラスターの発生を防止するためには、密接・密集・密閉の「三密」を避けることが重要であり、特に密室の回避には換気が不可欠です。
今回は二酸化炭素濃度計（CO2センサー）について、そもそもどういった機械なのか、なぜ換気の際に必要なのか、どのような種類があるのかなどについて解説していきます。
YouTubeでも「かんきしゃちょー」として換気に関する情報を配信していますので、ぜひチェックしてみてください。
目次
二酸化炭素濃度計（CO2センサー）とはなにか
名前がそのまま表す通り、二酸化炭素濃度計（CO2センサー）は空気中の二酸化炭素濃度を測るための機械です。
空気にはさまざまな気体が混ざっており、たとえば窒素が全体の約78%で酸素が約21%、そして二酸化炭素やアルゴンなどが合わせて約1%ですが、これらはあくまで平均値です。
周囲の環境によってこれらの内訳は変化し、もちろん二酸化炭素が濃くなることもあります。
現在の空気には二酸化炭素がどれほど混ざっているかを測定するために、このCO2センサーが必要なのです。
なお、空気全体から見ると二酸化炭素の割合は非常に小さな値であるため、二酸化炭素濃度計では一般に%ではなくppm（パーツ・パー・ミリオン）という単位が使われます。
これは百万分率、100万分のいくらかを表す単位であり、1ppmは0.0001%です。
なぜ換気に二酸化炭素濃度計（CO2センサー）が必要なのか？
なぜ換気の際に二酸化炭素濃度計が必要なのか、それにはコロナに感染しやすくなる環境が関係しています。
「三密」のひとつ「密閉」つまり密閉空間に人がいると、吐かれる息により空気中の二酸化炭素濃度は徐々に濃くなっていきます。
つまり、二酸化炭素濃度が高い空間はそれだけ吐いた息が留まっている、換気が行われていない場所ということです。
しかし、二酸化炭素濃度計があれば現在の二酸化炭素濃度が数字で確認でき、この空間が「密閉」になっていないかどうかを客観的に判断できるようになります。
密接を避けるために「2mの間隔を空ける」という基準が設けられたように、密閉回避の指標として二酸化炭素濃度計が求められるようになったのです。
二酸化炭素濃度計の推奨基準
新型コロナウイルス感染症厚生労働省対策本部では、専門家の見解などを踏まえ、換気の悪い密閉空間を招かないように換気の推奨方法を公表しています。
対策本部にて示された必要換気量は「1人当たり毎時30㎥」です。
なお、ビル管理法によって空気調和設備を設けている場合なら空気環境の基準二酸化炭素の含有率は1,000ppm以下、と定められています。
この基準を満たすかたちで換気が行われていれば、基本的には密閉空間を回避可能です。
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CO2の基準値を超えるとどうなるの？
では、基準値である1,000ppmを超えると感染症リスクの他にどんな影響があるのでしょうか。
CO2濃度が1,000ppmを超えると、まず頭痛・眠気・倦怠感・注意力散漫などの症状が現れるようになります。
そのまま換気せずにいると、心拍数が上がり、吐き気を催すようになります。
通常は、このような体調の変化で、空気を入れ替えようと思うことでしょう。
東京消防庁提供の資料によると、労働衛生上の許容濃度は5,000ppmとされています。
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二酸化炭素濃度計を使って適切に換気を行おう
オフィスビルや大型施設などビル管理法の適用外の建物、あるいは飲食店をはじめとした店舗の場合、空気調和設備が設けられていることは稀です。
そのため、30分に1回以上、数分間程度、窓を全開することが推奨されています。
換気の際はなるべく二方向の窓を開放し、空気の流れができるように調整しましょう。
窓が一つしかなかったとしても、ドアを開ければ空気の流れを作ることが可能です。
とはいえ、30分に1回というのもあくまで基準であり、環境によってはそれ以上の換気が求められることもあります。
だからこそ二酸化炭素濃度計を設置し、換気のタイミングを見計らうことが重要です。
二酸化炭素濃度が1,000ppmを超えないよう注意しつつ換気を実施してください。
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換気をしても減らないCO2濃度の原因は○○
換気をしたからといって絶対にCO2が減るわけではありません。
換気をしてもなんでCO2が減らないのかその原因について紹介していきます。
暖房器具によって変わる
冬になると寒いため、暖房器具を室内で利用する方がほとんどです。
中でも石油ファンヒーターを使って、寒さをしのいでいる方もいるのではないでしょうか。
他の暖房器具に比べて、石油ファンヒーターはCO2濃度をグンとあげてしまいます。
換気しているつもりになっている
室内に24時間換気がある場合、しっかりとつけているでしょうか。
お金がかかってしまう、音が気になるから消しているという場合、換気をしていても、その時間が短いとすぐに二酸化炭素が増え始めます。
もしかしたら自分で考えている以上に短い時間で閉めていて、二酸化炭素が増えている可能性があります。
気密性の問題で空気が停滞してしまう
変に空気の通り道が多い場合、空気が停滞してしまう部分ができます。
ちょうど停滞しているところで作業をしていると、本来の適切なCO2濃度以上の数値になっているため、新型コロナウイルスに感染しやすい状況が作られてしまうのです。
家が古くなってきても、そのままにしていて隙間がある場合は、高気密な家にすることを検討しましょう。
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換気の見える化と二酸化炭素濃度計（CO2センサー）設置に対する補助金
コロナ対策のために換気の「見える化」が求められ、二酸化炭素濃度計の導入が推進されています。
それを受け、二酸化炭素濃度計の設置に対して補助金を出し、導入促進を図っている自治体も増えつつあるのです。
ここからは、そもそもなぜ換気の見える化が必要なのか、補助金を用いて二酸化炭素濃度計を設置するにはどうすれば良いかを解説していきます。
換気の見える化が必要な理由
接触感染や空気感染、飛沫感染あるいは媒介物感染など、病気の感染経路には複数種類あります。
新型コロナウイルスの感染経路として特に注意しなければならないのは、飛沫の水分が蒸発した状態「飛沫核」によるエアロゾル感染です。
水分を含むため飛沫は比較的重く、たとえ口や鼻から飛んだとしても2mほど先で落ちてしまいます。
しかし、飛沫核は水分が蒸発した分だけ軽く、空気中に長時間漂い続けることが可能です。
空気が入れ換わらずにいるとそれだけ飛沫核も同じ場所に留まり続けるので、換気を定期的に行って新しい空気を入れなければなりません。
しかし、当然ながら飛沫核は小さすぎて見えず、空気中にどれほど溜まったかを目視することは叶わないので、代わりに二酸化炭素濃度を指標として使う必要があるのです。
二酸化炭素濃度計の補助金を得るための注意点
日々多くの感染者を出している東京都をはじめ、二酸化炭素濃度計やコロナ対策設備および消耗品の導入に対しての補助金制度は日本各地で行われています。
しかし、多くの場合において、購入より先に補助金の申請を済ませないといけません。
先に物品を買い領収書を後から出す、という方式ではないのでご注意ください。
まずは補助金の申請を行い、書類に不備がないか、補助条件を満たしているかなどの審査を受ける必要があります。
審査をパスして、交付が決定してから各種機器や設備などを購入し、また必要があればそれらの設置工事を行います。
その後に、領収書とともに報告書を自治体に納めてください。
書類の提出後の対応は自治体によりけりで、書類審査だけで終わることもあれば設置や利用の実態を訪問審査される場合もあります。
いずれにせよ完了検査をパスできれば補助金の交付額が決まるので、通知に従って請求を行ってください。
ただし、これもケースバイケースで、導入実績だけでなく使用の報告が求められることもあり、その場合は導入から補助金の交付まで時間がかかってしまうので注意が必要です。
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二酸化炭素濃度計の「NDIR方式」とは？
計測方法の違いによって二酸化炭素濃度計はいくつかの種類に分類できますが、そのなかでも今日主流となっているのがNDIR方式というものです。
ここからは、NDIR方式とはどういったものか、またなぜNDIR方式が推奨されているのかなどを解説していきます。
NDIR方式とは？
NDIRはNon Dispersive InfraRedの略で、「非分散型赤外線」と和訳されます。
つまり、NDIR方式とは赤外線を用いて計測する二酸化炭素濃度計のことです。
なぜ赤外線が気体の濃度計測に使えるか、そこには分子の性質が関わってきます。
二酸化炭素とはつまり酸素と炭素が結合した分子ですが、これに限らず、あらゆる分子は常に振動しているのです。
振動の周波数は分子ごとに異なり、またそれに応じて分子が吸収する赤外線の周波数も変化します。
ちなみに、二酸化炭素が吸収する赤外線は波長が4.26µmのものです。
加え、赤外線がどれほど吸収されてしまうかはその大気中に含まれる分子の濃度によって変化します。
つまり、NDIR方式では二酸化炭素に吸収される赤外線を出し、大気を通る際にどれほど減ったかによって二酸化炭素濃度を測ります。
なぜ二酸化炭素濃度計はNDIR方式が良いのか
NDIR方式が推奨される理由は計測数値の正確性にあります。
VOC方式をはじめ、NDIR方式以外での二酸化炭素濃度計測法はいくつかありますが、それらはどれも計測対象のガスに変化を生じさせてしまいます。
計測対象が変わってしまったら、当然ながら大気中での濃度を正確に測ることはできません。
しかし、NDIR方式は対象のガス、つまり空気に変化を及ぼさず、濃度を正確に計測できます。
VOC方式と比べると多少値は張りますが、正しく測り換気するためにも、NDIR方式の二酸化炭素濃度計を選んだほうが良いでしょう。
二酸化炭素濃度計で正しく計測するためには校正が必要
ほかの方式と比べて数値に狂いが生じにくいのがNDIR方式の長所ですが、それでも常に正しく計測できるとは限りません。
たとえば、発する赤外線自体が弱くなると正しい数値を出せなくなってしまいます。
また、どれほど赤外線が減ったかを見るセンサーが弱ってしまっても正確な計測は実現できません。
丁寧に使用していたとしても狂いはどうしても生じてしまうので、現在どれほどのずれが生じてしまっているかを把握しそれに応じて補正する「校正」を定期的に行う必要があります。
二酸化炭素濃度計のなかには自動校正機能を搭載したものもあるので、長い間使い続けたい方はそれがあるかどうかを確認すると良いでしょう。
なお、一般的に二酸化炭素濃度計の寿命は10年から15年で、それ以上使用し続けると校正を行っても正しく計測できなくなる可能性があります。
加えて、使用環境によってはそれよりも早くに寿命を迎えてしまうこともあるので、長年使ってきた二酸化炭素濃度計に狂いが生じてきた際には思い切って買い換えてしまったほうが良いです。
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NDIR方式の種類
一口にNDIR方式といっても、内部構造の違いによってさまざまな種類に分けられます。
それぞれによって精度や安定性なども異なるので、NDIR方式の二酸化炭素濃度計を購入する際はそれぞれの違いを理解しておく必要があるでしょう。
単光源単一波長方式（シングルビーム方式）
赤外線の光源と検出器、そしてチャンバー（測定用の空間）が各一つずつ設けられたものが単光源単一波長方式です。
チャンバー内に入った空気に赤外線を通し、どれほど吸収されるかによって二酸化炭素の濃度を測ります。
シンプルな構造であるため価格は比較的安く、部品数の少なさから故障の可能性も低いです。
しかし、そのシンプルさが仇となり、条件によっては濃度を正確に計測できないことがあります。
たとえば、赤外線の光源自体が劣化してしまうと検出器に当たる赤外線の量も減ってしまい、「二酸化炭素の濃度が上がったから赤外線が少なくなった」とセンサーが誤認識してしまいます。
また、チリやホコリなどが付着しても同様の誤認識が起こってしまうことも珍しくありません。
校正したとしても数値を正常な値に戻せるとは限らず、また校正を繰り返しすぎるとかえって狂いやすくなってしまうので、単光源単一波長方式の二酸化炭素濃度計を購入する際はその点を注意しておきましょう。
二光源単一波長方式
単光源単一波長方式は出力の変動幅「ドリフト」が広がりやすいのが欠点です。
そのデメリットを補うために、赤外線光源を2つ設けた二光源単一波長方式が開発されました。
光源が単純に増えたため、その分だけ正確性は増していると言えるでしょう。
とはいえ、追加された光源も劣化しないとは限らず、加え計測方法自体は単光源単一波長方式と変わらないため、チリやホコリに弱いという欠点は是正されていません。
また、光源を増やしたためその分だけ内部構造が複雑になり、単光源単一波長方式よりも故障のリスクが上がってしまっています。
設置場所やその周辺環境によって数値が変化しやすい、という単光源単一波長方式のデメリットもそのまま受け継いでしまっているのも懸念点の一つです。
単光源二波長方式（デュアルビーム方式）
光源の代わりに検出器を2個設け、さらに透過波長域の異なる光学フィルタも搭載したのが単光源二波長方式です。
2個ある検出器のうち片方は検出する波長がずれており、二酸化炭素に吸収される波長と吸収されない波長との差を計測できるようになっています。
同条件の中で同時に計測して、その差を比較するため、たとえチリやホコリが舞っていたとしても比較的正確に測定可能です。
また、二光源単一波長方式よりは構造がシンプルであり、故障のリスクがいくらか低いのもメリットとしてあげられるでしょう。
このような長所により、3種のなかでは単光源二波長方式（デュアルビーム方式）が最も信頼でき、安定した精度を長期的に保てると考えられています。
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しかし、実際に5,000円以下の商品を利用してみると、いかにも計測しているような感じがするのです。
ただし、その実態は消毒用のアルコールに反応するような疑似センサーが使われている可能性があります。
CO2センサーが使われている商品か見分ける方法はいくつかあります。
詳しくはこちらの記事をご確認ください。
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ここからはおすすめの二酸化炭素濃度計をご紹介します。
一口に二酸化炭素濃度計といっても、その特徴はさまざまであるため、使用環境や求める機能に合わせて選ぶことが重要です。
紹介する二酸化炭素濃度計はすべて粒ぞろい、おすすめポイントは違えど高性能なものばかりなので、ぜひお気に入りの一品を見つけてください。
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ワクチンの接種が進んでいるとはいえ、コロナウイルスも変異を繰り返しており、まさにいたちごっこの状態です。
だからこそ、身近なところから対策を進め、感染しないよう努めることが求められます。
二酸化炭素濃度計を使用して的確に換気し、このコロナ禍を乗り切りましょう。
