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なぜ換気に二酸化炭素濃度計(CO2センサー)が必要なのか?

部屋の換気をする

新型コロナウイルス感染防止対策として、2020年11月5日の西村大臣の会見では、換気状態を確認するため二酸化炭素濃度計による計測の必要性が話されました。

これは新型コロナウイルス感染の危険が高まる条件「三密」、その中でも特に「密閉」を解消するためです。
はしかや結核と異なり、新型コロナウイルスの空気感染は報告されていません。
しかし、感染者より放たれた飛沫は短時間ではあるものの空気中を漂うことがあり、それを吸い込み感染してしまうおそれがあります。
ライブハウスやスポーツジムなどで集団感染が起こったのも、それらの空間は基本的に空気があまり入れ換わらず、感染源になり得る飛沫が同じ場所で漂い続けやすいからです。
そういった状況を少しでもなくすために現在換気が推奨されています。
生活に大きな変化が起きている現在、実施すべき新型コロナウイルス感染防止対策はいくつかありますが、換気における二酸化炭素濃度計の必要性はどこにあるのでしょうか。

二酸化炭素濃度をどのように測るのか

空気中の酸素濃度を表す際に使われる単位はppm(パーツ・パー・ミリオン、100万分のいくらかという意味)です。
大気中における二酸化炭素の割合は0.040%つまり400ppmですが、密室だと人間の呼吸によって徐々に濃度が高まっていきます。
あまりにも二酸化炭素濃度が高まると健康面や衛生面に影響が及ぶため、建築基準法では延床面積が平方3,000m以上ある建物は二酸化炭素濃度が1,000ppmを超えないよう定められているのです。
これはあくまでデパートのような大型施設を対象にしたものではありますが、公的機関はこれを良好な換気状態の基準として、延床面積に限らず適応するよう推し進めています。
二酸化炭素は特定の波長の赤外線を吸収する特性を持っており、それを利用して濃度を計測します。

二酸化炭素濃度計(CO2センサー)とは

二酸化炭素濃度計は、空気中の二酸化炭素濃度を測り、数値として表すことのできる装置です。
主流は赤外線センサーを搭載したもので、無色無臭の二酸化炭素を検知できる性能を持っています。
二酸化炭素は、赤外線の領域にある一部の波長の光を吸収する特性を持っていて、空気中を透過する赤外線量をセンシングすることで濃度を数値化することが可能です。
非分散型赤外線 (NDIR)検出方式と言い、これを利用したものを光学式と言います。
ほかにも電気化学式や半導体式などといったタイプがありますが、リーズナブルで使いやすい光学式は一般に入手しやすく、インターネット通販などでも購入可能です。
二酸化炭素濃度計は二酸化炭素濃度測定器やCO2濃度計やCO2モニター、CO2センサーなどの名称で呼ばれていることがあり、また卓上タイプや壁掛けタイプなど種類もさまざまです。飲食店だけでなくオフィスや一般家庭でも使いやすいタイプが多くあります。

なぜ新型コロナ感染防止対策に二酸化炭素濃度計が必要なのか

西村大臣は会見で、新型コロナ感染防止対策として二酸化炭素濃度計でCO2濃度を測定し、空気の入れ換え状況を確認していくことが検討会で議論されていると話されました。
その後2020年11月9日に行われた政府分科会の尾身会長の会見においても、換気状態を確認するためCO2濃度を計測する必要性があることが話されています。
これは寒冷地域で窓を開けての入れ換えが難しい状況を考慮してのことでしたが、飲食店などで可能な場合は二酸化炭素濃度計を設置し、適切な空気の入れ換えで1,000ppm以下を維持することがポイントだという内容でした。
もともと厚生労働省は良好な換気状態の基準として、二酸化炭素濃度1,000ppm以下をビル管理法に定めています。
空気環境には衛生基準があり、満たされていれば換気の悪い空間には当てはまらず、新型コロナ感染のリスク要因の一つを抑制する期待があるということです。
ただし、換気の悪い密閉空間はリスク要因の一つであり、たとえ適切に空気を入れ換えても感染を確実に予防できるというわけではないとしています。
とはいえ、1人あたり1時間に30㎥という必要換気量が実際に確保できているかどうか、目に見えず臭いもしない二酸化炭素の状況を正確に把握することは困難なため、数値化できることは有効な手段です。
二酸化炭素濃度計は人体に悪影響を及ぼす二酸化炭素の濃度を見える化し、正しい換気につなげる目安になることは間違いありません

二酸化炭素のリスクとは

前述したとおり、そもそもビル管理法(建築物における衛生的環境の確保に関する法律)では空気環境に基準を設けています。
それが二酸化炭素の含有率100万分の1000以下(=1,000ppm)以下というものです。
その環境が新型コロナ感染防止対策においても有効であろうと分科会において推測されているわけですが、それにかかわらず二酸化炭素濃度が人体へ影響を及ぼすことは周知の事実です。
二酸化炭素は人の呼吸によって排出されますが、少量であれば人体に影響は見られないものの、濃度が高くなると、健康被害をもたらします。
症状としては頭痛や倦怠感、耳鳴りなどが現れることもあり、室内空気汚染の指標の一つにも用いられています。
数年前から人の多いオフィスで働いているとひどい眠気に襲われたり、息苦しさを覚えたりするという訴えが少なくありませんでした。
新型コロナ感染防止対策だけでなく、二酸化炭素による健康被害を起こさないためにも、飲食店だけでなくオフィスや一般家庭で濃度を測り適切に換気することは大切です。

効果的な換気方法とは

新型コロナ感染症は人から人に移る感染症であり、呼吸によって空気中に吐き出されるウイルスを含んだ細かい飛沫(エアロゾル)を吸ってしまうことで感染リスクが高まります
常に自分の周りの空気を入れ換えておくことが大切ですが、効果的に換気するためには工夫も必要です。
飲食店やオフィスでは、窓がない、もしくは窓を開けられない環境もありますので、そうした場合は換気扇を有効活用しましょう。
換気には窓などから風を入れて自然に空気を入れ換える自然換気と送風機や換気扇で強制的に入れ換える機械換気とがあります。
いずれも部屋の中の空気を外気と入れ換える有効な方法であり、新型コロナ感染症対策にも有効です。
窓が複数あるなら1時間に1回5分程度2ヶ所以上開けることで機能しますが、換気扇も回すと漫然と窓を開けるより空気の流れを作ることができます。
基本は対角線上にある窓を開け、流れ込んでくる方を15cmほど、出ていくほうをそれ以上大きく開けることで流れを強めることができます。
また高低差があれば温度差を利用するのも良いでしょう。
窓が複数ない場合は開けた窓に向けてサーキュレーターを回すことで強制的に空気を入れ換えることもできます。
窓がまったくないなら換気扇が一番ですが、あわせて入口を開け、入口の外へ向けてサーキュレーターを回すとより効果的です。
ただし、飲食店やオフィスは特に換気扇の定期的なメンテナンスは重要です。
設備の寿命は10年から15年ですが、常時つけていると短くなる場合もあります。
急に動かなくなっても困りますが、異音がする場合、すでにかなり吸込力が落ちている懸念があるでしょう。
きちんとファンのホコリ掃除を行い、業者にメンテナンスを依頼することも大切です。

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