建物内感染対策に有効な冷暖房空調システムの考察 - マイナビニュース

ニューノーマル時代において、建物は従業員や利用者間の疾病感染を防ぎ、安全な職場環境を実現しながら継続的に戦略的な施設運営を行う必要性が高まっています。ジョンソンコントロールズは、施設の冷暖房空調(HVAC)システムを活用し、安全な施設運営を支援しています。

HVACを中心とした建物内感染抑止戦略としては以下のようなものが掲げられています。

外気循環量の増加に着目した換気メソッド
エアロゾル感染リスクを低減する空気入替え頻度の算出
ウイルスなどの粒子をろ過し室内空気質を向上させるフィルター
病原体を不活性化し感染力を低減する最適な温湿度設定
ウイルスを不活性化させる紫外線殺菌照射技術

社内の専門家チームは、建物内の設備機器や防火防災などの安全装置を評価し、カビの発生や排水システムトラブルなど、施設の長期的な操業停止につながるリスクチェックを含め、感染抑止対策が取られているかどうかを判定、リスクを軽減するための適切なアドバイスを行っています。

本稿はHVACおよび照明システムの保守・運用を行う方のために一般的なガイダンスと考慮すべき項目のリストを提供することを目的としたものです。ジョンソンコントロールズでは、疾病対策予防センター(CDC)、世界保健機関(WHO)、米国暖房・冷凍・空調技術者協会(ASHRAE)の勧告に従ってソリューションを提供しています。

ガイダンスを活用した感染対策戦略

ASHRAEの疫学対策委員会では、建物内での空気感染を抑止するために、HVACシステムのガイダンスを作成しました。ASHRAEとCDCによると、COVID-19のような感染症はエアロゾルを介して感染する可能性があることが示されています。HVACシステムを活用し清浄な空気を室内に大量に供給することで、一次感染者から二次感染者への感染抑止における期待が高まり、建物内でのクラスター発生を防止する手法として効果的であるとされています。

ASHRAEは、健康で安全な建物環境を実現し、維持する感染対策戦略の策定を推奨しています。戦略立案に際して、フィルター、建物支援計画、利用者のための安全対策などの重要項目においては信頼性の高いサプライヤーを確保することが重要です。また、ASHRAEは現在停止または待機状態になっているHVACシステムに対し、規格180-20183のガイダンスを適用することを推奨しています。

ASHRAEの勧告を実施することで、空気中の病原体の拡散を効果的に抑制し、施設管理者は公衆衛生に大きく寄与することとなります。

建物内に清潔な空気を取り入れる方法

HVACシステムを通じて清浄な空気の風量を増やすことで、建物全体に病原体が拡散するリスクを減らすことができます。効果的で多面的なアプローチには、以下のようなものがあります。

換気回数の増加:外気の取り入れ量を増やし、フィルターでろ過された再循環空気の量を増やすことで、エアロゾルを減少させ、感染率を低下させます。
フィルターの改善:高効率粒子エア(HEPA)フィルターやより良い最低捕集効率(MERV)付きフィルターなどを追加することで、より多くの粒子を捉え、建物内の空気を浄化することができます。
UV-C照明による空気消毒:紫外線殺菌照射(UVGI)とは、紫外線(UV-C)を利用して空気中のウイルスや細菌の微生物を不活化し、繁殖させないようにする殺菌方法です。UVGIはエアハンドリングユニットを通過した空気の消毒や、天井の照明器具に設置された紫外線照射装置を介して室内の空気を循環させることで、空気を消毒することができます。
室内管理:温度、室圧、相対湿度を適切に管理することで感染リスクを低減し、利用者の安全に配慮した環境を整えます。

換気率と感染リスクの低減

手術室のようなクリティカルな環境では、換気率を上げることで、空気感染を防ぐことができます。一般的なノンクリティカルな空間にも同じ手法を適用することで、施設全体で感染リスクを低減する効果が期待できます。

以下のグラフは、ライノウイルス、結核、インフルエンザ、SARS(SARS-CoV)、新型コロナウィルス(SARS-CoV-2)が、1時間当たりの換気率が高くなるにつれて空気感染確率が低下していく様子を示しています。

実践的な感染対策戦略

予算内で最適な対策を実行できるよう、運用予算内での対応から小規模修繕、設備更新、大規模改修とステップごとにご紹介します

1 運用予算内での対応

現在のメンテナンスの最適化
設備・予算で対応できる範囲での外気換気量の増加
制御システムの設定値の変更
装置に対応した、より粒子捕集効率の高い(MERV)フィルターを設置することで空気清浄効率を最大化

2 小規模修繕

点検結果に沿って改修を実施
高効率フィルターを収容するための、より深いフィルターラックを設置、それに伴い発生する高い静圧(ファンが作り出す圧力)損失に対応するためにファンモーターをアップグレード
UV-C天井照明を設置し、室内空気を除菌

3 経年による設備更新

機器の交換または定期改修プランの変更
HEPAフィルターの設置
低コストで実施できる外気供給量の増加(全熱交換器の導入)
エアハンドリングユニットへのUV-Cライト設置

4 大規模改修

リフォーム時の変更
ダクトシステムの大型化で外気供給量を増加
HEPAフィルターとUV-Cコンポーネントを搭載した新しいエアハンドリングユニットの設置
感染を制限するためのベンチューリバルブと室圧制御装置の設置

感染抑止につながるHVAC製品およびソリューション

Yorkエアハンドリングユニット

建物内の空気中の病原体を減らすには、換気ダンパーによるHVACシステムは外気供給を増加する必要があります。Yorkエアハンドリングユニットを使用することで、外気を最大限に利用し、汚染された空気を排出し、換気率や排気率を高めることができます。また、UV-Cライトを併用することで、エアハンドリングユニットから出る空気を除菌することができます。既存で備え付けられた加湿器と全熱交換器が、効果的な湿度管理をサポートします。

フィルター

効果的なエアフィルターは、感染抑止に欠かせません。フィルターを活用した空気清浄ソリューションには、高効率エアフィルター、HEPAフィルター、ポータブルHEPAソリューションなどがあり、これらを活用することで建物の用途変更に柔軟に対応できます。MERV 13-16の評価を取得したエアフィルターが推奨されており、これらは感染対策を強化すると同時にLEED®認証のポイント獲得にもつながります。これらの製品は、病院から商業オフィスビルまで幅広い施設に対し、優れた室内空気品質を提供します。

クリティカル環境制御

室圧、空気変化率、湿度、温度は、空気中の汚染物質を軽減し、医療施設や実験施設内の交差汚染を防ぐために不可欠な要素です。ジョンソンコントロールズのクリティカル環境制御製品には、タッチスクリーンモニターからベンチューリバルブまで、幅広い製品ラインナップを備えており、エンジニアがお客様のニーズに最も適したソリューションを選択するお手伝いします。

これらのコネクテッド製品を使用することで、遠隔操作による室内環境整備を可能にし、使用していない時間帯にはエネルギー効率の高い設定をプログラムすることができます。既存ビルへの導入にも対応しており、柔軟で回復力の高い施設を構築することができます。

殺菌UV-Cライト

殺菌照明ソリューションは、空気中の病原体を減らす感染対策の重要な一角を担います。適切な対策をとることで、施設の完全封鎖による影響や設備コストを最小限に抑え、既存施設にも導入できる包括的な殺菌照明製品パッケージを提供しています。ジョンソンコントロールズでは、お客様のニーズに合った最適なソリューションを選択するためのお手伝いをします。

Metasysビルオートメーションシステム

Metasysビルオートメーションシステムは、HVAC、照明、セキュリティシステムを単一のプラットフォーム上でシームレスに統合し、重要な情報を必要に応じて提供します。直観的操作を可能にするデザインで、作業時間を短縮し、迅速なトラブルシューティング、システム変更を可能にします。

シンプルで見やすいダッシュボードは、古いデバイスやオフラインのデバイスを識別します。改善を重ねて作られたプラットフォームは、パンデミック時に制御シーケンスを調整し、陰圧制御への変更が必要な場合も迅速に対応することが可能です。

ジョンソンコントロールズが有する専門知識と提供できるサービス

ビルシステムにおける深い知見

ジョンソンコントロールズは、ビルオートメーションシステムを通じて収集したデータを実用的な情報として提供することで、安全、快適、エネルギー効率の高い環境を実現するというお客様のミッション達成を支援します。専門家チームが、お客様のHVACシステムの検査や空気質分析を行い、深い専門知識、最先端技術、世界クラスの製品を駆使して、効率化とエネルギーコスト対策を検討し、お客様のニーズに応えられる実行可能な戦略を立案します。

柔軟でレジリエンスの高い施設

ニューノーマルにおいてはパンデミックから自然災害まで、予期せぬ事態を想定し建物環境を整えることが必要です。ジョンソンコントロールズは、お客様の建物の設備を最適化し、様々な要求に耐えうる柔軟でレジリエンス(回復力)の高い空間創りをサポートします。

また、お客様の建物評価に基づき、機器の設定変更により換気率を向上させたり、多様な制御システムの運転モードを導入し、設備の迅速な用途変更に対応したりするなど、様々なオプションを検討するお手伝いもします。クリティカルではない居室空間でも、陰圧制御を取り入れ感染対策施設へと用途変更することも可能なので、お客様の施設の利用者の将来の安全性を確保することができます。

予防保全と遠隔監視プログラム

ジョンソンコントロールズのサービスチームは、以下のような感染抑止につながるメンテナンスと遠隔監視プログラムを通じ、継続的にサポートすることで、機器の稼働状況を監視し、信頼性の高いサービスを提供しています。

適切な空気流量、温度、湿度を実現するHVACシステムの性能検証
ダクトの改修・清掃
殺菌照明の稼働状態のモニターと、必要に応じた部品交換
占有率や稼働率の上昇に伴う制御シーケンスの見直し- 重要なインフラ機器やシステムの動作保証に対するサービスとサポートの提供
HVACやビルオートメーション技術者などの増員やメンテナンスサポート
24時間365日のサービス対応と、電話対応による迅速なトラブル診断・解決を可能にするリモートサービスオプションの提供、および現場への立ち入り人数の最小化

ジョンソンコントロールズは130年以上にわたり、自然災害やその他の予期せぬ大規模災害に備え、復旧を支援してきました。生活空間や職場、文教施設の建物環境を変革し、建物効率の最適化から安全性、快適性の向上のみならず、お客様のビジネスの成功を支援します。

ヘルスケア、教育、データセンター、製造業などの業界にソリューションを提供することで、環境保護に貢献しています。また、パートナーシップを通じて、ジョンソンコントロールズが持つ深い専門知識、最先端技術、世界クラスの製品を提供することで、お客様のミッション達成を絶えずサポートすることを自社のミッションとしています。

治療を施すこと、教育すること、製造すること、統合することなど、お客様のミッションが何であろうと、その達成を支援いたします。

本稿はジョンソンコントロールズ発行のホワイトペーパーを一部加筆・修正したものとなります

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October 14, 2020 at 06:00AM
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