U.D.C.る97.941:る97.98
空気汚染の現状とエアクリーナ
Present
Conditions
of Air
Contamination
and
Air
Cleaners
安
藤
文
蔵*
平
沢
紘
介*
Bunz6Andfi K6suke Hirasava
内
容
梗
概
大気汚染あるいは室内汚染に対してその程度を簡単に知るために,最近労働科学研究所で開発された携帯形 のデジタル粉じん計を使用して,大気および室内のじんあい濃度を調査した｡この結果よりデジタル粉じん計による汚染度基準および室内発じん量の実態をつかみ,さらに電気式空気清浄器の適正使用法に閲し,理論と
実際について検討を加えた｡また最近環境衛生の面で問題となってきた空気イオンの実情および負イオン発生 器の意義について,空気調和の面から考察した｡1.緒
口 都市においては暖房用の燃料の使用,交通機関の排気ガスなど, また工業地帯では各種工業用粉じんやガスの発生などにより大気が 汚染しており,気象条件によっては人体にとってきわめて有害な組 成に変わることがある｡これら大気汚染物のうちエアロゾル状汚染 物の代表例として重油,軽油,石炭の煙および自動車の排気ガス中 の煙を電子顕微鏡で観察すると第1図のようになる｡ 弟1図で明らかなように大気中に存在する煙霧状の粒子は0.01∼ 0.1ミクロンの大きさであるが,ほとんどが鎖状に凝集して浮遊して おり,その粒度はおおよそ0.1∼数ミクロンの間にある｡また一方 解剖学的所見(1)によれば,鼻孔から吸い込まれ肺胞に沈着する粒了･ は0.3∼数ミクロン程度の大きさが大部分であり,1ミクロソの辺 にピークがあるとされているのでこれら煙霧状粒子がちょうど人体 に有害な範囲に該当していることがわかる｡さらにこれら粒子は一 酸化炭素,ベンツビレソ,聴硫酸ガスなどの有害ガスを吸着してい る可能性が強く,この場合さらに有害となることは明らかである｡ その著明な例が1948年のドノラ事件,1952年のロンドン事件とな っている｡ 一方,室内空気は建築様式の変化に伴い外気との自然交流は閉鎖 的となっており,空気調和装置による一部汚染外気の吸入と室内発 じん(以上紳歯を含む)が相乗して,竃】勺空気中のエアロゾル状汚 染物ほ累積,増大する傾向にある｡事実われわれは過去数年にわた り依板により事務所,銀行,工場などの普通生活環境下におけるじ んあい数の調査を行なってきたが,1,000個/cm3を越えた例がほと んどであり,2,000∼3,000個/cm3のこともしばしば認められた｡こ の数は労働基準法の労働安全衛生規則にある有害業務許限度1,000 個/cm3を大幅に越えるものであF),生活環境として憂慮すべき状態 になっている｡ 以上に述べた多種多様なエアロゾル状汚染物の除去対策として電 気式空気清浄器(以下エアクリーナという)は空気調和に欠くこと ができない設備として年々急速に普及してきている｡われわれの生活環境として温度条件をまず考えるのほ当然であるが,空気削ヒ,
空気イオンの条件も室内空気を自然の清浄大気の状態に保持するう えにおいて今後の重要な課題である｡この意味で外気および室内空 気の汚染状況を調査し,この結果よi)汚染度基準および室内発じん 量の実体をつかむことが必要である｡ 2.測定
器
空気中に浮遊するエアロゾル状汚染物の濃度を表わすのに,一般 には計数表示(個/cm8)と重量表示(mg/m3)が使われている｡いず 日立製作所亀戸工場 (a)軽 油 煙 (b)重 油 煙 (c)石 炭 煙抱
巨 (d) 自動車排気ガス(ディーゼルエンジン) 第1[宝lエアーコゾル状汚染物の電子顕微鏡写真(10,000倍) れの場合も測定ノJ法にはいろいろあるが,特に計数表示の場合は正 確な濃度表示ができるが高度の測定技術と労力を要し,結果を得る までに長時間を要する｡もちろん直読式のものもあるが,装置が大 形になり簡単に持ち運ぶことが困難である｡一方重量表示は光の散 乱を利用する方法が多く採用されているが,測定器によりまたじん あいの種頼によりその値がまちまちであり,普遍的な値が得られて いないのが現状である｡ 空気汚写如こ対する広範開の調査を行ない,この結果を利用してい くためには,いかなる場所でも手軽に持ち運べる直読測定器が必要 となる｡この目的で最近労働科学研究所で開発され,柴田化学器械 工業株式会社で量産化されているデジタル粉じん計(P-2形)を使用 した｡本測定岩削よ弟2図に示すように携帯形で,エアロゾル状汚染 物による散乱光量の多少を計数器あるいは計数率計で直読し,それ によりエアロゾル状汚染物の濃度を重量表示に換算して求めるもの である｡ また空気イオン濃度の測定には,日立製作所日立研究所で開発さー22¶
空
気
汚
染
の現
状
と エ ア ク リ ー ナ 1225 第2図 測定に使用したデジタル粉じん計 第3図 空気イオン濃度測定器 れた携帯形空気イオン測定器(策3図)を使用した｡本測定器は三極 真空管による電位計式で,わずかな被検空気量(約500cm3/s)で 100個/cm3程度の空気イオン濃度を数分以l如こ計測できるので,室 内イオン濃度分布の移動計測に便利である｡3.大気汚染度基準の決定
デジタル粉じん計による空気汚染度の基準を自然界より得ること を主目的とし,あわせて大気汚染の程度およびその範囲の概略を知 るた捌こ,東京を中心とした地域別のじんあい分布を執定した｡ 空気中のじんあい濃度ほその日の気象条件により大きく影響され るため,この測定にあたっては晴天,微風のほぼ同程度の気象条件 の口を選んで行なった｡また道路の近くほ交通量の影響を受けるの で,道路から100m以上離れた点で測定を行なった｡ 弟4図は東京(日本橋)からのi宜線距離とデジタル粉じん計による じんあい濃度の関係を示したものである｡またスモッグ発生時と平 均的な場合の東京の大気のじんあい濃度を比較すると弟5図のよう になる｡ 弟4,5図よりスモッグ発生時のじんあい濃度ほ1∼1.6皿g/m3で あり,海辺の非常に空気が澄んでいる場合で0.15∼0.2mg/m3であ ることがわかる｡この結果より大気の状態を清浄空気,許限空気 第1表 大気汚染度分煩表 (デジタル粉じん計による) 汚 染 程 度 清 許 汚 危 じんあい濃度(mg/m3) 浄 限 染 険 気 気 気 気 空 空 空 空 0.3 以 下 0.3 ∼ 0.8 0.8 ∼ 1.5 1.5 以 _L㌔山山+
=ルん小汀 ト､′トー一r.m. ･べ=凍 池⊥人･即 O Jlf楊町 2いチ町 多摩川人徳 m∈＼軸∈ 0 〓J l⊥ ハリ 的∈＼如2 m∈＼叫∈.‖山
朴批判｢-.■｢1L■■L 40.3.31測定 晰 40 50山｢山
30 けハ 洲L
-一-L ト■∫‥■〓八 ■L川k ｢汁川 ⊂J ハ‖V 5 ,l l <U ME＼叫∈ 氾 小爪磁場 0 2 0 ･小 ′求 松 一戸 u凹ぬmム‖ (叩己＼軸己) 地車′J娼べリ 汚染空気, ごU 5 4 3 2 1 (U 9 L l.1.1 1 1 1 0 nO 7 6 5 ･4 3 2 1 0 0 仇 0 仇 仇 0 ∧U /ヽ / -JL l町 1て り〔 抑 ]｡｡…… 一 一 一30山30
0什祇磁川′r 3 t〉三 野 60 60 70 km 70 l【m =_ イ■ ノ /′ 】】】己イ 海 岸 40.4.6i刑1エ 恥￣ _+⊥一50 + 60 __⊥__ 70 km コ ウ ノ 40 50 6(I 70 km 40.4.10沖比 rl〉J_⊥_⊥⊥L+肌⊥_¶
40 50 藤 卜 荒 川 久 代 イド一 沖 土 浦 60 70 km 十 ff 代 用 岡 距離数は口本橋よりの也線帥雛 第4園 地域別じんあい分布一一普通時
∩‖‖リスモッタ時 1 2 神大 神目豊 子 保比島 旺岬r 町谷町 両 国 4 5 6 km芝慧
亀 局 町 戸 輪 スモッグ時40.4.8測定 距離数はH本橋からの直線抑離 第5凶 スモッグ時のじんあい濃度 危険空気の4種掛こ区分し,そのじんあい濃度を弟1表 のように分類した｡表の分頬によれば平均的な気象条件下において ほ,汚染空気の範閃ほ京浜地区,江東地区,京葉地区の非常に限ら1226 昭和40年7月 立
評
論
第47巻 第7号 栄二 別 種 業 蓑 2 第 内 汚 染 状 況 職 類 分 業 内仙郷 室じ抽 所 場 外 じ 気いり 染 貯几標 汚指 ハU 5 0 (mで址∈) 世襲二哺ヾ+ 50 100 道路よりの距離(mJ 150 第6図 道路からの距離と空気汚染の関係 れた範朗に止まっている｡しかしスモッグ発生時にはこれが平均時 の約2倍となり,汚染空気の地域ほ東京から約50kmの範卵に広が るものと推定される｡ 本調査ほ前述のとおり通路から100m以上離れた場所で測定を行 なっているが,交通の激しい退路に向した空気は,自動車の排気ガ スなどによi)非常に汚染している例が多い｡舞る図ほ道路からの距 離と窄気汚染の関係を示した一例であるが,道路から約50m以内は その影響を受けるものと考えられる｡4.室内汚染の実態
以_t二外気を対象とした地域別じんあい分布調奄結果より,デンタ ル粉じん計による空気汚染度の基準を第1表のように作成したが, 室内では必ず発じんがあり,外気以上に汚染されているのが普通で ある｡そこで室内発じんの主原因は何であるかを知るために,各種 の業種を選び室内汚染の状況を調査した｡ 調査には一般的な職業を選び,特別な換気設備を持たずまたエア クリーナを使用していないところを対象とした｡ 調査結果をまとめると弟2表となる｡なお｢室l勺じんあい濃度一 外気じんあい濃度+で表わしたものを室内の汚染度指標として舞2 表に併記した｡ この調査で特に目だつのほ次の点である｡ (1)室内空気は外気に比較してはなはだしく汚染している｡外 気ではスモッグ発生時でもじんあい濃度は1.6mg/m3であるが, 調査件数中50%以上は室内辛気が1.6mg/m3以上になっている｡ (2)業務用としては事務室,麻雀屋,食堂,レストラン,喫茶 店,待合室などが全般的に汚染しているが,これはタバコの煙が 室内発じんのおもな原田となっているためと推定される｡ (3)一般商店などは常時ドアが開放状態にあるため汚染度指標 ほ0に近く,室内はほとんど外気と同じじんあい濃度になって いる｡ いま室内のじんあい濃度をβi(mg/m3),外気のじんあい濃度を β｡(mg/m3),室内容積をⅤ(m3),室内の換気回数を乃(回/h),室 内発じん量を〝(mg/h)とすると室内への流入空気量と室外への流 出空気量ほ一般には等しいので(1)式が成立する｡Ⅴ【警=抑･Ⅴ･βα十〟-”･Ⅴ･βよ‥‥
‥(1) 初期の室内じんあい濃度をβfO,才分後の室内じんあい濃度をβノ∼ として(1)式を解くと∂古戸伽-”･∠＋㌍芳些(トβ-”･り･
‥(2) (2)式においてf→∞ とすると β才′→∞= 〝･Ⅴ･βα＋〃 乃●Ⅴ ‥(3) 所 癖 食僅･喫茶【対係 A B A B行社所局所署局所 定醐約紺醐会㍗役察話安
約約……券行 業 一一設設銀証旅郵区警電職 臣A B 星A B C シ重量車店店佑 メ ナ茶茶茶 て カ食食り 喫契喫 関関橋､P京町門 ケ ケ 糸 ノ 霞霞新色東抑虎 田 所戸戸 神 本亀亀 新 橋 銀 座 日 比芥 銀 座 新 橋 水道橋 新 橋 22朗15 5724 l 1 8 7 5 2 4 9 4 6 ハU 6 3 3 1.58 2.73 4.52 8.82 3.48 2.88 4.29 2 2 4 5 4 6 6 1 6 9 ハU O 1 0 0 1 7 5 1 〇一U 2 1 3 5 5 3 6 5 3 0 0 (U O O <U ハU (U 2 1 り人-(U O ▲4 3 6 7 <U 3 6 2 几U 9 3 6 RU 1 7 9 (む ハU 亡U OO 3 1 1 (U O O (U l 1 2 スゴ･､--ツ遊技場 関 係 一 般 商 店 二亡 機 パ チ ン コ 屋 A パ チ ン コ 屋 B ボ ーリ ン グ場 マージャン星 A マージャン臣 B 卓球セ ン タ ー ローラースケート場 ダ ン ス ホ ー ル 新 橋 亀 戸 錦糸町 神 田 御茶ノ水 水道橋 水道橋 上 野 良足尾匡屋店 服物 本靴花米洋劫 座座谷▲P凹上 比 銀銀R亀神押1･｡7㍑｡･57｡･52｡･2｡㍑七1･48㍑柑
仇〇.L2.4.〇.〇.Lて仇仙〇.〇.〇.
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工工ナ ス 工 刷刷ス⊥イ服 ラ ラ 印印 フ 木 フ 挫什鉄 戸一P戸戸戸一｢戸 亀亀亀亀亀亀亀 劇 場･半 枚 A B所室館館㌍
画画串学 動 映映自火 比糸 谷町戸橋 道 口鏑亀水 l nV l nU 09373727 1 (U (U O 22 56加69媚9679 病 院･児 容 A B A B 院 院院所所 容 容容 病病理理坐大 新色亀新色 橋戸戸橋戸 女 油 関 床 場 裏A B内室道 草 務所所 台下 Ⅹ止封LL 駄B｡駅……車待地 下.1Ce電電電 地P｡国国国汽駅駅 比比華 谷谷橋宿野緑野宿 北 日日浅新上東上新 50900002396421乃 0 9990飢575757飢57 1 0 (U O 爪U nV (U 第3表 自 然 換 気 回 数 窒 の 種 類 風 速(m/秒) 室内外温度差 換 気 回 数 (℃) l (回/時) 鉄筋コンクリ〉ト造洋室 木 造 大 壁洋室 木 造 真 壁洋室 内外壁板張宝(中空) 0′-1.5 0∼1.5 0∼1.5 0∼1.5 0∼1.5 5以 下 5以 下 5以 下 10内 外 5以 下 0.3∼1.0 0.5∼1.5 0.5∼3.0 0.5∼6.5 2.5･〉4.5日常使用されている状態で測定した室内じんあい濃度β`は,ほ
ぼβg′→∞の値と考えられるので,室内発じん量〟ほ(4)式で示
される｡ー24-空 気
汚
染
の現
状
7 6 5 4 3 ( へのでぎ)■髄撃這ヾ+ぞ遍 11 10 へM｡て些E)封撃+哺+､+T‡て 値 値 論 (疋二
発換 気じ ん量 量 430mg/h455m㌢h 室 容 積 64m3 室外空気平均じんか-濾度0.54mg/払3 10 20 30 40 50 60 70 時 間(min) 第7図 換気のみによる宅1勺じんあい濃度変化 一作品他 ---一郎主肺 溌･二 ′レ ー 860mg/h 換;く 星 455m㌢h 主 審 手已■至 64m3 エアークリーナQ,ワ 400Ⅱ】㌢l んあい濃度0.57mg/ふ3 10 20 30 40 50 60 70 略 F与I｢min) 第8図 エアクリーナ運転による卦勺じんあい濃度変化 〟=〝･Ⅴ(β∼-β｡) ‥(4) (4)式よりデジタル粉じん計で測定した汚染度指標か才一βαおよ び換気量〝･Ⅴ(m3/b)がわかれば室内発じん量が求められる｡ 特別に換気設備を持たない場合,その祁足の換気量は自然換気に よるが,部屋の構造より自然換気回数は第3表(2)より推定できる｡ (ただしドアが開放状態にない場合)5.室内の空気浄化対策
室内の汚染度を抑制するために窓を開けたり,換気設備を設けた りして外気なみのじんあい濃度を維持させる消極的な方法が従来多 く採用されているが,冷暖房時はその経費がかさみ,また外気が汚 染している場合はまったく意味がなくなる｡ 以上の理由でタ/ミコの煙(0.05∼1J∠)などのエアロゾル状汚染物 に対して高い集じん率を有するエアクリーナが使用されるようにな ってきた｡ エアクリーナの性能は処理風量×集じん率(￠･ワ)で定まり,室内 容積,換気量,室内発じん量,外気汚染度にマッチしたものを使用 しないと所期の効果は得られない｡しかしエアクリーナを設置すれ ばいかなる部屋でも清浄になると考えられ,また100%の効果を期 待される場合が多々ある｡これは空気浄化の適正対策に対する資料 が不足しているためであるので,これに対して検討を加えた｡ 前述の(1)∼(3)式の条件に対して処理風量0(m3/h),集じん率 り(%)のエアクリーナを運転したとし,この場合の室内じんあい濃 度をβ｡とするとⅤ一票=紹･Ⅴ･仙〝一(”･Ⅴ＋Q紳･･･
‥(5) したがって 鞍 空 た ア ク リ 40 35 0 3 浄化後の室内じんあい濃度 (mg/血3) 0.1 1227 0.2 3 ∩∽ 0 仇 爪U O O 清浄空気 0.3以下 恕限空気 0.3-0.8 1 2 3 4 5 6 7 浄化前の室内じんあい膿度(耶/血3) 第9図 室内じんあい濃度と浄化率の関係 n.Ⅴ 自然換気回数(表2) ×適用董坪数 1,000 900 800 700 600 500 400 300 200 0 ▲nV 3 2 ▲‖U9山人U7 6 5 (高さ3In) [使用例J 今20坪の部屋で自然換気回数が 0.5回/hとするとmVは10となる 室内じんあい濃度を測定した所 5.5血g/ふ8であったとし,ここに UDP-20を使用すると浄化率は 本図のように約10となるので 図9より浄化後の室内じ■んあい 濃度は約0,5mg/ん3になること が分る｡ エアークリーナQ.ヴ (m㌢/h) PB-200 PB-150 PB-100 PB-75 PB-50 UDP-20 O p▲ D U 10.000 000 ▲nV O O<U O O<U O O E叫もっり りり 0 1IOO 500400300200 100 率 レし 温け 9 個100908070605040 K一一一一 0 <U 3 2 1098765 4 3 9007 6 5 10∧UO(U n" 第10図 適正エアクリーナ選択図表糊0β甥帥√＋-ぞ諾諾(1-β-一環吐f)
..(6) (6)式でg→∞ とすると βcf→∞= 乃･Ⅴ･仇＋凡才 柁･Ⅴ十￠･り (7) (7)式において室内発じん量〃を(4)式より求めたとすると,室 内じんあい濃度の平衡値∂ぐほ(8)式となる｡β｡=____型旦夕-￣_
7･Ⅴ十￠り (8)1228 昭和40年7月 ■■■
I
第11阿 tJl〕P-10外観 立評
論
エアクリ一ナ QN 外気 計で測定すれば, ン空気 Q(1￣N: 第47巻 第7号 空 調 皇 QN 第13図 空調設備基本図 峯内を希望するじんあい濃度に押えるためにほQ ･りがいくらのエアクリーナを設置すればよいかの概要をつかむこ とができる｡ (8)式ほまた次のように表わされる｡0･キ･=〝･Ⅴ･(-一旦云旦)…
…‥.(9) 第12図 PB--75外観(RP-755と帝二結) (3)式,(8)式の確認を行なうために64m3の部屋で実険を行な った｡禿じん物は鼠勺発じんの代表的なものとしてタ/ミコを使用し たが,タバコの発じん量ほ1本あたり約430mg/hである｡換気の みの場合およびェアクリーナ(0ゥ=400)を運転した場合において測 定し,結果はそれぞれ第7,8図となった｡ 弟7囲および弟8図にそれぞれ(3)式および(8)式の理論値を併 記したが,理論値と非常によく合致しているこ また室内は約1時間 以内にはそれぞれ平衡状態に達することがわかる｡実際には発じん 量,外気汚染度,換気量ともに時間の関数であり,一定ではないが日常の使用状態のもとにおける卦勺じんあい濃度をデジタル粉じん
第4表 UDP形,PB形エアクリーナの性能表 形 式 UDfI PB 10 20 50 75 100 150 200 Qり (m3/h) 480 960 2,040 3,570 5,100 7,650 10,200 特活性炭,陰イオン発生答, 手動洗浄 長 ソ内蔵 ノミツケージ形エアコンディショナと直 結連動使用 日動托浄方式 直結パッケ ージ形式 RP-505 RP-755 RP-1004 RP-1504 RP-2004 (9)式中(β′一β｡)/β｡=Åとおき∬を浄化率とする｡室内のじん あい濃度β∫が大きいほど,またエアクリーナ設置後のじんあい濃 度￣β亡･を小さくしたいほど浄化率gは大となるので,エアクリーナ ほ0･りの大きいものを使用しなければならないことになる｡ β`=としては第1表に示す許限空気のじんあい濃度を0.8mg/m3 以下に保つことが必要であるので,β`ニ0.1∼0.8の範囲でβ`と〟 の関係を求めると第9図となる｡ また第9図より求めたÅおよびガ･Ⅴより￠･りを求める図表を第 10図に示す｡ 以上に述べた用途iこ使用するエアクリーナとしてほ,フアンをl勺 蔵する枚種および他のユニット形空調機と直結できる椀種が選択さ れる｡ 日立では業務用として自了J_￣如こUDP形(第11図はUDP-10の外 観)後者に日立パッケージ形エアコンディショナと直結して使用す るPB形(第12図はRP-755とPB-75の直結例)があるが,そカt ぞれの枚種のQ･りは弟4表に示すとおりである｡d.空調設備と空気浄化
ビルディソグ,工場などの空調設備は,従来温度条件に主体をお いて換気塞が求められているが,これを空気浄化の面から検討を加 えてみる｡ 一般に空調設備は弟13図の方式に基本がおかれている｡室内は 陽匠になるのが普通であり,取り入れた外気量に等い､辛気が室内 よりドアや窓のすき間を通して外部に放出されるので,前章で考え た白然換気は無視できる｡ 外気取入量/リターン空気量を叫 全風量を￠(m3/h),外気じん あい濃度をβ〃(mg/m3),エアクリーナの集じん率をり,室内容積 をⅤ(m3),室内発じん量を凡才(mg/h),室内のじんあい濃度を仇 (mg/m3)とすると 室内に流人するじんあい量 =〔0Ⅳ･β〟＋0(1-Ⅳ)β｡〕(1一り)＋〃 室外に流出するじんあい量 =〔QⅣ十￠(1-Ⅳ)〕β｡=￠β｡ となるので(10)式が成立する｡Ⅴ･昔=〔￠畑c＋Q(トⅣ)β√〕(1-り)＋〟一抑c
=QⅣD｡(1一り)＋〃-Q〔Ⅳ＋(1-〃)り〕β` ‥….………‥‥‥(10) これを解きβrf(f→∞)=β｡とおくと(11)式となる｡ β｡= Q･Ⅳ･β♂(1-ワ)十ルr ￠〔Ⅳ十(1-〃)り〕 ‖(11) (4)式に相当するものとして,エアクリーナを使用しない場合の 室内じんあい濃度をβ`〃(mg/m3)として室内発じん量凡才を求める -26-l空 気 汚
染
の現
状
と ェ ア ク リ (M∈†､撃)世襲八木† (叩｡て賢-)鮮無二哺べ+ ハリ O O O (U ハリ O ハリ 八U ハU (U O 亡U 5 4 3 2 1 (m∈て蜜)咄梨八七† (M∈て囲二世繋八セ† (MEて寧)雌繋八廿Y 600 ▲‖> ∧U 一-イーーじんあい濃度 ----一負イオン浪度 -･一-･一正イオン漉度 7 8 910111213141516171819 2(】 時 刻(時) 測定日 S.仙3.24. 第14図 大手町某ビル屋上の空気状態 (のヾぎー)髄瑛二端→J (の㍉＼甲E)堪湛一+咤べ] ㌃j＼ぎ)咄苧一端→+/八d､
q-〆 ----Ⅶじんあい濃度 一一-▼{トー負イオン過度 -･一心･一正イオン浪度.や､山l‥_♪.ノ＼･ゝノJ
･J稚ミニニく廿こくイス､J
1屯
謂始 7 8 910111213141516171819 20 時 刻(時) 判定員 S.40.3.24. 第15図 大手町某ビル室内の空気状態 一一-く･-じんか､軌空 一一--一負イオン濃度 -▼-ムー･一正イオン濃度蟻
＼.J′｡､
ハ
4 5 6 7 8 910111213141516171819 20 暗 君j(時) 測定臼 S.仙3.16∼17 第16図 田村町某ビル屋上の空気状態 ･････くトーじんか一浪度 -一小一負イオン硬度一心▼-iEイオン濃度ト
卜.一/.
＼1V
へ.
r･′･′･∠
.＼▲ 空調開始 4 5 6 7 8 91011121314151617181920 時刻(時) 測定日S.4仇3.16-17 第17園 田村町某ビル室内の空気状態 と(12)式となる｡ 凡才=￠･〃(♪JⅣ-か｡) (12)式を(11)式に代入すると β｡= 〟(β`Ⅳ-∂｡り) Ⅳ十(1-Ⅳ)ゥ ‥.(12) ‥……(13) 1229藩
聾￣､滞空
ドミ罠j･ギ㌫一轡 ≦‡ とヽ;亭￣. さ1 ｢甲唱芦P 第18図 HB-60 第19図 HA-311 エアクリーナを空調設備に使用する場合,集じん率としては85% あるいは90%■で設計される｡これは前述のように外気に比し室内 の汚染が予想以上に大きいにかかわらず,空調設備の換気量は温度 条件により決定されること,および浄化装置が完全であるはど外気 取入量が少なくて済み空調設備費が節減されるためである｡ 現在空調設備にエアクリーナがない場合は,その状態で室内およ び室外のじんあい濃度を測定すれば,(13)式よりエアクリーナを設 置した場合室内がどの程度に浄化されるかがわかる｡しかし新しく 計画する場合は室内発じん量を前章を参考にして推定するか,同業 種の場合を実測して(4)式より求め(11)式に代入して算出しなけれ ばならない｡実際例として空調設備に繊維性フィルタしかもたない大手町の某
ビルと,エアクリーナを設備した田村町の某ビルについて外気および室内のじんあい濃度,および空気イオンの連続謝定を行なった結
果は弟14∼17図に示すようになり,エアクリーナによる空気浄化の
効果が明らかにわかる｡なお空気イオンに関しては後章で述べる が,エアクリーナの使用により室内の空気イオソ濃度も増加してい ることがわかる｡ 空調設備に応用するエアクリーナとして,日立ではキャビネット 方式のHB形(弟18図はHB-60の外観)と,わく組方式のHG形 およびHA形(第】9図はHA-311の外観)がある｡わく組方式中1230 昭和40年7月 HB-40 m3/min % 〃 mmAq V 全 幅 気流力向長 (両フランジ付) ダクト寸法(幅×高さ) 据 付 方 法 気 流 プア 向 所 要 洗 浄 水 丑 洗 浄 所 要 把 力 給 水 排 水 几也 一巨 W mm mm mm mm J/min kg/cm2 T P 1,057 692 384 570×355 据 置 水 平 25 i据 置 85 1,287 1,347 384 1,190×555 据 置 水 平 50 130 1,337 1,847 384 1,690×555 据 置 0.6 130 2,107 977 384 820×1,305 据 置 水 平 70 %B 2B 150 HB-250
5l7
200 190 2,147 1,347 384 HB-350 3841,190×1,305=,690×1,305
据 置 水 平 110 1B一㍑一245 据 置 水 平 155 第6表 HG形エアクリーナー覧蓑1,680Ll,94012.300l2,560l2,820L3,180!3,44013,700
280 335 340 405 2,345 420 500 560 670 510 610 400 480 600 720 800 960 480 575 720 860 960 1.150芸冨喜写;3喜;冒冒
川ミ)二重線内の数字は上段が集じん率90%時の最大処理風見を,下数は集じん 牢85%の場令の処理風量を示します (単位:mりminl HG形は洗浄管固定式,HA形ほ洗浄管走行式である｡ HB形,HG形,HA形の仕様ほそれぞれ策5,る,7表に示すとお りである.二.7.空気イオンと負イオン発生器の意義
臼然界にほ正および負イオンがほぼ平衡状態(地表が負電位にあ るため,1一三イオン/負イオン≒1.2の関係にある)で存在し,その濃 度ほ場所により異なるが策8,9表の例のようになる｡ 第7表 H 現在のところ空気イオンが生体に及ぼす影響については,次のよ うな見解があり,効果のメカニズムあるいほ適正イオン濃度に関し てほ定説がない｡. (a)負イオンは異常状態にある生体機能を正常に復帰させ,生 理的状態に保持しようとする傾向がある(4)￣(12)｡ (b)生体に対して空気イオソの効果ほはっきりしない｡また正 負イオンで相放した影響は認められない(13)∼(20)｡ 以上ほいずれも空気イオンが104∼107個/cm3の高濃度中の研究 結果であり,自然界に存在するイオン濃度をはるかに越えたもので ある｡このように高濃度の空気イオンを医学的な治療効果と結びつ けることに関してほ,今後さらに研究が進められるであろう｡ しかし一方空気イオンの欠乏した環境,特に無イオンの状態ほ, ｢上l然の空気組成と異なるものとして次のような欠陥が指摘されてお i)(6),その対策が望まれている｡ (a)冬季室内生活または特殊密閉作業場iこおいて,しばしば発 現する空気イオンの減少または欠乏が生体に及ぼす影響の 不良なことは,実険的クル病,貧血,血糖量,骨盤の発育, 姫卒枚能,BCG免疫効果などの研究より推定できる｡ (b)空気イオン欠乏状態は単に生理楼能を障害するのみなら ず,体質にも影響を及ぼし,形態的にも不良作用を呈する｡ 表 覧 一 ナ 一 リ ク′ ア ユ 形 A ブワト寸法はダクト ノ〕l勺州寸法を示す 100ユニット列数 67ユニット列数 ぞ､クト幅しmmノ ダクト高さ(mmT＼＼++++十
1,420 3,220 3,820 1,280 1 1,505 1,730 2,0151諒
2,750 2,976 330 400 500 600 665 800 400 480 600 720 800 960 5 0 3 2 9.1 0 0 3 4 5 6 600 720 900 1,080 爪U O 20舶 L L 1,500 1,800 1,800 2,160 ハU O O O ∧U 2 L l山 1,335 1,600 1,670 2,000 1,835 2,200 2,000 2,400 <U O O DIU 4 6 0 nU O 5 3 5 5 0 3 8 7 0 L り山 時の広大処理軌石tを,卜段は駐じん効率85プgの場合の瓜七処理凰五tをホします (単位:m3/min) 二二病根l勺の数字は簸じん効率90% ∧U ▲U O O 5 (】U L l‥ 0 ■U O O O 4 2 2ー28-空
気
汚
染
の現
状
と エ ア ク リ ー ナ 1231 第8表 地 域的 な 空 気 の 性 状(3〕 測定月日 37.11.15∼11.22 測定時刻11h∼14h 天 険川両峰i管【甥㌘
管ら九表内】日豊谷
CO (PPM) CO2 (PPM) Dust 個/cc 正イオン密度個/cc 負イオン密度個/cc イオン密度比 ＋/-測定移動能度 Volt/clⅥ/sec 温 度 ℃ 湿 度 % 備 考 (U 6 9 7 9 凸入U 8 5 7 9 6 5.4-7 0U 3 2 1 一 ハU O 3 15定 一hル ン り)ぷ叩諾｡･｡｡･4517･888一湖
70 0 2 8 2 8 2 5 ∩入U 7 〔XU 9 3.4 8 5 7 1 1 . ∧U ハU 9こ
0 0 9 1 3 6 AT 一7〇.25661518 L 仇 一臥 4｡821843･9｡･518一臥 田無 蒋塁卦き…撃f
第9表 事務ビル内空気の性状(3) 350 170 670 695 0.97 0.47 4.0 93 時 間 11.00 1 11.35 13.50 14.30 CO (PPM) CO2 Dust (PPM) 個/cc 正イオン密度 個/cc 負イオン密度 個/cc イオン密度比 ＋/一 温 度 ℃ 湿 度 % 備 考 O 16 三隅事務宅 GW付 8.2 1 15 16消論評宴l屋 上】玄習ホ美ル
GW:ガラスウールフィルターー 第10蓑 各種条件下の空気イオン濃度(個/cm3) 諏け定場所 室 内 中 央 吹出しダリ′し直後 イオ 極省+
負 正Tr一石￣r
l上 吹出しグリルから 約1m後で直接微 風の当る部分 fl 換態(暖妨′〉のみ 50 100 電乞己鮫じん器運転 (左記に追加) 50･-90 200､300 160 300 (托〕田村町某ビル2∼5階で3点測定 負イオン発生器運転 (左記に追加) 300∼340 0∼80 5,940 70 770 以上のように空気浄化と同時に,宅内を臼然大気中のイオン濃度 と同じ程度かいくぶん上まわる程度に保つことは,環境衛生上新し い問題になってきている｡この場合空気イオンの効果を認める学説 の中では,正イオンより負イオンのはうが生体により良い影響を与 えるとしているので,人工的に空気イオンを発生させる場合は一般 に負イオンが用いられている｡(正負両イオゾを交互に出す方法も あるが,両者の中和により室内のイオン濃度は低下する) 以上の理由により5章で述べたUDP形エアクリーナには,高圧コ ロナ放電を利用した負イオン発生器が取り付けられておi),室内の イオン濃度を自然大気中のそれに近づけるように設計されている｡ しかしここで注目すべきことは第14′∼17図で明らかなように,エ アクリーナを使用している場合は外先に比較して,またエアクリー ナを使用しない場合の室内に比較して空気イオン濃度は正負とも増 加する傾向にあることである｡同時に数個所のビルにおいて確認し たことであるが,エアクリーナを設￣瞑していない場合ほだいたい 100個/cm昌以下で,ほとんど無イオソの状態に近い状態が多かった｡ エアクリーナが設置してある場合は正あるいは負イオソにより, 100個/cm3以上のイオン濃度が保たれている｡正員いずれが多いか ほ日によF)また測定場所により異なるが,すくなくとも無イオンに 近い状態のところは見いだせなかったL､これはエアクリーナよりあ 1XlO5 個′ヰm 以l + ---1,220 :フ7ン ￣7-.,ン ミ R】)-754叶j il二由一』 ￠ 1〉こ10S 個/4mユ く> 3二く105 仲l/ヰm二 以_‡∴ 以 630巨∃
側 面図 [魯コはflイすン驚′と器 そう人場所をボナ 数ノj■:は吹出空1ミ小 のflイオン濃度 第20図 パッケージ形エアコンディショナ内の 負イオソ発生器設置状況 14m ①▼550 ②】450 ⑨￣490④二5去0
∈ N ⑤▼520 ⑥■510 ⑦づ40 ⑧￣520 田 l⑨二5去0
⑲▼2･780 ⑪【710 ⑫￣760 RP-754圏室の高さ
3.8m 主客模 592m3 自然イオン濃度 ＋110個/4mき 一20個/4mユ 測定位置 床面から高さ 0.8m 第21図 パッケージ形エアコソデイショナに負イオソ 発生器を取り付けたときの室内イオン濃度分布 る程度正イオンが発生する場合があることにもよるが,それ以上に 室内にエアロゾル状汚染物がすくない場合は,宇宙線などの影響に より室内で発生するイオンが減少しにくいためではないかと考えら れる｡ したがってエアクリーナを使用している場合は特にイオン発生器 は必要ないとも思われるが,負イオン濃度をさらに安定して高めた い場合は負イオン発生器を使用すれば良い｡たとえば弟1る,け図と 同じ田村町某ビルで送風枚の前にイオン発生器を設置した場合は, 弟10表のようになり室内は正イオンに比べ負イオン濃度のほうが 増加してくる｡ さらにパッケージ形エアコソディショナ(エアクリーナなし)に 弟20図のように負イオン発生器を取り付け室内のイオン分布を測 定すると弟21図のようになり,特にエアクリーナがなくても室内の イオン濃度は明らかに向上することがわかる｡ 陰イオン発生器の構造,性能,使用例に関する詳細な報告は紙面 の都合で次に譲るが,負イオン発生器を取り付けることにより,い かなる窄調方式の場合でも室内の無イオン状態が解決され,負イオ ン濃度がf71然大気中のそれと同程度かいくぷん上まわる程度の濃度 に維持できる意義は大きい｡今後の空調はエアクリーナと併用して 員イオン発生器が使用され,自然の清浄空気が呼吸できる室内環境 となるように改善されていくものと確信する｡8.結
口 以_ヒ空気調和の面から,空気汚染の実情とその対策について検討 を加えた｡エアロゾル状汚染物の濃度測定に使用したデジタル粉じ ん計は,現在日立製作所の東京,大阪,名古屋,九州の各営業所商 品課に備えられており,ご要望によりいつでも毒内じんあい濃度の 測定ができる状態にあるので気軽に利用していただき,適正な浄化1232 昭和40年7月 立
評
論
第47巻 第7号 対策を講ずるようお願いするしだいである｡ また空気イオンに関しては,人体に与える影響に対して明確な結 論が出ていないのが現状であるが,負イオソ発生器の使用により無 イオソの状態をなくし,室内空気を自然界のイオン濃度に近づける ことは意義あるものと思う｡負イオン発生器をエアクリーナととも に設置し,空調設備への活用を検討していただきたい｡ 本稿を終わるにあたり,いろいろご協力をいただいた関係各位に 厚くお礼申し上げるしだいである｡ 1 2 3 4 参 薯 文 献 川崎,末永:環境衛生学,南山堂苔店(1963) WallStreetJournal,Nov.21(1960) 加藤ほか:電気試験所彙報26(12)43∼48(1963) Dessauer,F:ZehnJahreForschungaufdemPhysikalish-MediziniscbenGreuzgebiet,GeorgThieme,Leipzig(1931) (5)木村,谷口:医学領域における空気イオンの理論と実際 南山堂書店(1938) (6)井_l二:空気イオンの医学的研究,北隆館(1946) 特許弟436419号 7 00 9 O 1 1 1 2 3 4 5 6 7 安部:産業環境工学2(15)2∼7(1962) 安部,原:公衆衛生28(6)297∼306(1964)Herrington,L.P and Smith,K.L:J.Ind.Hyg.,17(6)
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