業務用の換気設備の方式｜第1種・第2種・第3種換気と全熱交換器の基礎

建築基準法が求める換気

建築基準法第28条第2項は、居室に換気のための窓その他の開口部を設け、換気に有効な部分の面積を居室の床面積の20分の1以上とするよう定めています。ただし、政令で定める技術的基準に従って換気設備を設けた場合は、この限りではありません。また同条第3項により、一部の特殊建築物の居室や、こんろなど火を使用する設備を設けた調理室等には、換気設備の設置が求められます。

機械換気設備で居室を換気する場合、施行令第20条の2は必要有効換気量を次の式で求めるとしています。

• V＝20Af／N（V は必要有効換気量〈立方メートル毎時〉、Af は居室の床面積、N は実況に応じた1人当たりの占有面積）
• N は、特殊建築物の居室では3平方メートルを超えるときは3、その他の居室では10平方メートルを超えるときは10として計算する

このほか施行令第20条の8は、シックハウス対策として居室の機械換気設備の必要有効換気量を Vr＝nAh（A は床面積、h は天井高さ）で求め、n を住宅等の居室では0.5、その他の居室では0.3とすると定めています。事務所や店舗の居室では、在室人数から求める量とこの量の両方を満たすように計画します。

出典: e-Gov 法令検索 建築基準法／e-Gov 法令検索 建築基準法施行令

第1種・第2種・第3種換気の違い

施行令第129条の2の5第2項は、建築物に設ける機械換気設備について、「換気上有効な給気機及び排気機」「換気上有効な給気機及び排気口」「換気上有効な給気口及び排気機」のいずれかを有することと定めています。この3つの組合せを、実務では一般に第1種・第2種・第3種換気と呼びます（呼び名そのものは条文の用語ではありません）。

1. 第1種換気（給気機＋排気機）: 給気量と排気量の両方を機械で決められるため、室内を正圧にも負圧にも設計できます。全熱交換器を組み込めるのもこの方式です。事務所の執務室や会議室、店舗の売場などで多く使われます
2. 第2種換気（給気機＋排気口）: 機械で押し込んだ空気が排気口から抜けるため、室内は正圧になります。外からほこりや汚れた空気を入れたくない部屋に向きます
3. 第3種換気（給気口＋排気機）: 機械で吸い出すため室内は負圧になり、臭気や湿気を周囲の部屋へ漏らしにくくなります。トイレや浴室、湯沸室などで多く使われます

同じ項は、給気口と排気口の位置と構造を、人が通常活動する空間の空気の分布が均等になり、著しく局部的な空気の流れが生じないようにすること、外気取入口や外気に開放された給気口・排気口に雨水やねずみ、虫、ほこりの侵入を防ぐ設備を設けること、風道を空気を汚染するおそれのない材料で造ることも求めています。

出典: e-Gov 法令検索 建築基準法施行令（第129条の2の5）

中央管理方式の空気調和設備の基準

ビルの空調機で外気の取入れと温湿度の調整をまとめて行う中央管理方式の空気調和設備は、施行令第129条の2の5第3項の表に掲げる基準におおむね適合するよう空気を供給できる性能が求められます。

• 浮遊粉じんの量: 空気1立方メートルにつき0.15ミリグラム以下
• 一酸化炭素の含有率: 100万分の6以下
• 炭酸ガスの含有率: 100万分の1,000以下
• 温度: 18度以上28度以下（冷房時は外気との差を著しくしない）
• 相対湿度: 40パーセント以上70パーセント以下
• 気流: 1秒間につき0.5メートル以下

在室人数に対して外気の取入れ量が足りないと、炭酸ガスの濃度が上がります。テナントの入替えや用途変更で人が増える場合は、換気量の見直しが必要です。

出典: e-Gov 法令検索 建築基準法施行令（第129条の2の5第3項）

全熱交換器の仕組み

日本冷凍空調学会の用語解説では、温度と湿度を同時に交換するものを全熱交換器、温度だけを交換するものを顕熱交換器と呼んでいます。冬は室内から捨てる暖かく湿った排気の熱と水分を、取り入れる冷たく乾いた外気に移し、夏はその逆を行うことで、外気をそのまま入れる場合より冷暖房の負荷を抑えます。

• 回転形: 熱と水分を受け渡す素材をハニカム状のロータにし、回転させて排気側と外気側を行き来させる
• 静止形: 素材を積層し、仕切り板越しに熱と水分を移す。排気と外気が仕切られているため、汚染物質が排気から給気へ移ることは極めて少ないとされる

同じ解説は、冬季や中間期に低温の外気をそのまま冷房に使いたい場合は、全熱交換器を通らないバイパス風路を設ける必要があるとしています。給気と排気の両方を機械で行う必要があるため、全熱交換器は第1種換気の設備として計画します。

出典: 日本冷凍空調学会 最近気になる用語「全熱交換器」

計画と維持管理の注意点

全熱交換器を含む換気設備を計画・更新するときは、次の点を確かめます。

• 湿気や臭気の強い浴室・トイレ・厨房などの排気は、居室の換気とは別の排気系統で処理するのが基本です。全熱交換器に通せる排気かどうかは、採用する機種の取扱説明書や技術資料で確かめます
• 東北のように冬の外気温が低い地域では、本体内部の結露や凍結に注意が必要です。運転できる外気温の範囲や凍結を防ぐ機能は、機種ごとにメーカーの資料で確認します
• フィルターや熱交換素子が目詰まりすると換気量が落ち、空気の質も下がります。点検口の位置を決める段階で、清掃や交換の作業スペースを確保しておきます
• 給気と排気の量が大きく偏ると、扉が重くなる、すき間風や臭気の逆流が起こるといった不具合につながります。試運転で風量を測り、設計値に合っているかを確かめます

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