必要換気量と換気 — 二酸化炭素濃度から計算する

必要換気量の公式、室内CO2基準濃度0.1%と外気濃度、そして単位を揃える計算上の注意点を押さえます。

編集・検証: 衛生管理者スタディ編集部 公式情報: 公益財団法人 安全衛生技術試験協会 制作・検証方針

換気は計算問題として出ます。必要換気量の式と、二酸化炭素の基準濃度。ここは数字を正確に覚えれば得点源です。

戸倉 ジャスミン(普段) 戸倉 ジャスミン

先生、換気って…窓を開ければいいだけじゃないの? 計算するようなこと?

香月 リサ 先生(普段) 香月 リサ 先生

それが計算するのよ。
何人がどれだけ息を吐くから、どれだけ空気を入れ替えればいいか。
それが必要換気量ね。

深見 つむぎ(普段) 深見 つむぎ

室内の空気の汚れの指標として二酸化炭素濃度を使うのですね。
二酸化炭素そのものが有害というより、人の呼気による汚染の目安として使う、という理解で合っていますか。

香月 リサ 先生(普段) 香月 リサ 先生

その通り。
よく分かっているわね。
式はこうよ。
必要換気量(m³/h)= 室内にいる人が1時間に呼出する二酸化炭素量(m³/h) ÷ (室内二酸化炭素基準濃度 − 外気の二酸化炭素濃度)。

雪村 ましろ(普段) 雪村 ましろ

むむむ…わり算…。
分母が『中の基準』引く『外の濃さ』なんですねぇ。

深見 つむぎ(普段) 深見 つむぎ

分母は『どれだけ薄められる余地があるか』を表しています。
外気がすでに汚れていれば、その分たくさん換気しなければならない、という直感どおりの式です。

戸倉 ジャスミン(笑顔) 戸倉 ジャスミン

おお〜、そう言われると納得できる! で、その数字はいくつなの?

香月 リサ 先生(普段) 香月 リサ 先生

室内二酸化炭素基準濃度は0.1%、つまり1,000ppm。
外気の二酸化炭素濃度はおよそ0.03〜0.04%、300〜400ppm程度よ。

戸倉 ジャスミン(びっくり) 戸倉 ジャスミン

ちょっと待って。
%とppmが混ざってるじゃん? どっちで計算すればいいの?

香月 リサ 先生(普段) 香月 リサ 先生

とてもいい質問。
答えは『分子と分母で単位を揃える』。
%で計算するなら分母も%、ppmで計算するならすべてppm。
ここを混ぜると答えが1万倍ずれるわ。

深見 つむぎ(普段) 深見 つむぎ

1% = 10,000ppm ですから、換算を誤ると桁が壊滅します。
試験では分母を(0.1 − 0.04)のように%のまま扱う出題が多いですね。

雪村 ましろ(普段) 雪村 ましろ

えっと…もし1時間に0.018m³の二酸化炭素を出す人が1人いて、基準0.1%、外気0.04%だったら…0.018 ÷ (0.001 − 0.0004) で…30m³/h?

香月 リサ 先生(笑顔) 香月 リサ 先生

ましろさん、正解よ。
しかも小数に直して計算したのね。
丁寧だわ。

戸倉 ジャスミン(うるうる) 戸倉 ジャスミン

ましろちゃんが一番に解いた…あたし、まだ式を写してるところなのに…

深見 つむぎ(普段) 深見 つむぎ

ジャスミンさん、焦らないで。
式さえ正しく書ければ、あとは代入するだけです。
順序は間違っていませんよ。

確認クイズ

必要換気量に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

  1. 必要換気量の算定に用いる室内二酸化炭素基準濃度は、通常1%とする
  2. 必要換気量は、1時間に呼出する二酸化炭素量を、室内CO2基準濃度と外気CO2濃度との差で除して求める
  3. 外気の二酸化炭素濃度は、通常0.5%程度とする
  4. 必要換気量の計算では、室内濃度をppm、外気濃度を%で表してよい
こたえを見る

正解: 2. 必要換気量は、1時間に呼出する二酸化炭素量を、室内CO2基準濃度と外気CO2濃度との差で除して求める

必要換気量 = 1時間に呼出するCO2量 ÷ (室内CO2基準濃度 − 外気CO2濃度)が正しい。室内基準濃度は0.1%(1,000ppm)であって1%ではない(選択肢1は誤り)。外気は約0.03〜0.04%(選択肢3は誤り)。単位は必ず揃える必要がある(選択肢4は誤り)。

香月リサ先生、深見つむぎ、雪村ましろ、戸倉ジャスミンが雪だるま作りを楽しむ様子

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