出典：第二種衛生管理者2023年（令和5年度）4月公表問題｜労働衛生第11問
問題
室内に11人の人が入っている事務室において、二酸化炭素濃度を1,000ppm以下に保つために最小限必要な換気量（m3／h）に最も近いものは次のうちどれか。
ただし、外気の二酸化炭素濃度を400ppm、室内にいる人の1人当たりの呼出二酸化炭素量を0.02m3／hとする。
(1) 19m3／h
(2) 37m3／h
(3) 190m3／h
(4) 370m3／h
(5) 740m3／h
第二種衛生管理者｜事務室の必要換気量計算を解説を解説
この問題は、室内の二酸化炭素濃度を基準値以下に保つために必要な換気量を計算する問題です。必要換気量は、在室者が呼出する二酸化炭素量を、室内基準濃度と外気濃度の差で割って求めます。11人が1時間に呼出する二酸化炭素量は、0.02m3／h×11人＝0.22m3／hです。室内基準濃度1,000ppmと外気濃度400ppmとの差は600ppmで、これは0.0006に相当します。0.22÷0.0006＝約366.7m3／hとなるため、最も近い答えは370m3／hです。
(1) 19m3／h
不適切です。その理由は、必要換気量として大きく不足しているためです。室内にいる11人全員の呼出二酸化炭素量は0.22m3／hであり、これを室内濃度と外気濃度の差で薄める必要があります。19m3／hでは、二酸化炭素を十分に外へ排出できず、室内濃度を1,000ppm以下に保つことはできません。
(2) 37m3／h
不適切です。その理由は、計算途中でppmを割合に直す処理を誤ると出やすい数値だからです。ppmは100万分の1を表す単位であり、600ppmは0.0006です。600をそのまま使ったり、換算を一桁誤ったりすると、必要換気量を過小評価してしまいます。正しくは0.22÷0.0006で計算します。
(3) 190m3／h
不適切です。その理由は、必要換気量の約半分程度であり、11人分の二酸化炭素発生量を処理するには足りないためです。この問題では、1人当たりではなく11人全員の呼出二酸化炭素量を合計する必要があります。人数を考慮しても、濃度差600ppmを正しく割合に換算しなければ、正しい換気量にはなりません。
(4) 370m3／h
適切です。その理由は、計算式に条件を正しく代入すると、必要換気量が約366.7m3／hとなり、選択肢の中では370m3／hが最も近いからです。計算は、まず11人分の呼出二酸化炭素量を0.02×11＝0.22m3／hと求めます。次に、室内基準濃度1,000ppmから外気濃度400ppmを差し引き、600ppmとします。600ppmは0.0006なので、0.22÷0.0006＝約366.7m3／hです。したがって、最小限必要な換気量に最も近いものは370m3／hです。
(5) 740m3／h
不適切です。その理由は、必要換気量を約2倍に見積もった数値だからです。換気量の計算では、室内基準濃度と外気濃度との差を用いますが、条件を重複して扱ったり、計算結果をさらに倍にしたりすると、このような過大な数値になります。安全側の換気として大きい数値が悪いわけではありませんが、設問は「最小限必要な換気量に最も近いもの」を問うているため、370m3／hを選びます。
この問題で覚えるポイント
事務室の必要換気量は、在室者が呼出する二酸化炭素量を、室内二酸化炭素基準濃度と外気二酸化炭素濃度との差で割って求めます。二酸化炭素濃度はppmで示されることが多く、1,000ppmは0.001、400ppmは0.0004、600ppmは0.0006に換算します。計算では、まず1人当たりの呼出二酸化炭素量に人数を掛けて、室全体の二酸化炭素発生量を求めます。その後、室内基準濃度と外気濃度の差で割ることで、必要換気量が求められます。室内濃度だけを見るのではなく、外気にも二酸化炭素が含まれているため、必ず「室内基準濃度－外気濃度」を使う点が重要です。試験では、ppmを割合に直すこと、人数分の二酸化炭素量を合計すること、最も近い選択肢を選ぶことが正誤判断に直結します。
ひっかけポイント
この問題で間違えやすい原因は、ppmの単位換算と人数の扱いです。600ppmを600のまま計算してしまうと、現実とかけ離れた小さい換気量になります。また、1人当たりの呼出二酸化炭素量0.02m3／hだけを使い、11人分にするのを忘れると、必要換気量を大きく過小評価します。さらに、室内基準濃度1,000ppmだけで計算してしまい、外気濃度400ppmを差し引かないミスも起こりやすいです。必要換気量の問題では、「発生量は全員分にする」「濃度差は室内基準濃度から外気濃度を引く」「ppmは100万分の1として割合に直す」という3点をセットで確認すると、同じパターンの問題にも対応しやすくなります。
