出典：建築物衛生管理技術者試験令和3年度(2021年)｜空気環境の調整第75問
問題
空気浄化装置に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 自動巻取型エアフィルタのろ材の更新は、タイマによる方法や圧力損失を検知して行う方法が用いられている。
(2) ろ過式粒子用エアフィルタとは、さえぎり、慣性、拡散、静電気等の作用で、粉じんをろ材繊維に捕集するものをいう。
(3) 空気中の有害ガスを除去するガス除去用エアフィルタとして、イオン交換繊維を使用したものがある。
(4) 一般にHEPAフィルタの圧力損失は、一般空調用フィルタのそれと比較して小さい。
(5) 粒子用エアフィルタの性能は、圧力損失、粉じん捕集率、粉じん保持容量で表示される。
ビル管過去問｜空気浄化装置の種類を解説
この問題は、空気浄化装置の基本的な種類と、それぞれの性能や特徴を正しく理解しているかを問う問題です。自動巻取型エアフィルタ、ろ過式粒子用エアフィルタ、ガス除去用エアフィルタ、HEPAフィルタといった代表的な装置について、用途や性能指標を整理して覚えておくことが大切です。正解は、HEPAフィルタの圧力損失を一般空調用フィルタより小さいとした記述です。HEPAフィルタは高性能である一方、一般に圧力損失は大きくなるため、その点を正しく押さえることが重要です。
(1) 自動巻取型エアフィルタのろ材の更新は、タイマによる方法や圧力損失を検知して行う方法が用いられている。
適切です。自動巻取型エアフィルタは、ろ材が汚れて目詰まりしてくると新しいろ材へ順次巻き取って交換できる仕組みをもつフィルタです。ろ材の更新時期を判断する方法としては、一定時間ごとに動作させるタイマ制御や、ろ材前後の圧力差が大きくなったことを検知して自動的に巻き取る差圧制御が実際に用いられています。特に圧力損失の増加は、ろ材に粉じんがたまって通気抵抗が増したことを示すため、合理的な管理方法です。
(2) ろ過式粒子用エアフィルタとは、さえぎり、慣性、拡散、静電気等の作用で、粉じんをろ材繊維に捕集するものをいう。
適切です。粒子用エアフィルタは、空気中の粉じんや微粒子をろ材で捕集する装置であり、その捕集原理には複数の仕組みがあります。大きめの粒子は慣性によって繊維に衝突しやすくなり、気流に沿って流れる粒子でも繊維に近づけばさえぎりによって捕集されます。さらに非常に小さい粒子はブラウン運動の影響で不規則に動くため、拡散によって繊維に接触しやすくなります。静電気を利用して捕集効率を高める方式もあり、これらの原理を組み合わせて粒子を除去しています。
(3) 空気中の有害ガスを除去するガス除去用エアフィルタとして、イオン交換繊維を使用したものがある。
適切です。ガス除去用エアフィルタは、粒子ではなく、においや有害ガス成分を除去するためのものです。代表的には活性炭がよく知られていますが、それ以外にも対象ガスに応じて化学吸着剤やイオン交換材料を用いたフィルタがあります。イオン交換繊維は、特定の酸性ガスやアルカリ性ガスなどを化学的に捕集するために用いられることがあり、ガス状物質を除去する手段の一つとして理解しておくとよいです。粒子用フィルタとガス除去用フィルタでは、除去対象も原理も異なる点に注意が必要です。
(4) 一般にHEPAフィルタの圧力損失は、一般空調用フィルタのそれと比較して小さい。
不適切です。HEPAフィルタは、非常に高い粒子捕集性能をもつ高性能フィルタであり、一般空調用フィルタよりも微細な粒子まで除去できます。そのぶん、ろ材が高密度で空気の通り道が細かくなるため、空気が通過するときの抵抗、すなわち圧力損失は一般に大きくなります。高性能であるほど圧力損失も大きくなりやすく、送風機の能力や運転エネルギーにも影響します。したがって、HEPAフィルタの圧力損失が一般空調用フィルタより小さいとする記述は誤りです。
(5) 粒子用エアフィルタの性能は、圧力損失、粉じん捕集率、粉じん保持容量で表示される。
適切です。粒子用エアフィルタの性能を評価するときは、どれだけ空気を通しやすいかを示す圧力損失、どれだけ粉じんを除去できるかを示す捕集率、どれだけ粉じんをため込めるかを示す保持容量が重要な指標になります。捕集率が高くても圧力損失が大きすぎると送風に不利になりますし、保持容量が小さいとすぐに交換が必要になります。そのため、実務では単に捕集性能だけでなく、運転管理や維持費も含めて総合的に評価することが大切です。
この問題で覚えるポイント
空気浄化装置は、除去対象が粒子なのかガスなのかで種類と原理が異なります。粒子用エアフィルタは粉じんや微粒子を対象とし、さえぎり、慣性、拡散、静電気などの作用でろ材繊維に捕集します。一方、ガス除去用エアフィルタはにおいや有害ガスを対象とし、活性炭やイオン交換材料などによる吸着や化学的作用で除去します。この違いは頻出なので、まず明確に区別できるようにすることが重要です。粒子用エアフィルタの性能評価では、圧力損失、粉じん捕集率、粉じん保持容量の三つが基本です。圧力損失は空気の流れに対する抵抗であり、小さいほど送風しやすいですが、捕集性能との兼ね合いがあります。HEPAフィルタは高性能粒子用フィルタの代表で、一般空調用フィルタより微細粒子の除去性能に優れますが、その反面、圧力損失は一般に大きくなります。高性能であるほどろ材が緻密になり、通気抵抗が増しやすいという原則を覚えることが大切です。自動巻取型エアフィルタは、ろ材の交換を自動化して維持管理をしやすくした装置で、更新方法にはタイマ制御や差圧制御があります。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、高性能であることと圧力損失が小さいことを無意識に結び付けてしまう受験者心理を突いている点にあります。日常感覚では、高性能な装置は効率がよく、空気もスムーズに通しそうに感じますが、フィルタではむしろ高性能化のためにろ材が緻密になり、圧力損失は大きくなるのが基本です。また、選択肢全体を見ると、多くが正しい専門知識を述べているため、細かな言い回しの違いを見落としやすくなります。さらに、粒子用フィルタとガス除去用フィルタの違いを曖昧に覚えていると、イオン交換繊維の記述も誤りだと誤認しやすくなります。空気浄化装置の問題では、除去対象が粉じんなのかガスなのかを先に判別する癖をつけると、似た問題でも安定して正答できるようになります。
