出典：建築物衛生管理技術者試験令和4年度(2022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は、ろ材の更新が自動的に行えるような構造としたものである。
(2) ULPAフィルタは、定格風量で粒径が0.3μmの粒子に対する粒子捕集率で規定されている。
(3) ろ過式フィルタの捕集原理には、遮りによる付着、慣性衝突、拡散による付着がある。
(4) ガス除去用エアフィルタのガス除去容量は、ガス除去率が初期値の85％に低下するまでに捕集したガス質量で表される。
(5) パネル型エアフィルタは、外気用又はプレフィルタとして用いられる。
ビル管過去問｜空気浄化装置 エアフィルタ・ULPAフィルタ・ガス除去フィルタを解説
この問題は、空気浄化装置の種類と性能の表し方、さらに各フィルタの用途や捕集原理について理解しているかを問う問題です。空気浄化装置は、粒子を除去するフィルタと、臭気や有害ガスを除去するガス除去フィルタに大きく分かれ、それぞれ性能評価の考え方が異なります。正解は(2)で、ULPAフィルタの説明として不適当です。ULPAフィルタは極めて高性能な粒子用フィルタですが、0.3μmで規定されるという理解はHEPAフィルタのイメージと混同しやすく、そこが重要な判断ポイントです。他の選択肢は、エアフィルタの構造、ろ過の原理、ガス除去性能の考え方、パネル型フィルタの用途として適切です。
(1) 自動巻取型エアフィルタは、ろ材の更新が自動的に行えるような構造としたものである。
適切です。自動巻取型エアフィルタは、ろ材が汚れて圧力損失が増加したときなどに、清浄なろ材部分が使われるよう自動的に巻き取る構造をもったフィルタです。これにより、ろ材交換の手間を減らしながら、一定の捕集性能を維持しやすくなります。特に外気処理系統など、粉じん負荷が大きい場所で用いられることがあります。名称のとおり「巻き取って新しいろ材面を出す」仕組みが本質ですので、この記述は正しいです。
(2) ULPAフィルタは、定格風量で粒径が0.3μmの粒子に対する粒子捕集率で規定されている。
不適切です。ULPAフィルタは、HEPAフィルタよりもさらに高い性能をもつ超高性能フィルタです。ここで注意したいのは、0.3μmという粒径がそのままULPAフィルタの規定粒径として理解されやすい点です。0.3μmはHEPAフィルタの説明と結び付けて覚えられることが多く、ULPAフィルタまで同じように考えると誤りになります。ULPAフィルタは、より微細な粒子に対して非常に高い捕集率を求められるフィルタであり、HEPAフィルタより高性能であることを押さえる必要があります。試験では、HEPAとULPAの区別をあいまいにしていると、このような選択肢に引っかかりやすくなります。
(3) ろ過式フィルタの捕集原理には、遮りによる付着、慣性衝突、拡散による付着がある。
適切です。ろ過式フィルタでは、粒子の大きさや動き方に応じて、いくつかの原理で粒子が繊維に捕集されます。遮りによる付着は、粒子が気流に乗って流れながらも、粒径の大きさのために繊維に触れて付着する現象です。慣性衝突は、比較的大きな粒子が流れの向きの変化についていけず、そのまま繊維にぶつかって捕集される現象です。拡散による付着は、非常に小さな粒子がブラウン運動によって不規則に動き、繊維に接触して捕集される現象です。これらはろ過式フィルタの代表的な捕集原理であり、記述は正しいです。
(4) ガス除去用エアフィルタのガス除去容量は、ガス除去率が初期値の85％に低下するまでに捕集したガス質量で表される。
適切です。ガス除去用エアフィルタは、粒子ではなく臭気成分や有害ガス成分を吸着や化学反応によって除去する装置です。この種のフィルタは、使い続けると吸着材や反応材が消耗し、除去性能が徐々に低下していきます。そのため、どれだけのガスを処理できるかを示す指標として、ガス除去率が初期性能から一定割合まで低下するまでに除去したガスの総質量で容量を表します。この記述にある考え方は、ガス除去フィルタの性能評価として適切です。
(5) パネル型エアフィルタは、外気用又はプレフィルタとして用いられる。
適切です。パネル型エアフィルタは、比較的簡易な構造をもち、主として大きめの粒子や粉じんを除去する目的で使われます。高性能フィルタの前段に設置して、大きな粒子を先に取り除くことで、後段の高性能フィルタの負担を軽減し、寿命を延ばす役割があります。このため、外気処理用やプレフィルタとして広く使用されます。性能の高い最終フィルタそのものというより、前処理段階で使われることが多い点を押さえておくと理解しやすいです。
この問題で覚えるポイント
空気浄化装置は、粉じんや微粒子を除去する粒子用フィルタと、臭気や化学物質を除去するガス除去フィルタに分けて整理すると理解しやすいです。粒子用フィルタでは、パネル型、自動巻取型、中高性能フィルタ、HEPAフィルタ、ULPAフィルタというように、用途や性能の違いを区別して覚えることが重要です。パネル型は外気処理やプレフィルタに使われ、自動巻取型はろ材更新を自動化したものです。HEPAやULPAはクリーンルームなどで使われる高性能フィルタで、ULPAのほうがHEPAより高性能です。ろ過式フィルタの捕集原理は、慣性衝突、遮り、拡散が基本であり、粒子径によって支配的な原理が変わります。ガス除去フィルタは活性炭などを用いてガス状物質を除去し、その性能は粒子捕集率ではなく、除去率や除去容量で評価されます。つまり、粒子用フィルタは「どれだけ粒子を捕まえるか」、ガス除去フィルタは「どれだけガスを除去し続けられるか」という観点で見ることが正誤判断に直結します。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、HEPAフィルタとULPAフィルタの知識を混同させる点にあります。受験者は「高性能フィルタは0.3μmで覚える」と一括りにしやすいため、ULPAにも同じ基準をそのまま当てはめてしまいがちです。また、フィルタという言葉から粒子除去だけを連想すると、ガス除去フィルタの性能評価まで同じ考え方で見てしまうおそれがあります。さらに、パネル型や自動巻取型のような構造・用途の知識は基本事項ですが、細かい性能基準の選択肢に意識が向くと、かえって基本事項を疑ってしまうことがあります。試験では、基本的に正しい知識を並べた中に、似た用語同士を入れ替えた一文だけを紛れ込ませる形が多いため、「名称が似ているものほど違いを明確にする」ことが大切です。
