二酸化炭素濃度を監視する5つの主な理由

環境問題や大気汚染の深刻化を鑑みると、室内外の空気質を常に監視する必要性が高まっています。自宅、学校の教室、職場などの空気の質は健康に大きな影響を与え、二酸化炭素濃度が高い場合は、換気不良や建物への新鮮な空気の流入不足を示している可能性があります。人は二酸化炭素を常に吐き出すため、密閉された空間では二酸化炭素濃度が上昇します。そのため、建物内の二酸化炭素濃度を定期的に監視し、周囲の空気が高濃度の酸素を含み、二酸化炭素濃度が十分に低い状態であることを確認することが重要です。

室内における一般的な二酸化炭素濃度はどのくらいですか？

二酸化炭素は自然界に存在するガスであり、人間によっても生成されます。通常の濃度では危険ではありませんが、推奨レベルを超えると人間の健康に悪影響を及ぼす可能性があります。二酸化炭素濃度は、さまざまな室内環境によって大きく異なります。住宅や商業ビルにおける二酸化炭素の許容濃度は1000～1200ppmですが、人が密集する建物では、この濃度が1800ppm、あるいは3000ppmを超えることも珍しくありません。ほとんどの人は無臭のガスの増加に気づきませんが、室内空気質（IAQ）の悪化により、すぐに健康への悪影響が現れ始めます。

健康を維持し、呼吸器系のトラブルを避けるために、どれくらいの新鮮な空気が必要かという問いに答えるのは、今となっては難しい。屋外の空気の質も年々悪化しており、わずか50年前には450ppmが標準だったのに対し、今では650ppmが許容範囲とされている現状を考えると、答えるのは実に困難だ。屋外、そして何よりも屋内の気温上昇に伴い、一人ひとりが自分に必要な空気の量と、その新鮮さをどのように確保するかを、自ら判断しなければならない。

同時に、室内空気質（IAQ）は、屋外空気よりも日常生活において測定・管理が容易です。建物の所有者は、会議室、カンファレンススペース、その他多くの人が集まる場所に適切なセンサーを設置することで、二酸化炭素濃度を継続的に監視できます。CO2濃度を測定することで、二酸化炭素濃度を正常範囲内に保つように換気を調整することが可能になります。

二酸化炭素を測定する必要があるのはなぜですか？

二酸化炭素濃度のモニタリングの必要性について語る際には、このガスの悪影響にも触れておくべきです。二酸化炭素濃度が高すぎると、疲労感、頭痛、集中力の低下などを引き起こす可能性があります。中程度の濃度でも、人間の健康に影響を与え、注意力やエネルギーの低下につながることがあります。そのため、二酸化炭素濃度モニタリングの選択肢とそのメリットについて理解しておくことが重要です。

二酸化炭素（CO2）は大気成分の一つであり、屋外・屋内を問わず常に存在します。しかし、吸い込む二酸化炭素の量が多いほど、健康への悪影響は大きくなります。幸いなことに、室内のCO2濃度を監視し、空気を新鮮に保つ方法はいくつかあります。最も効果的な方法は、IoT対応センサーで収集したデータを活用し、データを継続的に分析してリアルタイムで最新情報を得ることです。自宅の空気を監視するだけでなく、職場やその他の環境にもCO2センサーを設置できます。

1. パフォーマンスの最適化

高濃度の二酸化炭素は、人の認知能力や作業効率を著しく低下させる可能性があります。多くの人は、授業やオフィス環境でかなりの時間を過ごします。つまり、学生や従業員は、二酸化炭素濃度が高い可能性のある密閉された空間で約8～9時間を過ごさなければならないということです。最近の研究の1つによると、二酸化炭素濃度の上昇は認知や意思決定に悪影響を及ぼし、認知機能全般に影響を与えます。この研究では、二酸化炭素濃度が約1400ppmの場合、人の意思決定能力が25%低下し、戦略的思考は最大50%低下する可能性があることがわかりました（1）。そのため、二酸化炭素濃度を測定する必要性は高く、理解できます。

同時に、施設管理者や空調管理担当者がCO2濃度の測定値にアクセスできれば、CO2濃度が許容範囲内になるように作業環境や学習環境を整えることができます。信頼性の高いIoTセンサーがあれば、部屋の換気が必要なタイミング、密閉空間に適切な人数、そして空間内のCO2濃度を正確に把握できます。

2. 安全性の確保

二酸化炭素濃度を監視する主な理由は、健康に害を及ぼさない新鮮な空気を呼吸していることを確認するためであることは言うまでもありません。二酸化炭素濃度が高すぎると、頭痛、めまい、集中力の低下、さらには意識喪失を引き起こす可能性があります。さらに、私たちはまだCOVID-19のパンデミックの中にいるため、COVID-19に感染するリスクを低減するために、二酸化炭素濃度を常に監視する必要があります。二酸化炭素濃度が高く、適切な換気が行われていない場合、感染する可能性は数倍に増加します。二酸化炭素濃度はCOVID-19の感染レベルの指標となります。なぜなら、屋内の環境で1人が感染したとしても、適切な換気がなければ、他の人もすぐに感染してしまうからです。換気不良による影響の顕著な例の1つは、船の状況です。高濃度の二酸化炭素を含む空気が船室を循環したため、乗客全員がCOVID-19に感染しました。高濃度の二酸化炭素を含む換気システムの不備が原因で感染した事例は他にも多数あるため、二酸化炭素濃度は必ず測定・管理する必要があります。二酸化炭素濃度が高すぎる場合、この病気にかかるリスクを低減する最も効果的な方法は、IoTベースの換気システムを導入することです。

滞在する空間の二酸化炭素濃度をモニタリングするその他の理由は、二酸化炭素が直接引き起こす可能性のある疾患と密接に関係しています。いくつかの研究では、密閉された空間内の二酸化炭素濃度が高いと、喘息やその他の呼吸器疾患の引き金となる可能性があることが示されています（2）。そのため、呼吸器疾患の発症リスクを低減するには、各部屋にIoTベースの二酸化炭素センサーを設置して、建物の換気を効果的に行うことが重要です。換気の悪い場所は、呼吸器系の問題やその他の関連疾患につながる可能性があります。

さらに、二酸化炭素濃度が高い室内空気は、人間の脳に悪影響を及ぼす可能性があります。例えば、カナダ労働安全衛生センターの科学諮問グループによると、生産性や批判的思考能力全般に影響を与える可能性があるとのことです。二酸化炭素濃度を監視することで、病気を予防し、健康を守ることができます。

3．二酸化炭素濃度レベルに注意する

屋外や屋内の二酸化炭素濃度を把握していれば、それを下げる方法を見つけることができます。二酸化炭素濃度をモニタリングしなければ、気づかないうちに空気中の100万個以上の二酸化炭素粒子を吸い込んでしまうでしょう。その結果、仕事や思考能力が低下する可能性があり、その原因に気づかないままになってしまうのです。

さらに、CO2濃度を把握することで、空間構成のより良い選択肢を検討することができます。これはオフィスだけでなく、家庭や病院にも当てはまります。例えば、病院の個室には2人以上の患者がいる場合があり、CO2センサーがあれば、必要な換気頻度や、患者を別の個室に移すといった判断に役立ちます。人は大量のCO2を吐き出し、それはまず天井（頭の高さ程度）まで上昇しますが、何も対策を講じなければ部屋全体に拡散してしまいます。CO2モニタリングセンサーは、換気不良があればそれを検知し、CO2濃度を下げるよう通知します。機械換気とCO2モニタリングに関するデータを把握することで、狭い空間でも広い空間でも、十分な換気量と新鮮な空気を確保することができます。

前述の通り、二酸化炭素濃度と室内空気質のモニタリングは、様々な環境において快適性と安全性を向上させることができます。複数の研究によると、二酸化炭素濃度の上昇は認知能力や生産性に密接に関係していることが示されています。さらに、多くの人々は、空気の質の悪さが子供に及ぼす可能性のある影響を懸念し、室内空気質への関心を高めています。特に学校では、生徒の活動レベルが変動し、活動量が多い時間帯には二酸化炭素濃度が安全基準値を超えることもあるため、この問題は深刻です。加えて、環境問題への意識の高まりに伴い、二酸化炭素モニターの需要も増加しています。現代社会において、家庭内の二酸化炭素濃度を把握しておくことは非常に重要です。

4. 換気スケジュールを設定する

家庭内の二酸化炭素濃度が高いのは、一般的に換気が不十分であることを示しています。家庭内の二酸化炭素濃度が高い状態は健康に悪影響を及ぼすため、需要制御型の換気システムが必要です。室内の二酸化炭素濃度が高すぎると、人の健康に悪影響を与えることは既にご存知でしょう。そのため、適切な換気スケジュールが非常に重要です。特定の空間の二酸化炭素濃度が分かれば、窓の開閉スケジュールや自動空調システムの稼働サイクルを設定できます。適切な空調システムを導入することで、室内を清潔で健康的な状態に保つことができます。

5. エネルギー効率の向上

エネルギー効率の向上という観点から見ると、CO2は換気システムの省エネに役立ちます。CO2モニターは、建物の換気改善に直接貢献できます。CO2センサーをスマートHVACシステムに接続することで、CO2濃度に基づいて空気の流れを調整できます。これにより、常に換気する必要がなくなるため、エネルギーコストを節約できます。さらに、CO2センサーは危険なCO2濃度を検知すると、作業員や居住者に警告を発し、携帯電話に直接通知を送信できるため、誰にとっても便利です。

CO2モニタリングのためのTEKTELIC BREEZEをご紹介します

二酸化炭素モニタリングの必要性の高さを考慮し、TEKTELICはBREEZE-Dを開発しました。当社のBREEZEソリューションは、最大10年の長寿命バッテリー、あらゆるインテリアに適したシンプルなデザイン、簡単な設置など、さまざまな利点を備えているため、他のエンドツーエンドソリューションやセンサーとは一線を画しています。このセンサーは、CO2、湿度、温度の信頼性の高い測定に最適な方法です。さらに、他の多くの二酸化炭素モニタリング用センサーとは異なり、BREEZEは周囲の環境における動きと光を検知できます。測定値はEインクディスプレイタブレットに送信され、テーブルに置いたり、部屋の入り口付近に設置したりできます。データは1分ごとに更新されるため、空気質の変化を常に把握できます。

ご覧のとおり、空気を新鮮で安全に保つには、二酸化炭素のppm（百万分率）を理解する必要があります。ppmとは、大気中に存在する微量の炭素濃度を表す単位です。TEKTELIC BREEZEを使えば、ご家庭、学校、オフィス、企業、商業施設など、あらゆる場所で空気の新鮮さを確実に把握できます。新鮮で健康的な空気を吸いたいなら、 TEKTELICサポートチームにご連絡いただき、IoTがもたらすあらゆる可能性を探ってみてください。

1. Karnauskas, KB、Miller, SL、Schapiro, AC (2020)。化石燃料の燃焼により、室内のCO2濃度が人間の認知機能に有害なレベルに上昇している。GeoHealth 、4 (5)、e2019GH000237。https://doi.org/10.1029/2019GH000237

2. Vehviläinen, T., Lindholm, H., Rintamäki, H., Pääkkönen, R., Hirvonen, A., Niemi, O., & Vinha, J. (2016). オフィス環境における高濃度の室内CO2は、認知作業中の経皮CO2レベルと眠気を増加させる。Journal of occupational and environmental hygiene, 13 (1), 19–29. https://doi.org/10.1080/15459624.2015.1076160

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