防護構造物における換気の問題
シェルターや地下壕は、民間防衛構造物であれ、軍事施設であれ、地下貯蔵施設であれ、その目的にかかわらず、閉鎖空間における高品質の空気交換の確保という重大な問題に直面している。適切な換気を行わなければ、長期間の居住を想定したこれらの構造物は、空気の質が急速に悪化するため、防護機能を果たせなくなる可能性がある。
空気は貯蔵施設における第一の資源である
防護構造物内に長期滞在する条件下で重要な資源を考えると、新鮮な空気は、水や食料を差し置いて、クリティカリティの点で第一にランクされる。人は食料がなくても数週間、水がなくても数日間生き延びることができるが、十分な酸素がなければわずか数分しか生き延びることができない。シェルターという限られた空間では、平均的な集団は数時間で酸素供給を使い果たし、臨界CO₂濃度に達する。
シェルターの物資を計画する際、管理者はしばしば食料、水、医薬品、エネルギーに焦点を当て、時には換気システムを見落とすこともある。しかし、適切な空気交換がなければ、他のすべての物資は役に立たなくなる可能性がある。CO₂濃度が高く、酸素含有量が低い環境にいる人は、すぐに効率を失い、認知機能が低下し、最終的には生命への直接的な脅威に直面する。
このインフォグラフィックは、空気中のCO₂(二酸化炭素)濃度と人体への影響のレベルを示している:
- 400-800ppm:OKCO₂濃度が正常な許容可能な状態
- 800-1200 ppm:SATISFACTORY室内環境におけるCO₂濃度の上限値
- 1200-1800 ppm不良眠気や悪気の訴え、弱い人は失神や咳の可能性あり
- 1800-2100 ppm:危険集中力低下、心拍数増加、頭痛、眠気
注ppm(百万分の一)・・・空気中のCO₂ 濃度を表す単位。
そのため、給排気換気システムは、貯蔵施設の重要なインフラとみなされるべきであり、給水や給電システムと同じように、細心の注意と信頼性をもって設計されなければならない。
密閉施設における空気環境の主な問題点
- 人が長時間居住する間の二酸化炭素(CO₂)の蓄積
- 閉鎖空間における酸素濃度の低下
- カビや真菌の発生を促進する湿度の上昇
- 不快臭や有害物質の蓄積
- 緊急時の外部汚染物質からのろ過不足
- 空気の停滞と夏場のオーバーヒート
- 長期滞在時の低酸素およびCO₂中毒のリスク
エアハンドリングユニットの問題解決

エアハンドリングユニット(AHU)は、倉庫やバンカー内の適切な微気候を確保するための包括的なソリューションです。その導入により、多くの重要な問題を解決することができる:
エアハンドリングユニット導入のメリット
新鮮な空気の連続供給
- 標準的な空気交換の確保(一人当たり最低10 m³/時)
- 快適な滞在のための最適な酸素レベルの維持
汚染空気の除去
- CO₂、湿気、その他の廃棄物の効果的な除去
- 呼吸器疾患発症リスクの低減
空気ろ過
- 外部汚染物質(ほこり、アレルゲン、放射性粒子)からの保護
- 化学的・生物学的脅威からの浄化のための特殊フィルター(HEPA、カーボン)の設置が可能
湿度管理
- 壁や天井の結露防止
- 機器や材料の腐食や損傷からの保護
温度条件の安定化
- 人や機器から発生する熱によるオーバーヒートの防止
- 追加の冷暖房モジュールの接続が可能
衛生状態の改善
エネルギーの効率的利用
- 熱回収機能を備えた最新のエアハンドリングユニットは、熱エネルギーを最大75~85%節約できます。
- 寒い季節の暖房コストを削減
自律運転
- バックアップ電源からの運転能力
- さまざまな条件下での運転モード(通常、緊急、スタンドアロン)
貯蔵施設およびバンカー用エアハンドリングユニットシステムの主な構成要素
保護構造物用の最新の給排気システムは、以下のコンポーネントで構成されている:
- PVU ベースユニット
1) 給排気ファン
2) 熱交換器(レキュペレーター)
3) 自動制御システム
4) 基本洗浄フィルター
- エアダクトシステム
1) メインエアダクト
2) 配管エレメント(ディフューザー、グリル)
3) コントロールバルブおよびダンパー
4) サイレンサー
- ろ過装置
1) 粗目フィルター(G4)
2) 細目フィルター(F7~F9)
3) 特殊フィルター(HEPA H13~H14)
4) ガスおよび化学物質吸着用カーボンフィルター
- 密閉弁
1) バックドラフト防止用逆止弁
2) 防爆弁
3) 防火弁
- 制御および監視システム
1) CO₂、酸素、湿度、温度センサー
2) コントローラーおよびプログラム可能なモジュール
3) 警告および緊急シャットダウンシステム
4) 遠隔操作パネル
- オプションモジュール
1) 冷却/加熱エレメント
2) 除湿器/加湿器
3) UV殺菌器
4) 電源バックアップシステム
代替ソリューションと代替品
リソースが限られている場合、または特定の要件が満たされている場合、代替コンポーネントを使用することができる:
簡易換気システム
- 複雑なエアハンドリングユニットの代わりにダクト式ファン
- 回収を伴わない個別の給排気ユニット
- 手動制御の機械システム
代替ろ過ソリューション
- 自作カーボンフィルター
- 非特殊素材(合成繊維、綿毛)を使用したフィルター
- 多層メカニカルフィルター
簡易エアダクト
- 硬い金属製ダクトの代わりにフレキシブル・ダクトを使用
- 適切な直径のプラスチックパイプ
- 改良された分配エレメント
自律的ソリューション
- システムに電力を供給するポータブル発電機
- 緊急時用の手持ち扇風機
- 化学空気清浄機(短期使用用)
代替制御システム
- バッテリー駆動の自律型センサー
- 簡易機械式圧力・湿度インジケーター
- 自動コントローラーの代わりにタイマー
結論
倉庫やバンカーにエアハンドリングユニットを設置することは、単なる快適性の問題ではなく、限られたスペースに長時間滞在する人々の安全と健康を確保するための重要な必要事項です。最新のエアハンドリングユニットは、調節された空気交換、ろ過、および空気品質制御を確実にする包括的なソリューションを提供します。
このようなシステムを設計・設置する際には、特定の建物の特殊性、人の数、自律運転の期間、および潜在的な外部脅威を考慮に入れることが重要です。適切に選択・設置されたエアハンドリングユニットシステムは、バンカーやシェルターの保護特性を大幅に向上させ、それらを単なる物理的シェルターから、人々が長期間安全に滞在できる本格的な環境へと変える。