換気量不足｜二酸化炭素濃度上昇で眠気・集中力低下・慢性疲労に

家に帰るとどっと疲れが出て何もしたくなくなる。

しかし、仕事や育児の疲れだと思うのは間違いかもしれません。

もしかするとその疲労感は、換気量が不足し、二酸化炭素濃度が高くなっていることが原因かもしれないのです。

また、換気量不足は仕事効率・学力の低下、眠気の誘発するだけでなく、学校などでのインフルエンザ流行に関与しています。

受験生にとっては、思考力・集中力の低下、インフルエンザ流行は大問題です。

また、換気不足による酸素濃度低下は、脳が急成長を続け、酸素がたくさん必要な胎児や赤ちゃん、子供への影響が心配されます。

こちらのページでは、米国や日本で行われた二酸化炭素と思考力・集中力との関係についての実験結果、学校などでの日常的な換気不足の現状、そして効果的な換気方法についてご紹介いたします。

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近年建物の気密性が上がったため、屋内の換気は自然に行うことは難しく、平成15年7月以降新築した建物については、24時間換気システムの導入が義務付けられました。（日本では建材や日用品に含まれる有害な化学物質の排出が主な目的です）

24時間換気システムは1時間に0.5回の換気を目的としています。屋内の空気が1時間に半分、屋外の新鮮な空気と交換される、ということです。

通常屋外の二酸化炭素濃度は、380ppm程度となります。しかし、換気システムが導入されていない建物や、適切に換気されていない室内の二酸化炭素濃度が数千ppmまで上がることがあります。そして、それは保育園や学校などで顕著となります。

その高濃度の二酸化炭素が脳に影響を与えている、という報告が出ています。

アメリカでの二酸化炭素濃度の違いによる集中力テスト

米ローレンス・バークレー国立研究所とニューヨーク州立大学の研究報告によりますと、仕事中や授業中に襲ってくる睡魔は、オフィス内や教室内の二酸化炭素濃度の上昇が原因になっている。また実験により、二酸化炭素濃度が2,500ppmに達すると、仕事や勉強効率が著しく低下することが判明した、とのことです。

実験の被験者は24名で主に大学生です。彼らに、二酸化炭素濃度を600ppm、1,000ppm、2,500ppmの3段階に調節した部屋に2時間半いてもらい、意思決定能力テストを受けさせました。

結果は下のグラフのように、個人差はあるものの、2,500ppmでは皆一様に非常に低いスコアとなっています。

そして、室内の二酸化炭素濃度が2,500ppmや3,000ppmに達した場合、集中力や意思決定に支障をきたす可能性があることはあきらかだ、としています。

BERKELEY LAB HPより

また、「学校」という、ある一定の空間に多くの生徒（ヒト）が存在する環境の場合、二酸化炭素濃度は3,000ppmを超えることも日常的にあるようです。

長野県伊那市にある、伊那北高校では、米ローレンス・バークレー国立研究所の、人間の思考力と二酸化炭素濃度との関係についての実験を知り、教室内の二酸化炭素濃度は生徒の居眠りなどにも関係があるのではないか？ということで、独自に研究・報告をしています。

きっかけは、課題研究化学班の研究により、教室内の二酸化炭素濃度が1,500ppmの基準はもちろん、2,500ppmのラインもしばしば上回っていることが明らかとなっていたことから。

そして実験の結果、居眠り人数は、二酸化炭素濃度が1,500ppm以下の上限は最高でも2.5人弱であったのに対し、1,500ppm以上のときは上限値が4人近くまで増加することがわかりました。

そして集中力については、計算速度と精度で調べています。

その結果、計算速度は2,500ppm周辺で約20問の回答数の低下が見られ、正解率については、2,500ppm以下では96.5％～97％。2,500ppm以上では95％強となり、1.5％ほどの低下が見られたということです。

二酸化炭素濃度が2,500ppmという濃度では解ける問題数が減り、また、解いた問題の正解率が下がった、ということです。

そして、上記の結果となった理由を推論として、下記のようにまとめておられます。

• 室内の二酸化炭素濃度が人の呼吸によって増加すると、その分酸素濃度が減る。
• 二酸化炭素分圧の高い環境では、酸素を手放しやすくなるというヘモグロビンの性質（ボーア効果）によって、高濃度の二酸化炭素環境では肺胞でヘモグロビンが結合できる酸素の量が減る。これらの結果、多量の酸素を消費する脳の活動が弱くなり、パフォーマンスが落ちること。
• また、深刻な酸素不足に陥ることを回避するために、脳には酸素センサーよりも敏感な二酸化炭素センサーがあるということを踏まえて、脳が高濃度の二酸化炭素を感知すると、危険を回避するために、わざとパフォーマンスを落として、酸素の消費をセーブしていること。

これらが挙げられる。実証されてはいないが、考えうる現象である。

日本での二酸化炭素濃度の基準値は建築物衛生法によって、居室内は1,000ppm以下、幼稚園、保育園、学校は1,500ppm以下と定められています。

この基準値からも、「幼稚園、保育園、学校」という一定空間に多くの子供がいる環境では、二酸化炭素濃度が常に高い状態にある、ということが伺えます。

ですから基準値を（やむを得ず？）緩くしているようです。

赤ちゃんや子供は、細胞の働きが活発で、成長に多くのエネルギーが必要な為、酸素消費量が大人に比べ多く、たくさんの酸素を必要とします。

酸素濃度が大人より子供がいる施設の方が少なくて良い、というのは大人の都合です。次の世代を担う子供に押し付けて本当に良いのでしょうか？

厚生労働省によりますと、「ビルにおいては、節電対策中であっても二酸化炭素濃度を建築物衛生法施行令に規定する上限の1,000ppm以下で管理すること」とあります。

さらに、「室内に停滞するおそれのある有害物質や病原性微生物を排除するには換気が重要。二酸化炭素の含有率は換気の目安となる。室内の二酸化炭素濃度が1,000ppm以下であれば、必要換気量を確保できるとみなすことができる」ともしています。

そして上記のことからは、幼稚園、保育園、学校などで、集団感染がおこる原因の一つに、換気量不足があるのではないか、と推測することができます。

集団感染を防ぐには換気量を増やすことが第一

院内感染を防ぐことが大変重要視される病院施設のICUや一般病室では、換気空調設備によって動かされる空気量＝室内循環風量は1時間に6回と、学校の12倍、室内空気が動かされています。
（※一般病室の外気導入量は1時間に2回分となり、学校の4倍になります）

換気量だけを考えても、常に不足している保育園や学校でのインフルエンザ流行は起こるべくして起こっていることがわかると思います。

ですから、インフルエンザの流行が認められたら第一に行わなければいけないのは、屋内空気質を良くすること＝窓を開放しての換気なのです。

病院内の換気についての詳細は下記のページにてご紹介しております。ご一読頂けますと幸いです。
＞＞　病院のにおいは換気量不足が原因！換気システムの過信は危険

抗菌消毒剤の空気質汚染は感染拡大の一要因に

インフルエンザが流行する季節になりますと、保育園や学校などでは集団感染を防ぐために消毒剤で手を消毒することが求められます。

ですが学校関係者の中には、手指消毒剤に毒性を持つ成分が使用されていることを知らない方が多く、よって使用時に窓を開放して換気を行うことはありません。

手指消毒剤などに多用される成分の一つ、塩化ベンザルコニウムの毒性

危険有害性情報

• 飲み込むと有毒
• 皮膚に接触すると有毒
• 吸入すると生命に危険
• 重篤な皮膚の薬傷及び眼の損傷
• 重篤な眼の損傷
• アレルギー性皮膚炎反応を起こすおそれ
• 生殖能又は胎児への悪影響のおそれの疑い
• 臓器の障害のおそれ（肺）
• 長期継続的影響により水生生物に非常に強い毒性

引用元：「塩化ベンザルコニウム　安全データシート」厚生労働省　職場の安全サイト

これを急性中毒を起こさないレベルに薄めて商品に使用されているのですが、多くの児童が通う学校では手指消毒剤は短時間で大量に使用され屋内空気を高濃度で汚染します。

そしてその揮発した成分によって汚染された空間で過ごし、免疫力が落ちたところにインフルエンザが流行しますと、当たり前ですが、多くの方がかかってしまうのです。

集団感染を防ぐ最も効果的な方法は、医療環境が発達した現代においても、ナイチンゲールが最も重要視した、屋外から新鮮な空気を取り入れることなのです。

なおインフルエンザワクチンは、感染予防ではなく、重症化を防ぐ目的で接種が行われているのですが、ワクチンを打つことでインフルエンザにかかりやすくなると言われていますので、受験生の方は特に気を付けて下さい。

＞＞　医師も知らないインフルエンザワクチンの危険性！隠された死亡6割

胎児の時から爆発的に成長を続ける赤ちゃん。
その成長には酸素は必要不可欠です。

また、子供が生まれてしばらく経ちますと、親は子供の将来を考え始めます。そして、本を読み聞かせたり、絵を描いたり、ブロックで遊んだり、中には本格的に幼児教育をスタートさせる方もおられることでしょう。

そういったとき、換気量が不足し二酸化炭素濃度が高く、逆に必要な酸素量が不足していては、脳の成長が順調にいかない可能性があるでしょうし、集中することもできず、思ったような効果が得られません。

さらに、脳をフル回転させる必要のある受験生にとっては、酸素と二酸化炭素のバランスは死活問題となります。

効果的な換気をおこなう

24時間換気システムが設置されていない住宅では、窓を開けての換気が必要となりますが、窓を解放しただけでは、気温は変化しても、二酸化炭素濃度はほとんど下がらないことがわかっています。

ですから、窓を開けて換気をおこなう時には、台所やトイレ、浴室の換気扇を動かしてください。そうしますと、効果的に二酸化炭素濃度を下げることができます。

なお24時間換気システムが設置されていても、気密が取れない学校などでは換気扇を動かしながら、ということになります。

そして、24時間換気システムが設置されている建物では、フィルターの清掃と交換をこまめに行ってみてください。特に花粉フィルターやPM2.5対策用フィルターは目が細かく詰まりやすいです。

私が換気量不足に気が付いたのは、PM2.5対策用フィルターの交換を怠ったことにあります。

それは、独自に設けた1週間に1回の交換時期をたった数日過ぎただけで、フィルターが目詰まりをおこし、換気量が不足、極度の疲労感に襲われた、というものです。

交換後約1時間で頭がすっきりしたのですから、本当に換気というものは大事です。（この時は窓を解放しての換気はしていません）

なお、年々外気の汚れはひどくなっています。住宅メーカーから説明される回数や期間でのフィルターの清掃や交換では不十分です。

関連記事
＞＞　化学物質過敏症、喘息、アトピーにPM2.5対策｜フィルターの取付

自宅の二酸化炭素濃度を知り換気の目安にする

ご自宅の気密値をご存知でしょうか？計画換気をきちんと行うためには、1.0cm2／m2は確実に切りたいところです。

ですが気密の高い家を作るには、高気密にするためのコストが余分にかかるため、実際には次世代省エネ基準になっている2.0cm2／m2以下の住宅が多くあります。そうしますと、24時間換気システムが導入されていても各部屋が十分に換気されない、ということが起きてくるのです。

また、24時間換気システムが導入されていない家の二酸化炭素濃度は常に高めにあるようです。さらに石油ファンヒーターを使いますと数分で3000ppm超に。

しかしそう言われましても二酸化炭素は目には見えませんから、二酸化炭素濃度測定器で実際の濃度を確認し、換気の目安になさると良いと思います。

そして無駄な疲労感から開放されてお子さんと楽しく向き合う時間を作られたり、受験生の方はすっきりとした頭で効率良く勉強を進められて下さい。案外頻繁に換気が必要だったりしますよ。

最後まで読んで頂き、ありがとうございます。気持ちの良い毎日が送れますように。

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