最適な病院の空調設備とは？求められる要件や注意事項について

西山大貴

九州大学工学部卒業。輻射式冷暖房「F-CON」の製品開発や国内外の熱負荷計算業務に従事。

病院やクリニックの空調設備は、衛生面はもちろんのこと、清掃コスト・省エネ対策や個々人の温冷感の差など、様々な課題があります。

昨今は、コロナのエアゾル感染が疑われる事例もでてきており、より慎重な環境整備が必要になりました。

本記事では、患者様や医療従事者様が快適で健康に過ごすための、空調観点からの環境づくりや注意事項、各課題の解決策として最適な輻射式冷暖房システムをご紹介いたします。

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病院の空調設備の現状

病院の空調設備の実態調査

病院の空調設備に関するアンケート調査^※によると、多床室（相部屋）・個室ともにファンコイルユニットによる個別空調が最も多く、次いでパッケージエアコン（ルームエアコンを含む）による個別空調が導入されています。

引用元：病院における空調・衛生設備の技術・運用に関する実態調査 / 空気調和·衛生工学会大会（2017年）

一方で、一般手術室やバイオクリーンルーム手術室ではファンコイルユニットが最も少なく、場所によって空調方式を使い分けられていると言えます。

ファンコイルユニット（FCU）方式とは

ファンコイルユニット方式は、機械室などに設置された熱源から供給される冷温水を配管を通して各室に送り、室内に設置したファンコイルユニットで、室内の空気を吸い込んで、エアフィルターで塵などを取り除いた後、コイルで温度と湿度を調節して再び室内に戻します。

ファンコイルユニットの制御方法は基本的に中央一括管理で全館空調で行われる場合が多いです。部屋ごとにスイッチがあり、オン/オフの切替や温度の調節はできます。

配管方式によって異なりますが、主に使われている２管式の場合、一部屋だけ冷房にして、他の部屋はすべて暖房といったことはできませんが、1台ずつ個別に設置されているエアコンよりも管理の手間が少ないことがメリットです。

一方で、部屋ごとに送風口が設置されているため、フィルターの掃除、洗浄に大変な手間と時間がかかるのがデメリットといえます。

病院の空調に関わる課題

感染症対策

新型コロナウイルスの感染経路

新型コロナウイルスの感染経路は下記の3つに分類されます。

エアロゾル感染
飛沫感染
接触感染

これまでエアロゾル感染については、その可能性を示唆しているのみでしたが、国立感染症研究所の発表^※によると、空中に浮遊するウイルスを含んだエアロゾルを吸い込むことで感染するとの見解が示されております。

※参考：新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）の感染経路について / 国立感染症研究所（2022）

エアロゾルは、1回の咳で約700個、1回のくしゃみで約4万個発生し空中を浮遊するので、感染者との距離が遠いにもかかわらず感染が発生した事例が国内外で報告_^※されています。

※参考：COVID-19 Outbreak Associated with Air Conditioning in Restaurant, Guangzhou, China, 2020 – Volume 26, Number 7—July 2020 – Emerging Infectious Diseases journal – CDC

新型コロナウイルス感染症の治療を行う場合の換気設備

厚生労働省では、各医療機関における換気設備について点検が必要であるとしています。

１換気量（給気量や排気量）の不足が、病院内でのクラスター感染の要因となった可能性が否定できないと考えられ、換気量が設計時に対して減少する要因として、換気設備の老朽化や省エネルギー、省コスト等のための換気量調整が挙げられます。

２新型コロナウイルス感染症患者の治療に当たり、換気設備について以下の対応を検討することとして下さい。
① 換気設備の換気量の測定等を行い、適切に機能していることを確認して下さい。
② ①の測定の結果、適切な換気量が確保できていない場合は、フィルター等の清掃や老朽化した換気設備の補修等を行うことにより、換気状況の改善を図れるよう検討を行って下さい。なお、改善を行うまでの対策として、窓開け等により換気を行うことも考えられます。
③ 医療機関等から換気状況の改善方法等について相談があった場合は、必要に応じて、建築物衛生法担当部局と連携を図ってください
引用：新型コロナウイルス感染症の治療を行う場合の換気設備について / 厚生労働省

温冷感の個人差

病院の空調に関しては、入院患者、来院患者、医療従事者、各々からの「暑い！寒い！」といったクレームへの対応が大きな課題となっています。

その声を一つ一つ読み解いていくと、大きく3つの要因が見えてきます。

運動量の違い
冷温風の吹き出し口の位置
建物の条件

運動量の違い

同じ室温でも、医療従事者やリハビリ治療で体を動かす人は暑く感じる一方で、ベッドで過ごす時間が多く運動量が少ない人は寒く感じます。

冷温風の吹き出し口の位置

冷温風の吹き出し口近い人は、例えば冷房時に寒く感じても、吹き出し口から遠い人は風が届かないため暑く感じます。

特に多床室の場合は、仕切りカーテンを閉めてしまうと奥まで風が届かなくなり、温冷感の差が顕著になります。

建物の条件

北側の病棟は寒く、南側の病棟は暑いといったように、建物の方角や窓の有無などの条件の違いで温冷感に差が生じます。

省エネ対策

日本国内において、あらゆる業種の企業がSDGsに取り組んでおり、医療施設も例外ではありません。

しかし、医療施設は患者が安心して治療を受けられる環境を提供することが最大の目的であり、基本24時間稼働の消費電力が高い医療機器を多く抱えていることから、エネルギー消費量が高く、省エネ対策に取り組むことが難しいのが現状です。

なお、病院における空調・換気設備（熱源）の電力消費量は、全体の30％を占めています。

建物用途別のエネルギー消費状況

エネルギー使途別の消費内訳（病院）

清掃にかかる手間とコスト問題

空調の効率をUPし、電力消費量を抑えるためには清掃が欠かせませんが、先述した通り、多くの病院で導入されているファインコイルユニット方式の空調は部屋ごとに送風口が設置されているため、フィルターの掃除、洗浄に大変な手間と時間、コストがかかります。

病院設備設計ガイドライン(空調設備編）では、下記内容を提言しています。

空調設備の定期点検の頻度は3ヶ月に１回を推奨
空調設備（ファンコイルユニットまたは、エアコン）の故障により修理、交換が必要となった場合、天井に設置した設備や部品をはずす際に発生するホコリの中にアスペルギルスが含まれており、易感染患者が感染するリスクがあるため十分な対策を行うこと
引用：「病院設備設計ガイドライン(空調設備編）HEAS-02-2022」/ 一般社団法人日本医療福祉設備協会

ファンコイルユニットやエアコンの風の吹き出し口は大半が天井付近に設置されており、素人が清掃するには危険が伴います。

また、ホコリに含まれるアスペルギルスは自然界に広く存在しているカビ（真菌）の一種で、健康な人であれば特段の心配はありませんが、免疫力が低下している人や肺に空洞性の病変がある人は菌を吸い込むことで肺の感染症を引き起こすため注意が必要です。

病院は免疫力が低下している方が多く集まる場所であり、ホコリを伴う空調清掃には専門業者への依頼が必須となります。

お掃除のプロが回答「病院・医院のエアコンにはどんな汚れが多いですか？」
「病院のエアコンの汚れは基本的に病室であれば埃汚れが多いです。」
「病院や医院にはベッドなどが多く置いてある為、寝具のホコリや、患者さんの髪の毛などをエアコンが吸い込むことによって汚れに繋がりやすくなります。」
「人の流れが多いため埃やカビによる汚れが多く、他の施設に比べ目に見えないウイルスや菌が多数付着していると思われます。」
「病院・医院エアコンの使用頻度が多い為、全体の汚れがひどい事が有ります。」
「往来する人間の数が違うので汚れるスピードが速いです。」
YOURMYSTAR「アスクマイスター　お掃除やお手入れに関するお悩み・疑問に、ハウスクリーニングや修理のプロが、お答えします。」

病院の空調は24時間稼働のため、その分、汚れるスピードも速まります。

加えて、その汚れの種類もホコリや髪の毛だけでなく、湿度を一定に保つが故のカビ汚れ、病院という場所柄、ウイルス、菌の付着も避けて通れません。

常に清潔な環境を維持することが病院にとって重要なミッションであるため、空調清掃をないがしろにすることは出来ませんが、この清掃の手間とコストが削減できれば、病院にとって大きなメリットとなることは間違いありません。

POINT

上述のように病院の空調設備は衛生面やコスト面、患者さんの満足度など様々な課題を抱えています。

その1つ1つに対してどう向き合うかが、結果として省エネ対策、さらにはSDGsへの取り組みにつながると言えます。

病院に求められる空気環境とは？

環境整備の観点

病院の環境整備で大切な要素は下記の4つです。

空気（温度や湿度）
明るさ
音
ニオイ

上記の内、空調設備によって改善できる要素は空気・音・ニオイです。これらは空調設備の改善によって、より望ましい環境に整備できます。

なお基礎看護学において、病室の望ましい環境は、夏は気温25～27℃・湿度50〜60％、冬は気温20〜22℃・湿度40〜50％と定義されています。

温度	冬期	20～22℃	夜間	15～18℃
	夏期	25～27℃
湿度	冬期	40～50％
	夏期	50～60％
音	夜間は40dB以下、昼間は50dB以下が望ましい
気流	0.5m／秒程度。ただし扇風機など、直接風にあたりつづけると気化熱を奪われ疲労感が増し、また、上気道粘膜の乾燥から感染への抵抗力が低下するので注意する

※出典：医学書院「系統看護学講座基礎看護学II」

しかし、これはあくまでも目安であり、患者さんの温冷感は年齢や、疾病の種類によって異なります。

POINT

病室は患者さんの治療の場であると同時に生活の場でもあります。

不快な環境は、ストレスの要因になるだけでなく、内分泌の異常や、免疫力の低下など様々な悪影響があるため、患者さんが快適に過ごせるよう環境を整えることは非常に重要です。

衛生管理の観点

ASHRAE(米国暖房冷凍空調学会)によると、湿度が低すぎる（空気が乾燥する）と喉の粘膜の防御機能が低下し、インフルエンザにかかりやすくなり、50％以上の湿度を保つことでインフルエンザウイルスの生存率が急激に低下するとしています。

一方で、湿度が60%を超えるとカビやダニ、結露などの原因につながるため注意が必要です。

出典：2016 ASHRAE Handbook “Heating, Ventilating, and Air-Conditioning Systems and Equipment” ( p22.1)

POINT

健康のために、湿度は40％～60％で調節することを推奨されています。

空調設備を導入する際の注意点

空調設備を導入するには、建物の方角や断熱性能、窓、人が集まりやすい場所、出入りが頻繁な場所などを把握し、その建物にあった温熱環境設計することが重要です。

詳しくは「熱負荷計算とは？計算方法や注意点を解説」へ

それ以外にも重要な要素があります。

地域の気象条件によって消費エネルギーが異なる

同じ規模の病院であっても、地域の気象条件によって、消費エネルギーのピークが異なります。

下表の通り、北海道や東北地方は冬場の消費エネルギーが大きく、その他の地域の消費エネルギーのピークは夏場であることが分かります。

また、関東地方は年間を通して消費エネルギー量が多いことも特徴と言えるでしょう。

POINT

病院に限らず、建物は同じ規模・構造であっても、場所が異なればエネルギーの消費量も異なるので、温熱環境設計には地域の気象条件の把握も重要な要素になります。

病院の種類・用途によって消費エネルギーが異なる

病院は総合病院をはじめ、診療内容の違いなどによって種類は様々です。

そして、その病院の種類や用途・性格によって消費エネルギー量も異なることを忘れてはなりません。

下表の通り、高度な先端医療を提供する特定機能病院^※は一般病院と比べて、消費エネルギーが大きくなります。

また、療養型主体の病院は急性期対応の病院に比べると、消費エネルギーが小さくなります。

延べ床面積と一次換算エネルギー消費量（病院種類別）

特定機能病院は高度な先端医療の提供のみならず、開発や研究を実施する能力を備えている施設のことを指します。主に大学病院やがんセンターなどから構成されています。特定機能病院としての区分は、厚生労働大臣が個別に承認。高度な医療の提供や開発、研修の能力以外にも、承認に必要な要件が多くあります。
厚生労働省「特定機能病院について」

人工透析などの特殊治療法の場合（特殊医療機器）

透析治療に使われる医療機器は発熱量が高くなります。

機器で製造した透析液を最終的に人間の体温と同じ37℃程度まで昇温する必要があり、その際に多大な電力を消費するためです。

また、透析患者は空調の気流を敏感に感じやすくなります。

これは1回の透析治療に4時間以上を要し、その間ベッドで同じ姿勢のまま過ごすことになるためで、透析室は空調の気流を感じない、穏やかな環境を整えることが必要です。

透析室（ベッド上）は気流を感じない空調が求められる場合がある。
薬局の製剤室において、散剤を扱う場合は、空調機からの気流に注意が必要。
温湿度に加えて放射温度と気流を考慮した設計とすることで、快適な温熱環境を維持できる。特に病室、ICU、人工透析室、化学療法室などでは、患者が長時間同じ場所に定在するため、空調の吹出し気流がベッドに当たり続けないように配慮する。
一般社団法人日本医療福祉設備協会「病院設備設計ガイドライン(空調設備編）HEAS-02-2022」

病院では様々な医療機器を扱っており、当然、機器ごとに発熱量が異なります。

また、透析治療をはじめ、長時間滞在する患者さん用に設置したテレビも、台数が多ければ多いほど発熱量も増えます。

POINT

上述のように病院の空調設計は様々な要因が絡み合い複雑性が増すため、根拠に基づいた温熱環境設計が鍵となります。

ただ闇雲に「台数を増やせばいい」と言うようないい加減なメーカー、業者も少なからず存在することから、メーカー選定には注意が必要です。

温熱環境設計に精通したメーカー・業者に依頼することで、失敗・浪費を防ぎましょう。

病院にふさわしい空調設備とは

病院にはどんな空調設備がふさわしいか？これについて述べる前に、空調設備に必要な要素と現状の課題、導入時の注意点を整理しておきましょう。

求められる要件

病院の空調設備に必要な要素

快適かつ清潔な空気環境
- 温度調節・・・患者さんの体調に配慮した設定温度
- 湿度調節・・・乾燥防止、ウイルス抑制
- ニオイ・・・カビ臭
ストレスの要因となる音の排除・・・空調の風切り音など

病院の空調設備の課題

暑さ、寒さ問題・・・運動量の違い、吹き出し口の位置、建物の条件
消費電力問題・・・空調・換気設備にかかる消費電力の抑制＝省エネ対策
清掃にかかる手間とコスト問題・・・常に清潔な環境を維持しながら、清掃コスト抑制

病院に空調設備を導入する際の注意点

地域の気象条件、病院の種類、性格、治療方法によって異なる消費エネルギーへの対応

上記のような条件、課題をクリアすることができる空調が病院の空調設備として最もふさわしいといえるでしょう。

病院の空調設備に輻射式冷暖房をおすすめする理由

輻射式冷暖房の導入の基本が温熱環境設計であること

上述した通り、病院の空調設備を導入するには診療内容の違いによって、使用する医療機器の種類や機器ごとに発熱量を細かく把握することが重要です。

さらには地域の気象条件、建物の条件なども加味した上で、しっかり根拠に基づいた設計、高度な温熱環境設計が必要となり、まさにオーダーメイド空調といえます。

輻射式冷暖房は、その性能を引き出すために事前の温熱環境設計を行うため、導入後の不満や失敗につながるケースは起こりづらいと言えます。

無風・無音による快適性と健康性

また、輻射式冷暖房の特徴である無風・無音がもたらす効果は、医療従事者・患者さんの空調によるストレスを軽減するだけでなく、ホコリやウイルスを巻き上げないため、クリーンな環境実現に大きく貢献します。

無風によるコスト削減・省エネ効果

体感温度が風による空調と異なることで設定温度を緩和することができ、フィルター清掃も不要であることから、病院のコスト削減はもちろん、省エネ対策、SDGsへの取り組みにもつながるのは他の空調設備では実現できない、大きなメリットといえるでしょう。

POINT

輻射式冷暖房は多くのメリットがある一方、新しい空調設備であるが故に普及率も低く、業界自体が未熟です。

統一規格が未整備のため、冷暖房性能を実測値ではなく仮定値で過大に表示したり、温熱環境設計を十分に行わず、台数だけ多く導入しようとするメーカー・業者も少なからず存在します。

輻射式冷暖房を導入する際は、従来の空調設備よりも一層慎重な姿勢で臨むことをおすすめします。

無風・無音の輻射式冷暖房システム「F-CON」

輻射式冷暖房のF-CONは、今まで述べてきた病院の空調の課題や、患者様の不満をすべて解消できる新しい全館空調システムです。

送風（気流）ではなく輻射の原理で空間全体を空調することで、下記のメリットが挙げられます。

空調設備の課題	無風の「F-CON」のメリット
感染症対策	無風なので送風リスクが少なく、ホコリ・ウイルスを拡散しない（換気は必要です）
省エネ対策	送風に比べ体感温度が1,2℃改善されるので、設定温度を緩和できる
運用・メンテナンスコスト	フィルターやファンが無いので、専門業者による清掃コストが削減できます。日頃の輻射パネルの簡単な拭き掃除は必要です
患者満足度	無風・無音なので、送風によるストレスが無い（例：乾燥、風のカビ臭さなど）導入時に温熱環境設計を行うため、部屋内の温度ムラが解消が期待できます

※詳しくは「輻射式冷暖房とは？エアコンとの違いやメリット・デメリットを解説」へ

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「F-CON」を導入された医師のコメント

元九州大学総長 / 元九大病院医院長
医師久保千春

https://www.hosp.kyushu-u.ac.jp/

九州大学との共同研究で脳波に与える輻射式冷暖房のF-CONの効果を研究されました。人の脳波にはα（アルファ）波、β（ベータ）波、γ（ガンマ）波などがありますが、ネイチャー社のサイエンティフィックリポーツを見ますと、γ（ガンマ）波は不安をおこすが、F-CONの環境下では、γ（ガンマ）波が下がるという素晴らしい研究でした。もう１つは、農学研究院の清水邦義先生との輻射式冷暖房のF-CONを農業分野への空調としての応用の共同研究で、トマトをF-CONで育てると抗酸化作用が強く一般的なトマトよりも6.5倍ほど強いということで、これも植物を病気から守るという研究結果がなされました。

それともう一つは、九州大学病院との関係にて、私も病院長をやっておりまして、その関係で、九州大学病院の患者様の手術待合室に輻射式冷暖房であるF-CONを採用したらどうかということで採用をさせて頂きました。

それによって、患者様にも優しいそんな環境を作ることができました。

私個人的にもモデルルームにいきまして、実際に輻射パネルから離れていても体感がよく、良い気持ちになると言うことを体感させて頂きました。

さわやか内科クリニック
医師中村勝重院長

https://www.soyokaze-sawayaka.com/

導入当時のインタビュー

風のないことがウイルスなどの感染を防ぐこともあり、導入に踏み切りました。診察室の直上に送風口があると、ずっと屋内で診察している我々は凄く冷え、逆に冬場であればのぼせてしょうがないこともありますが、それがまったくないというのは画期的です。輻射式冷暖房であるF-CONを採用してとても良かったと実感しています。

導入して10年後のインタビュー

輻射式冷暖房のシステムを導入して10年が経過しています。当初、このシステムは、建設会社の方からお話を伺って知りました。導入の決め手は、風が起こらない点です。ウイルス感染症なんかは風が舞うことで多くなるので、それが導入の決め手になりました。

実際に院内感染の数を比較するのは難いのですが、特に院内で続々と同じ感染症に罹られたことはなかったので、効果はあったのかなと思います。コロナ感染という意味でも、空気が舞うことで飛沫感染のリスクは高まると思いますから、輻射式冷暖房を導入したことで、一定の効果はあったと思いますね。

梅雨時に雨が降ったりすると、若干、室内の湿度は高くなる印象もありますが、冬場の乾燥に関しては問題ないです。ただ、除湿機を置いてしまうと、やはり風が舞うところと舞わないところが出てくるので、極力使わないようにしています。

エアコンはまったく併用していません。アレルギー科の患者様の中には、ハウスダストやダニによって症状が悪化するケースもありますよね。そういった点で、やっぱり空気がキレイになるというのは、1つ効果的かと思います。

患者様から特に悪い声は聞きませんが、輻射式冷暖房をあまりご存知ないのか、〈この機械は何だ？〉という声は多く聞きます。風を起こさないのはもちろんですけど、そういったところを除いたとしても、輻射式冷暖房は冷房暖房設備として十分に効果があるかなと思います。

あとは、アルコール臭であるとか、あの独特の匂いが当院は感じられないんですけど、それも輻射式冷暖房のF-CON効果かと思いますので、ぜひ導入を考えられているご施設さんは、前向きに検討していただくといいかなと思います。経理に関して私は直接携わっていませんが、電気代が特別気にして高いとか、そういうことはないのかなという印象ですね。

お掃除の観点で言うと、パネル本体はあまり気になるほど汚れないのですが、夏場に結露水が排水されるドレン板の部分は、定期的に掃除しています。やはりエアコンなどは、長年使っているとフィルターにカビが生えてくるなどの支障も出てくるかと思います。そのため、輻射式冷暖房を中心にした空調に切り替え、より良い呼吸面であるとか、感染の対策に気を配る病院が増えれば、もっと患者さんの健康に寄与できるかなと思いますね。

医療法人桃友会
歯科医師桃野秀樹医長

https://sendai-aoba.com/shika/doctor/momono_hideki

140坪の歯科フロアと自宅に輻射式冷暖房のF-CONを導入させていただきました。私たちのキーワードは〈心地良い〉だったんですよ。これを患者様にも提供できればと。自分が住みたい環境の中に、患者さんもいていただければと。実際に診療が始まると、温度差がなく、足元が寒くない、風が吹かないという点に、スタッフが喜んでくれています。物凄く体に優しいですね。患者さんからは〈歯医者の臭いがあまりしませんね〉と言われます。僕らは何も気にせずやっていますけど、患者さんからすれば、それも１つの心地良さですよね。〈新築のような臭いもしませんね〉とおっしゃっていただきます。

医療法人山桃会矢山クリニック
医師矢山利彦医長

https://www.yayamaclinic.com/

病院に併設している保育園と自宅に輻射式冷暖房のF-CONを導入していますが、快適そのもの。だから、夏も冬も布団はあんまり掛けないんです。寒くもないし暑くもない。寝ている時のリラックス度が、やっぱり高いんでしょうね。朝の目覚めも良いです。家内の希望で薪ストーブを設置しましたけど、薪ストーブは鎮座しただけで、全然使わなくてもいい感じですね。エアコンから出るホコリの中にはカビがいっぱいいて、それを吸って体調を崩す人もよく見るんですよね。エアコンは掃除も大変だし。エアコンのサッシを調べると、ホコリやダニがくっついていますね。輻射式冷暖房のF-CONにはそういうことがないので、とても良いと思います。

なかしま内科･糖尿病･腎クリニック
医師中嶋崇文院長

https://nakashimaclinic.jp/

透析される患者様は、1つのベッドで4～5時間といった長い時間を院内で過ごされます。そうなった時に、送風式の冷暖房装置だと、ベッドの目の前に送風機がありますので、風邪を引きやすくなります。腎不全の患者様は免疫力の低い方が大半で、簡単な風邪から肺炎を起こされる方もいらっしゃるため、風のない冷暖房装置を探していました。

透析患者様は、定期的に透析医療でお水を捨てなければなりません。体の中から水分を出しますので、脱水にもなりやすいのですが、そうすると喉が乾燥して、しゃがれ声になる方もおられます。送風式の冷暖房装置だと喉を痛めやすいということで、より健康な医療を求める上でも冷暖房装置として輻射式冷暖房のF-CONを考えました。パンデミックを起こしたコロナウイルスは、飛沫感染する側面を持っています。送風式の冷暖房装置だと、どうしてもウイルスを拡散させてしまうリスクが上がると考えられます。輻射式冷暖房のF-CONは風が起きませんので、アフターコロナの冷暖房装置の選択としてあっていいと思います。