概要

住宅の換気方式は、給気と排気の方法の組み合わせにより、第1種・第2種・第3種の3つに分類されます。住宅で主に採用されるのは第1種換気と第3種換気の2つです。

2003年の建築基準法改正により、すべての住宅に24時間換気システムの設置が義務付けられています※1。換気方式の選択は、室内の空気環境・省エネ性能・イニシャルコスト・メンテナンス性に影響するため、住宅の気密性能や断熱性能とあわせて検討する必要があります。

24時間換気の義務化

2003年7月の建築基準法改正（シックハウス対策）により、居室を有するすべての建築物に機械換気設備の設置が義務付けられました※1。住宅では、居室の換気回数が0.5回/h以上（1時間に室内の空気の半分以上を入れ替える）となるように換気設備を設計する必要があります。

この義務化の背景には、ホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物（VOC）によるシックハウス症候群の問題があります。建材や接着剤から発生するVOCを室外に排出するため、常時換気が求められています。

換気方式の分類

種別給気排気住宅での採用
第1種機械（ファン）機械（ファン）多い
第2種機械（ファン）自然（排気口）ほぼなし
第3種自然（給気口）機械（ファン）多い

第1種換気

仕組み

第1種換気は、給気・排気ともに機械（ファン）で行う方式です。外気の取り入れ量と室内空気の排出量の両方を制御できるため、最も安定した換気が可能です。

メリット

  • 給気量と排気量を正確にコントロールできる
  • 全熱交換器を組み合わせることで、排気する空気の熱を回収して省エネルギーを実現できる
  • 外気をフィルターで浄化してから室内に取り入れられる（花粉・PM2.5対策）
  • 気密性能が多少低くても比較的安定した換気が可能

デメリット

  • 給気・排気の両方にファンが必要なため、イニシャルコストが高い（40〜100万円程度）
  • ダクト式の場合、ダクト内の汚れやカビのリスクがある
  • メンテナンスが必要な箇所が多い（ファン・フィルター・熱交換素子・ダクト）
  • 電気代がかかる（第3種より消費電力が大きい）

第2種換気

第2種換気は、給気を機械で行い、排気は自然に任せる方式です。室内が正圧（外気より気圧が高い状態）になるため、外部からの汚染物質の侵入を防ぐ効果があります。

クリーンルームや手術室など、清浄度が求められる空間で採用されますが、住宅ではほぼ採用されません。室内が正圧になることで、壁体内に湿った室内空気が押し込まれ、壁体内結露のリスクが高まるためです。

第3種換気

仕組み

第3種換気は、排気のみを機械（ファン）で行い、給気は各居室に設けた自然給気口から外気を取り入れる方式です。室内は負圧（外気より気圧が低い状態）になります。

メリット

  • 構造がシンプルでイニシャルコストが低い（5〜20万円程度）
  • 可動部品が排気ファンのみでメンテナンスが容易
  • 室内が負圧になるため、壁体内結露のリスクが低い
  • ダクトレスの場合、ダクト内のカビ・汚れの問題がない
  • 消費電力が小さい（月数百円程度）

デメリット

  • 冬場に冷たい外気がそのまま室内に入るため、給気口付近が寒くなる
  • 排気の熱を回収できないため、断熱性能の高い住宅では熱損失が気になる場合がある
  • 気密性能が低い（C値が大きい）と、給気口以外の隙間から空気が入り込み、計画換気が成立しない
  • 外気のフィルタリングが給気口の簡易フィルターに限られる

全熱交換型第1種換気

全熱交換器とは

全熱交換器は、排気する室内空気と給気する外気の間で、**熱（温度）と湿気（湿度）**の両方を交換する装置です。冬は排気の暖かさを給気に移し、夏は排気の涼しさを給気に移すことで、冷暖房のエネルギー消費を低減します。

熱交換の効率（熱交換率）は機種により異なりますが、一般的に**70〜90%**とされています。例えば熱交換率80%の場合、室温20℃・外気温0℃のとき、給気温度は約16℃になります（熱交換がなければ0℃のまま）。

顕熱交換との違い

種類交換するもの特徴
全熱交換温度 + 湿度冬の過乾燥を緩和。夏の湿気の侵入も抑制
顕熱交換温度のみ湿度は交換しない。トイレ等の排気と混合しない

全熱交換は温度と湿度の両方を回収するため省エネ効果が高いですが、排気の臭気が給気にわずかに混入する可能性があります。このため、トイレや浴室の排気は全熱交換器を通さず直接排気するのが一般的です。

メリット

  • 暖房・冷房のエネルギー消費を大幅に削減できる
  • 冬の外気を暖めてから室内に取り入れるため、給気口付近の冷たさがない
  • 冬の室内の過乾燥を緩和する効果がある
  • 花粉やPM2.5をフィルターで除去できる（フィルター性能による）

デメリット

  • イニシャルコストが高い（本体・ダクト工事で60〜100万円程度）
  • 熱交換素子・フィルターの定期的な清掃・交換が必要（年1〜2回程度）
  • ダクト式の場合、ダクト内の清掃が困難
  • 本体の寿命（15〜20年程度）が来たときの交換費用が高額

ダクト式とダクトレスの違い

第1種換気には、ダクト式とダクトレス式の2つの方式があります。

ダクト式

天井裏や床下にダクト（配管）を巡らせ、1台の本体で住宅全体の給排気を行います。

  • 各部屋の換気量を設計通りに制御しやすい
  • 本体が1台で済むため、熱交換効率が高い
  • ダクト内の汚れ・結露が問題になることがある
  • ダクトのメンテナンス（清掃）が難しい

ダクトレス式

各部屋の壁に給排気ユニットを設置し、ダクトなしで換気します。70秒程度で給気と排気を交互に切り替えるタイプが一般的です。

  • ダクトが不要なため設置工事が簡易でコストが低い
  • 各ユニットのフィルター清掃で済むためメンテナンスが容易
  • ユニットごとの熱交換となるため、ダクト式に比べて熱交換効率がやや低い
  • 各部屋にユニットが露出するため、デザイン上の制約がある
  • ファンの切り替え時にわずかに換気ロスが発生する

気密性能（C値）と換気効率の関係

換気システムが設計通りに機能するためには、住宅の気密性能が重要です。特に第3種換気では、C値が大きい（隙間が多い）と以下の問題が生じます。

C値と換気効率の目安

C値第3種換気の換気効率第1種換気の換気効率
0.5以下約90%以上約95%以上
1.0約80%約90%
2.0約50〜60%約80%
5.0約20〜30%約50〜60%

※ 換気効率は建物形状や風圧条件により変動します。上記はあくまで目安です。

第3種換気で計画換気を成立させるためには、C値1.0以下が目安です。第1種換気は給排気ともに機械で制御するため気密性能の影響を受けにくいですが、それでもC値が大きいと熱交換の効果が薄れます。

高い断熱性能（低いUA値）を目指す住宅では、第1種全熱交換換気による熱損失の低減が効果的です。一方、C値0.5以下の高気密住宅であれば、第3種換気でも十分な換気効率を確保できます。

まとめ

住宅の換気方式は、第1種換気と第3種換気が主な選択肢です。第1種換気（特に全熱交換型）は省エネ性能に優れますが、コストとメンテナンスの負担が大きくなります。第3種換気はシンプルで低コストですが、気密性能の確保が前提条件です。どちらの方式を選ぶにしても、C値を低く保つことが計画換気を成立させる鍵となります。

出典

  1. 国土交通省「シックハウス対策に係る建築基準法改正の概要」建築基準法 第28条の2 https://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/build/sickhouse.html