エアフィルタ面風速 計算ツール｜風量・正面面積・等級から適正判定、圧損・寿命・LCC設計まで

面風速の定義と単位

面風速とは何か

面風速(face velocity)は、フィルタを通る風量をフィルタ正面（枠内）の面積で割った風速です。空調機のフィルタ選定では、この面風速が等級ごとの目安やメーカーの定格の範囲に入っているかを確かめます。

基本式

面風速 v (m/s) = 風量 Q (m³/s) ÷ フィルタ正面（枠内）面積 A (m²)

実務式: v (m/s) = 風量 Q (m³/min) ÷ 60 ÷ 正面面積 A (m²)

これとは別に、プリーツやV型で広げたろ材の総面積で割った「ろ材通過風速」があります。ろ材面積は正面の数倍〜数十倍あるため、ろ材通過風速は数cm/s〜数十cm/sと桁が小さくなります。下の推奨面風速と比べるときは正面面積で割ってください（ろ材面積で割ると、どのフィルタも「低すぎる」と誤って判定されます）。

典型的な範囲（目安）

数値は目安です。実際はフィルタごとの定格風量（メーカーの仕様書）を超えないように選びます。面風速を上げると設備は小さくなる反面、圧力損失が増えて送風機動力が増え、交換も早まります。

フィルタ規格の変遷

一般換気用フィルタの規格は、米国のASHRAE 52.2（MERV）、欧州のEN 779、日本のJIS B 9908がそれぞれ発展してきました。2016年にISO 16890が制定されてEN 779は2018年に廃止され、日本のJIS B 9908も2019年にISO 16890を基にした規格（JIS B 9908-1〜6）に改正されています。HEPA・ULPAは欧州のEN 1822、国際規格のISO 29463で分類されます。

フィルタ等級と推奨面風速

ISO 16890は、PM1・PM2.5・PM10に対する捕集率(ePM)でフィルタを分類します。ePM10の捕集率が50%未満のものはISO Coarseです。HEPA・ULPAは最も透過しやすい粒径(MPPS)での捕集率で分類します。

ISO 16890・ISO 29463(EN 1822)の分類

JIS B 9908との対応

JIS B 9908は2019年の改正で、第1〜4部がISO 16890を基にした内容（ePMによる分類）になりました。第5部・第6部はISOに無い日本独自の部で、第6部が超高性能フィルタユニット(HEPA等)の性能試験方法です。古いカタログの「比色法○%」表示は改正前の旧規格による値で、ePMとは測定法が違うため単純には換算できません。

V型/パネル型の有効面積

同じ正面寸法でも、プリーツ型・V型・バッグ型はろ材を折り込んでろ材面積を正面の数倍〜数十倍に広げています。ろ材面積が大きいほどろ材通過風速が下がり、同じ面風速でも圧力損失が小さく、粉じんを多く保持できます。

面風速（正面面積で割る）はフィルタの大きさの選定に、ろ材面積はフィルタの形式の比較に使う、と使い分けます。例えば正面0.36m²（約600mm角）に30m³/minを流すと面風速は約1.4m/s、ろ材面積が9m²ならろ材通過風速は約0.056m/s（5.6cm/s）です。ろ材面積はメーカーのカタログ（ろ材展開面積）で確認します。

圧損-風速の関係と送風機動力

圧損の風速依存

きれいなろ材の中の流れは遅いため、ろ材部分の抵抗は風速にほぼ比例します。フィルタ全体では枠・プリーツの抵抗も加わり、風速の増え方より圧損の増え方が大きくなることが多いです。正確な値はメーカーの圧損-風量曲線で確認します。

送風機動力への影響

送風機動力P (kW) = Q × Δp / (η × 60 × 1000)　(Qは m³/min、Δpは Pa、ηは送風機の効率)

フィルタの圧損が増えた分だけ送風機動力が増えます。24時間運転の設備では、面風速を下げてフィルタを大きくするか、圧損の小さい形式を選ぶかで年間の電力量が変わるため、フィルタ費用と電力費を合わせて比べます。

圧損の時間変化

使用とともに粉じんが堆積して圧損が増えます。メーカーが示す最終圧損（推奨交換圧損）に達したら交換します。圧損が上がると風量が落ちることもあるため、差圧計で記録して管理します。

寿命・交換頻度・LCC評価

交換までの期間は、外気の汚れ、運転時間、面風速、前段フィルタの有無で大きく変わります。期間を決め打ちせず、差圧（圧損）の記録で判断するのが基本です。HEPAなど高性能フィルタは、前段にプレフィルタ・中性能フィルタを置くと目詰まりを遅らせられます。

フィルタの選定は「初期費用＋電力費＋交換費＋廃棄費」の合計（ライフサイクルコスト）で比べます。面風速を低めにしてフィルタを大きくすると初期費用は増えますが、圧損と電力費が下がり、交換間隔も延びる傾向があります。

ISO 16890とJIS B 9908の分類

業界・現場での使い方

よくある間違い・注意点

• ろ材面積で割って推奨面風速と比べる — 推奨面風速は正面（枠内）面積で割った値の目安です。ろ材面積で割ると数cm/s〜数十cm/sになり、どのフィルタも「低すぎる」と誤判定します。
• 定格風量を超えて使う — 圧損が増え、交換が早まり、高性能フィルタでは捕集率も下がる方向に働きます。メーカーの定格風量の範囲で使います。
• フィルタ等級と用途のミスマッチ — 事務所にHEPAは過剰、クリーンルームに中性能だけでは清浄度が不足します。
• 圧損変化の未監視 — 差圧を記録しないと交換時期を逃し、風量低下や送風機動力の増加につながります。
• 据付後の確認をしない — クリーンルーム用HEPAは、据付後のリーク試験で枠まわりの漏れがないことを確かめます。

関連する規格・法規

• JIS B 9908-1〜6 ― 換気用エアフィルタユニット・換気用電気集じん器の性能試験方法（2019年、ISO 16890を基に改正。第6部は超高性能フィルタユニット）。
• JIS Z 8122 ― コンタミネーションコントロール用語。
• ISO 16890-1〜4 ― Air filters for general ventilation。EN 779の後継。
• ISO 29463-1〜5 / EN 1822 ― HEPA・ULPA(高性能フィルタ)の分類と試験方法。
• ISO 14644-1 ― クリーンルームの清浄度クラス(旧FED-STD-209Eに代わる国際規格)。
• ASHRAE 52.2 ― MERV分類の米国規格。
• 建築物衛生法(ビル管法) ― 特定建築物の空気環境の管理基準。
• 大気汚染防止法・ダイオキシン類対策特別措置法・廃棄物処理法 ― 集塵・排ガス・使用済みフィルタの処理。

参考文献・公的資料

フィルタ設計・選定・保守の詳細情報は、以下の公的機関・業界団体の資料を参照してください。

• 日本産業標準調査会(JISC) ― JIS B 9908・JIS Z 8122等の公式索引。
• 公益社団法人 空気調和・衛生工学会 ― 空調・換気の設計規準。
• 日本空気清浄協会(JACA) ― エアフィルタ・清浄空調の技術資料。
• ISO/TC 142 Cleaning equipment for air and other gases ― ISO 16890・ISO 29463等の制定委員会。
• ASHRAE Standards and Guidelines ― ASHRAE 52.2(MERV)等。
• 厚生労働省 建築物衛生法 ― 特定建築物の空気環境基準。
• 医薬品医療機器総合機構(PMDA) GMP ― 医薬品製造の規制情報。
• 環境省 大気汚染防止対策 ― 大気汚染防止法・集塵設備の規制情報。

よくある質問（FAQ）

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