【機械設備必須知識】風量と開口面積から風速を求める方法

こんにちは。

主に施工段階や既設建物の確認、改修を行う際に、建物のパスダクトやドアガラリ、アンダーカットに必要な面積が現状満足しているかを確認することが多い。
特に、これらの面積が不足している場合は、パスダクトやドアガラリ、アンダーカット部分や扉部分のわずかな隙間から音鳴りが発生する可能性がある。
第二種機械換気や第三種機械換気により、自然給気、排気口を設ける場合は、一般的に1.5m/sもしくは2.0m/s以下となるように計画を行う必要がある。

今回は、風量と開口面積から開口部分の面風速を求める方法を紹介する。

第二種機械換気

第二種機械換気とは、ファン等による機械的な給気を行い、自然換気口による排気を行う換気方式を示す。
主に居室や、正圧(陽圧)を保持したい質に採用されることが多い。

第三種機械換気

第三種機械換気とは、自然換気口による給気を行い、ファン等による機械的な排気を行う換気方式を示す。
主にトイレや倉庫等、負圧(陰圧)を保持したい質に採用されることが多い。

第二種機械換気方式ならびに第三種機械換気方式の詳細については以下の記事を参照いただきたい。

パスダクト、ドアガラリ、アンダーカット

第二種機械換気や第三種機械換気を行う際には、給気側もしくは排気側に自然換気口を設ける必要がある。
自然換気口の手法の一例として、パスダクトや、ドアガラリ、アンダーカットがある。
これらの手法は主に、居室から廊下への空気の流通や、廊下からトイレ等へ空気の流通させるために設置される。

パスダクト

パスダクトは主に、意匠性や、遮音性が求められる部分に設置されることが多い。
天井面に制気口を設置するため、見た目にほとんど影響がないことが特徴だ。
但し、天井内の空間にそれなりに大きなダクトが必要となることとなるため、天井内の納まりには十分注意する必要がある。

アンダーカット

アンダーカットとは、空気の流出入を行うために扉の下部に隙間を意図的に作った建具のことを示す。

比較的風量が小さい場合に用いられることが多い。

ドアガラリ

ドアガラリとは、室間で空気の流出入を行うを行うために、扉部分に設置されるガラリのことを示す。
意匠性に大きく影響しない部分かつ、比較的風量が大きい場合に設置されることが多い。

第二種機械換気方式ならびに第三種機械換気方式の詳細については以下の記事を参照いただきたい。

風量と開口面積から風速を算出する方法

以下の式で風量と開口面積から風速を算出可能である。

計算式
風速[m/s] = 風量[m3/h] ÷ 有効開口面積[m2] ÷ 3,600[s/h]

注意点

有効開口面積は開口面積とは等しくない。
例えば、開口面積1m2の開口率が30%の場合は、有効開口面積は0.3m2となる。
風速を計算する際に有効開口面積の考え方を間違えてしまうと、計算上の風速が大きく異なるので注意が必要だ。

計算例

以下に計算例を2例紹介する。

まとめ

今回は、風量と開口面積から開口部分の面風速を求める方法を紹介した。
機械設備設計に従事していると、面風速に限らず風量に関する計算を行うことが多い。
そのため、面風速の計算方法を確実にマスターしておくことをおすすめする。

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