風管工事設計とデータ参照

Thread Content

この投稿は最後にhyqboomによって2017-10-30 16:19に編集されました。ダクト設計の基礎知識：小規模オフィスの賃貸用空気がダクト内を流れる際、ダクトに曲がり部や三通、断面の変化があると、空気の流れの状態が変わり、それによって抵抗が生じることがあります。ダクト設計法にはどのようなものがあるか、ダクト設計には3つの方法があります：a．速度法；b．等摩擦法 c．静圧再得法 a．速度法 この方法では、ダクトを設計する際にまず初期風速を選び、必要な風量から表を参照して円形ダクトの寸法と摩擦損失を求める。したがって、設計者は各区間のダクト風速を自ら決定し、その値から円形ダクトの寸法と摩擦損失を表から調べる必要がある。したがって、この手法には豊富な設計経験と知識が必要であり、一般的にはあまり用いられない。b．等摩擦法 この方法は、すべてのダクトの各点において単位長さあたりの摩擦損失が同じであると仮定してダクトのサイズを計算するものです。設計は簡単ですが、風量のバランスが取りにくく、風量を調整するために各分岐ダクトに風量調整器を取り付ける必要があります。c．静圧回復法 この方法は、各分岐ダクトの風速が低下することで静圧が再び上昇し、その増加した静圧量が後方のダクトで生じる摩擦損失をちょうど相殺するものである。したがって、各分岐ダクトのインピーダンスはすべて同じであり、システムの風量は平衡状態になる。 1.風管設計の基本内容：①風管の形状を決定し、風管のサイズを選定する。 ②風管の圧力損失を計算する。ダクトの沿程（摩擦）圧力損失と局所圧力損失を計算することにより、最終的にダクトのサイズを決定し、ファンを選定する。 ダクトの圧力損失ΔP（Pa）　ダクトの圧力損失ΔP＝ΔPm＋ΔPj　式中、ΔPm－ダクトの沿程圧力損失（Pa）、ΔPj－ダクトの局部圧力損失（Pa）　注意：風速、吹き出し口の配置が均一かどうか、吹き出し口と吸い込み口で短絡現象が起きていないか。吸い込み口の風速は1.5メートルを超えてはならない。

2. ダクトの統一規格：
円形ダクト規格
外径D（mm）　基本シリーズ　補助シリーズ
100　500　80
90　480　220
1000　210　950
250　1120　240
1060　120　560
110　530　280
1250　260　1180
140　630　130
600　320　1400
300　1320　160
700　150　670
360　1600　340
1500　180　800
170　750　400
1800　380　1700
200　900　190
850　450　2000
420　1900

長方形ダクト規格
外辺長さ（mm）（長さ×幅）
120×120　160×120　160×160　200×120　200×160　200×200
250×120　250×160　250×200　250×250　320×160　320×200
320×250　630×500　630×630　800×320　800×400　800×500
800×630　800×800　1000×320　1000×400　1000×500　1000×630
1000×800　1000×1000　320×320　400×200　400×250　400×320
400×400　500×200　500×250　500×320　500×400　500×500
630×250　630×320　630×400　1250×400　1250×500　1250×630
1250×800　1250×1000　1600×500　1600×630　1600×800　1600×1250
2000×800　2000×1000　2000×1250

円形ダクトを長方形ダクトに換算する換算表
5　10　15　20　25　30　35　40　45　50
5　～　130　135　140　145　150
:22.2　22.5　22.8　23.1
:33.9　34.4　34.9　35.3
:43.3　43.9　44.5　45.2
:51.4　52.2　52.9　53.6
:58.6　59.5　60.4　61.2
:65.2　66.2　67.2　68.1
:71.3　72.4　73.5　74.5
:76.9　78.1　79.3　80.5
:82.2　83.5　84.8　86.1
:87.2　88.6　90.0　91.3

155　160　165　170　175
23.4　23.7　23.9　24.2　24.5
35.8　36.2　36.7　37.1　37.5
45.7　46.3　46.9　47.5　48.0
54.4　55.1　55.7　56.4　57.1
62.1　62.9　63.7　64.4　65.2
69.1　70.0　70.9　71.8　72.6
75.6　76.6　77.6　78.5　79.5
81.6　82.7　83.8　84.9　85.9
87.3　88.5　89.7　90.8　91.9
92.6　93.9　95.2　96.4　97.6

180　185　190　195　200　210　～　300
24.7　25.0　25.3　25.5　25.8
:37.9　38.3　38.7　39.1　39.5
:48.5　49.1　49.6　50.1　50.6
:57.7　58.4　59.0　59.6　60.2
:66.0　66.7　67.4　68.1　68.8
:73.5　74.3　75.1　75.9　76.7
:80.4　81.4　82.2　83.1　84.0
:86.9　87.9　88.9　89.9　90.8
:93.0　94.1　95.2　96.3　97.3
:98.8　100.0　101.2　102.3　103.4

3. ダクト設計上の注意事項：
①ダクト材料としては、一般的に複合ダクトまたは亜鉛メッキ薄鋼板（塗装済み薄鋼板）が用いられる。建築空間や暗渠を利用する場合は、鉄筋コンクリート製またはレンガ造りのダクトも使用可能である（これは繊維業界の通気システムにおける例）；その表面は滑らかに仕上げる必要があり、高い要求がある場合は塗装も行う。地溝の風道は防水処理を行う必要があります。腐食性ガスがある部屋のダクトには、プラスチックやグラスファイバー製を使用できる。 ②ダクトの形状は一般的に円形と長方形です。円形のダクトは強度が高く鋼材消費量も少ない（円形のソフトダクトは除くが、抵抗が大きい）が、有効空間を多く占有し、曲管や三通には長い距離が必要となる。矩形の風管は、有効スペースをあまり取らず、設置が容易で、露出設置時の見た目も美しいといった特長があるため、空調用の風管としては矩形のものが多く使用されています。矩形ダクトの幅高比は2.5以下が望ましい。（高速風管には円形スパイラル風管を使用することが望ましい。楕円形の螺旋風管は、円形および矩形風管の長所を兼ね備えており、理想的な風管ですが、専用の機器が必要であるため、現在ではあまり使用されていません。）③ダクトの壁厚は、下表に従って選択できます：
鋼板製ダクトの壁厚（mm）　円形ダクトの直径または矩形ダクトの長辺の長さ（mm）
≤200　220～500　560～1120　1250～2000
低速ダクト　高速ダクト　0.5　0.8　0.75　1.0　1.2

ご理解いただきたい点：
高速ダクトと低速ダクトの区別
高速ダクトと低速ダクトは、風速によって区別されます。風速が15m/s以下のものを低速ダクト、15m/s以上のものを高速ダクトと呼びます。圧力で区分すると、低圧風管の圧力は3 inWG以下、中圧風管は3～6inWG、高圧風管は6～12inWGです。 風管の幅×高さ比とは何か？風管の幅高さ比とは、風管の長辺と短辺の比率です；アスペクト比は、ダクトの設計において非常に重要な考慮事項です。アスペクト比が大きすぎると、鉄板の厚みや工事費用が増加するため、設計時には適切なアスペクト比を維持する必要があります。 ④各矩形ダクトの長辺の長さが1mを超え、かつダクトが長い場合は、下図またはその他の形態の補強措置を講じるべきである。 ⑤風管フランジは、下表に従って使用できます。 鋼板製ダクトフランジ　矩形ダクトの長辺の長さ（mm） ≤630 800～1250 1600～2000 フランジの材質仕様（mm） L25×3 L30×4 L40×4 円形ダクトの直径（mm） ≤140 150～280 300～500 530～1250 1320～2000 L20×4 L25×4 ⑥ダクト内の風速　風速の推奨値は下表の通りです： 低速ダクト内の風速（m/s） 室内で許容される騒音レベルdB（A） 主ダクトの風速 支管の風速 新鮮空気取り入れ口 25～35 35～50 50～65 65～85 3～4 4～7 6～9 8～12 ≤2 2～3 2～5 5～8 3 3.5 4～4.5 高速ダクトの最大風速　風量範囲（m3/h） 最大風速（m/h） 1700～5000 12.5 5000～10000 10000～17000 17.5 17000～25500 25500～42500 22.5 42500～68000 68000～100000 高速ダクトの新鮮空気取り入れ管、空気処理装置、および消音静圧箱後の支管内の風速は、低速送風時と同じです。 ⑦風管の配置と製作要件（詳細は南社の関連資料をご覧ください） ⒈風管は、整然とした配置、美観、および点検・テストの容易さに配慮する必要があります。他の配管と一括して検討し、冷温水配管間の悪影響を防がなければならない。設計時には、各種パイプの取り付け・取り外しの容易さを考慮すべきである； ⒉ダクトの配置にあたっては、局所抵抗をできるだけ減らすようにする必要があります。曲がったパイプの中心曲率半径は、そのダクトの直径または辺の長さ以上でなければならず、一般的には直径または辺の長さの1.25倍を用いる。大断面の風管では、抵抗を減らすために誘導羽根を設けることができ、誘導羽根は流線形が望ましい。また、取り扱いを容易にするために単板式にすることもできる。そのサイズは下図に従って作成できます。 その局所抵抗係数は、流線形のブレードではζ=0.1、単板式ではζ=0.35であり、円形のダクトや三通、四通の接合角は45°を超えてはならない；方形ダクトの場合、三通または四通の曲がり部は、曲がり部と同じ曲率半径を持つべきである。曲がった管や三通の後ろには、4～5倍の等価直径を持つ直管でさらに支管を接続するのが望ましい。それが不可能な場合は、抵抗が過大になったり気流が偏ったりするのを防ぐために、曲がった管や三通に誘導羽根を取り付ける。 矩形ダクトの三通の取り付けが正しいかどうかを示す例図は以下の通りです。ダクトの直径変更は、徐々に拡大する形状または徐々に縮小する形状とすることが望ましく、徐々に拡大する形状では各辺の拡大角は15°を超えてはならず、徐々に縮小する形状では各辺の縮小角は30°を超えてはなりません。 ファンの出口は、ファンの羽根の回転方向に沿って曲がり管を接続するのが適している。インペラの回転方向と逆にしたり、側面に曲がり管を接続したりする必要がある場合は、曲がり管内に誘導羽根を設けるべきである。 3.風管のフランジ間には、漏気を防ぐために、ゴム、スポンジゴム、油浸き段ボールなどの弾性のあるガスケットを挿入する必要がある。アスベストロープをガスケットとして使用すべきではありません。ダクトおよびダクトの接続部には、見える穴があってはならない。 ⑧ダクトの塗装（参考用） 1.薄鋼板製ダクトの内面および断熱が必要なダクトの外面に、防錆塗料（レッドオキシド防錆塗料、フェロシアン化鉄防錆塗料、アルミニウム粉末入りフェロシアン化鉄フェノール樹脂防錆塗料のいずれでも可）を2回塗布する。薄鋼板製のダクトの断熱処理がされていない外表面に、防錆下塗りを1回、油性調合塗料を2回塗布する；塗料の色は、部屋の壁の塗装と調和していなければなりません。 2. 鍋鋳薄鋼板は塗装しなくてもよい。しかし、噛み傷のある部分には塗装を行い、施工時に錆が見つかった場合も塗装する必要があります。 3. 塗装する前に、錆や油を取り除かなければならない。 風管の風速は設計上どのように考慮されるか。風管の風速は、風管のサイズ、摩擦抵抗、および騒音や振動に影響を与える。 風速が上昇すると、風管のサイズは小さくなるが、摩擦抵抗と騒音は共に増加する。したがって、各場所での風速の目安として、以下の表を参照することができる：低速風管の最大風速参考表　適用場所　制御要因－騒音　メインダクト（FPM）　制御要因－風管の摩擦係数　メインダクト　サブダクト　送風（FPM）　戻り風（FPM）　住宅　アパート　ホテルの寝室　病院の病室　1300　1200　オフィス　応接室　図書館　劇場　大ホール　1100　一般的なオフィス　高級レストラン　高級百貨店　銀行　普通の百貨店　セルフサービスレストラン　工場　2500　3000　2200　等摩擦法による風管設計手順　等摩擦法による風管設計手順は以下の通りである：a.メインダクトの風量と風速の値を決定する。 b. メインダクトの風量と風速の値をもとに円形ダクトの摩擦損失表を参照し、メインダクトの円形ダクトの直径と摩擦損失値を求める。 円形ダクトの摩擦損失表　c. 各区間の分岐ダクトの風量と摩擦損失値をもとに円形ダクトの摩擦損失表を参照し、各区間の分岐ダクトの円形ダクト直径を求める。 d. 円形ダクトの直径を円形－方形ダクト換算表を用いて、方形ダクトの長さと幅の寸法に換算する。 例題：あるダクトシステムがあり、メインダクトの風量は30000CMH、メインダクトの風速は10m／s、サブダクトの風量は10000CMHである。各ダクトの寸法を求めよ。 a. 主風管の風量は30000CMH、風速は10 m/sであり、円形風管の摩擦損失表によると摩擦損失は0.085mmaq/mで、円形風管の直径は103cmである。 b．分岐ダクトの風量が10000CMH、摩擦損失が0.085mmaq/mであることから、円形ダクトの摩擦損失表を参照し、分岐ダクトの円形直径は68cmとなる。 C．円形ダクトの直径を方形ダクトの寸法に換算するには、円形－方形ダクト換算表（上表参照）を用いる。例として、メインダクトの高さが50cm、幅が200cmの場合、その方形ダクトの寸法は200×50cmとなる。 分岐ダクトの高さを40cm、幅を140cmと仮定すると、その正方形のダクトサイズは140×40cmとなる。 新鮮空気の選定と取り入れ口の配置：1、新鮮空気量の選定：A、1人あたりの最低必要量である30m3/hを基準に選定する。B、部屋の換気回数を基準に選定する。 一般的な場所では、1時間あたり3～5回の換気回数で十分です。 2. 新風取り入れ口の位置：⑴屋外で比較的清潔な場所に設置すべきであり、取り入れ口付近の屋外空気中の有害物質の濃度は、室内での作業における許容最大濃度の30％を超えてはならない。 ⑵配置する際は、排気口と吸気口をできるだけ離して置くようにしましょう。吸気口は、有害物質を排出する排気口よりも低い位置に設置すべきである。 ⑶屋外の地面のほこりを吸い込まないように、吸気口の底部は屋外の地面から2m未満にならないようにするべきです；緑地帯に設置する場合も、1m未満にするべきではありません。 ⑷夏に吸い込まれる外気の温度を下げるため、吸気口は建物の日陰に設置し、北側の壁に設けるのが望ましく、屋根や西側の壁に設置することは避けるべきである。 3. 新風口のその他の要件：⑴吸気口には雨が入らないようにルーバーを設置する必要があり、ルーバーは固定式を使用し、雨の多い地域では防水ルーバーを使用する。 ⑵鳥の侵入を防ぐため、ブラインドの内部には金属網を設置するとよい。 ⑶過渡期には大量の新鮮な空気を取り入れるための集中式システムを使用し、2つの新風口を設けることが望ましい。そのうち1つは最小限の新風量に応じて面積が決定される最小新風口である；もう一つは風量が変更可能な新風口で、その面積はシステムの最大新風量から最小新風量を差し引いて算出される（こちらの風速はより大きく設定できる）。 ダクト設計事例：例：新鮮空気供給ユニット（メーカー製品名は省略）、風量2000m3/h、メインダクトの規格は？ 風速を5.5m/sとし、風管の断面積は：2000m3/h÷3600÷5.5m/s=0.1010101m2=101010mm2； ダクトサイズ：500mm*200mm； ダクトのサイズに基づいて風速を計算する：2000m3/h ÷ 3600 ÷ 0.5m ÷ 0.2m ＝ 5.56m/s。規定範囲内であるため、ダクトは500mm×200mmを選択する。