ダクト式換気扇の換気能力を検証したので、備忘録として書き留めておく。
■ ダクト式換気扇の換気能力の調査
リフォームしてから約１２年目になるが、「浴室の換気扇」や「中間ダクトファン」を更新してきたので、ダクト式換気扇の換気能力を調査することにした。
必要換気量に対してダクト換気による圧力損失計算方法（等圧法）を用いて、実際に必要なダクト式換気扇の換気能力を検証する。
■ 必要換気量の計算
(1) 室内の汚染物質の発生量から求める方法
パナソニック 「換気・送風・環境機器総合カタログ（2024年版） 設計資料編 P685」を参考に必要換気量を計算する。
発生蒸気量から必要換気量を求める計算式
Q ＝ M ÷ （ Ci － Co ）
Q ： 必要換気量 （m3/h） M ： 汚染発生量 （kg/h）
Ci ： 室内汚染濃度 （kg/m3） Co ： 外気濃度 （kg/m3）
＜冬期の計算例＞
気象庁のHPにある各種データ・資料より 「東京 1991～2020年 1月の平均気温と相対湿度」を参照する。
排湿量（ Ci － Co ） ＝ （ 0.007260 kg/kg － 0.002836 kg/kg ） × 1.3 kg/m3 ＝ 0.005751 kg/m3
注 1.3 kg/m3 ： 0℃の空気比重量
1時間当り発湿量 （ M ） ＝ 9.0 kg/日 ÷ 24 h/日 ＝ 0.375 kg/h
必要換気量 （ Q ） ＝ M ÷ （ Ci－Co ） ＝ 0.375 kg/h ÷ 0.005751 kg/m3 ＝ 65.2 m3/h
(2) 住居の必要換気回数から求める方法
シックハウス対策に係る改正建築基準法が施行され、住宅の場合、換気回数 0.5回/h以上の機械換気設備（いわゆる２４時間換気システム等）の設置が必要である。
(3) 部屋の必要換気回数から求める方法
三菱電機 「換気送風機総合カタログ（2024年版） 技術編 P677」を参考に必要換気量を計算する。
*1 「空気調和設備の実務の知識」 オーム社 より
*2 空気調和・衛生工学会規格 「HASS 102 1972」 より
(4) ＣＯ2排出量に基づいた必要換気量から求める方法
三菱電機 「換気送風機総合カタログ（2024年版） 技術編 P677」を参考に必要換気量を計算する。
建築基準法施行令第20条の2第2号に基づく。
成人男子が静かに座っている時のCO2 排出量に基づいた必要換気量を20m3/h・人として算出した。
(5) 必要換気量の目安
必要換気量の目安は、(1)～(4)で計算した必要換気量の最大値とする。
■ ダクト式換気扇の圧力損失計算方法（等圧法）
アーキテリアル.jp 「ダクト式換気扇の圧力損失計算（等圧法）の解説と摩擦抵抗線図の見方」を参考に換気扇の風量を計算する。
(1) ダクト系統の前提条件
大規模修繕工事に伴う共用廊下の天井改修工事中に、ダクト系統を実測出来たので、そのデータを使用する。
(2) 摩擦損失率 (単位長さ当たりの圧力損失)
パナソニック 「換気・送風・環境機器総合カタログ（2024年版） 設計資料編 P688」を参考に摩擦損失率を計算する。
パナソニック 「換気・送風・環境機器総合カタログ（2024年版） 設計資料編 P687」を参考にアルミフレキシブルダクト 100φの補正係数を計算する。
主なダクトの摩擦抵抗係数 λ
(3) ダクト全体の直管相当長の計算
*3 アルミフレキシブルダクト φ100mmの直管相当長 （m） ＝ 補正係数 × 直管長 （m）
*4 パナソニック 「換気・送風・環境機器総合カタログ（2024年版） 設計資料編 P689」 より
*5 三菱電機 「換気送風機総合カタログ（2024年版） 技術編 P678」 より
*6 宇佐美工業 「換気口製品換気性能試験一覧 （2020.5）」 より
強制吸排気口用Ｕ型フード付ガラリ 金網板開閉式 UK-UEV100SK3-HL
ダクト全体の直管相当長 ＝ 6.1 ＋ 5.9 ＋ 6 × 0 ＋ 1.5 × 3 ＋ 18.4 ＝ 34.8 m
(4) 必要静圧の計算
得られたダクト全体の圧力損失に10～20％の余裕を加味し、必要静圧とする。
必要静圧 ＝ ダクト全体の圧力損失 × 1.2
＝ (亜鉛メッキ鋼管 100φの風量 80.0 m3/h 時の摩擦損失率 × ダクト全体の直管相当長 ) × 1.2
＝ （ 1.3 Pa/m × 34.8 m ） × 1.2 ≒ 56 Pa
(5) 換気扇の風量の計算
三菱電機 「中間ダクトファン V-15ZMC6」 の 2方向吸込 P-Q線図 を参照し、風量を求める。
*7 給排気グリル 風量はグリルの風量調節による
■ まとめ
世帯人員が４人以下の場合、中間ダクトファンのみで２４時間換気を行えば、必要換気量を確保できる。
世帯人員が５人の場合、中間ダクトファンのみでは必要換気量を確保できないので、レンジフードも２４時間換気しなければならない。
ただし、暖房器具で火気を使用する場合は、必要換気量を別途計算しなければならない。
今後、浴室とトイレの換気扇を給排気グリルへ変更していく。
■ 注意事項
ダクト式換気扇の換気能力の検証（Excelファイル）は備忘録なので、このブログを参考にして起きた人的被害、物的損害については当方は一切の責任を負わないものとします。
参考にされる方は自己責任でお願いします。