24時間換気計算について

Q.いつも拝見しています。
新築物件の設計で、シックハウス換気計算をしています。
そこで、質問なのですがトイレに24時間換気対応天井扇を設置して、居室のシックハウス換気風量を排気しています。その際、廊下が換気経路になり、廊下には仕切りのない階段が隣接しています。この場合、階段の容積もシックハウス換気風量に含まれるのでしょうか？
以前、設計した物件では、階段も含んで計算していたため今回も同じように計算したところ、提出先から根拠を聞かれました。色々調べたのですが、明確な答えが見つかりません。

お答えよろしくお願いします。
A.
明らかに換気経路じゃないのなら外しても良いでしょう。
逆に含めても、仕切りが無いから含めたことにすれば済むのではないでしょうか。
私はマンションの計算なら収納まで含めて申請していますよ。
後からのどんな設計変更にでも対応できるので。
大は小を兼ねるです！

奇妙な現象？水が出ずに、空気を吸い込む

Q.こんにちは

以前、ろ過器を設置した際に処理水管の水が抜け切れないように、処理水管の途中に鳥居配管（高さ1m程度）を設け処理水槽に処理水を落としました。
鳥居配管の頂部にはサイフォンブレーカーとして、小口径の管を１本ろ過器の上まで立ち上げ、逆止弁を空気を取り込む方向に取り付けてサイフォンブレーカーとしました。

さて、工事も終わるという頃、客先より急に処理水サンプリング口を設置するよう指示があり、すべての配管がSGP-VB管だったので、悩んだ結果鳥居配管 から1本サイフォンブレーカー用に立ち上げたところにチーズを入れ分岐し、バルブを取り付けて、サンプリング口としました。

しかし、いざ運転してみるとサンプリング口からは水は出ず、確認してみるとエアーを吸っていました。

これは鳥居配管が処理水タンク直前であったことからエジェクター効果で空気を吸ったということなのでしょうか？


いまだにあの時のエアー吸い込みの原理がわからないままです。
A.二次側にサイフォンブレーカーがついていると、ろ過機が目詰まり等で流量が極端に少なくなった場合、サイフォンブレーカーが通気管の役目をして、２次側の配管は満水状態では流れません。
（２次側の配管は落差(高低差)によって流れる）

Q1:ろ過機を通過する水量
Q2:鳥居配管最高部と配管末端出口（処理水槽）の高低差による流量
Q2<Q1 サンプリング水が採水可能
Q1<Q2 サンプリング水採水用配管から空気を吸い込む

空気を吸い込んでいるのであれば、通気管として作用している状態だと思われます。
管内の水の流れによって空気が引っ張り込まれている状態でしょう。（エジェクター）
A.やはりエジェクター効果なんですね。
配管の径を絞っているわけではないのですが、鳥居配管が同様な効果をもたらしたんでしょうか。

ちなみに、この現象は試運転中のまだそれほど目詰まりしていない状況でした。

へなちょこぼにーた
A.Q1:ろ過機を通過する水量
Q2:鳥居配管最高部と配管末端出口（処理水槽）の高低差による流量
Q2 < Q1 サンプリング水が採水可能（２次側の流量もQ1となる）
Q1 < Q2 サンプリング水採水用配管から空気を吸い込む

Q1 < Q2 の状態では、Q2-Q1分の空気が吸い込まれます。

いずれにしろ、鳥居配管最高部と配管末端出口（処理水槽）の高低差による流量よりも、ろ過機を通過する水量が少なかったということです。


例
内径50mm、高低差1mの　場合（横引き配管を無視）
ベルヌイの定理から逆算して、流速≒5.7m/s となります。

内径100mm、高低差1mの　場合（横引き配管を無視）
ベルヌイの定理から逆算して、流速≒8m/s となります。

トリチェリーの定理による流速(≒4.4m/s)より速いので、
ベルヌイの定理を用いるのが適切かどうか疑問ですが、
ポンプによる管内流速は、1m/s～2m/sで設計されるので、空気を吸い込むのは当然だと思います。（鳥居配管から末端出口までの横引きが短い場合）
A.
わざわざ計算例をご提示いただきましてありがとうございました。

感覚的には理解しにくいのですが、
計算上はそのような現象になる状況だということで
おおむね理解することができました。

水槽貫通部の止水方法について

Q.現在、水道施設の設計中なのですが、配水槽に接続する配管の壁貫通部の処理をどうしたらよいかと頭を悩ませています。

水槽には流入管や流出管、ドレン配管などでポリエチレン粉体塗装管、VP管の2種類が接続し、前者の口径は100A、後者が50Aです。

現時点では、ポリエチレン粉体塗装管はつば付管、VP管はスパンシールを巻くことで、水槽内部からの水漏れを防ごうと考えています。
いずれも施工後は水中に没する配管（流入管は別）ですが、それほど深くはなく水面下５ｍ以内です。

ここで、いくつか疑問があるのですが、
１）止水板やスパンシールを選ぶにあたり、どのようなときにどれを選ぶべきなのか等という基準があったりするものでしょうか。
それとも、設計者の裁量にゆだねられている状態でしょうか。

２）同様な質問になるかもしれませんが、止水板にて防水することにした場合、そのつばの高さと、たとえば水深の関係、もしくは口径との関係などに関する参考資料、もしくは基準などはあるのでしょうか。

３）現時点では止水板とスパンシールでの施工を考えていますが、ほかにこちらのほうがいいよというものがありましたら、ご教授いただけましたら幸いです。

よろしくおねがいいたします。
A.
検索→リンクシール　なんてどうでしょう？
ボルト端末は　検索→水中ボンド 飲適可　で処理するといいかも。

当方、地上式RC受水槽で経験しましたが問題なさそうなので
紹介しておきますね。

あと、水中配管で鉄管はお勧めできません。
地下式水槽に使用していた吸込管は水没させておくだけで
ライニング剥離してきますから・・
A.
水道施設においてですが、水槽に溜めてる水質ににもいろいろあるかとあるようにあると思いますが?水質に よってリンクシールのゴム（EPDM)を侵されると思われます。水終ボンドも大変危険な部位を持ってると思いますが?自分自身も今までいたい経験の持ち主 ですのでメーカーに水質を送り　そのEPDMでよいのか？調べさせました。『結論は、清水でないので無理』という結論でした。同様にPVCのバルブもパッ キンやシート部も気を付けてください。
貫通部分を水没させないでいい方法をチャッｷなどで設計されたほうが、よいのでは？
A.
躯体水槽なら貫通部はSUS管のツバ付きがおススメです。
それにスパンシールも巻けば安心ですよ。
スチール管や塩ビ管は将来心配です。
Q.
コメントありがとうございます。
また、返信が遅れてしまいましてどうもすいません。

やはりステンレス管が一番いいんですね。
ところで、塩ビ管でさえも心配なのですか？？

ステンレス管のつば付管の場合、つばの高さをどうやって
きめるのかいまだによくわかりません。

どこかに計算方法が載っているものなのでしょうか。
A.
ツバは50mm以上あれば大丈夫ですよ！
塩ビ管は将来割れたりする可能性もあるので水槽では避けた方が良いと考えます。
A.
ありがとうございました。
つばは今回50㎜で統一することにします。
（FB50ｘ3を使用したいので）

開放ドアからの冷房負荷算出

Q.
教えてください。
店舗の負荷検討において、1ヶ所のエントランスドアを常時開放する場合の冷房負荷の算出方法がわかりません。概算計算でも結構です。冷房時における隙間風負荷の算出法（換気回数ですきま風を想定）とも違うと思います。時間がなくご協力お願いします。
A.
この計算は、室内（店舗内）が陽圧か陰圧で大きく変わってきます。
店舗内が第三種換気（排気のみ）で陰圧であれば、この扉からたくさん外気を吸うでしょう。換気条件によるファクターが強いのです。
レストラン、居酒屋などの飲食店では、厨房では排気が強く室内が陰圧になりがちです。冬は特に扉付近の席では寒く感じますね。
なので、概算と言っても非常に難しいのです。

ただし難しいだけでは答えになりませんので、これを理解して頂いた上で。
もし、「室内の換気が第一種換気（給排気）で給気量＝排気量」の場合は、扉部の温度差による自然対流のみにより換気が行われます。そして下記の様に計算できます。

換気量Q（m3/sec）
ドアの幅W（m）＝1m
ドアの高さH（ｍ）＝2m
重力加速度g＝9.8 m/sec2
C係数＝0.8
外気30℃－65%（このとき、空気比重＝1.133 kg/m3、比エンタルピ＝17.822 kcal/kg）
店舗内25℃－80%（このとき、空気比重＝1.154 kg/m3、比エンタルピ＝15.701 kcal/kg）
これらの物性値は空気線図や無料ソフト利用して出してみて下さい。

換気量Q＝C･W/3･（（g･ ⊿γ/γm）^0.5　）･H^1.5　で表わされます。
ここで⊿γ＝空気比重差＝1.154－1.133＝0.021 kg/m3
γm＝空気平均比重＝（1.133+1.154）/2＝1.1435 kg/m3　です。

よってこの例の場合
Q＝0.8 x 1 /3 x ((9.8 x 0.021 / 1.1435)^0.5) x 2^1.5
= 0.32 m3/sec
　＝1,152 m3/hr

この扉からの換気による負荷＝Q ･ γm ･（エンタルピ差）＝1,152 x 1.1435 x (17.822 &#8211; 15.701) = 2,794 kcal/h = 3.25 kw
ただし、先にも述べましたが、この計算は室内換気の影響を考慮していません。すなわち、換気による室内外の圧力差＝０の場合です。
Q.
早々のご回答　ありがとうございました。
参考とさせて頂き、計算してみます。
また、ご指導お願いいたします。
A.


開放窓の気流については、下記３つになると思います。
①温度差による流入出
②機械換気による流入出
③風力による流入出

実際問題は、③が大きすぎるので、計算によるのはなかなか難しいと思います。
ただ、原理的には下記式でしかありません。

有効開口面積×流速×エンタルピー差

どのような建物かわからないのですが、小規模な店舗であれば、一方的に流入したり、流出することはないと思うので、有効開口率は0.5くらい、風速はそんな何mもないと思うので、1mくらい？など考えながら、計算するというよりは設定するのも一つのやり方だと思います。

また、一方でエアカーテンの設計と同じと考えて、吹き出し風速（流量）から冷房能力を設定するものいいと思います。

多方面から検討して、バランスから考えるのがいいと思います。

手術室の空調（デフロスト運転対応）

Q.近年の空調計画において空冷のパッケージ化が顕著となってきています。
病院等の計画においても同様の傾向かと思われます。
手術室等にも同様の計画を用いた場合、デフロスト運転の停止時の対応について考え方があればご教示ください。
特に外気処理空調機を空冷のパッケージ型で導入した場合手術室内のエアバランスがくずれるなど問題があるのではと考えています。
なお今回計画地は特に寒冷地というわけではありません。
A.
こちらの施工例に対策が書かれています。

http://enec-n.energia.co.jp/enec_data/chikunetsu/heatpump/hp71/hp71-08.pdf

1.デフロスト時でも送風を停止しないようにする。
2.冷風対策として温水コイルを組み込み、デフロスト信号を受けて温水コイルにて温度制御を行う。

だそうです。
A.貴重な資料ありがとうございます。
今回はオールパッケージのため温水熱源が少し問題になりそうです。
参考にさせていただきます。
 
A.温水がなければ電気ヒーターですね。
A.なるほどそういうことになりますね。
しかし、各方面のヒアリングでは、具体的に対策をとられている現場は少ないと聞いており、この問題がどの程度顕在化しているのかが非常に興味深いところです。
A.病院に関しては、問題が表面化してからの対応ではかなり大変な思いをすることになります。予算的な問題もあると思いますが、施工前にできる限り対策を取られた方が宜しいかと思います。
例えば、複数台の屋内機があるようであれば、違う系統の屋外機系統とするだけで
半分の機能を維持させることは可能になります。
工夫してみたら如何でしょうか？
A.
アドバイスありがとうございます。
おっしゃる通り最悪の状況を想定した最大限の工夫を、限られた予算の中で考える必要があるかと思います。
現状の計画では系統を複数化することは困難と思われます。
その他の方法として
１）デフロスト運転時の室内機の連動停止機能を外す。（外調機の場合外調がされず冷気が直接進入する）
２）デフロスト運転の条件の変更（メーカーは奥の手として実施するケースがあるとのこと）
いずれも小手先の対応の域を出ません...

ダクト計算（ダクトの向きが変わるとどうなるのですか？）

Q.ダクト設計・施工の会社に勤務しています。

ダクト計算でわからない事が（2つ）あります。

使用するダクトは、長方形ベンド・ベーン無しになります。

まず1つめは、ダクト計算の過程で、（ｒ/W ）と（ H/W )から「抵抗係数」を求めますが、ダクトの向きが変わった場合はWとHも変わるのですか？

抵抗係数表に載っているダクト姿図は横長の長方形で、（長手方向がW）で、
（短手方向がH）になっています。

このダクトを縦長の長方形で使用した場合は、（短手方向がW）で
（長手方向がH）になるのですか？

２つめは、（ｒ/W）と（H/W）の交点から抵抗係数を拾いますが、
係数表に載っている（ｒ/W）（H/W）それぞれの数値と当てはまる無い場合は、
「この数値の中間を取って…」みたいな適当な感じでよいのですか？

どなたか教えていただけませんか。よろしくお願いします。

PS.聞きたい事が上手く伝わってますか？心配です。
A.
「下っ端のあやかわ」さんへ

　隅の老人といいます。

ダクトの計算で２つの疑問が出たと判断して回答します。

１）縦長と横長のダクトの抵抗計算は同じか違うのか？

　条件を簡単にして説明します。

風量Q：４０００CMH
ダクト：Ｗ＝５００　Ｈ＝２５０　ケース１
ダクト：Ｗ＝２５０　Ｈ＝５００　ケース２
いずれもｒ／Ｗ＝１．０とする

ダクト抵抗係数ζ＝０．２５　ケース１の場合
ダクト抵抗係数ζ＝０．１８　ケース２の場合
となります。
アスペクト比が違うと抵抗係数もが変わります

２）数値が表から外れた場合は比例配分が良いのか？

　SHASE（空調衛生工学会）のデータはアメリカのASHRAEの実験データでグラフ化すると連続ではなく特異点が出ます。
　風量、ダクトサイズで過去の実験データと思われます。

　従って、データの表の最大値のζを使用したほうが安全と個人的に思います。
ただし、同じダクト系で数が多い場合は比例でもよいと思います。


　計算が終了したダクト計算でファンの動力が変わらなければ、神経質にならないでどんどん計算して抵抗のイメージをつかんでください。

　最初は不安になりますが、試運転で結果がわかると思います。

尚、不明な点は、遠慮なく社内の先輩に相談願います。喜んで説明していただけると思います。
　　　　　　　　　　　　　　　　　

陽圧空調設計について

Q.はじめまして！宜しくご指導お願いします。

食品工場でラインの一部を間仕切りしてその囲った部屋を換気回数20～25回
陽圧度5Ｐａ尚且つ室温を年中40度以下30度以上にしたい。


現状：元々のラインの部屋が5634ｍ3（容積）給気量：133,200ｍ3/ｈ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　排気量：114,000ｍ3/ｈ
　　　
その一部674ｍ3/ｈ分間仕切る。
その中に230本×2Ｌ/min　（製品温度70℃）の物が流れてくる。
間仕切り材はコンベアーや配管の横断が沢山有り鉄骨、ビニールで
囲うそうです。その業者さんに言わせると開口4ｍ2ぐらいあると言われました。

ご指導お願いいたします
A.
「ご指導お願いいたします。」はいいけど具体的に何が聞きたいのか書かないと回答できませんよ。

まあ、4ｍ2も開口があったら、室圧制御は無理なので気流の流れだけで陽圧にしてあとは開口部をどのくらい処置できるかですかね。

あと、この部分がよくわかりませんが、単位が違っているのですかね？
　↓
>その一部674ｍ3/ｈ分間仕切る。
>その中に230本×2Ｌ/min　（製品温度70℃）の物が流れてくる。

工場の営繕の方ですか？

経験のある専門メーカーに相談したほうがいいと思いますよ。
A.
基本的に5Paの陽圧でその区画からの漏洩空気量を算定します。
穴のあいたバケツに10cm水を溜め続ける場合その深さで漏れる量を入れ続けるということになります。
加熱負荷は加圧空気量（漏洩空気量）と通常の熱負荷でしょう。
よって
換気回数は加圧空気量の調節によって行われることになります。
本件は漏洩隙間が広すぎます。
開口部のΔPが加圧になります。

過負荷時の冷凍機の運転状態

Q.宜しくお願いします。

冷却能力：１００ＲＴ
負荷：１００ＲＴ
冷水条件：７→１２℃
冷却水条件：３２→３７℃

この状態で運転している冷凍機に対して、

質問
外気条件により、冷却水入口温度が２０℃まで下がった。
内部発熱により、負荷が１１０ＲＴに上がった。
これにより、還り温度が１２．５℃になったとすると、
冷凍機は７℃の冷水を作れるのでしょうか？

質問の趣旨
冷却水温度が減少したことにより、
冷却能力は上昇するのか？ということです。

宜しくお願いします。
A.冷却能力：１００ＲＴ から推測すると圧縮機はスクリュータイプでしょうか？

どちらにしても、冷却水温が下がったら冷却能力は上昇します。理由は冷媒液（フロン）の過冷却が大きくなることにより冷却能力が上昇するからです。

しかし、過冷却された分そのまま冷却能力が増えるわけでは有りません。
チラー側の熱交換器や膨張弁等の設計によりどこまで冷えるかが変わってしまいます。

詳しくは、現状のチラーの能力表をメーカーから取り寄せて確認する事が一番いいですね。
Q.ご回答、ありがとうございました。

ちなみ、ガス系（吸収冷凍機、冷温水発生機）でも、同様と考えてよいのでしょうか？
A.ガス系の方がこのファクターの差が大きく出るでしょう。
こちらもどの程度能力UPするかメーカーに確認した方がいいと思います。
Q.

揚水ポンプ 30m 超える 逆止弁 衝撃吸収式

Q.揚水ポンプの揚程が30mを超える場合の逆止弁は衝撃吸収式とありますが
実高さ10mに満たないが揚程が30mを超えるポンプの場合には衝撃吸収型は不要ですか
A.揚水ポンプの場合、必ずスモーレンスチャッキを使用してください。
間違ってもスイングは使用しないでください。
ポンプ停止時ウォーターハンマーによりいろいろ不具合発生しますよ。
Qありがとうございます。
実高がなくてもしますか？また、揚水ポンプでなく
空調の循環ポンプのときはどうでしょうか。
A小揚程でもスイング付けた場合、水中ポンプの停止時に
『パッチン』と大きな音が出ますが同じ現象になりまよ。
循環ポンプの場合密閉回路のため、圧力変動が小さいので
ラインポンプの場合スイングですが、大口径及び床置きポンプの場合は
スモーレンスを付けていますよ。
A.これが相反するようにも思えますが､
基本､水撃考慮に実高さは考えず､吐出圧が全てかと｡
高等のほうは製造元が最適でしょうから､
下記参考にされてはどうでしょう｡
石崎製作所(スモレンスキチャッキバルブ)
http://www.ishizaki-mfg.co.jp/smolensky/index.html
すでにお調べしてましたらごめんなさいです^_^;

送風機プーリー変更時の風量について

お疲れ様です。
ビルメンテナンス歴10年のhiro-gontaといいます。
社内で勉強会をしておりまして、自分の知識及びインターネット検索しても、
解くことができませんでした。
多忙なところ申し訳ありませんが、ご教授よろしくお願いします。

質問内容------------------------------------------------------------
送風機のファン側プーリーが破損してしまい、プーリー径を200Φ→250Φに
変更した場合の風量はいくつか？

条件： 定格 三相200V 750W 2600m3/h 2.3A----------------------------

自分なりに調べてみたのですが、提示されている条件が少なく、
これ以外に試験成績表とモーター側のプーリー径とモーターの極数が
わからないと解くことが、できなかったので担当者に相談しましたところ
条件： 定格 三相200V 750W 2600m3/h 2.3Aだけで十分解けるといわれてしまい
まったく解き方が、わからない状態です。
私は下記にて取替え後の風量を求めようとしておりました。
Ns=120f/p　　　Ns:同期速度　f:周波数　p:極数
N1=Ns×プーリー比　N1=取替え前のファン側回転数　
N2=Ns×プーリー比　N2=取替え後のファン側回転数
Q2=N2/N1×Q1　Q1=取替え前風量　Q2=取替え後風量
A.
Ｑ２＝Ｑ１＊Ｎ２／Ｎ１であってますが、理論値です。
風量が減りますので当然ダクト抵抗も減ります。
送風機の能力曲線は回転数の変化によって並行にダウンしますが、
運転点はダクトの抵抗曲線との交点です。
理論値どおりの変化はしません。
おおまかな風量変化でよいならこの理論値どおりで問題ないと思います。
厳密な数字で出せってことなら送風機メーカーからかあるいは保存してある納入時の試験成績表（あるいは予想性能曲線でも）を引っ張り出して、抵抗曲線と回転数の変化に応じた新性能曲線を書き加えます。

ところで何でプーリの径を大きくするんですか？
騒音対策とか？
A.モーターのプーリー径：d(mm)として
すべり:0の時
プーリー径200の時の回転数Ns1：Ns*(d*π)/(200*π)
プーリー径250の時の回転数Ns2：Ns*(d*π)/(250*π)
上記より
Ns2/Ns1=200/250

プーリー径200の時の風量が2600m3/hで、風量と回転数が比例するとすれば
プーリー径250の時の風量＝2600*(200/250)＝2080m3/h
A.ご教授いただき、ありがとうございます。
回答をいただいた「プーリー径200の時の風量が2600m3/hで、風量と回転数が
比例するとすれば」業界の人はこちらの計算方法を設計計算として客先に
提出し、実際に施工した例とかはありますでしょうか？
私自身が業界で通用する話ができるようになれればと思い、質問させて
いただきました。
A.
>回答をいただいた「プーリー径200の時の風量が2600m3/hで、風量と回転数が
>比例するとすれば」業界の人はこちらの計算方法を設計計算として客先に
>提出し、実際に施工した例とかはありますでしょうか？

御質問の意図が？です。

設計計算→必要な風量・静圧等を算出。
施工→仕様に合致する風量・静圧等の送風機を選定して取り付ける。

御質問のような計算をして提出することはないでしょう。

「流量・風量は回転数に比例し、圧力は回転数の2乗に比例し、軸動力は回転数の3乗に比例する」は、ポンプ・送風機の基本知識です。
流体力学（ポンプ・送風機等）関連の本を読めば分かると思いますが。

蛇足ですが
難しく考えないで、もう少し柔軟な思考をされたほうが良いのでは？