ファーストエアー株式会社のよもやま話～空気を快適に保つ～

皆さんこんにちは！
ファーストエアー株式会社です！

 

 

～空気を快適に保つ～

 

住宅、オフィス、店舗、病院、学校、工場、飲食店など、人が利用する建物には換気設備が欠かせません。

建物の中では、人の呼吸によって二酸化炭素が増えるほか、におい、湿気、ほこり、熱、煙、油分、化学物質などが発生します。これらを室内へためたままにすると、不快感だけでなく、結露、カビ、設備の劣化、作業環境の悪化などにつながる可能性があります⚠️

換気設備は、室内の汚れた空気を外へ排出し、必要な量の新鮮な空気を取り入れるための設備です。

しかし、換気扇を取り付ければ、どのような建物でも十分な換気ができるわけではありません。部屋の広さ、利用人数、用途、発生する熱やにおい、建物の気密性などを確認し、必要な風量と空気の流れを設計する必要があります。

さらに、設計どおりの性能を発揮させるためには、ダクト、給排気口、送風機、フィルターなどを正確に施工しなければなりません。

今回は、換気設備業における換気計画とダクト施工技術についてご紹介します。

建物用途に応じた換気を考える

必要な換気量や設備構成は、建物の用途によって異なります。

住宅では、生活によって発生する湿気やにおい、建材や家具から発生する化学物質などを排出する必要があります🏠

オフィスでは、利用人数に応じて二酸化炭素濃度が上昇します。会議室のように短時間で多くの人が集まる場所では、特に換気量が不足しやすくなります。

飲食店の厨房では、調理による熱、煙、蒸気、油、においなどが発生します🍳

工場では、粉じん、溶接ヒューム、溶剤蒸気、機械の排熱など、作業工程特有の空気汚染物質へ対応しなければなりません。

病院や福祉施設では、室内環境の快適性に加え、感染対策や室間の空気移動にも配慮します🏥

換気設備業者は、建物全体へ同じ設備を設置するのではなく、各室の用途と発生する物質を把握し、適切な換気方式を選びます。

必要換気量を計算する技術

換気設備の計画では、室内からどの程度の空気を入れ替える必要があるかを算出します📐

部屋の容積、利用人数、発生する熱、湿気、におい、汚染物質などをもとに、必要な換気量を求めます。

換気量が少なすぎると、空気がよどみ、二酸化炭素や湿気がたまります。

反対に、必要以上に換気すると、冷暖房した空気まで大量に外へ排出され、空調負荷や電気代が増える可能性があります💡

飲食店や工場のように、特定の場所から多くの熱や煙が発生する場合は、部屋全体の換気だけでは不十分です。

発生源の近くで空気を捕まえ、局所的に排出する設備を計画します。

必要な場所へ必要な量だけ換気を行うことが、快適性と省エネルギーの両立につながります。

給気と排気のバランスを整える

換気では、汚れた空気を外へ排出するだけでなく、同じ程度の空気を室内へ取り入れる必要があります。

排気量に対して給気量が不足すると、室内が強い負圧になり、扉が開きにくくなったり、隙間から風が入り込んだりすることがあります🚪

厨房では、排気ファンを強くしすぎると、客席や出入口から大量の空気を吸い込み、空調が効きにくくなる場合があります。

一方で、室内を少し負圧に保つことが望ましい場所もあります。

トイレ、喫煙室、においや粉じんが発生する作業室などでは、汚れた空気が周囲へ漏れないよう、周辺より圧力を低くします。

反対に、清潔さが求められる部屋では、外部の汚れた空気が入らないよう、室内を正圧に保つ場合があります✨

換気設備業者は、建物内の空気がどの部屋からどの部屋へ流れるべきかを考え、給気と排気のバランスを調整します。

空気の通り道を設計する

換気量が十分でも、給気口と排気口の位置が悪ければ、部屋全体の空気を効率よく入れ替えられません。

給気口のすぐ近くに排気口があると、新しく入った空気が室内へ広がる前に排出されてしまいます。

これを避けるため、給気と排気を離して配置し、室内全体を通る空気の流れをつくります🌬️

天井の高い部屋では、暖かい空気が上部へたまりやすくなります。

調理設備や機械から熱が発生する場合も、温かい空気が上昇する性質を利用し、適切な高さへ排気口を設置します。

床付近で発生する重い蒸気やガスには、低い位置から排気する必要がある場合もあります。

家具、棚、間仕切り、カーテンなどが空気の流れを遮らないかも確認します。

完成図面だけでなく、実際の室内の使われ方まで想定して配置することが重要です。

自然換気と機械換気を使い分ける

換気方法には、窓や換気口を利用する自然換気と、送風機を使用する機械換気があります。

自然換気は、風や室内外の温度差によって空気を動かす方法です🍃

電力を使わずに換気できる一方、外の風向きや気温によって換気量が変わり、安定した性能を確保しにくい場合があります。

機械換気は、ファンによって強制的に空気を動かします。

必要な風量を確保しやすく、窓を開けにくい建物や地下室、工場などにも対応できます⚙️

換気設備には、給気と排気の両方を機械で行う方式、給気だけを機械で行う方式、排気だけを機械で行う方式があります。

用途、建物の気密性、必要な室圧などを考え、適切な方式を選びます。

ダクトの寸法を決める技術

空気を運ぶ通路となるのがダクトです。

ダクト内を流れる空気量に対して断面が小さすぎると、風速が高くなり、騒音や圧力損失が大きくなります📣

反対に、大きすぎるダクトは設置スペースを多く必要とし、材料費も増えます。

必要風量、許容風速、設置スペースなどを考慮し、適切な寸法を決定します。

幹線ダクトから複数の部屋へ分岐する場合は、各系統に必要な風量を分配できる寸法へ調整します。

先端へ進むにつれて流れる空気量が減るため、ダクト径や断面を小さくする場合があります。

ダクトの寸法は、空気を通せるかどうかだけでなく、騒音、省エネルギー、施工性にも関わる重要な要素です。

圧力損失を抑える設計

空気がダクト内を流れると、ダクト表面との摩擦や曲がり、分岐などによって圧力が失われます。

これを圧力損失と呼びます。

圧力損失が大きいと、必要な風量を確保するために、より能力の高い送風機が必要になります⚡

ダクトを必要以上に長くしたり、急な曲がりを増やしたりすると、抵抗が大きくなります。

可能な範囲で短く、滑らかな経路を計画します。

曲がり部分では、急角度の継手を避け、適切な半径を持つエルボを使用します。

分岐部分でも、空気が急激に方向を変えない形状へすることで、圧力損失や騒音を抑えられます。

ただし、建物の梁、配管、電気設備などを避ける必要があり、理想的な直線経路を確保できるとは限りません。

ほかの設備との調整を行い、限られた空間で効率のよい経路をつくります🤝

ほかの設備との干渉を防ぐ

天井裏には、換気ダクトだけでなく、空調配管、給排水管、電気配線、照明器具、消防設備などが設置されます。

それぞれが別々に計画されていると、施工時にダクトと配管が同じ位置を通るなどの干渉が起こる場合があります⚠️

換気設備業者は、施工図や総合図を確認し、ほかの設備業者とルートや高さを調整します。

ダクトは大きな断面を必要とするため、早い段階で経路を確保することが重要です。

点検口の位置や、将来フィルターを交換するためのスペースも必要です。

見えない天井裏へ押し込めればよいのではなく、施工後に点検・清掃できる状態をつくる必要があります🔧

ダクトを正確に製作する

ダクトは、亜鉛めっき鋼板、ステンレス鋼板などを加工して製作します。

図面に基づき、直管、エルボ、分岐管、変形管などをつくります📐

板厚は、ダクトの大きさ、用途、内部圧力などに応じて選びます。

薄すぎると、運転時に振動したり、変形したりする可能性があります。

切断、曲げ、はぜ加工、組立を正確に行い、接合部に大きな隙間ができないようにします。

円形ダクトや角形ダクトなど、形状によって製作方法や接続部品が異なります。

現場寸法が図面と異なることもあるため、施工前に実測し、必要に応じて寸法を調整します📏

わずかな誤差でも、梁や壁に当たり、予定位置へ収まらない場合があります。

ダクトを安全に吊り込む技術

ダクトは、天井や梁から吊りボルト、支持金具などを使って固定します。

ダクトの重量、寸法、支持間隔を確認し、たわみや落下が起こらないよう施工します🔩

大型ダクトは重量があるため、複数人や揚重機器を使って持ち上げます。

不安定な姿勢で無理に支えると、落下や挟まれ事故につながります。

吊り位置が偏ると、ダクトが傾き、接続部へ余計な力が加わります。

水平や勾配を確認しながら支持金具を調整します。

振動する送風機へ直接強固に接続すると、その振動がダクトや建物へ伝わることがあります。

たわみ継手や防振材を使用し、振動の伝達を抑えます。

接続部からの空気漏れを防ぐ

ダクトの接続部に隙間があると、送るべき空気が途中で漏れたり、天井裏の空気を吸い込んだりします💨

風量不足やエネルギー損失につながるため、フランジ、パッキン、シーリング材などを使って気密性を確保します。

ボルトは一部分だけを先に強く締めず、全体を均等に締めます。

パッキンがずれていると、そこから空気が漏れる可能性があります。

小さな丸ダクトでは、継手へ差し込んだ後、ビスや専用金具で固定し、テープやシール材で処理します。

排気する空気に油、湿気、薬品などが含まれる場合は、それらに耐えられる材料を選ぶ必要があります🧪

防火区画を貫通する部分の施工

ダクトが防火区画の壁や床を通る場合には、火災時に煙や炎が広がらないよう適切な処理が必要です🔥

貫通部の隙間を耐火材料で埋め、必要に応じて防火ダンパーを設置します。

防火ダンパーは、火災時の熱によって閉鎖し、ダクトを通じた延焼を防ぐ設備です。

設置方向や点検スペースを確認し、作動部分をほかの部材で塞がないようにします。

天井で隠れた後も点検できるよう、近くへ点検口を設けます。

換気性能だけでなく、建物の防火性能を守ることも換気設備業の重要な責任です。

厨房排気設備の施工技術

飲食店の厨房では、フードで煙、蒸気、油を捕集し、ダクトを通じて屋外へ排出します🍳

フードの大きさや設置高さが不適切だと、調理時の煙が周囲へ漏れる可能性があります。

調理機器の配置と発生する熱量を確認し、必要な捕集範囲を確保します。

油を含む排気は、ダクト内部へ油脂が付着しやすく、火災の危険があります⚠️

清掃できる点検口を設け、油がたまりにくい形状や勾配へ施工します。

排気口の位置によっては、近隣住宅や建物の給気口へにおいが流れる場合があります。

屋外の風向きや周囲の建物を確認し、排気位置や方向を検討します🌬️

工場の局所排気技術

工場では、溶接、塗装、研磨、薬品作業などによって、粉じん、ヒューム、蒸気などが発生します🏭

部屋全体の換気だけでは、作業者が汚染物質を吸い込む前に排出できないことがあります。

そこで、発生源の近くにフードや吸込口を設ける局所排気を行います。

発生源から離れすぎると吸引効果が大きく低下します。

一方で、作業の邪魔になる位置へ設置すると、作業者がフードを外したり、使用しなくなったりする可能性があります。

作業内容と動作範囲を確認し、汚染物質を効率よく捕集できる位置へ設置します。

吸い込んだ空気に粉じんや有害物質が含まれる場合は、集じん機や処理設備を通してから排気します🌿

給排気口を適切に取り付ける

室内の給気口や排気口には、グリル、レジスター、アネモスタットなど、さまざまな形状があります。

用途や必要風量、天井デザインなどに合わせて選びます✨

吹き出す風が人へ直接強く当たると、不快感の原因になります。

室内へ空気が広がる方向を考え、羽根の角度を調整します。

排気口は、においや湿気が発生する場所の近くへ設置します。

ただし、家具や棚で塞がれる位置では、十分に吸い込めません。

天井や壁の仕上がりと隙間が生じないよう、美しく取り付ける技術も必要です。

換気設備は機能だけでなく、室内意匠の一部でもあります。

防音・防振対策

送風機やダクトから発生する音が大きいと、室内の快適性を損ないます📣

ファンの回転音、空気が流れる音、ダクトの振動など、騒音の原因を確認します。

送風機へ防振ゴムや防振架台を設置し、建物へ振動が伝わるのを抑えます。

ダクト内部へ消音器を設置したり、風速を下げたりする方法もあります。

ダクトが薄く、大きな平面を持つ場合は、運転中に板が振動して音を出すことがあります。

補強材を取り付け、変形や振動を防ぎます🔧

静かな環境が求められる病室、会議室、ホテル客室などでは、特に細かな音対策が必要です。

断熱と結露防止

外気を取り入れる給気ダクトや、冷たい空気が流れるダクトでは、表面に結露が発生する可能性があります💧

結露水が天井材へ落ちれば、しみ、カビ、腐食などの原因になります。

ダクト外面へ断熱材を施工し、表面温度が露点以下になるのを防ぎます。

断熱材の継ぎ目や端部に隙間があると、その場所だけ結露しやすくなります。

防湿層を連続させ、湿気が断熱材内部へ入り込まないようにします。

高温の排気ダクトでは、周囲への熱影響や作業者のやけどを防ぐ目的で断熱する場合もあります🔥

用途に合った断熱材と厚みを選び、配管や支持金具の周囲まで丁寧に納めます。

施工後の試験

ダクトや送風機の設置後は、実際に運転して状態を確認します。

ファンの回転方向、異音、振動、ダクトからの空気漏れなどを点検します🔍

給気口や排気口から空気が出入りしているかを確認し、必要に応じて風量を測定します。

ダンパーが正しく開閉するか、防火ダンパーや連動制御が機能するかも確認します。

図面どおりに施工できていても、接続ミスや設定不良によって性能が出ないことがあります。

測定と試運転によって、実際の換気性能を確認することが重要です。

まとめ

換気設備業における換気計画とダクト施工技術は、室内の空気を適切に入れ替え、快適で安全な環境をつくるための技術です。

建物用途、利用人数、発生する熱、湿気、におい、粉じんなどを確認し、必要な換気量を計算します📐

給気と排気のバランス、室内の圧力、空気の流れを考えながら、送風機や給排気口を配置します。

施工では、ダクトの寸法、圧力損失、気密性、防火、防振、断熱など、多くの条件を管理します🔧

換気設備は、完成後に天井裏へ隠れる部分が多い設備です。

だからこそ、見えなくなる場所ほど丁寧に施工し、設計どおりの風量と安全性を確保しなければなりません。

室内の汚れた空気を確実に排出し、必要な新鮮空気を届けること。

それが、換気設備業における換気計画・ダクト施工技術の大きな役割なのです🌬️🏢✨