Transcript 2_4 換気設備 演習問題

［Last Update 2015/04/30］
建築環境工学・建築設備工学入門
＜空気調和設備編＞
<換気設備>
換気設備 演習問題
換気設備 演習問題 INDEX
風力換気
温度差（浮力）換気
必要換気量
複合演習
3
風力換気
よどみ点：建物近傍で風速=0となる点。この点では
運動エネルギーが全て圧力に転換される。
1 2
P0  pv
2
風圧係数C：P0に対する建物の任意の点の圧力PAの比
PA
C
P0
1 2
PA  CP0  C v
2
1 2
1 2
P1  P2  C1 Pv  C2 v
2
2
1 2
 C1  C2  v
2
風圧係数の例
風速 v
C1
C2
4
風力換気
風速 v
V  A
2

P1  P2 
に
1
P1  P2  C1  C2  v 2 代入すると
2
V  A C1  C2 v
C1
C2
（例題）
下記の条件における、右室の換気量を求めよ。
開口 1 : 1 A1  0.03 [m 2 ] C1  0.7
開口 2 :  2 A2  0.01 [m 2 ] C2  0.7
開口 3 :  3 A3  0.02 [m 2 ] C3  0.55
風速 v  3 m / s
開口１，２、と開口３総合実効面積を求める
開口1
開口3
換気量を求める
開口2
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風力換気
（例題）
下記の条件における、右室の換気量を求めよ。
開口 1 : 1 A1  0.03 [m 2 ] C1  0.7
開口 2 :  2 A2  0.01 [m 2 ] C2  0.7
開口 3 :  3 A3  0.02 [m 2 ] C3  0.55
開口１，２、の総合実効面積を求める
A  0.03  0.01  0.04
これと開口３総合実効面積を求める
A 
1
1
1

0.042 0.022
風速 v  3 m / s
 0.018
換気量を求める
V  0.018 0.7   0.55  3  0.06 [m3 / s]
開口1
開口3
開口2
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温度差（浮力による）換気
P1  h10 g  h1i g

353 .25
T
で表されるため
P2  h2 0 g  h2 i g
T : 絶対温度 [ K ]
 T0 
V  A 2 gh1  
 Ti 
全体の圧力差ΔPはΔP1とΔP2の合計となる。
[m3 / s]
P  h10 g  h1i g  h2 0 g  h2 i g
風速 v  3 m / s
P  h1  h2 0  i g
P  h0  i g
V  A
2

V  A
P
に代入すると
P2
暖
h2
中性帯
h
Po
2
0
h0  i g
h1
P1
Pi
7
浮力による換気
（例題）
右室の浮力による換気量を求めよ。
総合実効面積を求める
風速 v  3 m / s
浮力による換気量を求める
開口１
外気温０℃
開口２
A  0.04m2
1 .8 m
室温２０℃
A  0.02m2
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浮力による換気
（例題）
右室の浮力による換気量を求めよ。
総合実効面積を求める
A 
1
1
1

0.042 0.022
浮力による換気量を求める
273 0 

V  0.018 2 1.8  9.8  1 

273

20


 0.028 [m 3 / s ]
風速 v  3 m / s
 0.018
開口１
外気温０℃
開口２
A  0.04m2
1 .8 m
室温２０℃
A  0.02m2
建築物環境衛生管理基準
平成14年10月11日政令第309号
浮遊粉じんの量
空気１ｍ3につき0.15mg以下
一酸化炭素の含有率
10ppm以下（厚生労働省令で定める特別の事情がある
建築物にあつては、厚生労働省令で定める数値）
二酸化炭素の含有率
1000ppm以下
温度
１ 17～28℃
２ 居室における温度を外気の温度より低くする場合
は、その差を著しくしないこと。
相対湿度
40～70％
気流
0.5m/s以下
ホルムアルデヒドの量
空気１m3につき0.1mg以下
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室内汚染濃度と必要換気量
ザイデルの式
室内の汚染質濃度
汚染物質発生：M，換気量：Qが
維持されているとき
M
Co 
Q
Cs
定常状態
初期値
室内の汚染質発生なしで、
換気量：Qが維持されているとき
Co
経過時間 [時間]
室内濃度を Cp 基準値としたい場合
M
Cp  C  Co 
Q
t 
必要換気量は
M
Q
Cp  Co 
C：
Co：
Ｍ：
Ｑ：
室内の汚染質濃度 [m3/m3］
外気の汚染質濃度 [m3/m3］
汚染質発生量 [m3/h］
換気量 [m3/h］
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必要換気量（演習）
この室の必要換気量（m3/h）を算出せよ。
室面積 800m2 天井高さ 2.7ｍ
１人当りの占有面積 8m2
１人当りのCO2発生量 0.02m3/ｈ
外気のCO2濃度 0.00035m3/m3 （350ppm）
室内濃度基準 0.001m3/m3 （1000ppm）
M
Q
C  Co 
C：
Co：
Ｍ：
Ｖ：
Ｑ：
室内の汚染質濃度 [m3/m3］
外気の汚染質濃度 [m3/m3］
汚染質発生量 [m3/h］
室の容積 [m3］
換気量 [m3/h］
11
必要換気量（演習）
この室の必要換気量（m3/h）を算出せよ。
室面積 800m2 天井高さ 2.7ｍ
１人当りの占有面積 8m2
１人当りのCO2発生量 0.02m3/ｈ
外気のCO2濃度 0.00035m3/m3 （350ppm）
室内濃度基準 0.001m3/m3 （1000ppm）
M
Q
C  Co 
C：
Co：
Ｍ：
Ｖ：
Ｑ：
室内の汚染質濃度 [m3/m3］
外気の汚染質濃度 [m3/m3］
汚染質発生量 [m3/h］
室の容積 [m3］
換気量 [m3/h］
これに，Co = 0.00035，M = 0.02 ×(800/8) = 2，C= 0.001 を代入すると
Q = 2／(0.001-0.00035) = 3077 [m3/h]
12
13
換気（演習）
室のＣＯ２濃度700ppmを
一定に保つための
開口１の実効面積はいくらか。
室内ＣＯ２発生量は14ℓ/hとする。
必要換気量を求める
風速 v  0 m / s
350ppm
開口２
外気温
-5.5℃
2 A2  0.005m2
室温２０℃
4m
開口１
必要換気量をもとにα1A1を求める
0.2m  h1
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換気（演習）
室のＣＯ２濃度700ppmを
一定に保つための
開口１の実効面積はいくらか。
室内ＣＯ２発生量は14ℓ/hとする。
必要換気量を求める
Q = 14,000／(700-350) = 35 m3/h
必要換気量をもとにα1A1を求める
 T 
V  A 2 gh1  0 
Ti 

35
 5.5  273

 A 2  9.8  3.81 

3600
20

273


A  0.0038
風速 v  0 m / s
350ppm
開口２
2 A2  0.005m2
外気温
-5.5℃
室温２０℃
4m
開口１
0.2m  h1
A 
1
1
1

1 A1 2  2 A2 2
0.0038
1
1
1

1 A1 2 0.0052
1 A1  0.0058
発 行
公益社団法人 空気調和・衛生工学会
（SHASE: The Society of Heating, Air Conditioning and Sanitary Engineers of Japan）