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なぜ家の中の空気がこもったり、不健康に感じたりするのか不思議に思ったことはありませんか？この記事では、室内の空気の質を維持するための換気システムの重要な役割について説明します。様々なタイプの換気システムとその利点、そして換気システムがどのように居住空間を新鮮で健康的な状態に保つのに役立つのかについて学びます。
室内の汚染物質濃度を関連基準に適合させる。
人間が支配する室内環境では、主な汚染物質は以下の通りである。
基本： 空気の動力源。
(1自然換気システム
自然換気とは、温度差（実際には空気の密度差）や風による圧力差を利用して、屋内と屋外の空気交換を行い、屋内の空気環境を改善するものです。排熱の多い作業場では、経済的で効果的な換気方法です。動力設備を追加する必要がないため、持続可能なソリューションです。
しかし、自然換気にはいくつかの限界がある。屋内空間に入る外気の質を調整したり、屋内から屋外に排出される汚染空気を浄化したりすることはできない。また、その効果は屋外の天候に左右されるため、換気の結果が安定しないこともある。
(2)機械換気システム
室内の空気環境を改善するために、機械換気装置を使って空気の流れを作り出す方法を機械換気といいます。この方式では、必要に応じて風量や風圧を調整することができ、十分な換気を確保するとともに、室内の気流の方向や速度をコントロールすることができます。
さらに、給気と排気を処理して、室内の空気が必要なパラメーターを満たすようにすることもできる。その結果、機械換気は広く使われている方法である。
自然換気の原理
建物や部屋に2つの開口部（ドアや窓など）があり、それぞれの開口部の両側の気圧が同じでない場合、それぞれの開口部では気圧差の影響を受けて空気が流れる。
屋外風圧下での自然換気：
1) 原則： 全体換気とは、部屋全体を換気することである。
基本原理は、室内空気中の有害物質の濃度を清浄な空気で希釈し、室内空気環境が衛生基準を満たすようにしながら、汚染された空気を連続的に外部に排出することである。
全体換気は希釈換気とも呼ばれる。
一般換気用の給排気口の位置:
包括的な換気システムを設計する際には、基本原則を守る必要がある。それは、清浄な空気をスタッフのいる場所、あるいは汚染物質の少ない場所に直接送ることである。
空気を送り出し排気する一般的なタイプには、上部排気のトップデリバリー、上部排気のボトムデリバリー、ミドルデリバリー、ダブルエキゾーストなどがある。
特定の用途については、以下の原則に従うべきである：
(1) 原則： 局所換気は、局所吸気と局所排気に分けられ、その基本原理は、局所気流を制御し、局所作業エリアが有害物質で汚染されないようにし、要件を満たす空気環境を作り出すことである。
建物外面の圧力分布が原動力となり、個々の開口部の特性が流れに対する抵抗を決定する。
自然換気に関しては、建物内の空気の動きには、風圧と温度による浮力（室内空気と外気の間に密度差が生じる）の2つの主な理由がある。
この2つの要素は単独で働くこともあれば、一緒に働くこともある。
風の発生は大気中の気圧差によるものである。風は進路上に木や建物などの障害物があると、その動圧を静圧に変換し、風上側に正圧（風速の動圧の約0.5～0.8倍）、風下側に負圧（風速の動圧の約0.3～0.4倍）を発生させる。
建物を通過する際に発生する圧力差によって、風上側の窓や隙間から室内に空気が流入し、風下側の開口部から室内の空気が排出されることで、自然換気が形成され、十分な換気が行われる。
建物周辺の風圧は、建物の幾何学的形状、風向に対する位置、風速、建物周辺の自然地形の影響を受ける。
ホットプレスは、「煙突効果」として知られる室内空気と外気の温度差によって引き起こされる。
温度差の結果、屋内と屋外の間に密度の差が生じ、建物の壁の垂直方向に沿って圧力勾配が生じる。
室内温度が室外温度より高ければ、建物の上部では圧力が高くなり、下部では圧力が低くなる。
これらの位置にオリフィスがある場合、空気は下の開口部から入り、上部から出る。
室内温度が室外温度より低い場合、気流は逆方向に流れる。
ホットプレスの量は、2つの開口部の高さの差と、内側と外側の空気密度の差によって決まる。
実際、建築家は煙突、換気塔、パティオ・アトリウムなどを使って、自然換気を利用するための好条件を提供し、建物が良好な換気を行えるようにすることが多い。
実際の建物の自然換気は、風圧と熱圧の共同作用の結果であるが、それぞれに長所と短所がある。
風圧は天候、屋外の風向き、建物の形状、周囲の環境、その他の要因に影響される。従って、風圧と熱圧の共同作用は単純な線形重ね合わせではありません。
建築家は、風圧と熱圧が互いに補完し合い、密接に連携して効果的な自然換気を実現できるよう、あらゆる要素を考慮すべきである。
大規模なビルでは、換気経路が長く流れ抵抗が大きいため、自然換気だけでは適切な空気の流れが得られない場合がある。さらに、大気汚染や騒音汚染が深刻な都市では、自然換気だけに頼っていると、汚染された空気や騒音が室内空間に入り込み、人体に悪影響を及ぼす恐れがある。
このような問題に対処するため、機械アシスト自然換気システムがしばしば使用される。これらのシステムには、土壌の予冷、予熱、深層水の熱交換など、生態系の原則に沿った空気処理方法とともに、空気循環経路一式が含まれている。これらの方法は、ある種の機械的技術の助けを借りて、室内の換気を促進するのに役立つ。
自然換気システムは通常、何の設備も必要としない。対照的に、機械換気システムは、ファン、エアダクト、エアバルブ、羽口など、さまざまな機器に依存している。 除塵装置などがある。
遠心ファン： 低圧または高圧空気供給システム、特に低騒音・高圧システムに使用される。
羽根車には、流線翼、後方曲線翼、前方曲線翼、放射状翼の4種類がある。
コンフォートエアコンのファンは通常、遠心ファンを使用している。
4つのインペラデザイン 風力タービンの4つの基本形式:
(1) 後方羽根扇風機：後方に湾曲した直線翼、湾曲翼または翼翼。
これは主に、初期投資よりも運転投資額を節約するために使用される。
(2)第4のタイプは順反りブレードで、湾曲した単層の金属製ブレードを持つ。
4種類のインペラ
前方湾曲インペラ 対 後方湾曲インペラ
(1) 前方湾曲インペラ
タービンは、多数の小型軽量ブレードとその他の軽量素材で構成されている。これらの素材は翼付きインペラよりもさらに軽い。前方向ファンの利点のひとつは、設計にもよるが、同じ直径の後方向ファンに比べ、より低い回転数でより多くの空気を動かせることである。
加えて、後ろ向きファンは、前向きファンの半分の回転数で動作し、同じ風量を供給することができます。その結果、低圧から中圧の運転には、騒音レベルが低く、価格も手ごろな前方湾曲ファンが適しています。
(2) 後方湾曲インペラ
後方湾曲ファンは、大容量・高差圧下では前方湾曲ファンよりも効率的で、中圧運転によく使われる。
2つの典型的なファン羽根車
軸流ファン：
軸流ファンの構造を図に示す。羽根車は、ブレードがリベット止めされたホイールから成り、ブレードはホイールの平面に対して斜めに取り付けられている。ブレードのタイプは、翼型ねじれブレードまたはストレートブレードのほか、等厚ねじれブレードまたはストレートブレードがある。
軸流ファンは、設置面積が小さく、メンテナンスが容易で、風圧が低く、風量が多いという特徴があります。抵抗の少ない大風量システムによく使用されます。
軸流ファン構造の概略図
敷地面積が小さく、メンテナンスが容易で、空気圧が低く、風量が大きく、抵抗の少ない大風量システムに主に使用される。
(3) ミックスフローファン
高圧・軸流の遠心ファンの特徴を凝縮。
(4) 一般ファン にとって 建物
高温排煙制御換気扇は、通常時は日常換気に使用できる。火災時には高温の室内排ガスを抽気し、室内の空気循環を改善する。
このファンは耐高温設計で、高層ビル、オーブン、ガレージ、トンネル、地下鉄、地下街、その他同様の環境での換気や排煙に適しています。
D斜めファン
このシリーズのファンは、シングルスピードとダブルスピードに分類される。コンパクトな構造、小型、メンテナンスの容易さなどが特徴です。
具体的なニーズに応じて、設置角度、ブレードの枚数、回転速度などを変更し、さまざまな要求を満たすことができる。
ルーフファンおよびサイドウォールファンは、一般的な遠心ルーフファンと低騒音遠心ルーフファンに分類されます。工場、倉庫、高層ビル、研究所、劇場、ホテル、病院など、さまざまな場所で空気交換に使用されています。
空調換気扇：遠心ファンは、大きな性能と適用範囲、低騒音、軽量、便利なインストールと信頼性の高い操作の利点があります。
さまざまな空調プラントの複合空調ユニットと組み合わせることができる。
排煙キャビネット・ファン
(1) 機能：防振、耐荷重；
(2) 形態：エアダクトとブラケットの接続：固定と非固定。
ブラケットの支持方法：ブラケット、ハンガー、ブラケット。
直角肘と弧状肘：気流の方向を変える。
1）急激な伸縮：風量の変化。(下図左参照）
2) 勾配管：気流の変化。(右図参照）
(3) 逆止弁：ファン停止後の気流の逆流を防ぐ。
エアダクトシステムの設計における注意事項：
エアダクトの配置は、エルボやティーなどの複雑な部品を避け、直線的にする。エアダクトとの接続は、抵抗や騒音の少ない方法で行う。
エアダクトは、必要な調整装置や測定装置を備えているか、そのような装置のためのインターフェイスが確保されていなければならない。
調整装置や測定装置は、操作や観察に便利な場所に設置する。
長方形のダクトを設計する場合、長辺と短辺の比は3.0以下となる。
ファンの入口と出口の接続パイプは、ファンの性能に大きな影響を与えます。接続パイプの設計が不適切な場合、ヘッドロスが大きくなり、風量が低下することがあります。
入口と出口における空気の動圧は高いので、パイプラインの設計はこの問題を考慮しなければならない。
1) ダクトのターンまたはエルボの内側からファン入口までの距離は、ファン入口の直径より大きくする。これにより、ファンインペラへの均一な気流が確保される。
曲率半径が十分でない場合は、下図のようにパイプの曲がり角にデフレクター・ベーンを追加する。
2) 空気ダクトが直径を変えてファンに入る場合、必要条件（cierta）は下図に示す通りであり、一般に≦45°であるべきで、≦30°がさらに良い。
3) ダブルインレットファンの場合、下図に示すようにB≧1.25Dを確保する必要がある。
4) ファンの出口付近の回転は、空気の流れを妨げず均一にし、不必要なエネルギー損失を避けるために、ファンの羽根車の回転方向と一致していなければならない。
5) 不必要な静圧損失を避けるため、ファン出口からターンまで直径3D（Dはファン入口の直径）未満の直管部を設ける。
6) 振動の影響を軽減するため、ファンの入口と出口にフレキシブルジョイントを追加する。
給気口は、新鮮な外気を集めるための換気空調システムの入り口であり、その位置は以下の要件を満たす必要がある：
(1) 外気のきれいな場所に設置する。
(2) 排気の逆流を防ぐため、吸気口は排気口の風上側で排気口より低い位置に設置する。
(3) 地面の粉塵を吸い込まないようにするため、吸気口の下部と屋外の地面との距離は通常2cm以上とする。
(4)冷房システムの場合、吸気口は太陽を背にして外壁に設置する。
除塵装置
大気汚染を防ぐため、排気システムは大気中に排出する前に浄化し、大気から粉塵を分離する必要がある。
この処理に使用される装置が除塵装置と呼ばれるもので、バッフル集塵機、サイクロン集塵機、バッグ式集塵機、スプレータワー集塵機、電気式集塵機などの種類がある。
F防火と排煙
火災や危険の拡散を防ぐため、高層ビルには防火・排煙設計が必要だ。
火災予防の目的は、延焼を防ぎ、消火することである。
排煙の目的は、火災の煙を適時に除去し、煙が屋外に広がるのを防ぎ、屋内の居住者の避難を成功させることである。
高層ビルの防火・排煙設計では通常、建物を複数の防火・排煙間仕切りに分け、防火壁や防火戸で仕切ることで間仕切り間の延焼や煙の拡散を防ぐ。
煙の拡散メカニズム
煙とは、物質の不完全燃焼によって生じる空気中の固体や液体の粒子の浮遊状態を指す。煙の流れや拡散は、主に風圧や熱圧などの要因に影響される。
風圧とは、建物の外面に風が吹いて空気の流れが妨げられ、速度が低下し、運動エネルギーが静圧に変換されることで発生する。風上側では、屋外の圧力が屋内の圧力より高くなり、空気が屋外から屋内へ浸透する。火災の際、窓が建物の風上側にあると、風圧の影響で煙がすぐにフロア全体に広がり、他のフロアにまで広がる可能性がある。
煙突効果（熱圧）は、屋内と屋外の空気の密度差と空気柱の高さによって生じる。この効果は、室内外の温度差とシャフトの高さによって増大する。
高層ビルで火災が発生すると、室内の温度は外気温よりもはるかに高くなる。ビル軸の高さが高温の圧力を増幅し、煙がビル軸に沿って上方に広がる。煙突効果は低層階ほど顕著である。
建物の下部や風上側の部屋で火災が発生した場合、風圧と熱圧の影響により、建物の上部や風下側の部屋よりも火災の被害が大きくなる可能性がある。
火災の際、空調システムのファンから供給される電力と垂直ダクトが作り出す煙突効果によって、煙や火はダクトに沿って広がり、ダクトが届く範囲に素早く到達する。
したがって、高層ビルでは、自然排気や機械排気など、さまざまな防煙・排気方法を採用し、避難通路での煙の拡散を防ぎ、安全を確保しなければならない。建物の換気・空調システムも防火・防煙対策を講じる必要がある。
建物の火災と排煙の形態：
自然排煙は風と熱圧を動力とする方式。構造が簡単で省エネ、運転信頼性が高いという利点がある。
高層ビルでは、防煙階段室、外壁に面した前室、防火エレベーター室の前室、共用前室は自然排煙方式を採用する。
排煙口は、年間を通じて建物の卓越風向の風下側に設置する。
機械式防煙は、機械的な加圧空気供給装置を使い、ファンによって発生するガス流量と圧力差によって排ガスの流れ方向を制御する技術である。
火災発生時には、ファンの気流による圧力差で煙が建物の安全な避難通路に侵入するのを防ぎ、避難と消火の必要性を確保する。
広がりのないバルコニーや廊下、防煙階段室、外窓を開けられる向きの異なる前室、防火エレベーター前室、両共用の前室には、機械防煙設備を設ける。
避難階が完全に密閉された避難階である場合、加圧空気供給設備が提供されなければならない。
機械排気とは、ファンで発生させたガス流と圧力差を利用して排ガスを排出したり、排気管で排ガス濃度を希釈したりする方法である。
機械排気方式は、内部通路、部屋、吹き抜け、地下室など、自然排気の条件が整っていない場所や、自然排気が困難な場所に適している。
排気口の設定、排気ファンの選定、エアダクトなど、機械排気の要件に従って厳密に設計・建設する必要があります。 材料選択.
機械設備の管理手順 排煙装置 は、無火災管制室と火災管制室の2種類に分けられる。
火災発生後、他の火災区画への延焼を抑制する必要がある。
そのため、換気空調設備の換気ダクトには防火ダンパーを設置し、一定の防火対策を講じなければならない。
防火ダンパーは次の位置に設定する：
防火ダンパーの作動温度は70℃です。
換気空調配管工事に使用する配管、保温材、吸音材、接着剤は、不燃材料または不燃材料を使用すること。
防火・防煙設備および部品
主に防火ダンパー、排煙バルブ、排煙ファンなどがある。
防火ダンパーは、サーマルコンポーネント、煙感知サーモスタット、および複合制御によって制御することができる。
可溶性リングを使用した場合、火災時には可溶性リングが溶断して脱落し、バネの力や自重によってバルブが閉じる。
サーミスタ、熱電対、バイメタル、その他の部品を使用する場合、センサーと電子部品によって制御されるマイクロモーターがバルブを閉じる。
電磁石とモーターの作用により、コントロールアクチュエータまたはコントロール空気圧アクチュエータは、スプリングの力でバルブを閉じたり、モーターの回転でバルブを閉じたりすることができます。
防火ダンパーの弁閉駆動モードには4種類ある：
一般的に使用されている防火ダンパーは以下の通りである：
温度ヒューズの構造
排煙システムに設置され、バルブは通常閉じている。
火災が発生すると、コントロールセンターからの信号によりアクチュエーターが作動し、スプリングの力かモーターのトルクのどちらかを使ってバルブを開く。
温度センサー装置付きの排気排煙弁は、火災温度が作動温度に達すると作動します。そしてバルブはスプリングの力で閉じ、排気ダクトに沿って火災が広がるのを防ぎます。
排煙弁は、次のようなものがある。 分割 以下の通りである。:
排煙防止ファンには、汎用のファンか、火災や排煙用に設計された特別なファンを使用することができる。
煙の温度が低い場合、ファンは長時間運転することができます。煙の温度が高い場合、ファンは一定時間連続運転でき、通常2段階以上の回転速度があります。
一般的に使用されている火災・排煙用特殊ファンには、HTFシリーズ、ZWシリーズ、W-Xシリーズなどがある。
MachineMFGの創設者として、私は10年以上のキャリアを金属加工業界に捧げてきました。豊富な経験により、板金加工、機械加工、機械工学、金属用工作機械の分野の専門家になることができました。私は常にこれらのテーマについて考え、読み、執筆し、常にこの分野の最前線にいようと努力しています。私の知識と専門知識をあなたのビジネスの財産にしてください。
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