それいけ。注文住宅!

2Fリビング、スキップフロア、高気密高断熱、低予算。わがままいいつつ希望を叶える為におうちづくり頑張ってます。

【第3種換気】パイプファン換気の計算方法

 
どうも、まめろーです。
 
相変わらず時間がとれず更新頻度が牛歩のごとく。
建築状況も牛歩のごとく…とまではいかずともコロナの影響で大分遅れている感じです。
 
さて前回、パイプファン換気の何が課題か?ということで、下記2つを挙げました。

①給気口からの安定給気が難しい
②均一換気が難しい

1つ目は前回の通り。
今回は2つ目の課題について。
 

第3種パイプファン換気の配置提案(我が家の場合)


その前に、まずはモデルケースとして我が家の事例。
我が家の建築士さんから提案された給排気の位置を示します。
 

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排気はトイレ2ヶ所と風呂とレンジフードの換気扇を使用(レンジフードは24時間換気モード)。
給気は各居室とLDKに1ヶ所ずつの計4ヶ所。シックハウス対策の24時間換気の規定では、換気の対象は居室のみで納戸やWICなどの収納スペースは対象ではないので、建築基準法上はこれで問題ありません。

うーむ、至ってシンプル。
 

パイプファン換気では均一換気が難しい?


先ほどの換気扇と給気口の配置では、空気の流れは緑の矢印のようになると考えます。
 

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ただ、パッと見では1F客室に付ける給気口④が各換気扇から一番遠く、給気量が少なくならないか?と思いました。
普通に考えると、換気扇に近い給気口から空気を吸いやすいので、排気と給気の位置のバランスが悪いと、多く給気される所と少ない所で分かれてしまいそうです。
あと、玄関横の土間収納(SC)は空気の流れが出来ないので、臭いがこもったりしそうだな、というのもあります。
 

パイプファンの換気量を計算してみる

 
ということで、換気量を計算してみることにします。
 
まずは各換気扇のP-Q線図を入手します。だいたい換気扇の図面に記載されているので、図面を入手すればOK。
一例で、我が家のレンジフード(クリナップ:とってもクリンフード)のP-Q線図はこのようになってます。
 

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左がレンジフードの強中弱と常時換気(24時間換気)モードのP-Q線図、右が常時換気の拡大図。P-Q線図は、縦軸:P(静圧、MPa)、横軸(風量、m3/h)となっており、静圧が低いと風量が多く、静圧が高いと風量が弱くなることを示しています。
比べて分かるとおり、料理の時に使う強モードとかは風量がケタ違いです。
静圧もかなり上がっているので、気密性の高い住宅だと給気が足りずに室内が高い負圧でドアが開けづらい、なんてことになるわけです。

最大風量はというと、静圧0の時。図で一目瞭然、P=0の時がQ=Maxなわけです。
建築申請時にシックハウス対策として気積(≒家の体積)に対して、この換気扇の最大排気量(Q=Max)の合計値で0.5回/hを上回っていればOKになってしまいます。ですが実際のところ給気口からの圧力損失などがあるので、最大排気量よりかなり落ちます。
つまり建築申請通っているから計画換気はちゃんと出来ている!とはならないのですね。
(この辺りが第3種換気ではちゃんと計画換気出来ない、と言われやすい理由の一因ですね)

さて、給気口の図面を見るとこれまたP-Q線図が載っています。
 

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図は一例ですが、こちらは換気扇とは逆に風量が上がるほどP=圧力損失が大きくなる、ということを示しています。換気扇側と給気口のP-Q線図を掛け合わせると、実際の風量がわかるということです。
 

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この場合、線図の交点(作動点)をとると給気口から入ってくる風量は大体18m3/hということです。もちろんこれは大雑把な話で、実際には外の風の吹き込みやら、家の気密性による影響やらで実際にはもっと落ちると思います。
が、まずはこれをベースに考えていきます。
 

家全体のP-Q線図?

 
上記までの話は、わかりやすい話なのですが。
厄介なのは第3種換気のパイプファン仕様だと換気扇も給気口も複数なわけで、トータルで考えると結局風量足りてるのかどうか分かりづらいのです。換気扇の排気量もそれぞれ違うことがほとんどでしょうし。
どう計算すべきなのでしょうか?
 

仮説1:給排気のP-Q線図の単純和 説


とりあえず、換気扇と給気口のそれぞれのP-Q線図の単純和で計算してみます。
我が家における4つの換気扇のP-Q線図をまとめて図示するとこんな感じ。
 

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で、これを風量、静圧を単純和してグラフ化します。
同様に給気口①~④の4つ分を足してグラフ化します。
 

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我が家の気積は254m3なので、1時間当りに必要な換気量は127m3/h(図の赤線)。
この線図の作動点(青と緑線の交点)から風量を確認すると121m3/hなので…ありゃ?足りない?
本来ならこの図の赤線より右側に作動点が来ないといけないわけですが…
 
この給気口は花粉除去フィルター付きのもので多少圧損が高いです。
フィルター外せば必要換気量足りるでしょうが、せっかく給気口付けるのにフィルター無しは勿体ない。この場合、単純に換気扇を足すが吉かな。
 
とはいえ、これだと家全体の給排気量は分かっても、各給気口ごとの給気量がわかりません。最初に述べた、我が家の配置図の給気口④の給気量が少なくないか?というのを検証するためには他の計算方法も考える必要があります。
 
 
ひとまず、ここまで。
きっとまだ続きます。