ダクトサイズ計算ツールとは?
ダクトサイズ計算ツールは、一定の風量を目標の風速で送るために必要なダクト寸法を求めるツールです。ダクトを適切なサイズに設計すると、空調(HVAC)システムを効率的かつ静かに運転できます。ダクトが細すぎると静圧が過大になり、騒音やブロワーへの負荷の原因になります。逆に太すぎると材料が無駄になり、風速が落ちてしまいます。このツールは、住宅や小規模商業施設で最も一般的な「風速法(ベロシティメソッド)」に基づいて寸法を算出します。なお、CFM(立方フィート毎分)やFPM(フィート毎分)はヤード・ポンド法に基づく米国系の単位で、日本のm³/hやm/sとは異なる点にご注意ください。
使い方
まず、対象となる部屋や分岐区間に必要な風量をCFM(立方フィート毎分)で入力します。次に目標の風速をFPM(フィート毎分)で入力します。一般的な目安は、主管(メインダクト)で600〜900 FPM、騒音を抑えたい分岐区間で400〜600 FPMです。続いて「丸ダクト」か「角ダクト」を選びます。角ダクトの場合は、既知の一辺(たとえば梁(根太)の間に収まる固定高さなど)も入力すると、もう一方の辺の寸法が算出されます。
計算式の解説
必要な断面積は、風量を風速で割って求めます。\( A = \dfrac{\text{CFM}}{V} \) で、単位は平方フィートです。これに144を掛けると平方インチに換算できます。丸ダクトの直径は \( d = \sqrt{\dfrac{4A}{\pi}} \) で求めます。角ダクトの場合、もう一方の辺は「断面積 ÷ 既知の一辺」で計算できます。
計算例
たとえば、700 FPMで400 CFMを送りたい場合を考えます。断面積は次のようになります。$$A = \frac{400}{700} = 0.5714 \text{ 平方フィート} = 82.29 \text{ 平方インチ}$$ 丸ダクトの直径は $$d = \sqrt{\frac{4 \times 82.29}{\pi}} = \sqrt{104.78} \approx 10.24 \text{ インチ}$$ なので、10インチの丸ダクトを選定します。高さ8インチの角ダクトの場合は、$$\text{幅} = \frac{82.29}{8} \approx 10.29 \text{ インチ}$$ となり、おおよそ8×10のダクトが適切です。
よくある質問(FAQ)
風速はどのくらいに設定すればよいですか? 風速が低いほど静かになります。主管には600〜900 FPM、居住スペースに近い分岐区間には400〜600 FPMを目安にしてください。
なぜ平方インチに換算するのですか? 風量を風速で割ると単位は平方フィートになりますが、ダクトの寸法はインチで表記するため、144を掛けて換算します。
角ダクトと丸ダクトはどちらが良いですか? 丸ダクトは摩擦が少なく空気をスムーズに送れ、断面あたりの材料も少なくて済みます。一方、角ダクトは梁(根太)の間など平らな空間に収まりやすい利点があります。本ツールでは、参考として相当する丸ダクトの直径も表示します。