建築環境工学10

10問 • 1年前

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面積 A（㎡）の開口部を隔てて両側の圧力が Pa(Pa) 、 Pb(Pa) であるとき、空気密度を ρ(kg/㎥) とすれば、開口部通過風量 Q(㎥/s) は下式で表わされる。つまり、開口部通過風量は開口部面積に比例し、圧力差の平方根に比例する。ここでαを①とよび、開口部形状によって1以下の異なる値を取り、気流が開口部を通過する際の②を評価している。αにAを乗じたαAを③や④と呼ぶ。

流量係数, 通気抵抗, 実効面積, 有効開口面積

開口部に①が作用し、換気される場合の取り扱い方法を検討する。風圧力 Pw(Pa) は風をせき止める風上面で②（建物を押す方向）となり、気流が剥離する屋根面や建物背面では③（建物を引っ張る方向）となる。建物に作用する風速を V(m/s) 、空気密度を ρ(kg/㎥) とすると、壁面近傍に作用する風圧力Pw(Pa)は下式で求められる。ここで C は次元のない値で ④と呼ばれる。④は風圧力と同じく、正にも負にもなり得る。

風圧力, 正圧, 負圧, 風圧係数

大きな換気量を確保し通風の効果を高めるためには、複数の開口部を開放し、開口部の①をなるべく大きく確保することが重要である。また、通風気流が室内を通過する領域を意味する②が居住域を通るようにすれば、居住者が高速気流を浴びることによって、冷涼感は一層増すことになる。

風圧係数差, 通気輪道

外部風がない場合でも、建物内外に①があると換気が起こる。例えば、暖房状況では室温が高いので室内空気は外部空気より密度が②。密度の小さい軽い空気は上昇するので、建物の上部では空気が圧縮されて外気より高圧に、下部では空気が希薄となるので外気より低圧になる。このため、外壁の上下に開口部があると、外気は下の開口部から流入し、室空気は上の開口部から流出する。夏はこの逆の現象が起こる

温度差, 小さい

下の開口部では、室圧は外部より低く、上の開口部では、室圧は外部より高い。したがって、上下の開口部の間に圧力差が0となる部分が生じ、この部分を①と呼ぶ。開口部に作用する圧力差は②と③に比例して増加する。開口部流量 Q(㎥/s) は下式で求められる。

中性帯, 内外空気密度の差, 中性帯からの距離

①換気方式給気側にも排気側にも送風機を用いる。換気量の確保が確実にできる。給気側・排気側の両方にフィルターや全熱交換器を設置できる。室内圧を②である。

第1種, 正圧にも負圧にも設定可能

①換気方式給気のみ送風機を用いる。室内が②となるので、汚染空気やすき間からの外気の流入を防止できる。手術室など高い空気清浄度を要求する室に適している。

第2種, 正圧

①換気方式排気のみ送風機を用いる。室内が②となるので、室空気が他に流出する恐れを減らせる。有害ガスや粉じんなどの発生する汚染室に適している。住宅ではトイレや浴室などに適している。

第3種, 負圧

①は、外気→給気経路と還気→排気経路を交差させて、室空気の温度・湿度を給気側に移し替えて換気する方式である。外気が直接室内に入る場合に比べて、温熱環境を乱す恐れが少なく、寒冷地で気密性が高い住宅などに設置すると、②が期待できる。

全熱交換換気ユニット, 省エネルギー効果

住宅の居室や事務所の執務室などは汚染源がまんべんなく分布し、かつ移動するため、あらかじめ特定することができない。このような場合には、室内全体に供給空気が行き渡るように①を採用する。局所的に空気が滞留する部分がないように配慮する必要がある。台所のレンジフードのように汚染源の位置が決まっている場合には、②を採用する。この場合には、排気フードなどを併用し、汚染空気が居住域に拡散しないようにすることが望ましい。汚染空気を効率的に除去できれば、必要換気量も減らすことが可能である。汚染空気の排除を目的とするので、 ③の採用が一般的である。

全般換気方式, 局所換気方式, 第3種換気方式

建築環境工学3

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建築環境工学4

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