全熱交換器は換気による換気を行うことによって換気負荷を抑えることです。

今回は全熱交換器の仕組みを解説していきたいと思います。

全熱交換器って何なの

全熱交換器とは第一種換気に使用される換気ファンの一種です。

換気の際に外気を直接入れてしまうため夏場であれば空調で冷やしていても、暖かい空気を継続的に流入してしまいます。
それを防ぐために外気と室内からの排気を潜熱（湿度的熱）と顕熱（温度的熱）を交換することで空調負荷を抑えることができる換気ファンになります。

ファンの能力を変えることなく空調負荷を抑えることができるため、省エネルギー性にも優れた危機になります。

全熱交換器の仕組み

全熱交換器は機器の中に紙製の熱交換器を設けることで室内側の排気と外気を交差させることで、室内に給気される空気に室内で空調された空気の湿度や温度を少し付加させてきゅきすることが可能になります。

ロスナイと全熱交換器の違いは何

全熱交換器の話をする際に「ロスナイ」という名称を聞く機会も多くあるかと思います。

ロスナイとは三菱電機の全熱交換器の製品名になります。
なので、一般的に会話で出てくるロスナイは「ロスナイ＝全熱交換器」と考えて間違いありません。

ちなみに同様な内容として「ウォシュレット」もTOTOが出した「温水清浄便座」の製品名になります。

全熱交換器の注意事項

全熱交換器は第一種換気の排気と外気による給気を熱交換することによって、換気負荷を抑えることが可能な危機になります。

そのため、一部排気をトイレなどにＰＡＳすると、室内側の空調された空気の熱交換量が減るため、全熱交換器の熱交換効率を悪くする可能性があるので注意が必要です。

近年は新型コロナウイルスの影響もあり、換気による注目度も高くなっています。

今回は換気方式の「自然換気」と「機械換気」について解説していきます。
また、合わせて換気の必要性についても説明していきます。

換気方式

換気方式は換気ファンを使用する「機械換気」と機械を使用しないで窓などの開口部のみで換気を行う「自然換気」の２種類あります。

換気方式　自然換気とは

自然換気とは一昔前の戸建て住宅などで使用されており、窓を開口することによって換気を行う方式です。（下図参照）

外の気圧差によって風を発生させることで空気の循環を行う方式になります。
空気は気圧の高い所から低いところに流れる性質があります。
そのため、上の図であれば右側の窓側が気圧が低くなっているため、左から右に空気の循環が発生します。

ちなみに、煙突のように部屋の低いところと高いところに窓を設けることで換気効率を上げることが可能です。
よく、階段室の最上部の熱気を逃すために利用される方式です。

換気方式　機械換気とは

機械換気は換気ファンを利用することで換気を行う方式です。

換気ファンの取り付ける位置によってシステムが異なり、換気する場所の性質によって使い分けます。

第一種換気

第一種換気は給気と排気両側に排気ファンを使用する換気方法です。（機械ｘ機械）

給排気ともに換気ファンを利用するため、エアバランスがよく、効率的な換気が可能です。

デメリットとしては給排気両側に換気ファンを設置するため、第二・三種換気よりもコストがかかります。

第二種換気

第二種換気は給気側に換気ファンを取り付け、排気側にガラリなど開口を設ける方式です。（機械ｘ自然）

給気側にのみ換気ファンがあるため、風船の空気入れのような状態になり、室内が正圧になります。

そのため、クリーンルームなど外部からの不純物を取り入れたくない部屋に使用されます。

排気側を成り行きに任せるため、排気口に遮蔽物などあると換気効率が落ちる可能性があります。

第三種換気

第三種換気は排気側に換気ファンを取り付け、給気側にガラリなど開口を設ける方式です。（自然ｘ機械）

排気側に換気ファンを設けるため、部屋の空気を吸い出されるため、部屋内が負圧になります。

そのため、トイレや飲食店の厨房など部屋内発生するにおいや水蒸気などを周囲の部屋に広がるのを防ぐ性能を持っています。

給気側を成り行きに任せるため、給気口に遮蔽物などあると換気効率が落ちる可能性があります。

換気の必要性

昔の日本家屋は気密性がなく、隙間風がよく入っていたため常時換気は不要でした。

建築技術の成長により気密性の高い建築物が増えました。
そのため、建材からの揮発物質や人から発生する二酸化炭素、汚染物質が部屋内に滞留し、人体に悪影響を与えたため常時換気（24時間換気）が必要になりました。

まとめ

自然換気と機械換気の第一～三種換気について説明していきました。

〇機械換気の特徴
・第一種換気
安定した換気が可能だが、コストがかかる
・第二種換気
部屋内が正圧になるため、クリーンルームなどの清潔性の必要な場所に適している
・第三種換気
部屋内が負圧になるため、トイレのようなにおいなどが発生する部屋に適している

換気の性質を正しく理解し、適切な換気計画を行いましょう。

漏水は内装を濡らしてします他、建物の利用者の家財などを濡らして問題になる可能性のある大変厄介な事象です。

本記事では主にルームエアコン（家庭用空調機）の漏水事象と対策について解説していきます。

空調機の漏水の原因

空調機の漏水の原因として代表的な項目が5つ挙げられます。

ドレン管の勾配不足

室内機から出ているドレンを排出するドレン管の勾配が室内側に傾いている場合、実際であれば室外に排出されるものが逆流して室内側に流れ込んでしまいます。

施工時にはドレンの通水試験と目視による外観確認を行い、しっかりと屋外に排出されるように施工を行いましょう。

ドレン管の接続不良

ドレン管の接続が甘いと接続部から漏水する可能性が高いです。

機器を取り外し接続状況を確認し、外れている場合はつなぎなおしましょう。

冷媒管の結露

冷媒管の保温がつぶれてることによって配管表面が低温になり、結露の原因になります。

冷媒テープの締め付けすぎなどがないか確認し、固定を修正しましょう。
また、建物自体の断熱がしっかり行われているかも合わせて確認しましょう。

また、外気が直接入らないように全熱交換器や外調機などで空調した空気を利用するのも有効です。

機器の故障

そもそも空調機本体にドレンの排出機能に問題がある場合があります。

メーカーに点検を依頼して、機器の故障がないか確認しましょう。

生外気の流入

「冷媒管の結露」の際にも記載しましたが、夏場の高温多湿の外気が直接室内に流入することで冷やされた冷媒管や吹き出し口に結露水が付着する可能性があります。

そのため、設計段階で全熱交換器などで空調した換気を行うようにいたしましょう。
また、吹き出し部分の結露に関しては、結露防止型の吹き出し口（樹脂製）があるため、吹き出し口を変えるのも一つの対策になります。

初期対策

空調の漏水報告があった際に原因を考える際に、「施工・計画的原因」と「運用的原因」があります。

施工・計画的原因とは記載のとおり、設計段階のミスや施工によるミスによって漏水が発生するものになります。

運用的原因とは建物の使用者がもともとの意図した使用方法以外の方法で使用した際に発生する不具合になります。
この運用的原因はよくあるので、管理会社や施主から連絡あった際にまず考えられる原因が行われていないか事前に確認しましょう。

給気口が適切に空いているか

マンションなどの住宅ではよくある話になりますが、においや汚れるなどの要因から給気口をあけずに使用する人は多くいます。

気密性の高い建物ほど空気の給気方法がなくなり、外につながっているドレン管から空気を引っ張ってしまう場合があります。

その際にドレン排水も室内側に引き込み漏水の原因になります。

そのため、第一報時には給気口をあけて使用しているか確認しましょう。
また、あけてない場合はあけてしばらく様子を見てもらいましょう。

フィルターの清掃状況

フィルターが目詰まりを起こすことで水を吸い込み漏水する可能性があります。

フィルターの定期的な清掃状況などを確認し、清掃されていない場合、水洗いや掃除機埃を吸い出すように依頼しましょう。

エアカットバルブの清掃状況

ドレン管にはエアカットバルブといわれる虫などが外からドレン管を通じて室内に入るのを防ぐバルブがついています。

このエアカットバルブが詰まることでドレンの排水不良が起こり、配管内にドレンが充填されて室内側にあふれだす可能性があります。

特に立ててから数年たった建物で起こりやすく、定期的な清掃も合わせてお願いしましょう。

まとめ

空調機の漏水について主な原因と初期対応についてご説明しました。

〇主な原因
・ドレン管の勾配不足
・ドレン管の接続不良
・冷媒管の結露
・機器の故障
・生外気の流入

〇初期対応
・給気口が適切に空いてない
・フィルターの清掃状況
・エアカットバルブの清掃状況

アフターに対しては早急な対応が必要になります。
まずは原因を確認し、適切な対応を行うようにしましょう。

スリーブはこれらの設備部材などを梁や床に貫通させる際に使用するものです。

本記事では図を用いてスリーブの種類と貫通範囲、検討時期などを解説していきます。

スリーブとは

スリーブとは梁や床、壁などの躯体に設ける開口です。

主に設備配管・配線を躯体に貫通させさせることで配管などを天井内などに納めることが可能です。

スリーブの種類

スリーブには主に紙ボイドとVP・VU、鉄管スリーブがあります。

それぞれに特徴があるので説明していきます。

紙ボイド

紙ボイドとはコンクリート打設前に紙製の筒を取り付け、コンクリートが硬化後紙ボイドを外すことで躯体に貫通孔を設けます。

メリット
・安価
・紙ボイドを最終的に外すため、貫通サイズが小さくできる

デメリット
・コンクリート打設時につぶれる可能性がある
・取り外しの手間が発生する

主なメーカー
・フジモリ産業株式会社
https://www.fujimori.co.jp/products/building_materials/21

VP管・鉄管

VP管・鉄管を躯体打設前に取り付け配管内にコンクリートが充填されないことで躯体に貫通孔を設ける

メリット
・つぶれずらい
・屋上などで防水をまくことが可能

デメリット
・配管の厚み分貫通サイズが大きくなる
・高価
・取り外しの手間が発生する

主なメーカー
・積水化学株式会社
https://www.eslontimes.com/
・丸井産業株式会社
https://www.marui-sangyo.jp/products/kenchiku/tekkan.html

貫通可能範囲

スリーブは躯体を貫通するため、躯体の耐力を弱める行為です。

そのため梁を貫通する際に極力耐力を弱めないようにルールが決められています。
今回は基本的なものを紹介しますが、設計事務所によって構造図の特記仕様書に基準が記載があるので検討前に必ず確認しましょう。

スリーブの離隔

スリーブは一か所にいくつも設けるとその箇所が構造的に弱くなってしますため、適切な離隔距離があります。

大梁

梁によって貫通できない箇所もあります。
特に梁と柱を一体にするために梁の端部には柱の鉄筋も含まれるため、梁端部のスリーブの取り付けはできません。

大梁・小梁によって貫通不可の範囲が変わるので注意してください。
（下図参照）

〇大梁の貫通可能範囲

小梁

〇小梁の貫通可能範囲

検討時期

スリーブのおさまりの検討時期はピットの打設前1-2週間前にフィックスするように作成をします。

作成の流れとしては以下になります。（ピットスリーブ図の場合）
1.躯体図の作成（建築）
2.躯体図の承認（監理者）
3.配管・配線の施工図・総合図の作成（設備）
4.配管・配線施工図に合わせたスリーブ図の作成（設備・建築）
※人通口・通気口・連通口も併せて
5.スリーブ図の承認（監理者）
6.スリーブの取り付け・コンクリート打設

そのため、監理者の承認期間を考えると施工の１.5～2か月前から図面の作成が必要になります。

監理者・建築も含めてスリーブ図の作成スケジュールは綿密に確認して取り掛かることが必要になります。

総合図に関しては別の記事で説明しているのでそちらを確認してください。
総合図ってなに？　誰が作るの？総合図の意味、必要性について解説

まとめ

スリーブの検討は構造的に大きくかかわるものになります。
施工の初期にかかわるため、より工期の圧迫、品質の低下を招く要因になります。

それを防ぐためにも、スリーブ取り付けのルール付けをしっかり理解し、早期の検討を行うようにしましょう。

空調設備図を見ていてそんな悩みを持った方向けに、現役ゼネコン設備担当の私が空調・換気図面の記号を一覧表にて紹介していきます。

初めに

今回紹介する図面記号に関しては一般的な内容になります。
設計事務所や施工図を作成している人によってそれぞれ記号が変わっていきます。

まずは、その図面の「特記仕様書」や「図面の凡例」を確認してみましょう。

設計図と施工図も基本的には同じ図面記号を使用するので同様の方法で確認してください。

設計図と施工図の違いについてはほかの記事でまとめましたので参考にしてください。
施工図と設計図の違い～違いを理解して適した図面を書く～

空調設備図記号　一覧表

まとめ

今回は空調設備に関する図面記号についてご紹介しました。

図面を読むことは建築の設計、施工、見積どこにいても必須のスキルです。
図面記号を正しく読んで、図面の意図を把握しましょう。

電気・給排水衛生設備の図面記号については別の記事で紹介しているので参考にしてください。
設備図面記号～電気設備編～

設備図面記号～給排水衛生設備編～

今回はそんな人のために、今回はダクトサイズの選定には一般的によく使われる等圧法（等摩擦法）を用いた概略計算方法の説明を極力わかりやすく説明していきます。

1.等圧法（等摩擦法）ってどうゆう方法？

等圧法とは記載のとおりダクト内の圧力（静圧）を一定になるようにダクトサイズを決定する方法になります。

ダクト内の圧力（静圧）が一定になることでダクトによる摩擦損失が一定になることから等摩擦法とも呼ばれています。

静圧と動圧について説明はまた別の記事で解説していきます。

2.等圧法によるダクト径の求め方

等圧法のダクトサイズの選定は下記のダクト流量線図を使用します。
この表は次の４項目の値のうち2つの値がわかることほかの２つの値がわかる図になります。

必要な数値は
・摩擦損失 R’［Pa/m］（0.8～1.5Pa/m)
・風量［㎥/h］
・ダクト直径［㎝］
・風速［ｍ/s］

排煙などの特殊なダクトでない限り、摩擦損失は1.0Pa/mで設計します。

また、風速が高くなりすぎると騒音の発生原因になるため、摩擦損失は0.8～1.5Pa/m程度で計算されることもあります。

各用途の風速の許容値を以下にまとめておきます。
（参照：空気調和設備計画設計の実務の知識　P.215）

3.ダクトの圧力を一定に保つってどうやるの？

とはいってもダクトの中の圧力を一定にするってどうやるのと思う方もいるかもしてません。

結論から言うと、風量に対してダクトを小さくして圧力を保っています。

水道とホースに例えて考えてみましょう。
ホース＝ダクト
風量＝水量
圧力＝ホースから出てくる水の勢い

水道から水を出す量が増えればホースの先から出る水の勢いも上がります。
逆に水の量が減ればホースの先から出る水の勢いも落ちていしまいます。
そこでホースの先をつまむことで、水の勢いが強くなります。

そこでダクトに話を戻します。

空気はファン→ダクト→吹き出し口と空気が流れる際に、ダクトを分岐することで吹き出し口を通るごとに風量が落ちてしまいます。
そこで、先ほどのホースの先をつまむようにダクト径を落とすことでダクト内の圧力を保つことが可能になります。

4.ダクト径の決定　計算例

換気必要風量：1,500㎥/h
アネモ吹き出し口：300㎥/h・個
圧力損失：1.0Pa/m

摩擦損失を1.0と各部分による風量をダクト流量線図に照らし合わせることで各所の風速とダクト径を出すことが可能です。

風量1500㎥/hの箇所であれば風速5ｍ/s、ダクト直径320㎜になります。

5.まとめ

等圧法によるダクト径の決定をまとめると以下になります。
・ダクトの流量線図を用意する
・摩擦損失 R’［Pa/m］（0.8～1.5Pa/m)、風量［㎥/h］、ダクト直径［㎝］、風速［ｍ/s］でわかる数値を2つ出す。
・出した数値をグラフに当てはめて数値を読み取る

この方法はあくまで概算的な算出方法になります。初期段階の計画などに使用してみてください。