1からわかる!給気口の選び方【換気量の計算】

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厨房設計において、意外と見落とされがちなのが換気量計算です。換気量計算は給気口を選ぶ目安となり、間違った給気で起こる様々なトラブルの発生を防ぎます。(「給気が原因だった?!店舗のトラブル!」参照。)
厨房設計や設備設計に関わる技術者にとって、基本的な計算なだけに、今一度基本をおさらいしたいものです。

必要換気量は、次の2方面から実排気量を求め、どちらか大きい数値を選択します。

Ⅰ建築基準法で定められる必要換気量
Ⅱフードの寸法による調理排気捕捉率から求める実換気量

次の条件で、ⅠとⅡそれぞれの換気量の計算をしてみます。

換気設備がなく、発熱量(Q)が17.4kW(15,000kcal/h)のバーナー2口の三辺開放のガステーブル(900X750) mmを使用した場合。

Ⅰ 建築基準法で定められる必要換気量

必要換気量(V)=定数(N)×理論廃ガス量(K)×燃料消費量又は発熱量(Q)
V:必要換気量(m3/h)
N:換気設備により下表を参照して選択します
K:理論廃ガス量(m3/kWh又は㎥/kg)
Q:対象器具の燃料消費量(m3/h又はkg/h)又は発熱量(kW/h)

定数(N)

定数40 ・排気フードのない場合
・対象器具(ガステーブル等)から排気フードの距離が1m以上の場合
定数30 ・対象器具(ガステーブル等)から排気フードの距離が1m以下の場合

理論廃ガス量(K)

燃料の種類 都市ガス13A LPG
理論廃ガス量 0.93 m3/kWh 12.9 m3/kg

燃料消費量又は発熱量(Q)

都市ガスの場合

対象器具の発熱量(Q)の単位が(kW)を使うと計算がスムーズです。
発熱量(Q)の単位が(kcal/h)でしかわからない場合は、(1kW=860kcal/kW)を使って(kW)に変更します。

LPG(プロパンガス)の場合

対象器具の発熱量(Q) の単位が(kcal/h)を使うと計算がスムーズです。
発熱量(Q)の単位が(kW)でしかわからない場合は、(1kW=860kcal/kW)を使って(kcal/h)に変更します。
更に、発熱量(kcal/h)を 燃料消費量(kg/h)に変更します(プロパンガスの発熱量:12,000kcal/kg)

必要換気量の【計算例】(建築基準法に基づく)

換気設備がなく、発熱量(Q)が17.4kW(15,000kcal/h)のバーナー2口のガステーブルを使用した場合の必要換気量を計算します。

燃料 Q:17.4kW×2口で計算の場合 Q: 15,000kcal/h×2口で計算の場合
都市ガス13A V(m3/h)=40×0.93 m3/kWh×(17.4×2)KW
1,290 m3/h
発熱量の単位を kcal/h →kWに変更します
(15,000×2)Kcal/h÷860 kcal/ kW=34.8kW
(1kW=860kcal/kW)
V(m3/h)=40×0.93 m3/kWh×34.8 kW
1,290 m3/h
LPG(プロパンガス) 燃料消費量の単位をkWh →kcal/hに変更します
(17.4×2)kWh×860kcal/kW=29,900kcal/h
(1kW=860kcal/kW)
発熱量(kcal/h)を 燃料消費量(kg/h)に変更します
29,900kcal/h÷12,000kcal/kg=2.49kg/h
(12,000kcal/kg:プロパンガスの発熱量)
V(m3/h)=40×12.9 m3/kg×2.49kg/h
1,280 m3/h
発熱量(kcal/h)を 燃料消費量(kg/h)に変更します
(15,000×2)Kcal/h÷12,000kcal/kg=2.5kg/h
(12,000kcal/kg:プロパンガスの発熱量)V(m3/h)=40×12.9 m3/kg×2.5kg/h
1,290 m3/h
電気 法規定はありませんが、熱や水蒸気または臭気などで汚れますので換気は必要です。

Ⅱフードの寸法による調理排気捕捉率から求める実換気量

換気量(排気量)V(m3/h)= フードの長辺a(m) ×フードの短辺b(m) ×面風速VF(m/s)×3600(s/h)
V:必要換気量(m3/h)
a:フードの長辺、対象器具の端からそれぞれ100〜150mm大きくとる(m)
b:フードの短辺、対象器具の端からそれぞれ100〜150mm大きくとる(m)
VF;面風速(m/s)

捕捉面風速の推奨値

フード下面平均排気 面風速(m/s)
(対象器具から排気フードの距離が1mの場合)
フード設置環境
一般的な推奨値 弊社での実施値
0.9〜1.2 0.8 四周開放 4 アイランド
0.8〜1.1 0.5 三辺開放  3
0.7〜1.0 0.4 二辺開放  2
0.5〜0.8 0.3 一辺開放  1

さらに、排気面風速選定にあたり、周辺気流も考慮します。
周辺気流が

・静止空気:V=0.3/s以内 ・弱い気流:V=0.4/s以内 ・強い気流:V=0.4/s以上
にある時それぞれの基準に基づいて上記表より数値を選択します。
レンジフード周辺で横風が強ければ強いほど、捕捉風速を速くしないと捕捉できなくなるということです。(尚、選択値は経験によります)
つまり、フード排気量値にはかなり幅があり、数値選択に当り、個人差が出る可能性があります。

※参考:ブログ「面風速の推奨値と実施値について」

必要換気量の【計算例】(フードによる調理排気捕捉率に基づく)

三辺開放のガステーブル(900X750) mmを使用した場合の必要換気量を計算します。

条件値 ■ガステーブルの大きさからフードの大きさを求めます。
(※フード寸法は、ガステーブルなどの対象器具の端からそれぞれ100〜150mm大きくとります)
フード寸法 :1200(150+900+150)mm X 900(750+150)mm
■面風速(VF): 0.5m/s(三辺開放の場合)
計算 換気量(排気量)V(㎥/h)= フードの長辺a(m) ×フードの短辺b(m) ×面風速VF(m/s)×3600(s/h)V = 1.2m X 0.9m X 0.5m/s X 3600s/h = 1,940 m3/h

Ⅰ必要換気量 Ⅱ実換気量の計算結果以外の換気量(加筆修正:2018/6/8)

建築基準法施行令第20条の2 に準じる有効換気量
有効換気量V(m3/h) =20×居室床面積Af(㎡)÷1人当たりの占有面積N(㎡)
  • 居室床面積:この場合、10㎡ と仮定する
  • 1人当たりの占有面積:10より大きい場合は10とする・通常は3

有効換気量V(m3/h)= 20×10(㎡) ÷3(㎡)
V =  66.7 m3/h

一般排気量:トイレや客席などについている換気扇などからの排気量を合計します。
ここでは、 500 m3/hあると仮定します。

ⅠとⅡの計算結果から出た換気量と総換気量

厨房に換気設備がなく、発熱量(Q)が17.4kW(15,000kcal/h)のバーナー2口の三辺開放のガステーブル(900X750) mmを使用した場合の換気量は、それぞれ下表の計算結果になりました。

Ⅰ建築基準法で定められる必要換気量 1,290 m3/h
Ⅱフードの寸法による調理排気捕捉率から求める換気量 1,940 m3/h

より大きい数値を選択しますので、この場合の換気量は 1,940m3/h となります。

では、今までに算出した換気量を合計します。

ⅠとⅡの計算結果から出た換気量 1,940 m3/h 2,500 m3/h
有効換気量 66.7 m3/h
一般排気量 500 m3/h

上記(総換気量:2,500 m3/h)の結果から、この厨房及び客席に設置する給気口を選択する場合、次のような例を挙げてみました。実際の状況にあわせてお選びください。

室内給気口 屋外給気口
例1 t45×1台  ×1台 ×1台 ×1台
例2 ×1台 ×2台 ×1台  ×2台

弊社の給気口一覧(HP)をご覧ください。


※排気量ではなく換気量をあえて明記したのは、換気量=排気量=給気量であるためです。給気量は排気量と同じ量を必要とします。
※よく給気量は、排気量の8割程度にしているケースが見受けられます。これは、過大な外気負荷及び給気による局所冷却(ドラフト)の発生に対処できない対処法になります。
※排気する場合には、外気負荷について考えておく必要があります。外気負荷の計算については、FAQのq4-01をご参照ください。
※「換気と排気と給気」に関してのFAQはこちらにも載っています。


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