排煙設備について〜2~排煙口サイズやダクトサイズの選定

前回に引き続いて排煙設備の話をしていきます。

今回は機械排煙の風量設定、排煙口のサイズ選定、ダクトサイズ選定など。

排煙ダクト内の風速の考え方について過去の失敗から学んだことも紹介しておきます。

筆者撮影

排煙風量は1m2あたり60m3/h

排煙風量についてどのように決定するかですが簡単な計算で決めています。

排煙したい居室などの面積1m2あたり60m3/h(1m3/min)で計算して決めます。

100m2の居室に対して必要な排煙風量の計算については

60[m3/h ]× 100[m2] =6000[m3/h]

となります。

100m2に対して6000m3/hですから、かなり大きい風量です。

100m2つまり30坪程度の店舗などざらにあります、さらに60坪となると約12000m3hの排煙風量が必要ということになります。

ダクトサイズについてはダクト内風速を15m/sで考えた場合

ダクト断面積は 12000m3/h÷3600s/h÷15m/s=0.22m2

正方形の場合の一辺は √0.22=0.47m

よって470mm×470mm、切りよく現場では500×500のダクトサイズでしょうか。

10m/sで考えると同様の計算で580mm×580mm、現場では600×600など切りよい数字で図面に書き込む感じです。

納まりがきつければ逆に550×550にするかもしれません、むしろ実際の施工の際は納まりに加えて予算などの都合も絡んでサイズをギリギリまで落とそうとする傾向の方が大きいですから余裕をみることはなかなかできないかもしれません。

排煙口のサイズについては排煙口が解放した時の面風速8m/s程度で考えて選定します。

例えば6000m3/hの排煙口のサイズを検討する場合

排煙口面積は 6000÷3600÷8=0.21m2

排煙口が正方形の場合の一辺は √0.21=0.46m

切りよく450mm × 450mm を選定などします。

排煙ダクトのダクト内風速は8〜10m/sで抑えて計画した方がよい、最悪でも12m/sまで

排煙風量は計算するとかなり大きな風量になることはわかりました。

それに伴ってダクトサイズも大きくしなければならないのですが、現場での制約があり、大きなダクトサイズでの計画ができないことがかなりあります。

天井ふところに納まらない、外部を立ち上げたいが隣地境界が近すぎて大きなサイズを立ち上げるだけの余裕がないなど、このような問題がほとんどの現場で出てきます。

このような事情を知ってか知らずか、排煙ダクト内の風速は換気ダクトよりも速い風速で考えてよいことになっています。

風速が早ければダクトサイズは小さくなります。

ダクト内風速の許容値(低圧ダクト)空気調和設備計画設計の実務の知識より

上の資料はダクト内風速と静圧について でも紹介していますが表の下の方に排煙ダクトはダクト内風速20〜15m/sと記載があります。

私自身は換気ダクトについては6〜8m/s程度で考えて計画できればよいと思っています。

風速20m/sまで許容されればダクトサイズはかなりコンパクトにできます。

しかし、現実20m/sでの計画は避けた方がよいです。

若かりし頃、設計施工の改修工事で10F建の8F部分の排煙ダクトの改修工事を教科書に書いてある通りに20m/sで計画して工事したところ、試運転時に風量が予定の半分くらいしか出ていないということがありました。

冷や汗が止まらなかったですが。

この是正工事は困難でした。

天井に何回もぐったかわかりません。

バイパスでなんとかダクティングして、関係者のみなさんの協力を得ながらなんとかギリギリ風量確保することができました。

思い出したくもないですね、解決まで1年くらい引っ張ってしまった案件でかなり精神的にもやられましたからね…。

竹中工務店の設備担当の方と打合せをして、この建物の排煙ダクトの風速はどれくらいで考えて設計しているのか問い合わせたところ、あっさり「10m/s程度ですよ」と答えが返ってきたことはいまも覚えています。

ちなみに、この改修工事を進めるときに既存の排煙設備図面がないため全体が把握できずにかなり困っていて、仕方なく建築した会社に問い合わせた、という経緯になります。

この建物の4Fでも改修工事が少しずれた時期にあって排煙ダクト内風速を8〜10m/sで設計したところ、この階は問題なく風量確保できました。

要するに、言いたいことは排煙ダクトの風速は通常の換気ダクトと同程度かやや速いくらいの風速で計画するのが無難です。

そして、20m/sという風速を出そうとするのはシロッコファンの能力をあげても無理がある、というのが実感です。

いけて15m/sではないでしょうか。

設計するときは基本は8〜10m/sで考える。

最高でも12m/sで計算するというのが現実的なライン、というのが経験から得た感覚です。

排煙風量計算の例

話を風量計算に戻します。

排煙ファンの風量は以下の条件を満たすものとします。

1.1防煙区画のみを対象とする場合は7200m3/h以上でかつ防煙区画の床面積×60m3/h以上

2.2以上の防煙区画を対象とする場合7200m3/h以上でかつ最大防煙区画の床面積×2倍×60m3/h以上

計算例の図を以下に示します。

カラオケ屋さんなど小部屋がたくさんあるような業態で100m2以下不燃仕上げで逃げられない地下階で各カラオケルームに排煙口を設けることがあります。

この場合は10ルームまとめて同時開放で計画されたりします。

現場の状況によって排煙の計画もまったく違うので臨機応変に対応しましょう!