ダクトサイズ

ダクトサイズの計算方法

ダクトのサイズは、どれだけの空気を運ぶ必要があるか、その空気がどれだけ速く動くべきかによって決まります：断面積は風量を風速で割ったものに等しくなります。 ダクト区間が供給する必要のある風量と目標風速を入力すると、この計算機が必要な丸ダクトの直径を求めます — 実際に製造されている最も近いサイズに切り上げられます。

ダクトを小さすぎるサイズにすると、同じ風量がより小さな開口部を通過することになり、空気が目標風速を超えて加速します — うるさく、ヒューヒュー音がするHVACシステムの典型的な原因です。必要以上に大きくすると、実際の利点なしに材料とスペースを無駄にします。単に必要以上に空気を減速させるだけだからです。

計算式

$$\text{Area} = \frac{\text{Airflow (CFM)}}{\text{Velocity (ft/min)}}$$

得られた面積は、そのまま丸ダクトの直径に変換されます。ダクトは決まった標準サイズの中から販売されているため、この計算機は正確な直径を常に次に利用可能なサイズへ切り上げます — 切り下げることは決してありません。これにより、実際のダクトの風速は目標値を上回ることなく、常にそれ以下に収まります。

計算例

あるダクト区間は目標風速700 ft/minで400 CFMを運ぶ必要があります：

1. 必要な面積：$400 \div 700 = 0.571$平方フィート、つまり約82.3平方インチ。
2. 正確に必要な直径：約10.2インチ。
3. 最も近い標準サイズに切り上げ：12インチの丸ダクト。
4. 12インチでの実際の風速：約509 ft/min — 意図した通り、700 ft/minの目標以下に十分に収まっています。

知っておくべき重要なポイント

• 長方形ダクトは、公平にサイズを比較するために「相当丸径」への変換が必要です。 長方形ダクトの効率は断面積だけでなく縦横比にも左右されます — 非常に平たく幅の広い長方形ダクトは、同じ面積でもより正方形に近いものより効率が悪くなります。そのため、丸ダクトと長方形ダクトの面積を単純に一致させても、厳密には同等になりません。
• この計算機は1本のダクト区間を単独でサイジングするものであり、分岐システム全体ではありません。 実際のHVACダクトシステムは、総風量を異なる部屋に供給する複数の分岐に分配し、各分岐は総CFMのうち自分の割り当て分に基づいて個別にサイジングする必要があります — システム全体の設計では、すべての継手やエルボにかかる総静圧も考慮する必要があり、これは単一区間の風速計算だけでは捉えられません。
• エルボ、口径変化部、その他の継手は、直線ダクト区間自体の摩擦を超える抵抗を追加します。 ダクトシステムの曲がりやサイズ変化はすべて気流に抵抗を加えます — 急な曲がりが多いシステムでは、直線の風速計算だけでは考慮しきれない調整が必要になる場合があります。
• 還気ダクトは、同じ風量でも給気ダクトより大きくサイジングされるのが一般的です。 還気ダクトは、還気グリルでの騒音を最小限に抑えるため、給気ダクトより低い目標風速を狙うのが一般的です — 給気と還気の両方に同じ目標風速が当てはまると仮定しないでください。

よくある間違い

• 各分岐ダクトを、その分岐自体の割り当て分ではなくシステム全体のCFMに基づいてサイジングしてしまうこと。 総風量は各部屋自身の暖房・冷房負荷に比例して各分岐に分配する必要があります — 各分岐をシステム全体のCFMに基づいてサイジングすると、個々の区間が大幅に過大サイジングされてしまいます。
• 風速が低いほど常に良いと思い込むこと。 目標を低くしすぎると必要な直径が急速に大きくなり、利用可能な躯体スペースに収まらないほど過大で高価なダクトになりかねません — 目標は目標値かそのわずかに下に着地させることであり、できるだけ下回らせることではありません。
• 長方形ダクトの生の面積を、相当直径に変換せずに丸ダクトと直接比較してしまうこと。 断面積が同じでも形状が異なれば、2本のダクトは同じ効率で空気を動かすわけではありません — 上記の相当直径に関する注記を参照してください。
• 同じ直径でもフレキシブルダクトは剛体ダクトと挙動が異なることを忘れてしまうこと。 フレキシブルダクトの波状の内側は、滑らかな剛体金属ダクトよりも1フィートあたりの摩擦が大きく、フレキシブル区間は同じ実際の風速を得るためにサイズアップや慎重な施工が必要になる場合があります。

知っておきたいこと

• 製造される丸ダクトのサイズは通常2インチ刻みで大きくなります（4、6、8、10、12インチなど）— そのため、この計算機はどのサプライヤーも実際には在庫していない端数の直径を表示する代わりに、正確に計算された直径を常に次の標準サイズへ切り上げます。
• フレキシブルダクト（分岐区間でよく使われる波状で断熱された種類）は、同じ直径と風量であっても滑らかな剛体金属ダクトより1フィートあたりの摩擦損失が明らかに大きくなります — フレキシブルダクト区間は、剛体ダクトの計算が前提とするのと同じ実際の風速を得るために、サイズをわずかに大きくするか、短くしっかり伸ばした状態に保つ必要がある場合があります。
• システム全体の風量（エアハンドラーや炉の定格CFMから）は、各部屋自身の暖房・冷房負荷に比例して各分岐ダクトに分配する必要があります — 各分岐をシステム全体のCFMに基づいてサイジングすると、個々の区間が大幅に過大サイジングされてしまいます。
• 適切にサイジングされたダクトは、静かで効率的なHVAC性能の半分に過ぎません。正しい施工（密閉された継ぎ目、鋭い曲がりを最小限に抑えること、たわみを防ぐ十分な支持）も直径そのものと同じくらい重要です。