ダクト系は「必要風量を、必要な圧力で、室内へ不快感なく届けられるか」で読みます。太さだけ、送風機のkWだけ、吹出口の形だけを見ても良否は決まりません。風量、系統抵抗、送風機曲線、室内気流を一続きにします。
この記事では、10,000m³/hを断面積0.50m²へ流した風速を5.56m/s、速度圧を約18.5Paと計算。必要全圧500Pa・総合効率63％から入力を約2.20kWと求め、回転数80％時の相似則と実機診断まで整理します。
資料確認日：2026年8月2日。国土交通省「建築設備設計基準 令和6年版」、ANSI/AMCA 210-25、AMCA Publication 201-23、米国エネルギー省の送風機資料を照合しています。
空気は「風量・圧力・室内分布」の3段階で追う
換気負荷・熱負荷から決める
直管・局部・機器を足す
到達・拡散・騒音を確認
国土交通省の建築設備設計基準は、各部のダクト風量を接続する吹出口・吸込口風量の累計とし、直管だけでなく分岐・曲り等の損失を全圧基準で計算する考え方を示しています。吹出口も、風量だけでなく拡散半径や到達距離、室用途、天井高さ、温度分布から選びます。
必要換気量は「換気量の計算と第1〜3種換気」、AHU内部は「空気調和機（AHU）とFCUの構造」で分けて解説しています。
10,000m³/h・0.50m²なら風速5.56m/s
風量Q＝10,000m³/h、ダクト断面積A＝0.50m²とします。まず時間単位を秒へ直し、Q＝10,000÷3,600＝2.778m³/sです。
ダクト風速の計算
v＝Q÷A＝2.778÷0.50＝5.56m/s
m³/hのまま面積で割ると、m/hになってしまいます。3,600で割ってm³/sへ直します。
風速を上げれば同じ風量を小さなダクトで運べますが、一般に圧力損失と気流騒音は増えます。低くすればダクトは大きくなり、天井内スペースと材料費が増えます。風速は「速いほど良い」「遅いほど良い」ではなく、用途、騒音、圧力、納まりの折合いです。
静圧・速度圧・全圧を混ぜない
| 圧力 | 意味 | 現場での読み方 |
|---|---|---|
| 静圧Ps | 流れ方向によらず壁面へ働く圧力 | フィルタ・コイル・ダクト抵抗を押し切る余力 |
| 速度圧Pv | 空気速度に対応する運動エネルギー | Pv＝ρv²/2 |
| 全圧Pt | 静圧と速度圧の和 | Pt＝Ps＋Pv |
空気密度ρ＝1.2kg/m³、風速v＝5.56m/sなら、速度圧Pv＝1.2×5.56²÷2＝約18.5Paです。ピトー管で全圧と静圧の差を測れば速度圧となり、密度補正を含めて風速へ換算できます。
ただし、吹出口直前の乱れた流れやエルボ直後で1点だけ測って系統風量とはしません。直管長、測定断面、測定点数、器差をそろえ、断面平均風速から風量を求めます。
ダクト抵抗は直管・局部・機器を足す
| 抵抗 | 主な箇所 | 見落としやすい点 |
|---|---|---|
| 直管損失 | ダクト長さ・粗さ | 実長と相当長を混同しない |
| 局部損失 | 曲り・分岐・縮小・拡大 | 急変、近接エルボ、整流不足 |
| 機器損失 | フィルタ・コイル・熱交換器 | 汚れた時の抵抗、ダンパ開度 |
| 末端損失 | 吹出口・吸込口・外壁ガラリ | 実風量時のカタログ値 |
たとえば、最遠系統の直管180Pa、曲り・分岐130Pa、フィルタ・コイル150Pa、吹出口等40Paなら、必要全圧は500Paです。各区間の損失は同じ風量ではないため、幹線から末端まで区間ごとの風量と寸法で計算します。
国土交通省の令和6年版基準は、ダクト寸法の選定に「定圧法」を示しています。試験教材では等摩擦損失法等の名称も出ますが、設計法の名称だけで判断せず、採用基準と計算条件を確認してください。旧稿の「高速ダクトなら等速法」という一律な結び付けは行いません。
円形と長方形は同じ条件で比べる
円形ダクトは同じ断面積なら周長が小さく、形状として内圧に耐えやすい利点があります。一方、長方形ダクトは天井ふところ等の制約へ合わせやすい形です。しかし、圧力損失は断面積だけでなく、水力直径、辺長比、粗さ、継手、漏気、風速で変わります。
したがって「スパイラルダクトは長方形より必ず損失が小さい」とは断定しません。同風量・同等の水力条件で直管を比較するのか、エルボや分岐を含む施工系統を比較するのかをそろえます。フレキシブルダクトも、十分に伸ばした直線と、つぶれ・たるみ・急曲りのある施工では抵抗が大きく違います。
吹出口は到達距離・拡散・降下・騒音で選ぶ
| 形式 | 気流の特徴 | 選定時の確認 |
|---|---|---|
| 天井ディフューザー | 天井面へ広げやすい | 拡散半径、低風量時の降下 |
| スロット・ライン形 | 細長い開口、方向調整が可能 | 窓負荷、連続配置、騒音 |
| ノズル形 | 長い到達距離を得やすい | 高天井、首振り、残風速 |
| 床吹出・置換形 | 低速給気で温度成層を利用 | 床障害物、負荷密度、吸込位置 |
アネモスタット形は天井ディフューザーの一種として室内空気を誘引し、混合しながら広げます。ただし、形だけで快適性は保証されません。到達距離（throw）は所定の終端風速まで届く距離、拡散は横方向の広がり、降下（drop）は気流が下がる量です。冷たい給気は浮力で下がりやすく、VAVの低風量時は天井面への付着が弱まる場合があります。
コールドドラフト対策も「ライン形を置けば解決」ではありません。窓面温度、外皮性能、吹出温度・風量・方向、人の位置を合わせます。吹出気流が居住域へ強く当たれば、暖房でも不快になります。
送風機は羽根名より性能曲線で選ぶ
| 形式 | 構造の要点 | 選定の焦点 |
|---|---|---|
| 前向き多翼 | 回転方向へ曲がる多数の羽根 | 小形・低速域、過負荷特性 |
| 後向き・翼形 | 回転と反対向きの羽根 | 効率、安定域、汚れ |
| 軸流 | 軸方向に吸込み・吐出 | 大風量、据付、失速・騒音 |
| 斜流 | 軸流と遠心の中間的な流れ | 圧力、寸法、運転範囲 |
「シロッコは必ず静か」「ターボは必ず高圧」「軸流はダクトに不向き」とは限りません。必要風量と全圧の運転点、効率、音響、寸法、汚れ、回転数、モーター容量をメーカー曲線で確認します。同じ形式でも羽根形状と選定点で性能は変わります。
運転点は送風機曲線と系統曲線の交点
送風機曲線は、ある回転数での風量と圧力の関係です。系統曲線は、ダクト系がその風量を流すために要求する圧力です。両者の交点が実際の運転点になります。
- ダンパを絞る：系統抵抗が増え、運転点は低風量側へ移る
- フィルタが詰まる：同じ回転数なら一般に風量が下がる
- 回転数を下げる：送風機曲線自体が低風量・低圧側へ移る
- 入口・出口の乱れ：試験時より性能が落ちるシステム効果が生じ得る
送風機直前のエルボ、偏流、短い吐出直管、急な拡大は、カタログ曲線どおりの入口・出口条件を崩します。AMCAは、試験装置と実据付けの差をシステム効果として扱っています。能力不足時に送風機だけを大型化する前に、接続形状を確認します。
必要全圧500Paなら空気動力は1.39kW
風量10,000m³/h＝2.778m³/s、必要全圧500Paとします。空気へ渡す動力はQ×ΔPです。
空気動力と入力の概算
空気動力＝2.778×500＝1.389kW
入力＝1.389÷（送風機効率0.70×電動機等効率0.90）＝2.20kW
効率は選定点・モーター・インバータ等で変わるため、実機では仕様値と電力計を確認します。
銘板5.5kWはモーターの定格出力であり、常時5.5kWを消費する意味ではありません。逆に、電流だけから風量を正確に決めることもできません。風量、全圧、回転数、電力を同時に記録します。
回転数80％の相似則はQ80％・圧力64％・動力51.2％
同一送風機、同じ羽根径、同程度の空気密度で相似な運転を仮定すると、回転数Nに対して次が成り立ちます。
風量 Q ∝ N ／ 圧力 ΔP ∝ N² ／ 軸動力 P ∝ N³
N₂/N₁＝0.80なら、Q₂＝0.80Q₁、ΔP₂＝0.64ΔP₁、P₂＝0.512P₁
全速時10,000m³/h・500Pa・軸動力1.98kWなら、理想相似では8,000m³/h・320Pa・約1.01kWです。ただし、これは実際の電気入力が必ず51.2％になる保証ではありません。外気取入口等の固定抵抗、ダンパ制御、効率変化、モーター・インバータ損失、最低風量制約があるためです。
相似則は「同じ送風機の回転数変更」を読む基準です。異なる形状の送風機を、回転数比だけで直接比較しません。
風量不足は送風機から末端まで順に切り分ける
| 観測 | 主な候補 | 次の確認 |
|---|---|---|
| 全系統で少ない | 回転数、ベルト、フィルタ | 電源・回転・差圧・ファン曲線 |
| 一枝だけ少ない | ダンパ、つぶれ、漏気 | 分岐前後静圧、末端風量 |
| 風量はあるが暑い | 給気温度、負荷、短絡 | 吹出温度、室内分布、還気位置 |
| 騒音だけ増えた | ダンパ絞り、乱流、軸受 | 静圧、振動、入口・出口状態 |
| 末端差が大きい | バランス、制御、設計抵抗 | 各枝風量、VAV指令・実開度 |
点検は、安全を確保した上で、運転指令→回転数→送風機前後圧力→フィルタ等の差圧→幹線風量→分岐→末端の順に進めます。防火・防煙ダンパは安全設備です。作動確認や復旧は法令、点検要領、管理権原者の手順に従い、風量調整目的で勝手に変更しません。
吹出口測定は補正係数と測定条件を残す
吹出口風量は、フード（キャプチャーフード）、風速計による面平均、ダクト内トラバース等で測れます。器具の抵抗が流れを変えること、旋回流や偏流、開口形状、補正係数で値が変わることを理解します。
測定器名だけでなく、開口寸法、測定点、補正係数、ダンパ・VAV開度、送風機回転数、扉開閉、フィルタ状態を残します。改修前後を違う条件で測ると、省エネ効果や風量改善を比較できません。
理解度チェック
【問1】風量10,000m³/h、ダクト断面積0.50m²です。平均風速として最も近いものはどれですか。
- 1.39m/s
- 2.78m/s
- 5.56m/s
- 10.0m/s
- 20.0m/s
【問2】風量2.778m³/s、必要全圧500Pa、送風機効率70％、電動機等効率90％です。入力として最も近いものはどれですか。
- 0.88kW
- 1.39kW
- 1.98kW
- 2.20kW
- 5.00kW
【問3】同一送風機を相似な条件で回転数80％にしたときの理想関係として正しいものはどれですか。
- 風量64％・圧力80％・軸動力51.2％
- 風量80％・圧力64％・軸動力51.2％
- 風量80％・圧力51.2％・軸動力64％
- 風量64％・圧力51.2％・軸動力80％
- すべて80％
【問4】一つの分岐だけ風量が少なく、他室は正常です。最初の切り分けとして最も適切なものはどれですか。
- 送風機を直ちに大型化する
- 全吹出口を閉じる
- 該当枝のダンパ、つぶれ、漏気と分岐前後圧力を確認する
- モーター定格だけから実風量を決める
- 防火ダンパを風量調整用に固定する
公式の確認先
- 国土交通省「建築設備設計基準 令和6年版」
- 国土交通省「公共建築設備工事標準図（機械設備工事編）令和7年版」
- AMCA「ANSI/AMCA 210-25（送風機試験方法）」
- AMCA「Publication 201-23 Fans and Systems」
- 米国エネルギー省「Fan Systems」
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まとめ｜末端風量から送風機の運転点までつなぐ
ダクト系は、必要風量、直管・局部・機器の全圧損失、送風機曲線、吹出口の室内分布を一続きで評価します。計算例は風速5.56m/s、速度圧18.5Pa、必要全圧500Pa、入力約2.20kWでした。
回転数80％時の理想相似は風量80％、圧力64％、軸動力51.2％ですが、実機電力は効率と系統条件で変わります。風量不足は送風機をすぐ交換せず、回転数、差圧、幹線、分岐、末端の順に実測して原因を絞ってください。
資料確認日／最終更新日：2026年8月2日
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