換気システムに関しては、新鮮な空気システムが不可欠です。排気は新鮮な空気を取り入れて補充する必要があります。そうしないと、完全に密閉された空間内の空気を排気するのが効果的でなくなり、非効率になります。従来の設計手法では、外部の窓のみを利用して新鮮な空気を導入することがよくありました。ただし、外部窓のないスペース、または外部窓が恒久的に閉じられたままのスペースの場合、排気システムは適切に動作しません。このようなシナリオでの排気エアフローの不足は、ファンのパフォーマンスとは何の関係もありませんが、主に新鮮な空気の構成が不足していることが原因です。このため、現代の研究室のほとんどは、室内の圧力バランスを維持するために、換気システムと並行して適切な新鮮空気システムを採用しています。
1. シングルフローフレッシュエアシステム-
シングルフロー外気システムは、機械換気の 3 つの基本原則に基づいて開発された多様な換気ソリューションであり、集中機械排気と自然吸気を組み合わせています。これは、ファン、吸気口、排気口、さまざまなエアダクトとコネクタで構成されます。天井に設置されたファンはダクトを介して一連の排気口に接続されています。ファンが作動すると、汚染された室内空気が室内空気吸込口から吸い込まれ屋外に排出され、室内にいくつかの有効な負圧ゾーンが形成されます。室内の空気はこれらの負圧領域に向かって継続的に流れ、屋外に排出されます。一方、屋外の新鮮な空気は、窓枠と壁の間の窓枠の上に設置された吸気口を通じて室内に安定的に供給され、高品質の新鮮な室内空気が常に供給されます。{6}}専用の供給ダクトレイアウトを必要としない給気モードを備えたシステムです。排気ダクトは通常、通路、トイレ、その他の天井のあるエリアに配置され、追加の屋内スペースを占有しません。{9}}
2. ダブルフローフレッシュエアシステム-
ダブルフロー外気システムは、機械換気の 3 つの基本原則に基づいて構築された集中型の機械給気および排気ソリューションであり、シングルフロー外気システムの効果的なアップグレードおよび補足として機能します。-ダブルフローシステムの排気ユニットと室内排気口のレイアウトは、基本的にシングルフローシステムのレイアウトと一致しています。-主な違いは、新鮮な空気が専用の新鮮空気ユニットによって屋内に供給されることです。外気ユニットはダクトを介して室内散気装置に接続されており、屋外の新鮮な空気を室内に継続的に供給して、清潔で高品質な周囲空気に対する日々の需要に応えます。-排気出口と外気出口の両方に風量調整バルブが装備されています。本体の機械動力により排気と給気を調整し、室内の完全な空気交換と換気を実現します。
3. 床-レベルの給気システム
二酸化炭素は空気よりも密度が高いため、地上に近いほど酸素濃度が低くなります。省エネの観点から、床面に新鮮な空気を供給することで優れた換気性能を実現します。床の通気口または壁下部のディフューザーから送られる冷気は床面全体に広がり、組織化された気流パターンを形成します。熱浮力プルームは熱源の周囲に生成され、過剰な熱を運び去ります。気流速度が低く、強い渦のない穏やかな乱気流により、屋内作業エリアの気温は水平方向に均一に保たれながら、明確な垂直方向の温度層を形成します。これは床の高さが高くなるほどより顕著になります。熱源によって生成される上向きの気流プルームは、熱負荷を除去するだけでなく、汚染された空気を作業エリアから上部の室内空間に運び、上部に取り付けられた排気口から排出されます。-底部の通気口から供給される新鮮な空気は、廃熱や汚染物質とともに、熱浮力と組織化された空気の流れによって上方に移動します。したがって、床レベルの新鮮空気供給システムは、屋内作業ゾーン内の優れた空気品質を維持できます。
外気量の決定
標準設計では、外気量は室内換気量に基づいて計算され、一般に室内最大換気量の約80％に設定されます。設計の中心的な目標は、安定した室内負圧を 10 パスカル以上に維持し、スムーズな排気流を確保することです。
統合されたフルセットの外気システムの場合、すべてのスペースの合計換気量に基づいて外気量を計算する必要はありません。-異なる部屋の換気システムには同時使用係数が存在するため、対応する使用係数を適用することで外気量を決定できます。この配置により、メイン外気ダクトに必要な空気量を削減しながら、各部屋に適切な外気を確実に供給できます。このような設計により、優れた省エネ パフォーマンスが実現され、プロジェクト全体のコストが削減され、運用要件が完全に満たされます。{4}}
予算が限られている状況下では、汚染のひどい地域への空気供給を優先する一方、他のゾーンの外気構成を適切に減らすか、基本的な衛生的な外気需要基準のみを満たすことで、外気システムへの投資を最適化できます。
外気処理
冬は寒く、夏は暑い、自然の周囲温度と湿度を持つ屋外の大気から新鮮な空気が直接抽出されます。したがって、室内の温熱快適性を確保するには、室内に新鮮な空気を供給する前に適切な処理が必要です。それにもかかわらず、外気処理はセントラル空調システムの標準に達する必要はなく、室内の熱と湿気の負荷をすべて耐える必要もありません。供給された新鮮な空気は最終的に屋外に排出されることを考えると、室内の周囲条件点に合わせて温度を調整すれば十分です。外気処理を過剰に行うと、大量のエネルギー消費と高額な長期運用コストが発生します。-通常、入ってくる新鮮な空気に対して追加の目標湿度調整は実行されません。
必要な外気量を減らす方法
上述の汚染地域への新鮮な空気の供給を優先することに加えて、建築設計およびプロセス設計における合理的なレイアウト計画も、新鮮な空気の需要を削減するのに役立ちます。汚染を生成する機能を備えた研究室を集中的に配置し、汚染物質を生成する実験操作をクラスター化することをお勧めします。{1}このレイアウトにより、室内汚染物質の拡散が最小限に抑えられ、全体的な新鮮な空気の供給要件が効果的に削減されます。
