平方メートルあたり風量:HVAC 気流ガイド
1 CFM/平方メートル法則
最も広く使用されているHVAC sizingのショートカットは1 CFM/平方メートル法則です。天井高2.4m、中程度の居住人数、標準的な使用条件の一般的な部屋では、床面積1平方メートルあたり約1立法フィート/分の気流量が必要です。
例:
- 14 m²の寝室には約 150 CFM が必要
- 23 m²のリビングには約 250 CFM が必要
- 37 m²のオープンキッチンには約 400〜800 CFM が必要(調理熱と湿気のため1.5〜2倍)
この法則が有効なのは、天井高2.4mの部屋で約1時間あたり6〜8回の換気(ACH)に相当し、ASHRAEの住宅換気推奨と一致するためです。
部屋タイプ別 平方メートルあたり風量
部屋タイプによって気流要件が異なります。湿気と臭いがあるバスルームは、静かな寝室より多くの換気が必要です。以下は部屋タイプ別の推奨平方メートル風量の包括的なテーブルです:
| 部屋タイプ | CFM/m² | 等価ACH(天井高2.4m) | 備考 |
|---|---|---|---|
| 寝室 | 0.75〜1.0 | 5.6〜7.5 | 睡眠時は換気が少なくて済む |
| リビング | 1.0 | 7.5 | 標準的な住宅用途 |
| キッチン | 1.5〜2.0 | 11〜15 | 調理熱、湿気、臭い |
| バスルーム | 1.0〜1.5 | 7.5〜11 | シャワー湿気と臭い |
| ホームオフィス | 1.0 | 7.5 | 1〜2名使用 |
| ダイニング | 1.0〜1.5 | 7.5〜11 | 食事時は居住人数増加 |
| 地下室 | 0.75〜1.0 | 5.6〜7.5 | 居住率が低い傾向 |
| 屋根裏部屋 | 1.5〜2.0 | 11〜15 | 夏季の熱蓄積 |
| ガレージ/作業場 | 1.5〜2.0 | 11〜15 | 排気ガス、粉塵、熱 |
| 洗濯室 | 1.0〜1.5 | 7.5〜11 | 乾燥機の湿気 |
| サーバールーム | 2.0〜4.0 | 15〜30 | 機器からの高熱 |
| ジム/トレーニングルーム | 1.5〜2.0 | 11〜15 | 体温と湿気 |
| 会議室 | 1.0〜1.5 | 7.5〜11 | 居住人数依存 |
| 商業厨房 | 2.0〜4.0 | 15〜30 | 大型調理設備 |
天井高修正
1 CFM/m²法則は天井高2.4mを前提としています。天井が高い場合は修正係数を乗じます:
| 天井高 | 修正係数 | 一般CFM/m² |
|---|---|---|
| 2.1m | 0.875 | 0.875 |
| 2.4m(標準) | 1.000 | 1.0 |
| 2.7m | 1.125 | 1.125 |
| 3.0m | 1.250 | 1.25 |
| 3.6m | 1.500 | 1.5 |
| 4.2m | 1.750 | 1.75 |
| 4.8m(吹き抜け) | 2.000 | 2.0 |
例:天井高3.0mの28 m²のリビング:28 × 10.76 × 1.25 ÷ 10.76 ≈ 375 CFM。
平方メートル風量法則が不十分な場合
平方メートルあたりのショートカットは素早い見積もりに最適ですが、限界があります:
- 標準でない天井高:上の修正表を使用するか、完全な数式(CFM = 容積 × ACH / 60)に切り替えてください。
- 高居住率:ASHRAE 62.1は商業スペースに対して1人あたり7.5 CFMに加え1平方フィートあたり0.06 CFMを要求します。20人がいる46 m²の会議室では、換気だけで150 + 30 = 180 CFMが必要ですが、冷却にはさらに多くが必要な場合があります。
- 法規固有の要件:一部の管轄区域では特定の部屋タイプに対して特定のACH率を義務付けています(例:病院病室10 ACH、商業厨房15+ ACH)。
- 発熱機器:オーブン、暖炉、サーバーラックのある部屋は、居住人数だけでは説明できないほど多くの熱を発生します。
このような状況では、完全なCFM計算式またはオンラインCFM計算機をご利用ください。
商業建築の平方メートル風量
商業建築はASHRAE 62.1に従い、換気率を1人あたりと1面積あたりの組み合わせで規定しています:
| スペースタイプ | 1人あたりCFM(Rp) | 1平方メートルあたりCFM(Ra) |
|---|---|---|
| オフィススペース | 5 | 0.06 |
| 会議室 | 5 | 0.06 |
| 受付エリア | 5 | 0.06 |
| 教室 | 10 | 0.12 |
| 小売販売 | 7.5 | 0.12 |
| レストラン | 7.5 | 0.18 |
| 講堂 | 5 | 0.06 |
| ホテルロビー | 7.5 | 0.06 |
必要な外気総量:OA = (Rp × P) + (Ra × A)、ここでPは人数、Aは平方メートルの床面積です。
CFMとダクトサイジング
必要なCFMがわかったら、その気流を供給するダクトサイズを選定する必要があります。標準的な住宅ダクト風速は180〜270 m/分(600〜900 ft/分)です。丸型ダクトのサイズ早見表:
| ダクト径 | 最大CFM(180 m/分) | 最大CFM(270 m/分) |
|---|---|---|
| 100mm(4インチ) | 50 | 75 |
| 150mm(6インチ) | 120 | 175 |
| 200mm(8インチ) | 210 | 315 |
| 250mm(10インチ) | 330 | 495 |
| 300mm(12インチ) | 475 | 710 |
| 350mm(14インチ) | 650 | 970 |
| 400mm(16インチ) | 840 | 1,260 |
HVAC気流サイジングの実用的なヒント
- 常に切り上げ:必要量よりやや多いCFMの方がサイジング不足より良いです。ただし、過大サイジングは騒音と短サイクルの原因となります。
- ダクト損失を考慮:ダクト、エルボー、レジスターの摩擦により供給CFMが10〜25%低下します。機器選定時にこれを考慮してください。
- 還気を考慮:すべての吹き出し口に対応する還気経路が必要です。十分な還気がないと部屋が加圧され、効率が低下します。
- ダンパーでバランス調整:分岐ダクトにバランスダンパーを設置し、各部屋の気流量を調整できるようにしてください。
- 地域法規を確認:一部の管轄区域では一般的なガイドラインを超える特定の最低換気要件があります。
基準・参考文献
- ASHRAE 62.1 — 容認される室内空気質のための換気(商業)
- ASHRAE 62.2 — 住宅建築の換気および容認される室内空気質
- 電気設備技術基準 — 経済産業省告示
- SHASE基準 — 空気調和・衛生工学会規格
- ACCA Manual D — 住宅ダクトシステム設計方法
よくある質問
平方メートルあたり何CFM必要ですか?
天井高2.4mの標準的な部屋では、経験則として1平方メートルあたり1 CFM(約10.8 m³/h·m²)です。キッチンは1.5〜2 CFM/m²、バスルームは1〜1.5 CFM/m²、サーバールームや作業場は2〜4 CFM/m²を使用します。
天井高は平方メートルあたり風量に影響しますか?
はい。1 CFM/m²法則は標準天井高2.4mを前提としています。天井が高い場合は修正係数を乗じます:2.7m = 1.125 CFM/m²、3.0m = 1.25 CFM/m²、3.6m = 1.5 CFM/m²。
1 CFM/平方フィート法則の由来は?
1 CFM/平方フィートのガイドラインはASHRAE基準と数十年のHVAC業界の実践に由来します。天井高2.4m、標準居住人数の一般的な住宅部屋では、標準室容積の1時間あたり約6〜8回の換気に相当するため、有効です。
平方メートルあたり風量と換気回数(ACH)は同じですか?
いいえ。平方メートルあたり風量は床面積に対する気流速度の指標です。ACH(1時間あたり換気回数)は部屋の総空気量が1時間に何回入れ替わるかを測定します。天井高2.4mの部屋では、1 CFM/平方フィート ≈ 7.5 ACHです。
平方メートルあたり風量ではなく完全なCFM数式を使うべき時は?
以下の場合は完全な数式(CFM = 容積 × ACH / 60)を使用してください:天井高が標準でない(2.7m超または2.1m未満)、部屋の居住人数が通常と異なる、ACHに関する特定の法規要件がある、ASHRAE 62.1/62.2の換気率を正確に満たす必要がある場合。