風量計算の方法・やり方・手順や使い方・流れ

風量計算の方法・やり方・手順や使い方・流れ

風量の求め方は、管の断面積と、流れる空気の風速によって求めることができ、次の計算式から求められます。

【風量計算式】
風量(Q)=平均風速(U)×断面積(A)×単位時間(t)
風量(Q):単位時間(t)あたりに管内を移動する空気の体積
平均風速(U)の単位はm/s、断面積(A)の単位はm?

【例題】
断面積が200m?の管に1秒あたり風速10m/sの風が流れる時の風量を計算しなさい。

【答え】
風量 = 風速 × 断面積
   = 10m/s × 200m?
   = 2000m?/s

【発展】
もし先ほどのが1分間あたりの場合
2000m? × 60 = 120000m?/min
さらに1時間あたりの場合
120000m? × 60 = 7200000m?/h

風量計算の方法概要

風量とは単位時間に流れる空気の体積のことです。風量計算式は、風速×断面積、で与えられます。風速値と断面積が分かれば、計算式により算出できます。風速は風速計で測定することができます。正確に測定するには、面内の風量バラつきえを考慮する必要があります。流れる箇所によってバラつきがありますので、代表ポイントの平均値とします。手順は風量を算出したい箇所の断面積を分割し、それぞれのポイントで測定した風速の平均値を取ります。風速計は主に、機械式と熱線式の2種類があります。機械式よりも熱線式の方が、微風測定に適しています。

風量計算の手順・方法01

機械式風速計は、風によるプロペラの動きを検出することで風速を測定します。プロペラの回転数で風速に換算しています。電熱式風速計は、抵抗体を加熱し風が当たることによる温度変化を検出することで風速を測定します。まず抵抗体に電力を加え、熱を発生させます。風があたることによって熱を帯びていた抵抗体の温度が下がります。その温度変化を電気信号として取り出し、風速に換算します。どちらの風速計も使い方は単純で、検出器を測定箇所に近づけてデジタルの数字を読み取る程度です。機械式ではプロペラのようなもの、電熱式は金属で構成されたプローブが検出器となっています。

風量計算の手順・方法02

通販では風量計と呼ばれている風量計算器が販売されているので、これを購入することで自宅でも簡単に測定することが出来ます。使い方や手順についても温度計や湿度計と基本的に同じなので、気になる部屋や場所に設置をするだけとなっています。風量を測ることによって風の強さを調べることが出来るので、色んな使用用途がある商品となります。また風量計の中には持ち運びに便利なサイズもあるので、外出先で使用することも可能となっています。そのため登山などをする場合において持参することで、より楽しい山登りが出来るようになります。

風量計算の手順・方法03

 2つめの風量を計算する場合における豆知識として、風量計が耐熱性に優れている商品であるということになります。業務用として風量計を使用する場合において、火山周辺や熱風が吹いている場所でも使うことがあります。そういったことに対処するために、近年の風量計は熱に対しても耐性がある商品が多くなっています。さらに防水加工についてもされていることが多いため、間違って水の中に落としてしまった場合でも故障しにくく作られています。このように耐熱性や防水加工など色んな工夫がされているので、豆知識として知っておくと大変便利です。

風量計算の手順・方法04

風量計算は、住居や事務所をを建てる際や選択するに計算をしました。特に、住居を建築する際には、長期間または一生涯そこの住居に居住する必要があるため、風量の計算結果を知っておくことが重要がと思い、風量測定の手順に沿って行いました。風量の計算は、風速測定機械があれば誰でも行うことができます。使い方は、微風測定機械やアネモサーモ風速計などを空気の吸い込み口や吹き出し口に当てることで測定することができます。機械があれば、測定をすることができますが、自分達で行うことが心配であれば、専門業者に依頼することでより正確な結果を得ることができます。

風量計算の手順・方法05

風量の計算結果を生かす方法ですが、新たに建物を建築する際には大きく生かすことができます。風量が強い場所などには、湿気が多くなる場所を建築することで、風量が多く湿気が溜まりにくい建物を建築することができます。湿気が溜まりにくくなることで、カビや微生物などの発生を防ぎ、清潔な室内を保つことができます。また風量が弱い場所などには、換気扇などを付けることで住居内の空気の回転を上げることなどができます。住居内外の風量を測定することで、より効率的な住居設備を設けることができ、生活しやすい空間を作ることができます。

風量計算の考察

演算にて求めることが可能です。簡単な方法は、測定器を使い風の通り道に当てて風速を測り、通り道の開口面積から風量を求めます。1辺が1mの正方形の開口の場合、1m×1m=1m2になるので、風速が毎秒1mですと計算式は、1m2(平方メートル)×1m/s(メートル毎秒)×3600s/h(秒毎時)=3600m3/h(立方メートル毎時)になります。これは、どれくらいかと言いますと無風状態で少しはや歩きをしたときに感じる風量です。また、他には、風量計算(m3/h)=風速(m/s)×ファンネル係数の計算式で計算することもできます。

風量計算のまとめ

風量計算の算出式は簡単です。仮に、1辺1メートルで正方形の開口の場合は1m×1m=1平方メートルで、風速が毎秒1mの場合の計算式は、1平方メートル×1m/秒(1メートル毎秒)×3600秒/時間=3600立方メートル毎時となります。風邪の通り道が正方形でなく格子がある場合は、有効開口率という考え方をもとに、測定器具を活用して算出することになります。制気口と言われる吹出口(アネモ、VHSなど)、吸込口(アネモ、HSなど)によって開口率が異なります。測定器具は、一般的に微風速計、アネモサーモ風速計を使います。

風量計算で使った言葉の意味・使い方

設備内の管を流れる空気の風量は、管の断面の面積と流れる空気の速さによって求めることが可能です。しかし現実では管を流れる空気の速度は設置場所によって異なるので、正確に速度を測定することは難しいといえます。管断面をある単位となる面積に分割してそこから風速値を測定した結果を代表値とすることによって求めることができます。空気調和・換気設備の風量計算の際にはできるだけ運転時の状態を再現して行うことが大切です。また、吹き出し口で測定する際は、フード内の静圧が室内のそれと同じになるように送風機を調節するようにしてください。

風量計算の方法の注意点

風量計算は風速と断面積を使って計算することがあります。今回はその方法を例を使ってまとめてみます。風速10m/s、断面積500平方センチメートル、風量を計算すると、風量=風速×断面積から求められるので、=10m/s×500平方センチメートルとなります。後はそれぞれの単位変換が必要となります。10m/sは1分当たりに変換して600m/minとなります。更に500平方センチメートルは平方メートルに変換して0.05平方メートルとなります。そして600×0.05=30立方メートル/minという答えが出てきます。

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