２種類の総合実行面積の図の違いについて疑問を抱いた経験ありませんか？その違いを図やポイントを紹介して解説していきます。

それでは解説をはじめます。

問題文はこちらです。

上図の総合実行面積、各開口からの風量Q₁、Q₂、Q₃、Q₄を求めよ。
ただし、α₁=α₂=α₃=α₄=0.6、A₁=0.01、A₂=0.02、A₃=0.01、A₄=0.03、V₀=5[m/s]、C₁=0.8、C₂=-0.4とし、p₁、p₂、p₃、p₄を定める。

まずは総合実行面積を求めます。

総合実行面積とは？

総合実行面積は換気に関わる窓の面積のことで、２種類が考えられます。

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ポイントを押さえて片方だけ覚えて、それかそれ以外かで覚えましょう。

実際に総合実行面積を計算する！

上図左から窓W₁、W₂の総合実行面積（αA）₁₂について

（αA）₁₂ =α₁A₁＋α₂A₂

窓W1、W2、W３の総合実行面積（αA）₁₂₃について

（αA）₁₂₃ =1/√（1/（αA）₁）²　＋（1/α₃・A₃）²　）
=1/√（1/（α₁A₁＋α₂A₂））²　＋（1/α₃・A₃）²　）

次に全体の総合実行面積（αA）₁₂₃₄について

（αA）₁₂₃₄ =1/√（1/（αA）₁₂₃）²　＋（1/α₄・A₄）²　）
=1/√（1/1/√（1/（α₁A₁＋α₂A₂））²　＋（1/α₃・A₃）²　））²　＋（1/α₄・A₄）²　）
=0.005427…..

となります。式は複雑ですが、代入するだけなので簡単です。

次に換気量を求めます。

風力換気における換気量を求める！

今回の場合、それぞれの換気量の関係は

Q₁+Q₂=Q₃=Q₄

これは換気における大原則を知る必要があります。

換気における大原則とは？

の関係が考慮されています。

換気量の公式とは？

換気量の公式は

よって換気量は

Q₁=1.29α₁A₁・√Δp
=1.29α₁A₁・√（0.6(C₁-C₂)×v_o²）

風力換気の圧力差の公式は？

ここで風力換気における圧力差Δpの公式は

ここで風力係数Cxを理解してみましょう。

風力係数とは？

つまり壁にかかる風圧を
C×1/2・ρ_oV^２
で表すことができます。

実際に風力換気における換気量を求める！

Q₁=1.29×0.6×0.01×√0.6{（0.8）-（0）}・5²
=0.0268…
≒0.027

Q₂=1.29α2A₂・√Δp
=1.29×0.6×0.02√0.6{（0.8）-（0）}・5²
=0.05362…
≒0.054

Q₃=Q₁+Q₂
=0.081

Q₄=Q₃
=0.081

最後にp₁~p₄を求めます。

実際に風圧を求める！

この図での全ての圧力差は次のように表せ、圧力差の公式(前述)を考慮すると

１室左側壁の前後での圧力差
Δp_W12=p₂-p₁
=0.6{0.8-(0)}5²
=12　　　　　・・・①
（窓W₁とW₂をまとめて1つの窓W₁₂として考えます。）

１室右側壁の前後での圧力差
Δp_W3=p₃-p₂
=0.6{0-0}5²
=0　　　　　・・・②

2室右側壁の前後での圧力差
Δp_W4=p₄-p₃
=0.6{0-(-0.4)}}5²
=6　　　　　・・・③

全体（１室と２室を1つの室とする）での圧力差
Δp_全=p₄-p₁
=0.6{0.8-（-0.4）}}5²
=18　　　　　・・・④

風圧の公式（前述）は

で表せるので
p₁=0.8×1/2・（1.2×5²）
=12

これを①、④に代入すると
p₂=24
p₄=30
②、③に代入すると
p₃=24
p₁=12

答えは

Q₁=0.027[kg/h]、Q₂=0.054[kg/h]、Q₃=0.081[kg/h]、Q₄=0.081[kg/h]

p₁=12[N/m²]、p₂=24[N/m²]、p₃=24[N/m²]、p₄=30[N/m²]

となります。

まとめ

◦換気は空気が　入る量＝出る量
◦すぐ隣の窓は間の壁は無視できる

これで、「風力換気の基礎を演習で覚える（総合実行面積αAとは・２室の総合実行面積・圧力差Δp・風圧・風量）」は以上です。

今回は計算式を書く量が多かったですが、全て公式に代入するだけなので公式とポイントさえ抑えれば思考はあまり必要なくなりますね。

これに関連した問題は確実に点数を取っておきましょう。