(CEC)
3.2.3.2 機械換気設備
空気調和設備以外の機械換気設備にかかるエネルギーの効率的利用を図るための項目と して「住宅の省エネルギー基準」に掲げられているのは以下の 3 項目である。
上記内容についてポイント法またはエネルギー消費係数を指標として判断・評価する。
<届出用資料>
ポイント法:ポイント集計表(P.160、表 3.2.3.2-3)
エネルギー消費係数:CEC/V(換気エネルギー消費係数)計算表(P.158、表 3.2.3.2-2)
●対象となる設備:定格出力 5.5kW 以上のもので三相電源により駆動される機器。
基本的には冷房や暖房を伴わない機械換気設備のみであるが、以下のような換気設備 の役割を持つ空調設備等がある場合には注意が必要である。
・給気を冷却あるいは加熱する厨房
→厨房用の給気と排気の送風機電力のみを分子に含める。
・本来換気で行なうべき場所を冷房する場合等(電気室やボイラー室等)
→換気で行なう場合に必要な換気風量に換算し、これを設計換気風量(以 下「換算換気風量」という)として扱い、分母に含める。
○対象とならない設備
・常時は運転されない換気設備(非常用発電機室の換気設備)
・タバコの煙を排気するための換気設備(会議室等)
・単相電源により駆動される換気設備
【コラム:単相電源による換気設備】
単相電源により駆動される換気設備は、圧力損失の低減や総合効率の高い設備を採用 することによって実質的な省エネルギーが可能であり、当該設備の設計換気風量の合計 値と設計風量における入力(消費電力)の合計値が、1時間当たり 1[㎥]の空気を搬送 するための入力を 0.3[W/(㎥/h)]以下となるように設計がなされることを推奨してい る。
(1) 風道等におけるエネルギーの損失の少ない計画を策定すること。
(2) 適切な機械換気設備の制御方式を採用すること。
(3) 必要な換気量に応じた適切な能力で、かつ、エネルギーの利用効率の高 い機器を採用すること。
●エネルギー消費係数による評価
【CEC/V:換気エネルギー消費係数の定義と考え方】
年間換気消費エネルギー量[MJ/年]
CEC/V=
年間仮想換気消費エネルギー量[MJ/年] =1.0以下とすること
CEC/V の定義式としては、 計画されている機械換気設備が1年間に消費するエネルギー 量と、同期間における仮想換気消費エネルギー量との比が用いられている。この考え方で は、建物内の各所で要求される換気量をもとに、標準的な換気用エネルギー消費量を定め、
これと計画内容のエネルギー消費量を比較することによって省エネルギーに配慮した換気 設備、又は、換気システムとなっているかどうかを判断するようになっている。この値が 小さいほどエネルギーが効率的に利用されることを示しているが、判断基準では、1.0 以 下とすることが求められている。
【CEC/V=1.0 以下にするための工夫】
CEC/V の分母は固定された設定値を使って算出するようになっているため、分子の値(計 画内容での一年間の消費エネルギー量)を小さくすることで CEC/V の値も小さくできる。
年間消費エネルギー量(分子)を小さくするための工夫
・ダクト径を大きくする
・ダクト長さを短くする
・ダクトの曲がりを少なくする
・効率のよい送風機の選定
・室温やCO濃度による運転制御 →「住宅の省エネルギー基準」によって定めら れた補正係数(効果率)がかけられるため
消費エネルギー量を計算する際に必要な機械換気設備の年間運転時間(T)は、建築物の CEC/V におけるホテル等と同様の値(5,500 時間)に設定するが、実際の計算においては、
この年間運転時間は定義式の分母、分子共に同じ値が使われるため CEC/V の計算結果に影 響はない。
計画されている機械換気設備が一年間に消費するエネルギー
建物内の各所で要求される換気量をもとに定めた一年間の標準的な換気用エネルギー消費量
→全圧損失が小さくなり、設備の電動機容量
(軸動力)が小さくなるため
【算出時の考え方】
本計算法における CEC/V 計算のフローを図 3.2.3.2-1 に示す。
また下に、年間仮想換気消費エネルギー量及び年間換気消費エネルギー量の算出時の考 え方を示すが、具体的な計算手順については、「建築物の省エネルギー基準と計算の手引き」
の CEC/V を参照されたい。また、算出した消費エネルギー([kW・h]等)の熱量[MJ]への 換算については、別表第3(P.159)の数値を用いることとする。
図 3.2.3.2-1 CEC/V の計算のフロー
設計換気風量 年間仮想換気
消費エネルギー量 補正値
K換気設備の役割を持つ空調設備等がある場合
冷房能力 換算換気風量
地域別計算式
空調機の冷房能力の動力換算値と 関連機器の動力の合計
パッケージユニットと 関連機器の動力の合計
換気設備動力 年間換気
消費エネルギー量
年間
運転時間
T CEC/V設計換気風量 年間仮想換気
消費エネルギー量 補正値
K換気設備の役割を持つ空調設備等がある場合
冷房能力 換算換気風量
地域別計算式
空調機の冷房能力の動力換算値と 関連機器の動力の合計
パッケージユニットと 関連機器の動力の合計
換気設備動力 年間換気
消費エネルギー量
年間
運転時間
T CEC/V前述したように、CEC/V は次式であらわされる。
年間換気消費エネルギー量[MJ/年]
CEC/V=
年間仮想換気消費エネルギー量[MJ/年]
分子:年間換気消費エネルギー量の算出
分子となる年間換気消費エネルギー量は、全ての機械換気設備について、設計者が設定 した換気量に基づいて算出した換気ファンなどの電動機容量[kW]に年間の運転時間を掛 けて求めるようになっている。
年間換気消費エネルギー量=∑(k×F×T)[kW・h]
運転制御の内容
①駐車場において CO 濃度等により換気風量を制御する。
②機械室等において室温により機械換気設備の発停を行う。
表 3.2.3.2-1 補正値 k
省エネルギー手法 補正値
運転制御の採用 インバーター方式による風量制御 ポールチェンジ方式による風量制御 台数制御による風量制御
オン・オフ制御
0.2 0.4 0.7 0.3 高効率電動機の採用(JIS C4212 に準拠した低圧三相かご形誘導電動機) 0.95 特に何も行なわない場合:k=1.0
同時に2種類以上の省エネルギー手法を採用する場合:それぞれの補正値を掛けたものを 補正値とする。
上記以外の省エネルギー手法を採用する場合:補正値 k の根拠を示すことにより、同様な 補正を行うことができる。
記号 記号が表す内容 単位 数値算出方法
k 運転制御等を行う場合の補正係数 ― 「住宅の省エネルギー基準」により定 められた値より選択(表 3.2.3.2-1)
F 機械換気設備の電動機容量 kW 計画内容より
T 年間運転時間 h 5,500[h](「住宅の省エネルギー基 準」により定められた値)
【コラム:年間換気消費エネルギー量】
年間換気消費エネルギー量を正確に計算するためには、本来、各換気設備用電動機の 入力(消費電力)を求めなければならないが、このためには負荷率に応じた電動機効率 を知る必要があり、一定の労力が必要となる。このため本計算においては、計画された 全ての換気設備について、設計者が設定した換気量に基づいて算出した換気ファンなど の電動機容量[kW]をそのまま使うことにした。
分母:年間仮想換気消費エネルギー量の算出
分母となる年間仮想換気消費エネルギー量は、計画された全ての機械換気設備について、
換気量は設計換気量をそのまま使い、全圧損失、送風機効率、伝達装置効率、余裕率をほ ぼ標準的な値に設定して求めた送風機軸動力容量に、年間運転時間を掛けることによって 算出する。
年間仮想換気消費エネルギー量=Σ(送風機軸動力容量×T×3.676×10-4)[kW・h]
ただし、送風機軸動力容量=Q×3.676×10-4
年間仮想換気消費エネルギー量=合計設計換気量×T×3.676×10-4[kW・h]
記号 記号が表す内容 単位 数値算出方法
Q 設計換気量 ㎥/h 計画内容より
T 年間運転時間 h 分子と同様(5,500[h])
【CEC/V計算表】
表 3.2.3.2-2 に CEC/V 計算表を示す。必要な数値を入力し、CEC/V(換気消費エネルギー 量)を算出する。
表 3.2.3.2-2 CEC/V 計算表
分母
系統名 種別 設計換気量 制御方法別
の補正値 電動機容量 年間運転時間
Q k F T
[m3/h] [ - ] [kW] [ h ]
× ×5500
× ×5500
× ×5500
× ×5500
× ×5500
× ×5500
× ×5500
× ×5500
× ×5500
× ×5500
× ×5500
× ×5500
(B) - - -
④設計換気量の合計値(B)より、年間仮想換気消費エネルギー量を算出する。
合計設計換気量 年間運転時間
Q T
[m3/h] [h/年]
全系統合計 全種別合計 (B) ×5500 = (C)
換気消費一次エネルギー量 (分子) = = (D)
仮想換気消費一次エネルギー量 (分母) = = (E)
⑦ ⑤⑥で算出した値より、CEC/Vを算出する。
項目
CEC/V = (D) / (E)
①対象となる機械換気設備系統について設計換気量及び電動機容量を表に記載する。
②電動機容量より年間換気消費エネルギー量を算出する。
③設計換気量と年間換気エネルギー量の合計を算出する。
(C) ×9760
× 3.676 × 10-4 換気量当たりの軸動力容量
α [kWh/m3] 給気
排気 換算 自由に記して良い
計
年間換気消費 一次エネルギー量 一次エネルギー換算値
= 年間換気消費
一次エネルギー量
年間仮想換気消費 一次エネルギー量 年間換気消費
エネルギー量 [kWh/年]
(A)
項目 種別
(単位なし)
系統名 種別
[MJ/kWh]
×9760
=
= 分子
[MJ/年]
=
=
=
⑤年間換気消費エネルギー量(A)に一次エネルギー換算値(別表第3)を乗じて、年間換気消費一次エネルギー量を算出する。
⑥年間仮想換気消費エネルギー量(C)に一次エネルギー換算値を乗じて、年間仮想換気消費一次エネルギー量を算出する。
=
=
=
=
=
=
年間換気消費 エネルギー量
k×F×T [kWh/年]
=
[kWh/年]
Q×α×T 年間仮想換気消費
エネルギー量 (A)
*5,500:年間運転時間(定められている値)
注:換気設備の役割を持つ空調設備等がある場合は以下の数値も含める。
換気風量(分母):冷房能力 → 換算換気風量 (地域別計算式を用いて換算)
換気設備動力(分子):①空調機の冷房能力の電力換算値と関連機器の動力の合計 ②パッケージユニットと関連機器の動力の合計