ファブリックダクト換気の設計

ニック・カウフマン著 10 年前、建築の開放天井用途における露出換気システムの美観の設計は、色、素材、分散方法の選択から始まりました。 換気システムのサスペンションやトップエンドは、美観への懸念が最も少なく、通常は最後の選択か、プロセスの単なる後付けでした。 結局のところ、アンカー、ネジ付きロッド、クランプ、ケーブル、トラック、その他の基本的なハードウェア商品で構成されるサスペンション システムは、美しいインテリア デザインの基礎とは言えませんでした。

ファブリック ダクト システムの場合、この下から上への設計アプローチは適用されなくなりました。 その代わりに、コンサルティング エンジニア、建築家、設計/建設請負業者は、特にファブリック ダクト換気のサスペンション/保持システムに革命をもたらした、上から下までの新たなイノベーションにより、設計プロセスがほぼ「逆転」したことに気づきました。 これらのシステムは、生地を美しく張り、しわのない状態に保ちます。 現在のトレンドは、ファブリックダクト換気システムを文字通り「上から下」に設計することです。これは、サスペンション/保持システムの選択が換気システム全体の美しさと性能にとって非常に重要であるためです。

新しいサスペンションシステムの理由ファブリックダクトは新しいものではありません。 実際、国際的には商業ビルで 40 年近く使用されており、現在では北米の開放建築天井換気市場で 15 ～ 20 パーセントの市場シェアを占めています。 人気が高まっている理由には、従来のスパイラル、円形、その他の金属ダクト カテゴリと比較して、取り付けが迅速で、軽量で、より合理化されているという事実が含まれます。 また、ダクトシーラー、ペイントプライマー、ペイントなど、環境に悪影響を与える可能性のあるコーティングや、一般的に占有呼吸エリアにガスを放出する揮発性有機化合物（VOC）を含むその他の地金処理も必要ありません。 さらに、通常はダクト全長に及ぶ直線状のベント設計は、3 m (10 フィート) ごとのドラフトの金属ダクト レジスタよりも穏やかで均一な速度で空気を分散させる点で優れています。

布製ダクトには多くの利点がありますが、初期のアセンブリの主な欠点の 1 つは、エア ハンドリング ユニット (AHU) のアイドル期間中の収縮による固有のたるみやしわでした。意図した流線型の美観は、代わりに円形のダクトよりもバナーのように見えます。 。 関連する懸念としては、AHU の起動中に時々パチパチという音が伴うロールアウトと動きがありました。

ファブリックダクトメーカーによるダクト内張力調整システムまたは円筒形張力調整装置 (CTD) の最近のデビューにより、この懸念は逆転されました。 CTD は、AHU の操作に関係なく、膨張したしわのない外観で素材をピンと張った状態に保持します。 生地の直径は 203 ～ 1524 mm (8 ～ 60 インチ) の範囲で使用できます。

このタイプのサスペンションの第一世代は、1.5 m (5 フィート) ごとに 360 度の内部金属フープを備えており、ダクトの真円度を維持し、たるみやしわを最小限に抑えます。 軽量のフープは、水平ケーブル サスペンションまたはトラックに結ばれた垂直ケーブルで支えられ、布製ダクトを常に開いた状態に保ちます。

その好例は、エドモントン公立学校システムのハリー・エインレー高校です。 創立 48 年のこの学校の体育館には、フープ スタイルの CTD ファブリック ダクト システムが設置されています。 直径 508 ～ 762 mm (20 ～ 30 インチ)、長さ 58 m (190 フィート) の周囲長、銀色の無孔ダクト システムは、スパイラル設置の高額な費用に対する価値設計されたソリューションでした。丸い金属ダクト。 ただし、布製ダクトには価格だけではないメリットもあります。 フープ CTD は、金属ダクトのより審美的なソリューションであり、メンテナンスが少なくて済みます。 金属ダクトとは異なり、一般的なジム環境で気まぐれなボールやその他の飛行スポーツ物体によって生地がへこむことはありません。

ハリー・エインレーの場合、ジムでバドミントンが頻繁に使用されていたため、エドモントンの機械請負業者であるパラゴン・ベンチレーションが地元メーカーの代表者からの技術支援を受けてペリメーター・スタイルのシステムを設置した。 (エドモントンの Ameresco Consulting がこのプロジェクトの HVAC 設計者でした。) 51 mm (2 インチ) 間隔 (中心間) の 31.75 mm (1 1⁄4 インチ) のオリフィスで構成される直線状の通気口が通っています。ダクト底部6時の位置の全長。 この配置により、空気が外側ではなく下に投げられるため、空気処理の実行中に軽量のバドミントン シャトルの飛行が妨げられる可能性があります。 レジスター付きの金属ダクトでは、おそらく過度の排気乱流が発生した可能性があります。

新世代の CTD第 2 世代の CTD は、張力ラチェット デバイスを使用して中央の骨格脊椎に取り付けられた 360 度の円筒形サポートを特徴としていました。 内部フープだけでなく、長さ 1.8 m (6 フィート) の張力スパインにあるアクセス可能な現場で調整可能なナットを締めると、前後のサポート フープが広がります。 これにより、膨らんだ外観を維持するだけでなく、生地を滑らかにしてシワをなくし、すっきりとした外観を実現します。

サスカチュワン州のもう 1 つのスポーツ複合施設、マーテンズビル フィールド ハウス (サスカトゥーン郊外に位置) では、現場で調整可能な CTD スタイルを使用して、洗練された外観のファブリック ダクト システムを維持しています。このダクト システムは、Associated Engineering (サスカトゥーン) によって設計され、Modern Niagara (マーテンズビル) によって設置されました。 ）。

長さ 204 m (670 フィート) の周囲システムは、金属屋根上のプレナム ドロップで始まり、直径 1016 mm (40 インチ) の左右にそれぞれ 20,388 m3/h (12,000 cfm) を分配します。 -多孔質の白い生地が流れます。 レーザーカットされ、コンピューターでモデル化されたカスタムの通気口の直径は 12、19、25 mm (1⁄2、3⁄4、1 インチ) です。 ダクト底面の4時から8時まで直線状に配列されています。 より小さいオリフィスとより大きいオリフィスは、それぞれ高い座席と低い座席に向かって空気を分散させ、観客席の高さに関係なく、観客に均等な空気を分配します。

第 3 世代の CTD は、張力バスケットと内部フープの組み合わせを採用し、ファブリック システムをサポート、合理化、張力をかける、価値設計されたソリューションです。 システムは、張力ケーブルまたはトラック サスペンション システムのいずれかで吊り下げられます。 テンションバスケットとサスペンションシステムに取り付けられたテンションロックを手動でしっかりと引っ張ると、生地が外側から伸びてロックされ、ピンと張った滑らかな外観になります。

アルミニウムの接続チューブによって間隔をあけられた 2 つの汎用の 360 度マルチスポーク リングで構成される張力は、システム全体の複数の場所に配置されており、通常は生地セクションの両端と、長い場合は中間点に配置されます。 張力がかかる部分の最大長は 12.2 m (40 フィート) です。 工場で取り付けられた内部フープは 1.5 m (5 フィート) ごとに配置されており、中間の長さの垂れ下がりを解消します。

多くのファブリック ダクト メーカーは、旧式のサスペンション システムで取り付けられたファブリックに対して最長 10 年の標準保証を提供していますが、新しいサスペンション/保持システムでは、ファブリックとメーカーに応じて最長 20 年間の保証が延長されます。 生地の品質は同じですが、素材がライフサイクル全体を通じて静的な位置に留まるため、数百回 (場合によっては数千回) の膨張/収縮動作サイクルが不要になり、生地の疲労がなくなりました。

トップダウンでデザインする方法サスペンション/保持システムではファブリック ダクトの設計が変更されたため、これらのシステムでは次の時系列の選択プロセスを使用する必要があります。

他のオプションではなく、美観のためにサスペンション システムを最初に選択する一例は、屋根材、防水材、空気/蒸気バリア製品の著名な国際的プロバイダーのケニア州ドラモンドビルの新施設です。 同社は、22,300 平方メートル (240,000 平方フィート) の新しい建物で断熱壁および屋根パネルを製造する予定です。 ファブリックの空気分配は、設置/労力の節約とその軽量性を考慮して選択され、その後、合理化された美しさのためにファブリックをラチェットでピンと張る CTD が追加されました。

地元企業エアロナジーによる設計・建設プロジェクトは、プロジェクトでは従来のセットアップよりも布製ダクトの方が有益であると判断されたため、11時間目に以前に指定されていたスパイラル金属ダクトから切り替えられたと産業換気コンサルタントのカール・ビネット社長は説明した。

「審美的には、ファブリックダクトのきれいなラインと流線形の外観は、AHUの動作中にスパイラルメタルのリブや突き出たディフューザーよりも優れていることを常に実証してきました」と彼は説明しました。 「AHU がアイドル状態のとき、ダクト内張力システムは、内部でサポートされていないファブリック ダクトのたるみやしわの代わりに、丸いファブリックが膨らんだ外観を維持するのに役立ちます。」

直径 1524 mm (60 インチ)、長さ 61 m (200 フィート) の 2 つの灰色のランは 3 日以内に設置されました。 空気分散と室内空気の快適性を高めるために、非多孔質生地ではなく多孔質生地が指定されました。 工場で設計された多孔性は通常、ファブリックダクトの織り目を通過する空気流の 15 パーセントに達し、残りの 85 パーセントは直線状の通気口を通って流れます。

ファブリック ダクトの選択は、エネルギーと環境デザインのリーダーシップ (LEED) 認定建物としての申請に対するクレジットを求める施設所有者への貢献にも貢献しました。

将来の LEED プロジェクトの場合、ファブリック ダクトに関する考慮事項は次のとおりです。

エアロエナジーのもう 1 つのプロジェクトは、ケニア州スタンステッドにある 890 万ドルのパット バーンズ アリーナです。 最先端のリンクには 500 を超える観客席があり、ケベック州初の CTD スタイルの布製ダクト システムを供給するエネルギー回収ユニットからの空気分配を提供します。 アリーナの設計チームには、コンサルティング エンジニアの Patrick Bourget 氏、Dupras Ledoux 技術者 (モントリオール)、および機械請負業者の Sylvain Duquesne Ventilation GR Inc. (ケニア州ラヴァル) も含まれていました。

テキスタイルダクトは、6 のダクト全長にまたがる 4 列の小径 16 ～ 25 mm (5⁄8 ～ 1 インチ) の直線状の通気口から、隙間風なしで調整された空気を均等に分散するように工場で設計されました。 30、7:15、8:15、9:00 の位置は工場で設計されています。 直径 813 mm (32 インチ) の繊維ダクトは、機械室の壁の起点からアリーナの反対側までの途中で、直径が 610 mm (24 インチ) に縮小されます。

CTD システムは、繊維ダクトを 24 時間年中無休で審美的に張りのある状態に保ち、観客を相対湿度 (RH) 40% と、ホッケー アリーナの標準による快適な温度設定値 14 C (58 F) に保ちます。

また、繊維製ダクトは、ホッケーの気まぐれなパックによってへこむことがなく、高価で有毒な防食コーティングを再塗布する必要がなく、商業的に洗濯して汚染物質を除去し、最適な室内空気の質を維持できるため、金属に比べてアリーナのメンテナンスコストも節約できます。 IAQ）。 もう 1 つのコスト削減はエネルギーの面であり (観客とスケート エリア全体に空気の温度が均一に分散されるため)、その結果、機械式 HVAC 機器の稼働時間が短縮されます。

結論今日のファブリック ダクト サスペンション設計はますます洗練されており、10 年前のシステムとは明らかに異なる仕様手順が必要です。 ファブリック ダクトのメーカーは、仕様者や設計/建設の請負業者が用途の美しさ、性能、予算に最適なシステムを指定するのに役立ちます。

LEED AP の Nick Kaufmann は、布製ダクト/付属品のメーカーである DuctSox Corp. の製造およびエンジニアリングのディレクターです。 HVAC/R 業界で 21 年のベテランである彼は、米国暖房・冷凍・空調技術者協会 (ASHRAE) の会員であり、気流、気流調整、室内空調に関する 4 つの HVAC 関連特許を取得しています。ファブリックダクト用のダクトテンションシステム。 カウフマンへの連絡先は、[email protected] です。