ダクトの種類と設計・施工ガイド：省エネ・防火・メンテを徹底解説

2025年12月24日 最終更新日時 : 2025年12月24日 エバープレイ編集部

はじめに

ダクトは建築・設備において空気を運ぶための基本要素であり、空調・換気・排煙・送風など多様な用途で使われます。見た目は単純でも、空気力学、気密性、断熱、防火、音環境、施工性、保守性など複数の要件を同時に満たす必要があり、設計と施工の精度が建物全体の性能に直結します。本稿ではダクトの基礎から材料・製作方法、設計上の注意点、施工・維持管理、省エネ・環境配慮までをできるだけ網羅的に解説します。

ダクトの役割と分類

ダクトの主な役割は次のとおりです。

  • 空気の輸送（給気・排気・還気・排煙）
  • 温度・湿度の管理（加熱・冷却・除湿）
  • 室間圧力の制御（陽圧・陰圧の確保）
  • 汚染物質や火災煙の経路管理

形状・用途による分類の代表例：

  • 形状：円形（スパイラル）、矩形（角型）、フレキシブル（軟性）
  • 用途：給気ダクト、還気ダクト、排気ダクト、排煙ダクト、送風ダクト
  • 特性：気密ダクト、耐火ダクト、断熱ダクト、抗菌・清掃対応ダクト

材料と製作方法

一般的な材料と特徴：

  • 亜鉛めっき鋼板（Galvanized Steel）：汎用性が高くコストバランスに優れる。腐食対策が必要。
  • ステンレス鋼（SUS）：腐食や衛生面で優れ、厨房・医療・海岸地域で採用される。
  • アルミニウム：軽量で取り扱い易いが、強度や光学的腐食に注意。
  • 断熱付加材・内張材：グラスウール、ポリエステル、発泡系など。吸音と断熱を兼ねることが多い。
  • フレキシブルダクト：布＋金属スパイラル等で狭小部の接続に便利だが圧力損失・耐久性で劣る。

製作方法は、矩形の場合は折り曲げ・溶接・接合で、円形はスパイラル巻き・差板でのリベット/溶接接合が一般的です。接合部のシール処理（ガスケット、シーラント、テープ等）は気密・気流効率に影響します。

空気力学設計の基本

ダクト設計では風量（m3/h）、風速（m/s）、圧力損失（Pa）、送風機性能の整合が不可欠です。設計の流れ：

  • ゾーニングと負荷算定に基づく必要風量の決定
  • ダクト経路の決定と断面形状の選定（風速目標の設定：用途により許容風速は異なる）
  • 局所損失（エルボ、ティー、グリル、ダンパ等）と摩擦損失の算出
  • 抵抗曲線と送風機性能曲線の照合、余裕率の設定

設計上の注意点：

  • 過度な風速は圧力損失・騒音・エネルギー消費を増加させる。
  • 急曲げや不整断面は局所損失を増やすため、曲率半径や流線整備（ターンベーン等）を採用する。
  • 送風機とダクトは系統として最適化する。局所的な圧損見落としが風量不足の原因になる。

気密性・断熱・結露対策

ダクトの気密性は熱損失・漏えい空気による風量低下に直結します。気密等級は設計基準や施工仕様で定め、接合部のシーリングやガスケットの選定が重要です。断熱は冷暖房効率と結露防止のため不可欠で、管外断熱のほか内部吸音材の導入で二重効果を得られます。

結露対策：

  • 冷たい空気を送るダクトでは外気温差を考慮した断熱厚さを確保する。
  • 気流の乱れや冷橋を減らすため、継手部や支持金具の取り付けに注意する。
  • ドレンの設置や勾配付け、露点管理が必要な場合がある。

防火・防煙、法規対応

排煙ダクトや建築物の区画に関わるダクトは、防火・防煙性能を満たす必要があります。国や地域の建築基準法、消防法による区分（耐火性能、貫通部の処理、排煙設備の要件など）に従って設計・施工を行ってください。防火ダンパーや防煙シャッターの設置、ダクト材の耐火被覆、貫通部の防火処理は重要な要素です。

支持・振動・耐震対策

ダクト支持は材料・形状・設置条件により異なります。支持間隔・吊りピッチはメーカー指針や設計標準に従うことが望ましく、過度のたわみや振動が生じないよう補強を行います。大規模施設では耐震・地震時の落下防止対策（スプリング支持、補強ブラケット、耐震固定）を講じる必要があります。

音対策（音響設計）

ダクトは騒音伝達経路になりやすいため、風速管理・吸音材、サイレンサー（消音器）、分岐部の配置などで騒音を低減します。送風機振動の伝播はダクト剛性や支持方式で影響を受けるため、振動アイソレーターの採用や接続部の柔構造化が有効です。

施工上の留意点

  • 現場での取り回しは配管・電線と干渉しないようBIMやプレファブで事前調整する。
  • 現場溶接やシーリング作業は品質を左右するため、施工管理と検査（気密試験、目視、寸法検査）を厳密に行う。
  • アクセス扉や清掃口は将来の保守を考慮して計画的に配置する。

維持管理・清掃

ダクトは汚れやカビ、粉じんの堆積が空気品質に直結します。定期的な点検・清掃は建物用途に応じて頻度を決めます（商業施設・厨房・医療施設では高頻度が必要）。清掃の際は内部材（吸音ライナー等）や継手の損傷を避ける手順を確立してください。検査では内視鏡や粉じん測定、清掃後の目視確認を行います。

エネルギー効率と気密の重要性

ダクトの漏えいは送風エネルギーの無駄遣いであり、全館換気や熱回収設備の性能を低下させます。気密を高めると以下の効果があります：

  • 送風機運転電力の低減
  • 熱回収機能の効率向上
  • 室間圧力制御の安定化
  • 快適性・空気品質の向上

気密施工と定期的な漏洩試験（ブロワー試験等）の実施を推奨します。

最新技術・BIMとプレファブ化

BIM（建物情報モデリング）を用いることで、ダクト経路の干渉チェック、プレファブ部材の設計、施工スケジュールの最適化が可能になります。プレファブ化による現場工期短縮と品質向上は近年の大きな潮流です。また、表面処理や抗菌コーティング、耐火複合材といった新素材も実務で広がっています。

ケーススタディ（要点整理）

オフィスビル例：

  • 全館換気＋熱回収機採用 → ダクト気密と断熱を重視、漏えい低減で運転コスト削減。
  • 天井裏配管での高さ制約 → スパイラルダクトやフレキシブルダクトを活用し、BIMで干渉回避。

病院例：

  • クリーンルームや隔離病室はステンレスダクト・高気密・専用の清掃手順を採用。
  • 排煙ルートは耐火区画との整合、非常用送風機との連携を確保。

まとめ

ダクトは単なる空気の箱ではなく、空調性能・省エネ・防火・空気品質・施工性・維持管理といった多面的要求を満たす重要部材です。設計段階で風量・圧力損失・気密・断熱・騒音・法規・施工方法を総合的に検討し、BIMやプレファブを活用した綿密な調整と、適切な維持管理計画を組み合わせることで、長期的に高性能で経済的なダクトシステムを実現できます。

参考文献

カテゴリー
建築・土木
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