📐 Duct Sizing 計算機

本計算器可依據指定的風量與選定的設計風速，算出所需的圓形風管直徑。HVAC（暖通空調）風管必須夠大，才能在不產生過高風速的前提下輸送足夠的風量；風速過高會帶來噪音、靜壓上升，以及風機能耗的浪費。只要輸入以每分鐘立方英尺（CFM）為單位的風量，以及以每分鐘英尺（FPM）為單位的目標風速，就能立即得到所需的截面積與對應的圓形風管直徑。請留意本計算器採用美制英制單位（CFM、FPM、英尺、英吋），常見於北美的空調工程；若您使用公制單位（如 m³/h、m/s），需先自行換算。

風量、風速與風管截面積之間，遵循連續方程式的關係 Q = A × V。將其整理後求截面積：

其中 Q 為風量（CFM），V 為設計風速（FPM），A 為截面積（平方英尺）。對圓形風管而言，截面積與直徑的關係為 A = ((π d^2) ÷ (4))，因此可解出以英尺為單位的直徑：

再將結果乘以 12，即可把英尺換算成英吋。

輸入該分支管或主幹管需要輸送的風量，以及適合該用途的設計風速。以住宅系統為例，主送風幹管的常見風速約為 700-900 FPM，而分支管則約為 500-700 FPM，以維持較低的噪音。風速越高雖然可縮小風管尺寸，卻會增加壓損與噪音。

假設某段風管需在 800 FPM 的設計風速下輸送 400 CFM 的風量。先求出截面積：

接著求圓形風管直徑：

實務上會向上取到下一個標準尺寸，通常會選用 10 英吋的圓形風管。

標準的な丸型の板金ダクトは決まった直径で製造されるため、計算で求めた直径は通常、次に利用可能なサイズへ切り上げられます。丸ダクトの断面積は幾何学的に決まり、A = \dfrac{π}{4}≤ft(\dfrac{d}{12}\right)^2（直径 d はインチ、面積は ft²）で表されます。そしてそのダクトが運ぶ風量は、この面積に設計風速を掛けたもの、CFM = A × FPM に等しくなります。下の表は、一般的なサイズと、その面積、および2つの代表的な設計風速（静音運転向けの700 FPMと、より高速な主管向けの900 FPM）での概算風量を示しています。これらのCFMの数値は面積と風速の積そのものであり、実際のシステムでの実容量は許容できる摩擦損失／圧力損失にも依存します。

計算例：700 FPMで設計された550 CFMの給気分岐には、直径 d = 12\sqrt{\tfrac{4}{π}·\tfrac{550}{700}} が必要で、これは約 12.0 インチとなります——これは12インチの行に一致するため、12インチのダクトを選びます（正確な値が2つのサイズの中間に収まる場合は、次に大きい標準サイズを選びます）。

風速の選択はトレードオフです。低い風速は静かで圧力損失も少なくなりますが、より大きなダクトが必要になります。一方、高い風速はスペースを節約できますが、騒音とファンのエネルギー消費が増えます。以下の範囲は、低速システムに関して広く公表されている米国のガイダンス——ACCA Manual D（住宅用ダクト設計）、ASHRAE Handbook—Fundamentals、および SMACNA ダクト施工基準——を反映しています。これらは絶対的な限界ではなく典型的な設計目標であり、地域の規格や音響上の要件はより厳格である場合があります。値は概算で、フィート毎分（FPM）で表しています。

経験則として、騒音を抑えるために居住空間付近の給気はこれらの範囲の低い方に近づけ、高い風速は音がそれほど重要でない機械室やシャフト内の主幹線に限定してください。上記の数値は米国の設計基準から引用されているため、設計を最終決定する前に、ご自身の地域で適用される規格やメーカーまたは音響上の制限を確認してください。