設計の現場でBIMの活用が広がり、各設備の干渉調整も3Dモデル上で進められるようになってきました。その一方で「厨房の換気・排気まわりは思うように調整が進まない」と感じている設計者も少なくありません。
排気ダクトは断面が大きく、グリスダクト特有の制約も抱えるため、他設備との干渉や納まりの調整が設計の終盤まで持ち越されやすくなります。
本記事では、厨房換気でBIM設計が難航する理由や、排気ダクトの干渉が起きる原因を整理したうえで、排気ダクトの干渉を減らすBIM設計の進め方を解説します。
なぜ厨房換気はBIM設計で難航するのか
厨房換気がBIM設計で難航する理由の一つは、BIMオブジェクトを配置するために必要な情報がそろいにくいことです。
BIMモデルでは、形状情報に加えて能力などの仕様情報も必要になります。しかし、厨房機器は水蒸気や油煙の発生量などのデータが不足しているケースが多く、詳細なBIMデータを作成するのが難しいのが現状です。
そのため、汎用的なオブジェクトを仮配置したり、姿図などの2D図面を併用して情報を補完したりしながら設計を進めることになります。
さらに、排気ダクトは配管よりも断面が大きく、ルート変更の自由度が低い設備です。給排水管・電気配線・スプリンクラーといった他設備と干渉することも少なくありません。
ダクトの断面は、必要風量に応じてその大きさが決まります。必要換気量やフード捕集風量が確定しなければ、ダクト径やルートの決定、他設備との干渉確認が行なえず、設計が難航します。
前述のとおり、厨房の換気設計をスムーズに進めるには、まず必要換気量を確定させることが重要です。
富士工業では、必要換気量を計算できるツールを提供していますので、ぜひご活用ください。
排気ダクトの干渉はなぜ起きるか
ダクトが天井内で他設備や建物の構造と干渉すると、着工後の大幅な設計変更や追加コストにつながることがあります。その原因は、ダクトの設置基準や限られた天井空間における他設備との競合、さらに屋外排気に関する立地や近隣への配慮などさまざまです。
ここでは、排気ダクトのルート設計の自由度を奪い、他設備との干渉を引き起こす3つの原因について解説します。
グリスダクト特有の制約
油煙を扱う厨房の排気ダクトで干渉が起きやすいのは、グリスダクトの設置場所に厳格な決まりがあるためです。また、ダクト本体だけでなく、追加で余分なスペースも確保しなければなりません。
火災予防条例などによる、おもな制約は以下のとおりです。
- 可燃物から10cm以上の離隔をとるか、不燃材で50mm以上被覆する必要があるため、ダクト本体に加えてその分のスペースを要する
- 防火区画を貫通する部分には防火ダンパーを設け、その保守点検のために、近くへ一辺450mm以上の点検口を設ける必要がある
- ダクト内の油だまりによる火災を防ぐため、曲がりや立ち下がりの箇所を極力少なくすることが求められ、ルート変更の自由度が制限される
- 油漏れを防ぐための勾配確保や清掃用の点検口設置のためのスペースが必要になる
グリスダクトは本体の断面に加えて、被覆や点検のための空間を必要とします。さらに、ルートの取り方にも制約があるため、天井内で他設備と干渉しやすくなるのです。
他設備との競合と天井ふところ不足
排気ダクトの干渉は、他設備との兼ね合いや天井スペース不足によっても発生します。電気や給排水などの他設備が集中しやすい天井内に、さらにルートの自由が利きにくい排気ダクトを通さなければならないためです。
排気ダクトのルートは、次のような点で制約を受けます。
- 風量を確保するために大きな断面が必要、かつ給排水管や電気配線のように細くない排気ダクトは、高さ・幅の両方向にスペースがいる
- 11階以上の高層区画では100㎡ごとに防火区画があり、貫通させるたびに配置やルートの制約を受ける
ルートの自由度を奪う外部排気口・臭気・近隣の制約
屋外への排気口や臭気、近隣に関する制約も排気ダクトのルートの自由度を奪い、干渉の原因になります。
屋外へ排気するうえでは、次のような制約があります。
- 地下街などの地下店舗や排気制限のあるテナントでは、外壁の穴あけや屋上までの配管が難しく、屋外へのルート確保自体が困難になる
- 近隣への臭気問題などの理由で、屋外へ排気ができないことがある
- 隣地境界線など、延焼のおそれのある部分に面する外壁の開口部には、建築基準法により防火ダンパーまたは防火ダンパー付きウェザーカバーの設置が義務付けられている
排気の出口が建物の構造や立地、近隣への影響で限られると、そこへ通すダクトの経路も限られるため、干渉が起きやすくなります。
排気ダクトの干渉を減らすBIM設計と換気計画の進め方
排気ダクトの干渉は、必要換気量が固まらないと検討が進められないこと、天井内で他設備と競合しやすいことから生じます。こうした問題を防ぐには、工程に応じて適切な順序で設計を進めることが重要です。
ここでは、BIM設計と換気計画の進め方について3つ解説します。
設計初期の厨房換気量計算でフロントローディングを実践する
排気ダクトの干渉やそれにともなう手戻りを減らすには、まず設計初期に厨房換気量を計算し、フロントローディングを実践することが有効です。
建築基準法に基づく有効換気量は、フードの捕集形態による係数、燃料消費量、理論排ガス量から求められます。この有効換気量を早期に把握することで、適正なダクトサイズとルートを確保できます。
フロントローディングとは、「工程の前半に資源を投下してさまざまな検討を行ない、早期に課題を発見して対処することで、後工程の負荷を軽減し品質を高めようとする方法」のことです。早い段階からメーカーの知見を採り入れることで、設計終盤での干渉や手戻りを防げます。
なお、換気量の計算は専用ツールを用いるとスムーズです。富士工業では換気量計算ツールを提供していますので、ぜひご活用ください。
LODに応じたモデリングを行ない、ダクトルートを早期にゾーニングする
BIMでは、すべての情報を最初から作り込むのではなく、工程が進むにつれて形状や情報の詳細度（LOD）が段階的に増すようにします。
基本設計の早い段階で、主要な幹線ダクトや給排気ルートの大まかな位置（ゾーニング）を3Dモデルで確認し、建築計画との矛盾がないかを検証してください。その後、実施設計へと段階的にモデルを詳細化し、設備機器や配管ルートの取り合いを3Dで確認していくことで、他設備との干渉が防げます。
このとき、干渉判定に使う寸法を「ダクト本体のみ」か「保温や被覆を含める」かを決めておきましょう。本体寸法だけで判定すると、BIM確認時に問題がなくても、保温や被覆を含めた場合に現場で干渉が発生する可能性があります。
BIM非対応機器は姿図（2D CAD）を基準に仮配置し、寸法検証を行なう
BIMデータでの作成が困難な機器は、まず汎用的なオブジェクトなどで仮配置や仮設定を行ない、段階的に寸法や配置を確定させていきます。細かい機器の形状や寸法を検証する際は、2D加筆の手法を用いてください。
この際、3D化が難しいからといって別ソフトの2D CADを用いて個別に作図を進めると、あとから設計変更があった場合にBIM側のデータと図面情報の間にズレが生じやすくなります。
そのため、BIMソフト内で汎用オブジェクトなどを仮置きし、その上に2Dの線や姿図を直接追記して検討を進める方法が推奨されます。
なお、富士工業ではダウンロードできる製品の姿図（2D CAD）を提供していますので、必要に応じてご活用ください。
そもそもダクトを引かない「ダクトレス（循環タイプ）」という選択肢
排気ダクトの干渉そのものを避ける方法として、ダクトを引かない循環タイプ（室内循環型）を導入するという選択肢があります。
循環タイプは、調理で発生した油煙や臭気を屋外へ排出するのではなく、フード内のフィルターでろ過し、きれいにした空気を厨房室内に戻します。屋外への排気は発生しないため、ダクトがいりません。
BIMモデルへの影響としては、干渉の主因である排気ダクトが消えること、そしてモデリングや調整にかかる工数そのものが軽減することが挙げられます。ダクト工事ができないテナントや躯体に制約のある物件でも対応でき、出店場所の選択肢が広がるでしょう。
こうした物件ごとの制約をどう解決するかについては、以下のページで事例を交えて紹介しています。
循環タイプの適用条件と設計上の注意点
循環タイプの採用には適用条件があります。最も重要なのは、循環タイプが電気式の加熱調理機器（IH、電気フライヤーなど）専用であることです。ガス式では燃焼時にCO₂が発生し屋外への排気が必要となるため、循環タイプは使用できません。
適するケースと適さないケースを整理すると、次のようになります。
| 具体例 | |
| 適するケース |
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| 適さないケース （設置不可） |
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循環タイプは排気ダクトを引きにくい物件への対応に有効ですが、すべての厨房に適合するわけではないため注意が必要です。また、導入にあたっては、フィルター交換などのメンテナンス計画と、保健所や関連法令の確認が前提となります。
FUJIOHの循環タイプ製品と設計サポート
富士工業では、ダクトを引かずに導入できる循環タイプの製品を展開し、厨房の換気・排気設計に関するサポートも行なっています。
循環タイプの製品には、次のものがあります。いずれもダクトを使わず、油煙や蒸気を屋外に排出しません。
クッキングオイルコレクター
電気調理器の真上に設置。調理で生じる油とにおいを本体内蔵のディスクとフィルターで回収し、ろ過した空気を厨房に戻す
スチームコレクター
電気ゆで麺器用と電気式スチコン用があり、それぞれ機器から出る蒸気を回収して、水分を取り除いた空気を厨房に戻す
各製品の仕様や設置例は、製品一覧のページでご確認いただけます。
また、設計担当の方へ向けて、次のようなものをご用意しています。
- 製品ごとの2D姿図（CAD）
- 必要換気量を算出できるツール
- 換気設備にかかわる法令情報
- 図面をもとにした製品選定やレイアウト設計の相談対応
なお、現時点で提供しているものは姿図CADのみのため、BIMデータそのものをご希望の場合はお問い合わせください。
まとめ
BIMでの厨房換気設計は、データ不足や排気ダクトの干渉によって難航しやすいという課題があります。干渉を防ぐには、設計初期の換気量計算や段階的なゾーニング、2D姿図を用いた寸法検証が重要です。
また、電気式機器の厨房であれば、排気ダクト自体が不要な循環タイプ（ダクトレス）の導入で干渉問題を根本から解決できる場合もあります。
富士工業は必要換気量計算や姿図CADの提供に加え、循環タイプの製品提供を通じて厨房換気の設計をサポートしています。換気計画でお困りの場合は、ぜひお問い合わせください。
FUJIOH 業務用事業ソリューション推進担当 藤野 修一
飲食店・宿泊施設・食品小売など、業務厨房に関する課題解決に従事。排気・給気の設計から、循環タイプ機器の導入提案、さらに省エネや作業効率向上を目的としたレイアウト改善まで、現場に即したソリューションを提供してきた実績を持つ。メーカーや設計事務所、施工会社との協業を通じ、店舗の新規立ち上げから改修までを幅広くサポート。現在は、業務用厨房における「新しい厨房のカタチ」をテーマに、課題解決型の提案活動に取り組んでいる。
