一級環境(伝熱・結露)

建築士過去問解説

一級建築士試験分野別まとめ
学科Ⅱー環境・設備
伝熱・結露

一級建築士学科試験
2022年7月24日(日)

令和04年度試験日まであと 日!

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一級建築士試験13年分
分野別まとめ

(平成20年度から令和02年度まで)

一級建築士
環境・設備
伝熱・結露

〔R02 No.2〕外壁の熱貫流率に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.外壁の熱貫流率は、外壁と屋根や床等との取合い部における熱伝導を考慮しない場合、一般に、構造体の室内側で断熱するよりも、室外側で断熱する方が小さくなる。
2.外壁を構成する各部材の熱伝導抵抗が大きいと、一般に、熱貫流率は小さくなる。
3.外壁表面の放射率が大きくなると、一般に、熱貫流率は大きくなる。
4.屋外の風速が大きくなると、一般に、熱貫流率は大きくなる。

解答 1:熱貫流率は、複数の部材によって構成される壁体において、構成部材が同じであれば、並び替えても熱貫流率は変化しない。
(関連問題:平成24年1級学科2、No.03)

〔R02 No.3〕室内の湿り空気に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、対象とする湿り空気は1気圧とし、また、室内は無風状態とする。

1.相対湿度が同一でも、乾球温度が異なれば、空気1m3中に含まれる水蒸気量は異なる。
2.乾球温度が一定の場合、相対湿度が低くなるほど露点温度は低くなる。
3.乾球温度と湿球温度が与えられれば、その空気の相対湿度及び水蒸気分圧を求めることができる。
4.相対湿度を一定に保ったまま乾球温度を上昇させるには、加熱と除湿を同時に行う必要がある。

解答 4:「相対湿度を一定に保つ」ということは、下の空気線図におけるA点B点が赤線上にあることになる。A点の乾球温度(12度)をB点の乾球温度(22度)に上昇させる場合、絶対湿度約5g/kg(DA)分を上昇(加湿)させなければならない。

〔R02 No.4〕図-1のA~Dに示すような熱性能(熱容量と断熱性能)を有する建築物について、室内空間の暖房開始前から暖房停止後までの室温変動を、図-2のイ~ニとして模式的に示している。A~Dとイ~ニとの組合わせとして、最もものは、次のうちどれか。ただし、A〜Dの室形状・暖房時間・発熱量は同一であり、AとC、BとDの断熱性能は同一であるものとする。

解答 2:熱容量が大きい場合、室温変動は緩やかになる。断熱性能が高い場合、短時間で設定温度まで到達することができ、また暖房時の室温は高くすることができる。
イ:短時間に室温が他と比べて高く上昇し、暖房停止後は短時間で元の室温に戻っていることから、熱容量(小)・断熱性能(高)と判断できる。
ロ:緩やかな室温変化と、最大室温が高いことから、熱容量(大)・断熱性能(高)
ハ:断熱性能はイと比べて明らかに低く、暖房停止後の短時間での室温低下から、熱容量(小)・断熱性能(低)と判断する。
ニ:緩やかな室温変化と室温が上昇しづらいことから、熱容量(大)・断熱性能(小)だとわかる。
よって、2が適当な選択肢となる。
(関連問題:平成14年1級学科1、平成12年1級学科1)

 

 

〔R01 No.4〕建築物の伝熱に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.外壁において、熱橋部分の室内側表面温度は、一般に、熱橋部分以外の部分の室内側表面温度に比べて、外気温度に近くなる。
2.複層ガラスの中空層が完全な真空であると仮定すると、複層ガラスの熱貫流率は、0(ゼロ)となる。
3.壁体内の密閉された中空層の熱抵抗は、中空層の厚さが100mmを超えるとほとんど変化しない。
4.外壁面の外気側における総合熱伝達率は、外壁面が外気温度に等しい黒体で覆われていると仮定し、日射や夜間放射の影響がないものとみなした値である。

解答 2:真空中でも放射によって熱は伝わる。これは宇宙空間でも同じことが言える。
(関連問題:令和元年2級学科1、No.05平成28年2級学科1、No.03平成24年2級学科1、No.05平成22年2級学科1、No.05)

〔H30 No.2〕結露に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.空気を加熱しても、絶対湿度が同じ場合、その空気の露点温度は変化しない。
2.窓ガラスの室内側にカーテンを設けることは、冬期におけるガラス面の結露の防止対策として期待できない。
3.冬期において、二重サッシの間の結露を防止するためには、室外側サッシの気密性に比べて室内側サッシの気密性を高くすることが有効である。
4.冬期において、外壁に接する押入れ内に生じる結露を防止するためには、押入れのふすまの断熱性を高くすることが有効である。

解答 4:襖の結露を防止するためには、通気性を高め、断熱性を低くする。断熱性が高くなると、押入れ内の温度が低くなり、露点温度を下げてしまうので結露しやすくなる。

〔H30 No.4〕伝熱に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.室の断熱性能を高めることにより、一般に、室温と室内表面温度との差を小さくすることができ、室内の上下の温度差も小さくすることができる。
2.日射を受ける外壁面に対する相当外気温度(SAT)は、その面における日射吸収量、風速等の影響を受ける。
3.窓ガラスの日射熱取得率(日射侵入率)は、「ガラスに入射した日射量」に対する「ガラスを透過した日射量」の割合である。
4.同種の発泡系の断熱材で空隙率が同じ場合、熱伝導率は、一般に、断熱材内部の気泡寸法が大きいものほど大きくなる。

解答 3:窓ガラスの日射熱取得率(日射侵入率)は、「ガラスに入射した日射量」に対する「ガラスを透過した日射量とガラスが吸収した後に室内側に放出された熱量との和」の割合である。
(関連問題:平成25年1級学科2、No.04平成20年1級学科1、No.03)

 

 

〔H29 No.4〕図は、冬期において、定常状態にある外壁の内部及び周囲の温度分布を示したものである。次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、図中の屋外温度t0、室内温度t1及び材料の厚さdの条件は変わらないものとする。

1.材料(A)は、材料(B)より熱伝導率が大きい。
2.材料(A)の熱伝導率を大きくすると、材料(B)の各部分の温度が下がる。
3.材料(B)の熱伝導率を大きくすると、材料(A)の各部分の温度が上がる。
4.室内表面結露の防止には、材料(A)と材料(B)を入れ替えると効果的である。

解答 4:表面結露の防止には壁の熱貫流率が高いほど有効である。ただ設問の記述のように材料ABを並べ替えても熱貫流量は変わらない。
(関連問題:平成24年1級学科2、No.03)

〔H28 No.2〕住宅における結露の防止に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.浴室から他の室への水蒸気の浸入を抑制するため、浴室に設置した排気ファンを使用した。
2.外壁の内部結露を防止するため、断熱材の室内側に防湿層を設けた。
3.木造住宅における最上階の天井部分のみに断熱材を施した屋根において、野地板面の結露を防止するため、小屋裏に換気口を設けた。
4.暖房設備から室内に発生する水蒸気の量を抑制するため、暖房設備を密閉型燃焼器具の代わりに開放型燃焼器具とした。

解答 4:「開放型燃焼器具」は灯油やガスの燃焼の際に、水蒸気を室内に排出する。対して「密閉型燃焼器具」は直接外部に排出するため、室内の水蒸気の量を抑制するのに有効である。
(関連問題:平成20年1級学科1、No.02)

〔H28 No.4〕伝熱に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.透明フロート板ガラスは、一般に、可視光線に比べて長波長域の赤外線を通しにくい。
2.単層壁の熱貫流抵抗は、同一の材料で壁の厚さを2倍にしても2倍にはならない。
3.壁体表面の対流熱伝達率は、風速が大きいほど大きくなる。
4.グラスウール熱伝導率は、一般に、かさ比重(密度)が大きいほど大きくなる。

解答 4:一般に建築材料は、かさ比重(見かけの密度)が大きくなれば熱伝導率も大きくなる。ただし、グラスウールなどの繊維系断熱材は材料内部の空気が移動し、対流を起こす。そのため、かさ比重が大きくなれば内部空気が小さくなるので熱伝導率は小さくなる。
(関連問題:平成23年1級学科2、No.04平成26年2級学科1、No.05平成24年2級学科1、No.05)

 

 

〔H27 No.3〕図のような4面の壁(1面は窓を含む。)と1面の屋根からなる建築物のモデルの暖房負荷に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、壁、屋根、窓の熱貫流率は、それぞれ0.5W/(m2・K)、0.25W/(m2・K)、3.5W/(m2・K)とし、換気回数は0.5回/h、空気の容積比熱は1,200J/(m3・K)とする。また、定常伝熱で考えるものとし、壁、屋根、窓及び換気による熱損失のみを対象とする。

1.換気による熱損失は、建築物のモデル全体の熱損失の1/5よりも大きい。
2.窓からの熱損失は、換気による熱損失の2倍よりも大きい。
3.屋根からの熱損失は、壁からの熱損失の1/4である。
4.換気による熱損失は、屋根からの熱損失よりも大きい。

解答 1:熱貫流による熱損失Qは、
Q = 熱貫流率(K)×各部の面積(A)×室内外の気温差(Δt)

で求められる。
今回の設問では「室内外の気温差(Δt)」が不明で、また比率を問う問題なので「室内外の気温差」を定数として計算することができる。それぞれの熱損失を計算すると、以下のようになる。
Q(壁) = 0.5 × 40 × Δt= 20.0Δt
Q(窓) = 3.5 × 5 × Δt= 17.5Δt
Q(屋根) = 0.25 × 20 × Δt= 5.0Δt
合計Q = Q(壁) + Q(窓) + Q(屋根) = 42.5Δt

また、換気による熱損失Q’は、
Q’ = 容積比熱(C)× 換気量(V)×室内外の気温差(Δt)

で求められる。
このとき容積比熱がJ/(m3・K)で表されているので、以下のように単位をそろえる。
C = 1,200J/(m3・K) =1,200/602 = 0.333W・h/(m3・K)
これから換気による熱損失Q’は、
Q’ = 0.333 × (50 × 0.5) × Δt = 8.33Δt

以上から設問を見ていくと、選択肢1、「換気による熱損失」は8.33Δtであり、「建築物のモデル全体の熱損失の1/5」は(42.5Δt + 8.33Δt)×1/5 = 50.83Δt×1/5 = 10.166である。よって換気による熱損失は、建築物のモデル全体の熱損失の1/5よりも小さい。

〔H26 No.4〕伝熱・結露に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.同種の発泡性の断熱材において、空隙率が同じ場合、一般に、材料内部の気泡寸法が大きいものほど、熱伝導率は小さくなる。
2.日射遮係数の値が小さいほど、日射遮性能は高くなる。
3.壁体内の中空層の表面の片側をアルミはくで覆うと、壁体の熱抵抗は大きくなる。
4.「表面温度」が「表面近傍の空気が含む水蒸気量から求められる露点温度」を下回る場合に、表面結露が発生すると判断できる。

解答 1:同種の発泡性の断熱材において、空隙率が同じ場合、一般に、材料内部の気泡寸法が小さいものほど、空気層が何層にも分かれることになるので、放射を遮断する回数が増える。そのため気泡寸法が小さいほど、熱伝導率は小さくなる。
(関連問題:平成30年1級学科2、No.04)

〔H25 No.4〕伝熱に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.室内において、自然対流熱伝達率は、熱の流れる方向と室温・表面温度の分布によって変化し、室温が表面温度より高い場合、床面より天井面のほうが大きな値となる。
2.壁体内の密閉された中空層の熱抵抗は、その厚さが10〜15mmの範囲では、厚さに比例して大きくなる。
3.窓ガラスの日射熱取得率(日射侵入率)は、「ガラスに入射した日射量」に対する「ガラスを透過した日射量とガラスが吸収した後に室内側に放出された熱量との和」の割合である。
4.床下空間を有する木造住宅の基礎断熱工法の基礎部分においては、外気に直接通じる床下換気口を設けることが望ましい。

解答 4:「基礎断熱工法」は基礎に断熱材を設置し、基礎からの熱の出入りを防ぐ工法である。床下を室内とみなし、それぞれの温度差を小さくすることで室内温度を一定にする。この工法では基礎内部に外部空気が入らないようにするので床下換気口は設けない。

 

 

〔H24 No.3〕図は、冬期において、定常状態にある外壁A、Bの内部における温度分布を示したものである。次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、図中のA、Bを構成する部材ア~エの各材料とその厚さ、室内外の温度、対流、熱放射等の条件は、それぞれ同じものとする。

1.イは、ウに比べて、熱伝導率が小さい。
2.ウの熱容量が大きい場合、Bは、Aに比べて、冷暖房を開始してから設定温度に達するまでに時間を要する。
3.AとBの熱貫流率は、等しい。
4.冬期における内部結露を防ぐための防湿層を設ける場合、A、Bともに、イより室内側に設ける必要がある。

解答 2:熱容量が大きい場合、その部材は暖まりにくく、冷めにくい。この場合、温度の変化が小さいので、空調設備の設定温度に達するまで時間がかかる。AとBを比べると、熱容量の大きいウは、Aが室内側にあるので、Aは、Bに比べて、冷暖房を開始してから設定温度に達するまでに時間を要する。 
(関連問題:平成20年2級学科1、No.02)

〔H23 No.4〕伝熱に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.壁体表面の対流熱伝達率は、風速が大きいほど大きくなる傾向にある。
2.単一の材料からなる壁を単位時間に貫流する熱量は、定常状態において、壁体の表面積が2倍になると2倍になり、壁の厚さが2倍になると1/2になる。
3.グラスウールは、一般に、かさ比重が大きくなるほど熱伝導率は小さくなる。
4.曇天時においては、雲量が多いほど、また雲高が低いほど、夜間放射量は少なくなる。

解答 2:「単一の材料からなる壁を単位時間に貫流する熱量(Q)」は、内外温度差(t1-t0)と壁体の表面積(A)に比例し、熱貫流抵抗(R)に反比例する。また熱貫流抵抗(R)は以下の式で求められるので、材料の厚さdは比例しない。以上より、壁体の表面積(A)が2倍になると熱貫流量(Q)も2倍になるが、壁の厚さ(d)とは反比例関係にない。

〔H22 No.4〕伝熱・結露に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.結露や雨水の浸入によって断熱材内部の含水率が増加すると、水の熱伝導の影響により断熱性能の低下につながる。
2.断熱性能を高めることは、室温と室内表面温度の差を小さくすることにつながり、室内の上下の温度差も小さくすることができる。
3.表面結露の発生の有無は、「表面近傍空気の絶対湿度から求まる露点温度」と「表面温度」との大小によって判定することができる。
4.日射遮へい係数は、3mm厚の普通透明ガラスの日射遮へい性能を基準として表した係数であり、その値が大きいほど日射熱取得が小さくなる。

解答 4:日射遮蔽係数(SC値)は、厚さ3㎜の透明ガラスの日射熱取得率を基準(1.0)とし、各種ガラス等の任意の遮蔽物の日射熱取得率の割合を表したもので、 値が大きいほど遮蔽効果は小さくなる。

ガラス品種 日射熱取得率(η値) 日射遮蔽係数(SC値)
単板ガラス 0.81~0.88 0.92~1.00
複層ガラス 0.71~0.79 0.80~0.90
Low-E 複層ガラス 0.39~0.74 0.44~0.84
真空ガラス スペーシア 0.50~0.68 0.57~0.77

関連問題:平成20年2級学科1、No.07平成23年度2級学科1、No.06平成24年度2級学科1、No.07平成25年度2級学科1、No.07平成27年度2級学科1、No.07平成29年度2級学科1、No.07令和元年2級学科1、No.07

 

 

〔H21 No.4〕伝熱・結露に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.コンクリート外壁の屋内側において、防湿措置を講じない繊維系断熱材を用いる場合は、断熱及び防湿措置を施さない場合と比べて、コンクリート部分の屋内側表面における冬期の結露を促進するがある。
2.日射を受ける外壁面に対する相当外気温度(SAT)は、その面における日射吸収量のほか、風速の影響等を受ける。
3.熱橋部分の室内側表面温度は、一般に、断熱部分の室内側表面温度に比べて、外気温度に近くなる。
4.木造住宅において、屋根を断熱する場合、断熱材の外気側に通気層を設けると結露が促進され、耐久性が低下する。

解答 4:これは通気工法と呼ばれ、断熱材の外気側と外装材・屋根材との間に通気層を設け、壁・屋根の内部にある湿気を外に逃がすことによって、内部結露を防止する。(JASS 24)
 (関連問題:平成23年2級学科4、No.19)

〔H20 No.3〕伝熱に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.冬期における窓ガラス面での結露防止対策として、窓ガラスの屋内側にカーテンを設けることは、効果的ではない。
2.窓ガラスの日射熱取得率(日射侵入率)は、ガラスに入射した日射量に対する、ガラスを透過した日射量の割合で表される。
3.材料の表面に金属性の成分を含まない一般的な塗装を施した場合、塗装の色にかかわらず、赤外線に対する表面の反射率は、一般に、表面の吸収率に比べて小さくなる。
4.暖房停止後の室温降下について、壁体等の熱容量が同じであっても、建築物の断熱性の良否によって、単位時間当たりの室温変化が異なる。
5.冬期の暖房室において、室内の空気温度が同じであっても、断熱が不十分な場合には、断熱が十分な場合に比べて人体表面からの熱損失が増加する。

解答 2:窓ガラスの日射熱取得率(日射侵入率)は、「ガラスに入射した日射量」に対する「ガラスを透過した日射量とガラスが吸収した後に室内側に放出された熱量との和」の割合である。
(関連問題:平成30年1級学科2、No.04平成25年1級学科2、No.04)

 

 

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投稿日:2020年4月20日 更新日:

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