一級環境(換気)

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
換気

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
換気

〔H30 No.3〕換気に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.全般換気は、室全体の空気を入れ替えることにより、室内で発生する汚染物質の希釈、拡散及び排出を行う換気方式のことである。
2.第一種機械換気方式は、給気機及び排気機を用いるため、正圧に保つ必要のある室にも採用することが可能である。
3.風圧力によって室内を換気する場合、その換気量は、外部風向と開口条件が一定であれば、外部風速の平方根に比例する。
4.温度差による換気において、外気温度が室内温度よりも高い場合、外気は中性帯よりも上側の開口から流入する。

解答 3:風圧力によって室内を換気する場合の換気量は、
流量係数×開口面積×外部風速×√(風圧係数の差)
で求められる。なので、換気量は外部風速に比例する。
(関連問題:平成27年1級学科2、No.04平成21年1級学科2、No.03)

〔H29 No.3〕換気に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.容積の異なる二つの室において、それぞれの室内の二酸化炭素発生量及び換気回数が同じ場合、定常状態での室内の二酸化炭素濃度は、一般に、容積が大きい室より小さい室のほうが高くなる。
2.汚染物質が発生している室の必要換気量は、定常状態を想定した場合、室の容積によらず、その室の汚染物質の発生量、許容濃度及び外気中の汚染物質の濃度により求めることができる。
3.外気に面して上下に同じ大きさの二つの開口部がある室において、無風の条件で温度差換気を行う場合、換気量は、「内外温度差」及び開口高さの差」に比例する。
4.手術室やクリーンルーム等のように、汚染空気が周囲から流入してはならない室においては、第二種機械換気又は室内の気圧を周囲よりも高くした第一種機械換気方式とする。

解答 3:「温度差換気」は、流量係数αと開口面積Aに比例し、上下開口部の中心間の垂直距離hの平方根に比例、室内外の温度差(ti-to)の平方根に比例する。
(関連問題:平成24年1級学科2、No.04)

〔H27 No.4〕換気に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.開口部に風圧力が作用したときの換気量は、外部風向と開口条件が一定の場合、外部風速に比例する。
2.住宅の全般換気を、トイレ、浴室、台所等の水まわり部分から排気する第三種換気方式で行う場合、居室に設ける自然給気口は、床面からの高さを1.6m以上とすることが望ましい。
3.大きさの異なる上下の二つの開口部を用いて、無風の条件で温度差換気を行う場合、中性帯の位置(高さ)は、有効開口面積の小さいほうの開口部に近づく。
4.二酸化炭素を0.015m3/h発生する成人1人当たりの必要換気量は、外気の二酸化炭素濃度が0.03%で室内の許容濃度が0.1%の場合、約21m3/hとなる。

解答 3:室内外の気圧差が等しくなる位置を「中性帯」という。開口部の大きさが等しければその両者のほぼ中心に位置する。設問のように大きさの異なる上下の二つの開口部の場合、中性帯の位置は大きい開口部へ近くなる。これは大きい開口部の方が、内外の圧力差が小さくなることによる。

 

 

〔H25 No.3〕換気に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.定常状態において、外部から室内へ流入する空気の質量は、室内から外部へ流出する空気の質量と等しい。
2.建具まわりの隙間から流入・流出する漏気量は、隙間前後の圧力差の1/n乗に比例し、nは1〜2の値をとる。
3.ある建築物の容積の異なる二つの室において、室内の二酸化炭素発生量(m3/h)及び換気回数(回/h)が同じ場合、定常状態での室内の二酸化炭素濃度(%)は、容積が小さい室より大きい室のほうが高くなる。
4.ナイトバージは、外気温度が建築物内の温度以下となる夜間を中心に、外気を室内に導入することで躯体等に蓄冷する方法であり、冷房開始時の負荷を低減し、省エネルギー化を図ることができる。

解答 3:「定常状態」とは、汚染室発生量と換気量が平衡状態に達して時間的に変化しない状態のことである。このとき換気回数が一定の場合、室容積が大きいほど「定常状態での室内の二酸化炭素濃度」は小さくなる。
(関連問題:平成29年1級学科2、No.03)

〔H24 No.4〕換気に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.住宅の常時機械換気設備として、浴室等の水まわりの排気ファンを用いる場合、給気口が設けられた各居室の必要換気量を安定的に確保するためには、住宅全体の気密性を高くするほうが効果がある。
2.外気に面して上下に大きさの同じ二つの開口部がある室において、無風の条件で温度差換気を行う場合、換気量は内外温度差の二乗に比例する。
3.空気齢は、室内のある地点における空気の新鮮度を示すものであり、その値が小さいほど、その地点の空気の新鮮度は高い。
4.喫煙によって発生する浮遊粉じんに基づく必要換気量は、一般に、喫煙によって発生する一酸化炭素に基づく必要換気量に比べて大きい。

解答 2:「温度差換気」は、流量係数αと開口面積Aに比例し、上下開口部の中心間の垂直距離hの平方根に比例、室内外の温度差(ti-to)の平方根に比例する。
(関連問題:平成29年1級学科2、No.03)

〔H22 No.3〕換気に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.上下に大きさの異なる二つの開口部がある室において、無風の条件で温度差換気を行う場合、大きな開口部における内外圧力差は、小さな開口部に比べて小さい。
2.デイスプレイスメント・ベンチレーション(置換換気)は、室内の設定温度よりもやや低温の空気を室下部から供給し、室内の発熱を利用して空気を暖めて上昇させて、室上部から排出する換気手法である。
3.建築物の気密化を図ることは、一般に、必要換気量を安定的に確保し、換気経路を明確にすることができる。
4.空気齢は、時間の単位をもつ換気効率に関する指標であり、その値が小さいほど発生した汚染物質を速やかに排出できることを意味する。

解答 4:「空気齢」は換気効率を示す指標であり、吹出口から供給された清浄空気が室内のある点に到達するまでの平均時間である。この空気齢が小さいほど、清浄空気が早く到着することを意味している。
 また設問の記述は「空気余命」に関する記述であり、室内のある点から排気口に至る平均時間をいう。この値が小さいほど発生した汚染物質を速やかに室外に排出できることを示している。
(関連問題:令和元年1級学科2、No.01平成24年1級学科2、No.04)

 



 

〔H21 No.3〕換気に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.温度差による換気において、外気温度が室内温度よりも高いとき、中性帯よりも上側の開口から外気が侵入する。
2.全般換気は、室全体の空気を入れ替えることにより、室内で発生する汚染質の希釈、拡散、排出を行う換気方式のことである。
3.風圧力によって換気される場合、その換気量は、外部風向と開口条件が一定ならば、外部風速の平方根に比例する。
4.第一種換気方式によって居室ごとに個別に換気を行う場合、居室と廊下等とを隔てる扉には、換気経路の確保を目的としたアンダーカットやを設けなくてもよい。

解答 3:風圧力によって室内を換気する場合の換気量は、

流量係数×開口面積×外部風速×√(風圧係数の差)


で求められる。なので、換気量は外部風速に比例する。
(関連問題:平成30年1級学科2、No.03平成27年1級学科2、No.04)

〔H20 No.2〕換気に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.第一種機械換気方式方式は、給気機及び排気機を用いるため、室内圧を周囲より高く保つ必要のある室にも採用することが可能である。
2.容積の異なる二つの室において、壁面等における水蒸気の吸放湿がなく、外気の絶対湿度[kg/kg(DA)]、室内の水蒸気発生量[kg/h] 及び換気回数[回/h]がそれぞれ同じ場合、定常状態における室内の絶対湿度[kg/kg(DA)]は、容積が大きい室より小さい室のほうが高くなる。
3.住宅の常時機械換気設備として、浴室等の水まわりの排気ファンを用いる場合、給気口が設けられた各居室必要換気量を安定的に確保するためには、建築物全体の気密性を低くするほうが効果がある。
4.密閉型燃焼器具においては、室内空気を燃焼用として用いない。
5.一般的な窓の開口の流量係数は、ベルマウス形状の開口の流量係数に比べて小さい値である。

解答 3:一般的に、換気計画において、建築物全体の気密性を高くするほうが効果的である。 
(関連問題:平成23年2級学科1、No.07)

〔R01 No.2〕容積が100m3の室において、室内の水蒸気発生量が0.6 kg/h、換気回数が1.0回/hのとき、十分に時間が経過した後の室内空気の重量絶対湿度として、最もものは、次のうちどれか。ただし、室内の水蒸気は室全体に一様に拡散するものとし、外気の重量絶対湿度を0.010 kg/kg(DA)、空気の密度を1.2 kg/m3とする。なお、乾燥空気1 kgを1 kg(DA)と表す。

1.0.005 kg/kg(DA)
2.0.010 kg/kg(DA)
3.0.015 kg/kg(DA)
4.0.020 kg/kg(DA)

解答 3:「重量絶対湿度」は、ある空気が含む乾き空気の質量と、水蒸気の質量の比を示したもの。以下の式で求められる。

(P-P0)×Q=K
P:室内の重量絶対湿度 kg/kg(DA)
P0:外気の重量絶対湿度 kg/kg(DA)
Q:換気量 kg/h
K:室内の水蒸気発生量 kg/h

このうちQ(換気量)=体積×空気密度=100×1.2=120 kg/h
となるので、式に当てはめるとP(室内の重量絶対湿度)が求められる。

(P – 0.010) × 120 = 0.6
P=0.6/120 + 0.010
 =0.015 kg/kgDA

(関連問題:平成21年1級学科2、No.02)

 

 

〔H21 No.2〕容積が100m3の室において、室内の水蒸気発生量が0.6kg/h、換気回数が1.0回/hのとき、十分に時間が経過した後の室内空気の重量絶対湿度として、最もものは、次のうちどれか。ただし、室内の水蒸気は室全体に一様に拡散するものとし、外気の重量絶対湿度を0.010kg/kg(DA)、空気の密度を1.2kg/m3とする。また、乾燥空気1kgを1kg(DA)と表す。

1.0.005 kg/kg(DA)
2.0.010 kg/kg(DA)
3.0.015 kg/kg(DA)
4.0.030 kg/kg(DA)

解答 3:「重量絶対湿度」は、ある空気が含む乾き空気の質量と、水蒸気の質量の比を示したもの。以下の式で求められる。

(P-P0)×Q=K
P:室内の重量絶対湿度 kg/kg(DA)
P0:外気の重量絶対湿度 kg/kg(DA)
Q:換気量 kg/h
K:室内の水蒸気発生量 kg/h

このうちQ(換気量)=体積×空気密度=100×1.2=120 kg/h
となるので、式に当てはめるとP(室内の重量絶対湿度)が求められる。

(P – 0.010) × 120 = 0.6
P=0.6/120 + 0.010
 =0.015 kg/kgDA

(関連問題:令和元年1級学科2、No.02)

〔R01 No.3〕外気温度5 ℃、無風の条件の下で、図のような上下に開口部を有する断面の建築物A・B・Cがある。室内温度がいずれも18 ℃に保たれ、上下各々の開口面積がそれぞれ0.4m2、0.6m2、0.7m2、開口部の中心間の距離がそれぞれ4m、2 m、1 mであるとき、建築物A・B・Cの換気量QA・QB・QCの大小関係として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、いずれの開口部も流量係数は一定とし、中性帯は開口部の中心間の中央に位置するものとする。なお、 2≒√1 . 4として計算するものとする。

1.QA>QB>QC
2.QB>QA>QC
3.QB>QC>QA
4.QC>QB>QA

解答 2:風圧力によって室内を換気する場合の換気量は、以下の式で求められる。
流量係数αと気温tiとtoは一定なので、2gなどの定数を除き、A√hの大小でそれぞれの換気量の大きさを判断する。

このとき開口部面積Aは、流入口と流出口が同じ場合、開口面積Sに比例する。

よってS√hで比較すると、
QA=0.4×√4=0.8
QB=0.6×√2=0.84
Qc=0.7×√1=0.7

よって、QB>QA>QC となる。

(関連問題:平成26年1級学科2、No.03)

〔H26 No.3〕外気温7°C、無風の条件の下で、図のような上下に開口部を有する断面の建築物A、B、Cがある。室温がいずれも20°Cに保たれ、上下各々の開口面積がそれぞれ0.3m2、0.4m2、0.7m2、開口部の中心間の距離がそれぞれ4m、2m、1mであるとき、建築物A、B、Cの換気量QA、QB、QCの大小関係として、正しいものは、次のうちどれか。ただし、いずれの開口部も流量係数は一定とし、中性帯は開口部の中心間の中央に位置するものとする。なお、√2≒1.4として計算するものとする。

1.QA> QB> QC 
2.QA> QC> QB
3.QC> QA> QB
4.QC> QB> QA

解答 3:風圧力によって室内を換気する場合の換気量は、以下の式で求められる。
流量係数αと気温tiとtoは一定なので、2gなどの定数を除き、A√hの大小でそれぞれの換気量の大きさを判断する。

このとき開口部面積Aは、流入口と流出口が同じ場合、開口面積Sに比例する。

よってS√hで比較すると、
QA=0.3×√4=0.6
QB=0.4×√2=0.56
QC=0.7×√1=0.7

よって、QC>QA>QB となる。

(関連問題:令和元年1級学科2、No.03)

〔H23 No.3〕図は、ある風向における建築物の平面の風圧係数分布を示したものである。この建築物に開口部を設ける場合、最も通風量の多いものは、次のうちどれか。ただし、開口部は同じ高さに設けるものとし、流量係数は同じ値とする。

解答 4:風力によって室内を換気する場合の換気量は、以下の式で求められる。設問より流量係数α、風速V、開口部Aは一定なので、風圧係数の差(Cf-Cb)で判断する。

よって(Cf-Cb)で比較すると、
Q1 = +0.6 – (-0.2) = +0.8
Q2 = +0.6 – (-0.25) = +0.85
Q3 = +0.6 – (-0.2) = +0.8
Q4 = +0.6 – (-0.3) = +0.9

よって、Q4>Q2>Q1 = Q3 となる。

 

 

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投稿日:2020年4月20日 更新日:

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