一級環境(空気調和設備)

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
空気調和設備

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
空気調和設備

〔R02 No.11〕COP(成績係数)等、空気調和設備に使用される熱源のエネルギー効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.井水を熱源水とする水熱源ヒートポンプは、一般に、熱源水の温度が冷房時には外気温度よりも低く、暖房時には、外気温よりも高いので、空気熱源ヒートポンプに比べてCOPが高い。
2.省エネルギー性能が高い冷凍機の選定に当たっては、定格条件のCOPとともに、年間で発生頻度が高い部分負荷運転時のCOPも考慮する。
3.水蓄熱槽の採用は、一般に、熱源を全負荷運転することによる高効率運転に加えて、冷水ポンプや冷却水に係る熱源補機も含めた熱源システムのエネルギー効率を高めることができる。
4.遠心冷凍機の冷水出口温度を高く設定すると、COPは低くなる。

解答 4:COP(成績係数: Coefficient Of Performance)は、冷房機器のエネルギー消費効率の目安として使われる係数であり、COPの数値は大きいほど性能が良い。「遠心冷凍機(ターボ冷凍機)」は空調機との間で循環する冷水から潜熱を奪い、再び空調機へ冷水を送り出す。この冷水の温度が低いと奪う熱が少なくなるため冷凍効率が悪くなる。
(関連問題:平成30年1級学科2、No.12平成26年1級学科2、No.11平成22年1級学科2、No.12)

〔R02 No.12〕空気調和・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.ナイトパージは、夜間に外気導入を行い、翌日の空調立上げ負荷を減らす省エネルギー手法で、一般に、昼間の外気冷房よりも低い外気温度まで利用できる。
2.冷却塔フリークーリングは、冷却塔ファンを動かすことなく、冷凍機の冷却水を冷やす省エネルギー手法である。
3.デシカント空調は、コージェネレーションシステムに組み合わせることで排熱が利用可能となり、コージェネレーションシステムの総合効率の向上に寄与することができる。
4.放射暖房方式は、放射パネルが高い放射率を持つ必要があり、反射率の高い受照面には十分な効果を及ぼすことができない。

解答 2:冬期において気温が低い場合、圧縮機を運転しないで冷却塔の冷却水を使用する方式を「冷却塔フリークーリング」という。省エネルギーが期待される。
(関連問題:平成28年1級学科2、No.12平成26年1級学科2、No.13平成23年1級学科2、No.12平成27年2級学科1、No.20)

〔R02 No.13〕換気設備等に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.営業用厨房の換気計画において、一般に、排気量は給気量に比べてやや大きくする。
2.ディスプレイスメント・ベンチレーション(置換換気)は、工場等において、汚染物質が周囲空気より高温又は軽量な場合に有効である。
3.屋内駐車場の換気方式においては、一般に、周辺諸室への排気ガスの流出を防ぐために、第二種機械換気方式を採用する。
4.空調機の外気取入れに全熱交換機を使用することにより、一般に、熱源装置の容量を小さくすることができる。

解答 3:第二種機械換気方式は、機械で給気し、自然換気で排気する。室内を「正圧」にするのが特徴で、汚染空気の流入を防ぎ、清潔を保ちたい手術室やクリーンルーム、研究室など。また常に空気の供給が必要なボイラー室などに用いられる。設問のように「周辺諸室への排気ガスの流出を防ぐため」であれば、室内を「負圧」にする必要があるので、第一種換気方式もしくは第三種換気方式を採用する。

 

 

〔R01 No.11〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.ペリメーターレス化は、ペリメーターゾーンにおける熱負荷を、建築的手法と設備的手法とを組み合わせて可能な限り減少させ、ペリメーターゾーンをインテリアゾーンに近い温熱環境とすることである。
2.熱負荷に応じて送風量を調整する変風量(VAV)方式は、VAVユニットを部屋ごと又はゾーンごとに配置することから、個別の温度制御が可能である。
3.外気冷房は、外気のエンタルピーが室内空気のエンタルピーよりも高い場合に、それらのエネルギーの差を冷房に利用するものである。
4.ダブルスキンは、外壁の一部又は全てをガラスの二重構造とし、その中間の空気の換気等による熱負荷低減、及び室内の窓際の環境改善を図ったものである。

解答 3:「エンタルピー」とは、熱エネルギー(全熱量)の状態量の指標である。温度が高いとエンタルピーは大きくなる。「外気冷房」は、室外の空気温度(エンタルピー)が、室内の空気温度(エンタルピー)よりも低い時に外気を導入し、冷房と換気を行う。
(関連問題:平成28年1級学科2、No.12平成22年1級学科2、No.19平成21年1級学科2、No.13平成22年2級学科1、No.25)

〔R01 No.12〕空気調和・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.シックハウス対策のための居室の換気を機械換気方式で行う場合、必要有効換気量を求める際の換気回数は、当該居室の天井の高さによっては、その天井の高さの区分に応じて低減することができる。
2.半導体や液晶を製造する工場のクリーンルームにおいては、一般に、清浄度を保つために周囲の空間に対して正圧となるように制御を行い、じんあいの流入を防止する。
3.空調機のウォーミングアップ制御は、一般に、外気ダンパーを全閉にするとともに還気ダンパーを全開にする制御等を行い、空調の立ち上がり時間を短縮する方法である。
4.中央熱源空調方式は、在館者それぞれの要望に対応することができないことから、パーソナル空調方式としては採用されない。

解答 4:「パーソナル空調方式」は、タスク域とアンビエント域を分け、個人の空間であるタスク域の空調を調節しやすくする方式である。これを採用する方式として「中央熱源方式」には3種類(床吹き出し、机吹き出し、天井吹き出し)ある。
(関連問題:平成23年1級学科2、No.11)

〔R01 No.13〕空気調和・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.長方形ダクトの断面のアスペクト比を、6:1 とした。
2.セントラルダクト方式を採用した高層建築物において、低圧ダクトではダクトスペースが建築面積に対して大きな割合となることから、高圧ダクトとした。
3.天井から下向きに軸流吹出し口を設置する事務室の計画に当たり、居住域の上面における風速が0.5ⅿ/s以下となるようにした。
4.水蓄熱槽の性能を十分に発揮させるために、槽内の高温水と低温水とを可能な限り分離させた。

解答 1:「アスペクト比」とは、ダクト断面の長辺の長さを短辺の長さで割った値のことである。この断面が正方形に近いほど、アスペクト比は1に近くなり、摩擦抵抗による圧力損失が小さくなる。一般に、このアスペクト比は4以下にすることが望ましい。
(関連問題:平成25年2級学科1、No.19)

 



 

〔H30 No.11〕換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.営業用厨房は、一般に、厨房内へ客席の臭気等が流入しないように、厨房側を客席側よりも正圧に保つ。
2.ボイラー室の給気量は、「燃焼に必要な空気量」に「室内発熱を除去するための換気量」を加えた量とする。
3.外気取入れ経路に全熱交換器が設置されている場合、中間期等の外気冷房が効果的な状況においては、一般に、バイパスを設けて熱交換を行わないほうが省エネルギー上有効である。
4.置換換気は、空間上部の高温(汚染)領域と空間下部の低温(新鮮)領域との空気密度差によって生じる、空気の浮力を利用した換気方式である。

解答 1:厨房は、厨房内の空気が客室へ流入しないように、厨房内を機械排気で負圧にし、客室を自然吸気もしくは機械吸気とする。
(関連問題:平成26年1級学科2、No.12平成23年1級学科2、No.13)

〔H30 No.12〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.吸収冷凍機は、一般に、運転中も機内が真空に近い状態であり、圧力による破裂等のがない。
2.空調熱源用の冷却塔の設計出口水温は、冷凍機の冷却水入口水温の許容範囲内の高い温度で運転したほうが、省エネルギー上有効である。
3.冷却塔内の冷却水の温度は、外気の湿球温度よりも低くすることはできない。
4.パッケージユニット方式の空調機のAPF(Annual Performance Factor)は、「想定した年間の空調負荷」と「年間の消費電力量」により求められる。

解答 2:冷凍機の冷却水入口水温の許容範囲内において、冷却塔の「設計出口水温」は低温のほうが効率的であり、省エネルギーである。
(関連問題:平成26年1級学科2、No.11平成22年1級学科2、No.12)

〔H30 No.13〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.デシカント空調方式は、除湿剤等を用いることにより潜熱を効率よく除去することが可能であり、潜熱と顕熱とを分離処理する空調システムに利用することができる。
2.床吹出し空調方式は、事務所等で利用され、冷房・暖房のいずれにおいても、居住域での垂直温度差が生じにくい。
3.蓄熱槽を利用した空調方式では、建築物の冷房負荷が小さくなる中間期の冷房においても、冷房負荷の大きい夏期と同様に、冷凍機の成績係数(COP)を高く維持することが可能である。
4.放射暖房方式は、一般に、室の床、壁、天井や放射パネルを加熱して、その放射熱を利用するものである。

解答 2:「床吹出し空調方式」は、床下吹き出し口から頭の高さまでの温度差は約1度ほどある。特に冷房時にはこの温度差が大きくなるので、給気温度は他の冷房方式よりも高く設定する
(関連問題:平成29年2級学科1、No.21平成27年2級学科1、No.21平成24年2級学科1、No.20)

 

 

〔H29 No.11〕空気調和・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.換気ダクトにおいて、ダクトの曲がり部分や断面変化部分に生じる局部圧力損失は、風速の二乗に比例する。
2.軸流送風機は、一般に、遠心送風機に比べて、静圧の高い用途に用いられる。
3.並列に接続した2台の同一性能をもつ送風機から単一ダクトに送風する場合、2台を同時に運転するときの風量は、そのうち1台のみを運転するときの風量の2倍よりも小さくなる。
4.同じ風量用の外気取入れガラリと排気ガラリを比べると、排気ガラリのほうが、一般に、通過風速を高くできることから必要な正面面積は小さくなる。

解答 2:「軸流送風機」とは、プロペラ送風機とも呼ばれる送風機のことで、風方向は電動機の軸にそって流れ、旋回しながら直線的に流れる。また「遠心送風機」は「軸流送風機」に比べて静圧の高い用途に用いられ、レンジフードなどでよく用いられる。
(関連問題:平成23年1級学科2、No.12)

〔H29 No.12〕空気調和設備の熱負荷計算に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.熱負荷計算法には、一般に、定常計算法、非定常計算法等があり、計算の目的により使い分けられている。
2.設計用外界条件に用いられるTAC温度は、気象データを統計処理して得られた値であり、所定の超過確率を設定して、稀にみられる猛暑等の要因を取り除いたものである。
3.室内発熱負荷には、顕熱と潜熱があり、人体に起因する潜熱は、同一作業の場合、室温が高いほど小さくなる。
4.最大負荷計算において、照明、人体、器具等による室内発熱負荷については、冷房時は計算に含めるが、暖房時は計算に含めないことが多い。

解答 3:「潜熱」は、物質が相変化の際に発生する見えない熱のことであるが、人に起因する潜熱には発汗などがある。室温が高くなると汗が出るので潜熱は上昇する。また人の総発熱量は潜熱と顕熱の合計であり、総発熱量はほぼ変化がない(平均体温(平熱)が一定である)。
(関連問題:平成26年1級学科2、No.02)

〔H29 No.13〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.蓄熱方式は、熱源装置の負荷のピークを平準化しその容量を小さくすることができる。
2.河川水や井戸水を熱源とする水熱源ヒートポンプは、一般に、熱源水の温度が冷房時には外気温度よりも低く、暖房時には外気温度よりも高いことから、空気熱源ヒートポンプより成績係数(COP)が高い。
3.省エネルギー性能が高い冷凍機の選定に当たっては、定格条件の成績係数(COP)とともに、年間で発生頻度が高い部分負荷時の成績係数(COP)も考慮する必要がある。
4.冷却水を直接大気に開放しない密閉式冷却塔は、同じ冷却能力の開放式冷却塔に比べて、送風機動力が小さくなる。

解答 4:「開放式冷却塔」は冷却水を直接大気に触れさせることにより冷却するため、大気の影響を受ける。対して「密閉式冷却塔」は冷却水が大気に直接触れないので水質劣化の恐れが「開放式」よりも小さい。ただし間接的な冷却なので送風機動力が大きくなり、コストも大きい。
(関連問題:平成24年1級学科2、No.11)

 

 

〔H28 No.11〕冷凍機に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.吸収冷凍機は、一般に、同一容量の遠心冷凍機に比べて、振動及び騒音が小さい。
2.吸収冷凍機は、一般に、同一容量の遠心冷凍機に比べて、冷却水量が少ない。
3.吸収冷凍機は、一般に、同一容量の遠心冷凍機に比べて、機内(冷媒循環系)の圧力が低い。
4.吸収冷凍機は、一般に、同一容量の遠心冷凍機に比べて、消費電力が少ない。

解答 2:「吸収冷凍機」は、吸収力の高い液体に冷媒を吸収させ、発生する低圧によって、別の位置の冷媒を気化させて低温を得る冷凍機のこと。直だき式、蒸気式、廃熱利用式などの種類があり、フロンを使わず臭化リチウムを吸収液に用いる。
騒音・振動が小さいが、冷媒分離のための熱を多く必要とするので、冷却水量が多くなり、遠心冷凍機に比べて冷却塔が大きくなる。
(関連問題:平成26年1級学科2、No.11平成25年1級学科2、No.11平成24年1級学科2、No.11)

〔H28 No.12〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.外気冷房の省エネルギー効果は、内部発熱密度が高い建築物ほど期待できる。
2.単一ダクト方式において、外気冷房を用いた場合、冬期における導入外気の加湿を行うためのエネルギーを削減することができる。
3.データセンターの空気調和設備の特徴は、「年間連続運転」、「年間冷房」、「顕熱負荷が主体」等であり、計画地の気象条件等によっては、外気冷房や冷却塔フリークーリングが効果的な省エネルギー手法として考えられる。
4.データセンターのエネルギー効率を定量的に評価する指標PUE(Power Usage Effectiveness)は、「データセンター全体のエネルギー消費量」を「CT機器のエネ ルギー消費量」で除した値である。

解答 2:外気導入方式により冷房を行う場合、一般的に冬期の外気は室内空気より乾燥しているので、加湿する必要がある。よって冬季には加湿エネルギーは大きくなる。

〔H27 No.11〕空気調和設備・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.半導体や液晶を製造する工場のクリーンルームにおいては、清浄度を保つために周囲の室に対して10Pa程度の正圧となるように換気し、じんあいの流入を防止する。
2.直だき吸収冷凍機室の給気量は、室内発熱を除去するための換気量と燃焼に必要な空気量とを合わせた量とする。
3.換気ダクトにおいて、ダクト直管部の単位長さ当たりの圧力損失は、一般に、平均風速の二乗に比例する。
4.パッケージユニット方式の空調機のAPF(Annual Performance Factor)は、実際の使用状態に近い運転効率を示す指標であり、想定した年間総合負荷と定格時の消費電力から求められる。

解答 4:APFとは、パッケージユニット方式などの空調機の省エネルギー指標に用いられ、COP(成績係数)よりも実際の状況に近い性能を表している。APFは「年間総合負荷(年間冷房負荷と年間暖房負荷の合計)」を「年間の消費電力量」で割った値である。設問中の「定格時の消費電力」ではなく「年間の消費電力量」である。
(関連問題:平成30年1級学科2、No.12)

 



 

〔H27 No.12〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.空調用水蓄熱槽の利用温度差を確保するためには、変流量制御より定流量制御のほうが望ましい。
2.蓄熱媒体には、水や氷の他にも土壌や建築物の躯体を用いることが可能である。
3.空調におけるPID制御は、比例・積分・微分の三つの利点を組み合わせた制御方式である。
4.デシカント空調は、排熱等を用いることにより潜熱を効率よく除去することが可能なため、潜熱と顕熱とを分離処理する空調システムに利用できる。

解答 1:空気調和機の冷温水の流量を調節する方式は2つ、「変流量制御(二方弁制御)」と「定流量制御(三方弁制御)」がある。「定流量制御」は、変流量制御の2方弁に、コイルを通らない1方弁を加えたもので、常に一定の流量を保つ。
「定流量制御」→常に一定の流量を保つことができる。
「変流量制御」→ポンプ動力を削減することができ、省エネが期待される。
(関連問題:平成25年1級学科2、No.12平成20年1級学科1、No.17)

〔H27 No.13〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.風量14,400m3/h、有効開口率0.4の外気取入れガラリの開口面積は、3~5m2程度が望ましい。
2.照明の電力消費量を減少させると、冷房用エネルギー消費量も減少させることができる。
3.室内負荷が変わらない場合、空調機の外気取入れに全熱交換器を使用することにより、空調機にかかる負荷が減り、空調機の送風量を小さくすることができる。
4.ISOにおいては、PMV(予測平均温冷感申告)が-0.5<PMV<+0.5に収まり、かつ、PPD(予測不快者率)が10%未満となる温熱環境を推奨している。

解答 3:「全熱交換器」は室内の換気の際に排出する空気がもつ顕熱と潜熱(水蒸気)を回収する装置である。これを使用することにより、空調機にかかる負荷が減る。ただし、空調機の「送風量」は顕熱負荷の大きさと、必要換気量によって決まるので「全熱交換器」は送風量には関係しない。
(関連問題:平成21年1級学科2、No.13平成29年2級学科1、No.20)

〔H26 No.11〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.冷却塔においては、冷却水の温度を外気湿球温度より低くすることはできない。
2.冷凍機に使用される代替フロン(HFC)は、オゾン層の破壊防止については効果があるが、地球温暖化係数については二酸化炭素を上回っている。
3.吸収冷凍機は、一般に、冷媒として臭化リチウム水溶液を使用する。
4.遠心冷凍機の冷水出口温度を低く設定すると、成績係数(COP)の値は低くなる。

解答 3:「吸収冷凍機」は、吸収力の高い液体に冷媒を吸収させ、発生する低圧によって、別の位置の冷媒を気化させて低温を得る冷凍機のこと。直だき式、蒸気式、廃熱利用式などの種類があり、フロンを使わず臭化リチウムを吸収液に用いる
騒音・振動が小さいが、冷媒分離のための熱を多く必要とするので、冷却水量が多くなり、遠心冷凍機に比べて冷却塔が大きくなる。
(関連問題:平成28年1級学科2、No.11平成25年1級学科2、No.11平成24年1級学科2、No.11)

 

 

〔H26 No.12〕空気調和・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.厨房の換気方式においては、一般に、周辺諸室への臭気の流出を防ぐために、第一種機械換気方式方式又は第三種機械換気方式が採用される。
2.長方形ダクトの直管部において、同じ風量、同じ断面積であれば、形状が正方形に近くなるほど、単位長さ当たりの圧力損失は小さくなる。
3.同風量用の外気取入れガラリと排気ガラリでは、一般に、排気ガラリのほうが通過風速を大きくできる。
4.ダクト系を変更せずに、それに接続されている送風機の羽根車の回転数を2倍にすると、送風機の軸動力も2倍になる。

解答 4:送風機の回転数を変えると、
空気量は回転数に比例し、
圧力は回転数の2乗に比例し、
軸動力は回転数の3乗に比例する。
したがって、回転数を2倍にすると、軸動力は8倍になる。

〔H26 No.13〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.空調運転開始後の予熱時間において、外気取入れを停止することは、一般に、省エネルギー上有効である。
2.外気取入れ経路に全熱交換器が設置されている場合、中間期等の外気冷房が効果的な状況においては、バイパスを設けて熱交換を行わないほうが、一般に、省エネルギー上有効である。
3.冷却塔フリークーリングは、冷却塔ファンを動かすことなく、冷凍機の冷却水を冷やす省エネルギー手法である。
4.変流量(VWV)方式においては、一般に、二方弁によって配管流量が調整される。

解答 3:冬季おいて気温が低い場合、圧縮機を運転しないで冷却塔の冷却水を使用する方式を「冷却塔フリークーリング」という。省エネルギーが期待される。
(関連問題:平成28年1級学科2、No.12平成23年1級学科2、No.12平成27年2級学科1、No.20)

〔H25 No.11〕空気調和・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.ディスプレイスメント・ベンチレーション(置換換気)は、汚染物質が周囲空気より高温又は軽量な場合や小空間に大風量の給気をする場合に有効である。
2.核店舗、準核店舗、専門店街からなる大型ショッピングセンターでは、業態による営業時間や負荷特性を考慮して、熱源をそれぞれで独立させることが望ましい。
3.放射床暖房方式は、天井の高い病院の待合室や議会ホール等に有効である。
4.吸収冷凍機は、一般に、同一容量の遠心冷凍機に比べて、振動及び騒音が大きい。

解答 4:「吸収冷凍機」は、吸収力の高い液体に冷媒を吸収させ、発生する低圧によって、別の位置の冷媒を気化させて低温を得る冷凍機のこと。直だき式、蒸気式、廃熱利用式などの種類があり、フロンを使わず臭化リチウムを吸収液に用いる。
騒音・振動が小さいが、冷媒分離のための熱を多く必要とするので、冷却水量が多くなり、遠心冷凍機に比べて冷却塔が大きくなる。
(関連問題:平成28年1級学科2、No.11平成26年1級学科2、No.11平成24年1級学科2、No.11)

 

 

〔H25 No.12〕空気調和・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.全熱交換器を病院に採用する場合は、外気及び還気に浮遊細菌が含まれている可能性を考慮し、高性能フィルターを全熱交換器の給気側に設ける。
2.最大負荷計算において、照明、人体、機器等による室内発熱負荷については、一般に、冷房時は計算に含めるが、暖房時は安全側になるので計算に含めないことが多い。
3.空気調和機の冷温水コイルまわりの制御については、一般に、二方弁制御より三方弁制御のほうがポンプ動力を減少させることができる。
4.透明フロート板ガラスを使用した窓の室内側にブラインドを設ける場合、一般に、暗色ブラインドより明色ブラインドのほうが日射遮蔽性能は高い。

解答 3:空気調和機の冷温水の流量を調節する方式は2つ、「変流量制御(二方弁制御)」と「定流量制御(三方弁制御)」がある。「定流量制御」は、変流量制御の2方弁に、コイルを通らない1方弁を加えたもので、常に一定の流量を保つ。
「定流量制御」→常に一定の流量を保つことができる。
「変流量制御」→ポンプ動力を削減することができ、省エネが期待される。
(関連問題:平成27年1級学科2、No.12平成20年1級学科1、No.17)

〔H25 No.13〕空気調和・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.熱負荷に応じて送風量を調整する変風量(VAV)方式は、部屋ごと又はゾーンごとの温度制御が可能である。
2.空調制御において、PI制御は、比例動作に積分動作を加えたものであり、比例動作のみでは生じやすいオフセットを取り除く複合動作方式である。
3.軸流吹出し口の吹出し気流は、一般に、ふく流吹出し口の吹出し気流に比べて誘引比が小さいため広がり角が小さく到達距離が短い。
4.蓄熱式空調システムでは、建築物の冷房負荷が小さくなる中間期の冷房においても、冷房負荷の大きい夏期と同様に、冷凍機の成績係数を高く維持することが可能である。

解答 3:「誘引比」とは、吹出した風量に対する誘引した風量の比率のこと。一般に誘引比が小さい方が、到達距離は長くなる。
軸流吹出し式は誘引比が小さく、到達距離が長い。対して、ふく流吹出し式は誘引比が大きく、到達距離は短い。

〔H24 No.10〕空気調和・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.風量14,400m3/h、有効開口率0.33の排気ガラリの面積は、1.5m2程度が望ましい。
2.空調エネルギー消費係数 (CEC/AC) は、その値が小さいほど空気調和設備に係るエネルギーが効率的に利用されていることを示す。
3.空気調和機の冷温水コイルの通過風速は、凝縮した水の飛散抑制と搬送動力の低減を考慮し、2〜3m/s程度が望ましい。
4.データセンターのエネルギー効率を定量的に評価する指標PUE(Power Usage Effectiveness)は、「データセンター全体のエネルギー消費量」を「IT機器のエネルギー消費量」で除した値であり、その値が小さいほど省エネルギー性が高い。

解答 1:排気ガラリの風速は約2~3m/s 程度と定められており、その風速は風量を有効開口面積で除して求める。

風速 = 風量/有効開口面積 = 風量/(有効開口率×ガラリ面積)

このとき風量の単位をm3/hからm3/sに換算すると、14,400 m3/h = 14,400/3,600 = 4 m3/s

風速を求める式に設問で与えられた値を入れると、

2 ~ 3 = 4 / (0.33×ガラリ面積)
これを解くと、
ガラリ面積 = 4 / (0.33 × 2~3) ≒ 4 ~ 6 m2

(関連問題:平成27年1級学科2、No.13平成24年1級学科2、No.10)

 



 

〔H24 No.11〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.氷蓄熱方式は、一般に、水蓄熱方式に比べて、蓄熱槽容量を小さくすることができる。
2.吸収冷凍機は、一般に、同じ能力の圧縮冷凍機に比べて、冷却水量が少なくできるので、冷却塔を小型化することができる。
3.冷却水を直接大気に開放しない密閉式冷却塔は、一般に開放式冷却塔に比べて、送風機動力が大きくなるが、水質劣化に伴う冷凍機の性能低下は少ない。
4.ポンプの軸動力は、一般に、「ポンプの吐出し量」と「全揚程」に比例する。

解答 2:「吸収冷凍機」は、吸収力の高い液体に冷媒を吸収させ、発生する低圧によって、別の位置の冷媒を気化させて低温を得る冷凍機のこと。直だき式、蒸気式、廃熱利用式などの種類があり、フロンを使わず臭化リチウムを吸収液に用いる。
騒音・振動が小さいが、冷媒分離のための熱を多く必要とするので、冷却水量が多くなり、遠心冷凍機に比べて冷却塔が大きくなる。
(関連問題:平成28年1級学科2、No.11平成26年1級学科2、No.11平成25年1級学科2、No.11)

〔H24 No.12〕換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.シックハウス対策のための換気を機械換気方式で行う場合、必要有効換気量を求める際の換気回数は、当該居室の天井の高さによっては異なる値となる。
2.一般の換気ダクトにおいて、ダクトの曲がり部分や断面変化部分に生じる局部圧力損失は、風速に正比例する。
3.置換換気方式は、一般に、混合換気方式に比べて、換気効率が高くなる。
4.取入れ外気量を室内のCO2濃度に応じて制御する方式は、外気負荷の軽減に有効である。

解答 2:換気ダクトにおいて、ダクトの曲がり部分や断面変化部分に生じる「局部圧力損失」は、風速の2乗に比例する。

局部圧力損失P = 1/2 (全圧損失係数 × 空気密度 × 風速2)

(関連問題:平成29年1級学科2、No.11)

〔H23 No.11〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.全熱交換器の効果は、必要外気量の多い建築物ほど期待できる。
2.外気冷房の効果は、内部発熱が大きく必要外気量の小さい建築物ほど期待できる。
3.日本工業規格(JIS) におけるクリーンルームの空気清浄度の等級には、クラス1〜9があり、クラスの数値が大きいほど清浄度が低くなる。
4.中央熱源空調方式は、個人の好みに対応することができないため、パーソナル空調方式としては採用されない。

解答 4:「パーソナル空調方式」は、タスク域とアンビエント域を分け、個人の空間であるタスク域の空調を調節しやすくする方式である。これを採用する方式として「中央熱源方式」には3種類(床吹き出し、机吹き出し、天井吹き出し)ある。
(関連問題:令和元年1級学科2、No.12)

 

 

〔H23 No.12〕空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.空調運転開始後の予熱・予冷時間において、外気取入れを停止することは、一般に、省エネルギー上有効である。
2.データセンターの空調設備には、年間冷房、顕熱負荷主体、年間連続運転という特徴があり、計画地の気象条件によっては、外気冷房や冷却塔フリークーリングが効果的な省エネルギー手法として考えられる。
3.軸流送風機は、一般に、遠心送風機に比べて静圧の高い用途に用いられる。
4.省エネルギー性能の高い冷凍機を選定するためには、定格時の成績係数だけでなく、年間で発生頻度が高い部分負荷時の成績係数も考慮する必要がある。

解答 3:「軸流送風機」とは、プロペラ送風機とも呼ばれる送風機のことで、風方向は電動機の軸にそって流れ、旋回しながら直線的に流れる。また「遠心送風機」は「軸流送風機」に比べて静圧の高い用途に用いられ、レンジフードなどでよく用いられる。
・軸流送風機:静圧低く、回転と送風方向が直行、扇風機・換気扇などに用いられる
・遠心送風機:静圧高く、回転と送風方向が平行、ダクトなどに用いられる
(関連問題:平成29年1級学科2、No.11)

〔H23 No.13〕換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.営業用厨房の換気計画において、厨房換気排気量は、一般に、厨房換気給気量に比べて大きくする。
2.粉じんを除去する換気用エアフィルタユニットの粒子補集率には、測定方法によって、計数法、比色法及び質量法の表示方法がある。
3.ボイラー室の給気量は、燃焼に必要な空気量に室内発熱を除去するための換気量を加えた量とする。
4.同風量用の外気取入れガラリと排気ガラリでは、一般に、通過風速を高くできることから、外気取入れガラリのほうが必要な正面面積は小さくなる。

解答 4:「正面面積」とは、ルーバーを含めた外枠の内法面積のことで、排気ガラリのほうが必要な正面面積を小さくすることができる。これは排気ガラリの方が通過風速を大きくすることができるため、小さくすることが可能なためである。
(関連問題:平成29年1級学科2、No.11平成26年1級学科2、No.12)

〔H22 No.10〕空調設備の熱負荷計算に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.設計用外気条件に用いられるTAC温度は、実際の気象データを統計処理して得られた値であり、ある超過確率を設定して、稀にみられる猛暑等の要因を取り除いたものである。
2.外部から窓ガラスを通して室内に侵入する熱は、「日射が直接ガラスを透過して侵入する熱」と「室の内外温度差によって侵入する熱」の二つに分類される。 
3.最大負荷計算において、照明、人体、機器等による室内発熱負荷については、一般に、冷房時は計算に含めるが、暖房時は安全側となるので、計算に含めないことが多い。
4.期間負荷の略算に用いる全負荷相当(運転)時間とは、冷房又は暖房負荷の年間の積算値を、最大熱負荷(熱源機器容量)で除した値である。

解答 2:「外部から窓ガラスを通して室内に侵入する熱」は、3つに分類される。

1.日射が直接ガラスを透過して侵入する熱
2.ガラスに吸収され、ガラスの温度を高めた後、対流および放射によって侵入する熱
3.室の内外温度差によって侵入する熱

 

 

〔H22 No.11〕図A-Dは、空調設備熱源方式の模式図である。図中の熱源装置の名称の組合せとして、 最もものは、次のうちどれか。

解答 3:[難問] 熱源には以下のような特徴があるので、参考にする。

〔H22 No.12〕空調・換気設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.遠心冷凍機の冷水出口温度を低く設定すると、成績係数(COP)の値は高くなる。
2.空調におけるPID制御は、比例、積分、微分の三つの利点を組み合わせた制御方式である。
3.BMS(ビルディング・マネジメント・システム)は、設備の機能を確認するために必要な室温やエネルギー消費量等を計測・計量し、得られたデータを効率的に分析する機能のことである。
4.一般の空調・換気ダクトにおいて、直管部の単位長さ当たりの圧力損失は、風速の二乗に比例する。

解答 1:COP(成績係数: Coefficient Of Performance)は、冷房機器のエネルギー消費効率の目安として使われる係数であり、COPの数値は大きいほど性能が良い。「遠心冷凍機(ターボ冷凍機)」は空調機との間で循環する冷水から潜熱を奪い、再び空調機へ冷水を送り出す。この冷水の温度が低いと奪う熱が少なくなるため冷凍効率が悪くなる。
(関連問題:平成30年1級学科2、No.12平成26年1級学科2、No.11)

〔H21 No.11〕空気調和設備の計画に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.円形ダクトにおいて、ダクトサイズを大きくし、風速を30%下げて同じ風量を送風すると、理論的には、送風による圧力損失が約1/2となり、送風エネルギー消費量を減少させることができる。
2.長方形ダクトを用いて送風する場合、同じ風量、同じ断面積であれば形状を正方形に近くするほど、送風エネルギー消費量を減少させることができる。
3.一般の事務所ビルにおいて、窓、壁、屋根等の構造体からの熱負荷を50%減少させると、冷房用エネルギー消費量を50%減少させることができる。
4.照明の電力消費量を減少させると、冷房用エネルギー消費量も減少させることができる。

解答 3:窓・外壁・屋根からの熱負荷は、冷房負荷のうちの約7%程度で、暖房負荷のうちの約35%程度である。なので、それぞれ50%減少させても、全体のエネルギー消費量を50%減少させることはできない。また、照明の冷房負荷は35%と最も大きいので、照明の電力消費量を低く抑えることが省エネに有効である(肢4)。
(関連問題:平成27年1級学科2、No.13)

 



 

〔H21 No.12〕空気調和設備の計画に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.フロート板ガラスを使用した窓の室内側にブラインドを設ける場合、一般に、暗色ブラインドより明色ブラインドのほうが日射遮へい性能が高い。
2.風量7,200m3/h、有効開口率0.33の外気取入れの面積は、2〜3m2程度が望ましい。
3.窓から流入する日射熱量を50%減少させると、一般に、夏期における窓からの最大冷房負荷を50%減少させることができる。
4.天井に設ける吹出口において、アネモ型吹出口は、ライン状吹出口に比べてコールドドラフトが生じにくい。

解答 3:窓・外壁・屋根からの熱負荷は、冷房負荷のうちの約34%程度なので、50%減少させても、全体のエネルギー消費量を50%減少させることはできない。

〔H21 No.13〕空気調和設備等に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.ファンコイルユニット方式は、個別制御が容易であるので、病室やホテルの客室の空調に用いられることが多い。
2.空調機の外気取入れに全熱交換器を使用することにより、冷凍機・ボイラー等の熱源装置容量を小さくすることができる。
3.中央式空調設備を設ける病院において、機械室(空調・換気・衛生設備)の床面積は、一般に、延べ面積(駐車場は除く)の3%程度である。
4.外気冷房方式やナイトパージ(夜間外気導入)方式は、内部発熱が大きい建築物の中間期及び冬期におけるエネルギー消費量の軽減に有効である。

解答 3:建築計画において、延べ面積に占める空調・給排水設備室の床面積比率は、
事務所ビル:4~6%
ホテル:4~7%
病院:6~9%
百貨店:7~9%
が目安となっており、病院では事務所ビルやホテルよりもやや大きめの割合となっている。これは、病院・百貨店は、大型の熱源機器を建物内に設置する必要があるためである。

〔H20 No.17〕蓄熱式空調システムに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.水蓄熱方式及び氷蓄熱方式については、蓄熱槽からの熱損失があるので、断熱と同時に適切な防水が必要である。
2.氷蓄熱方式を採用する場合は、水蓄熱方式の場合に比べて、蓄熱槽を小型化し冷凍機の成績係数を向上させる効果がある。
3.蓄熱媒体には、水や氷の他にも建築物の体や土壌等を用いることが可能である。
4.建築物の冷房負荷が小さくなる中間期の冷房においても、冷房負荷の大きい夏期と同様に冷凍機の成績係数を高く維持することが可能である。
5.水蓄熱槽の空調利用(冷水又は温水のみ上げによる放熱)に際して、変流量制御を行うことは、蓄熱槽の温度差の確保と省エネルギーに効果がある。

解答 2:氷蓄熱方式の冷凍機は水蓄熱方式よりも小型化が可能であるが、成績係数は低下してしまう。
(関連問題:平成24年1級学科2、No.11平成30年2級学科1、No.20)

〔H20 No.18〕図-1は、ある事務室の一般的な定風量単一ダクト方式による空気調和設備の模式図を示し、図-2は、湿り空気線図の模式図を示している。図-1の事務室を空調する場合、湿り空気線図上の空気の状態変化に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.暖房時において、混合空気③を温水コイル(送水温度45℃)によって加熱(③→⑤)すると、乾球温度の上昇に伴い、絶対湿度は減少する。
2.冷房時において、混合空気③を冷水コイル(送水温度7℃)によって露点温度以下まで冷却(③→④)すると、冷水コイル表面で結露が発生し、空気中の水分は減少する。
3.暖房時において、蒸気加湿器によって加湿(⑤→⑥)すると、絶対湿度は上昇するが、乾球温度はほとんど上昇しない。
4.混合空気③の状態点は、湿り空気線図の還気①と外気②のそれぞれの空気の状態点を結んだ直線上において、それらの質量流量[kg(DA)/h]の比によって求めることができる。
5.暖房時において、事務室に送風される空調機出口の空気⑦の乾球温度は、一般に、蒸気加湿器出口の空気⑥の乾球温度より高くなる。

解答 1:絶対湿度は空気中に含まれる質量(kg/kg)なので、乾球温度に関連して変化しないので、「暖房時に混合空気③を温水コイル(送水温度45°C)によって加熱(③→⑤)しても」絶対湿度は一定である。

 

 

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投稿日:2020年4月20日 更新日:

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