平成22年度1級建築士-学科Ⅱ環境・設備

建築士過去問解説

平成22年度 学科Ⅱ-環境・設備
20問掲載

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!

〔H22 No.01〕環境工学で用いられる用語に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.照度分布は、照明器具の配光特性を示すため、照明器具の中心を原点として光源の光度を極座標に示したものである。
2.PMVは、室内の温熱感覚に関係する気温放射温度相対湿度気流速度、人体の代謝量及び着衣量を考慮した温熱環境指標である。
3.熱損失係数は、室温に比べて、外気温が1℃だけ低いと仮定した場合に、「建築物内部から外部へ逃げる単位時間当たりの総熱量」を「建築物の延べ面積」で除した値である。
4.等価騒音レベルは、聴感補正された音のレベルの時間平均値であり、変動する騒音の評価に用いられる。

解答 1:記述の「照明器具の配光特性を示すため、照明器具の中心を原点として光源の光度を極座標に示したもの」は、「配光曲線」の説明である。
 「配光曲線」とは、照明器具(光源)から出てくる光が、どの方向にどれだけの強さ(光度)で出ているかを極座標にて表すもの。

一般電球(4.1W)の配光曲線
一方、「照度分布」は平面上の物体に照射された光の分布のこと。

照度分布図(船橋工学設計事務所HPより)

〔H22 No.02〕室内の熱・空気環境に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.床暖房時の床表面温度が体温より高くなると、低温やけどの原因となるので、一般に、床表面温度の上限は30℃程度が望ましい。
2.作業の程度に応じて代謝量が増えるにつれて、一般に、人体からの総発熱量に占める顕熱発熱量の比率は増加する。
3.ホルムアルデヒドを発散する材料を使用した天井裏からの汚染物質の流入を抑制するためには、常時、居室内を第二種換気とすることが有効である。
4.中央管理方式の空気調和設備を用いた居室においては、浮遊粉じんの量を、概ね0.15mg/m3以下とする。

解答 2:人体からの発生熱量は、顕熱と潜熱の2種類ある。顕熱(Sensible Heat)とは、放熱による温度の変化であり、潜熱(Latent Heat)は湿度の変化である。作業強度が大きくなると当然、発生熱量は大きくなる。このとき、より発汗するので潜熱の割合は大きくなる。
(関連問題:平成29年1級学科2、No.12平成26年1級学科2、No.02令和元年2級学1、No.03)

〔H22 No.03〕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)

〔H22 No.04〕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。

〔H22 No.05〕建築物における防火・防災に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.火災階から竪穴区画に侵入した煙は、直上階から順次充満し、最上階への煙の侵入は遅れる傾向にある。
2.横長の窓は、縦長の窓に比べて噴出する火炎が外壁から離れにくく、上階への延焼の危険性が高い。
3.廊下から避難階段への出入口の幅は、その階の避難人口や階段幅等を考慮して決定する。
4.避難経路の計画においては、「日常使用する動線を使って逃げようとする」、「明るい方向やひらけた方向へ向かう」等の避難行動特性を利用した計画とすることが望ましい。

解答 1:煙は火災発生階から一気に最上階へ昇り、最上階から充満していく。また、竪穴区画から各階に煙がもれないよう、竪穴区画に用いる防火設備には遮煙性能が必要である(建築基準法施行令第112条9項)。

〔H22 No.06〕北緯35度の地点において、南中時に太陽高度が60度となる日の日照・日射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、終日快晴とし、日照・日射を妨げる要素はないものとする。

1.南中時の法線面直達日射量は、水平面直達日射量の2/√3となる。
2.南中時の南向き鉛直面直達日射量は、水平面直達日射量の1/√3となる。
3.終日直達日射量は、水平面がどの向きの鉛直面よりも大きい。
4.日の出・日没の太陽位置は、春分・秋分の日に比べて南側となる。

解答 4:以下の図から、「日の出・日没の太陽位置」は春分・秋分の日を中心に、冬至の日は南寄り、夏至の日は北寄りになる。

〔H22 No.07〕照明に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.均等拡散面上における輝度は、照度と反射率との積に比例する。
2.演色性は、色温度が同じ光源であっても異なる場合がある。
3.モデリングは、物の色の見せ方に関わる照明光の性質である。
4.光束は、ある面を単位時間に通過する光の放射エネルギーの量を、視感度で補正した値である。

解答 3:モデリングとは、「照明の位置・光の方向・強さ・形状」によって立体感や質感を出すことであり、照明光の性質ではない。(関連問題:平成23年1級学科2、No.07)

〔H22 No.08〕音響に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.人の可聴周波数の範囲はおよそ20Hzから20kHzであり、対応する波長の範囲は十数mmから十数mである。
2.内壁の音響性能について、吸音率が高くても遮音性能が高いとは限らない。
3.単一材料からなる壁体の遮音性能について、質量則によれば、壁の面密度が大きいほど、また周波数が低いほど、壁の透過損失は大きくなる。
4.セービンの残響式によれば、室容積が大きいほど、また室内の等価吸音面積が小さいほど、残響時間は長くなる。

解答 3:垂直入射の透過損失(TL)は、以下の式で求められる。
TL(dB)=20・log10(f・m)−43
(f:周波数、m:面密度)
式から、周波数、面密度が大きいほど、透過損失は大きくなる。
(関連問題:平成25年1級学科2、No.09平成23年1級学科2、No.08平成22年1級学科2、No.08平成29年2級学科1、No.09平成27年2級学科1、No.09平成26年2級学科1、No.09平成23年2級学科1、No.08平成22年2級学科1、No.08平成20年2級学科1、No.08))

〔H22 No.09〕色彩に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.マンセル表色系では、無彩色以外の色彩を2PB3/5のように表現し、2PBが色相、3が彩度、5が明度を示す。
2.ある面からの放射エネルギーが同じ場合、人の目(明所視)には、赤色よりも緑色のほうが強く感じられる。
3.一般に、色見本で見るよりも実際に壁に塗ったほうが、明度彩度ともに高く見える。
4.高齢者の色覚は、低照度条件下で色彩の分別能力が低下する傾向があるので、微小な色の追いを取り入れたデザインは、有効に機能しないことがある。

解答 1:有彩色の表記は「色相 明度/彩度」というように表す。例として、黄赤の純色であれば、YR6/12となり、YRは色相、6は明度、12は彩度である。また無彩色は明度のみの表記でN3やN9などと表す。

(関連問題:令和元年1級学科2、No.08令和元年2級学科1、No.08)

〔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:令和02年1級学科2、No.11平成30年1級学科2、No.12平成26年1級学科2、No.11)

〔H22 No.13〕給排水設備の設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.屋上を庭園にする計画であったので、屋上に開口する通気管は、屋上から3m立ち上げた位置で大気中に開口した。
2.公共下水道が合流式の地域において、雨水排水管は、屋外にトラップますを設けて汚水排水管に接続した。
3.厨房排水において、グリース阻集器が有するトラップは、油脂により機能が保てなくなる可能性があったので、さらに臭気防止用のUトラップを設けた。
4.排水横管からの通気の取り出しは、排水横管断面の垂直中心線上部から45度以内の角度で取り出した。

解答 3:「グリース阻集器」は、主にホテルや飲食店などの業務用厨房などで用いられる排水設備であり、下水に排水する前に冷却・凝固して油分・ゴミを分ける。ただし、阻集器はゴミ・油分を「分離・阻集・貯留」する機能のみしかないので、溜まったゴミ・油分は清掃などで定期的に排除する必要がある。また阻集器はトラップの役割も持つので、トラップを設けてしまっては二重トラップになるのでトラップ設置は避ける。
(関連問題:平成30年1級学科2、No.15平成25年1級学科2、No.15平成24年2級学科1、No.22平成21年2級学科1、No.22)

〔H22 No.14〕給排水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.逆サイホン作用による逆流のがある大便器洗浄弁やホース接続する散水栓には、バキュームブレーカーを設ける。
2.排水再利用水の原水としては、洗面器や手洗器からの排水のほかに、厨房排水も利用できる。
3.一般的な事務所ビルにおいて、給水系統を飲料水と雑用水に分ける場合、飲料水 60〜70%、雑用水30〜40%程度の使用水量の比率で計画する。
4.集合住宅の各住戸用の横管は、一般に、スラブ上面と仕上げ床面の間に配管する。

解答 3:事務所ビルにおいて、一般に、上水(飲料用・手洗い等)と雑用水(便所や散水)の2系統給水が採用され、また必要に応じて消火用水槽を設ける。2系統給水の比率は、上水は30~40%、雑用水は60~70%程度とする。
(関連問題:平成2 7年1級学科2、No.14)

〔H22 No.15〕照明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.ナトリウムランプのランプ効率は高く、一般に、130〜180 lm/Wである。
2.照明設備の下面にルーバーを取り付ける場合、取付け前と同じ平均照度を確保するために必要な照明消費エネルギーは増大する。
3.保守率は、「ある期間使用後の作業面の平均照度」を「初期の作業面の平均照度」で除した値である。
4.一般的なLEDランプの平均的ランプ効率は、Hf蛍光ランプの平均的ランプ効率(約100 lm/W)に比べて50%以上高い。

解答 4:「発光効率(平均的ランプ効率)」とは、1Wの電力でどれだけの明るさ(光の量)を発生させられるかを表す数値で、単位は「lm/W」で表される。LEDランプは発光の指向性が強く、器具内部で無駄になる光が少ないためランプ効率が高く、消費電力が少ないので省エネである。※出題時は高効率のものでも100lm/Wくらいで、蛍光灯と同程度でしたが、最近では、150lm/Wを超える超高効率のものも増えてきており、 蛍光灯を上回る効率を実現してきている。このため、出題時は肢4が回答番号で「最も不適当」であったが、現在は必ずしも「最も不適当」とは言えない。

〔H22 No.16〕電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.蓄電池を使用しない非常電源における自家発電設備は、常用電源が停電してから電圧確立までの所要時間を40秒以内とする。
2.埋設接地極は、酸等で腐食するがなく、なるべく水気の少ない場所を選んで地中に埋設する。
3.夜間、無人となる防火対象物において、自動火災報知設備の感知器の作動と連動して点灯する方式の誘導灯を設置した場合、無人となる時間については、誘導灯を消灯することができる。
4.需要率は、「最大需要電力」を「負荷設備容量」で除した値である。

解答 2:埋設接地極、もしくは打込接地極は、ガス・酸などのための腐食の恐れがあるので、これを避け、なるべく水気の多いところに設置する。
(関連問題:平成29年1級学科2、No.16)

〔H22 No.17〕消火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。

1.二酸化炭素消火設備及び泡消火設備は、いずれも酸欠効果と冷却効果によって消火する設備である。
2.スプリンクラー設備の設置が必要なホテルにおいて、床面から天井までの高さが10mを超える吹抜けのロビーには、放水型ヘッド等を用いたスプリンクラー設備を設置する。
3.社会福祉施設、病院、ホテルに設置する屋内消火栓設備については、一般に、1号消火栓を採用する。
4.粉末消火設備は、微細な粉末の薬剤を使用するものであり、凍結しないので、寒冷地に適している。

解答 3:工場、倉庫、危険物貯蔵庫には1号消火栓が設置され、その他の場所では1号・2号のいずれでも良い。ただし、1号消火栓は2人で操作するので、社会福祉施設、病院、ホテルに設置する屋内消火栓設備については、一般に、一人で操作ができる2号消火栓を採用する。 

〔H22 No.18〕昇降機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.荷物用エレベーターは、荷物の輸送を目的とし、荷扱者又は運転者以外の人の利用はできないが、人荷用エレベーターについては、一般乗客も利用することができる。
2.エレベーターの定格速度とは、かごに積載荷重の80%を載せた状態で上昇する場合の最高速度をいう。
3.エレベーターのサービス水準の指標となる平均運転間隔とは、エレベーターが始発階を出発する平均の時間間隔をいい、一般的な貸事務所ビルにおいては、40秒以下が望ましい。
4.エスカレーターの勾配が30度を超える場合には、「勾配は35度以下」、「踏段の定格速度は30m/分以下」、「揚程は6m以下」等の制限を受ける。

解答 2:「定格速度」は、建築基準法129条の9において「かごの定格速度は、積載荷重を作用させて上昇する場合の毎分の最高速度をいう」と定義されており、「定格積載量の100%の負荷を載せた場合」を指す。

〔H22 No.19〕建築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.壁面に吹きつける雨水が下部の屋根面に流下する場合は、一般に、壁面面積の50%を下部の屋根面積(水平投影面積)に加算して、雨水排水管の管径を求める。
2.逆潮流とは、太陽光発電や燃料電池による発電等の設備を有する需要家から商用電力系統へ向かう電力潮流のことである。
3.事務所における年間一次エネルギー消費量のうち、空調・換気用のエネルギーは、一般に、全体の40〜50%程度である。
4.外気冷房は、窓を開放することにより、外気を導入し、空調負荷を低減する手法である。

解答 4:「外気冷房システム」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、冷房と換気を行う方式のこと。設問の「窓を開放することにより、外気を導入し、空調負荷を低減する手法」は、自然換気である。
(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)

〔H22 No.20〕建築物の省エネルギーに関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1.熱交換換気の採用による省エネルギー効果の検討に当たっては、熱回収による冷暖房負荷低減だけでなく、ファン動力の増分も考慮する必要がある。
2.コージェネレーションシステムの原動機にガスエンジンを使用した場合、一般に、ガスタービンを使用した場合に比べて、熱電比(供給可能熱出力を発電出力で除した値)が大きい。
3.パッシブソーラーシステムに用いる開口部には、高い日射透過率と断熱性が求められ、一般に、南面の開口面積が大きいほど集熱効果が高い。
4.ヒートポンプ式家庭用給湯機のエネルギー利用効率は、貯湯槽の容量や選択した制御モード(沸き上げの温度・量・タイミングを制御)の影響を受ける。

解答 2:コージェネレーションシステムの原動機としては、ガスエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービン等が使用される。熱電比(供給可能熱出力を発電出力で除した値)が小さく、最も効率がいい順序として、ガスエンジン、ディーゼルエンジン、ガスタービンとなる。
(関連問題:平成30年1級学科2、No.17平成28年1級学科2、No.20平成24年1級学科2、No.19平成23年1級学科2、No.17平成21年1級学科2、No.16)

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投稿日:2019年8月1日 更新日:

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