Question 1

機械換気方式に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

第2種機械換気方式は、室内が負圧となるため便所や浴室に適している。。【解説】第2種機械換気方式は、給気だけに送風機を用い、排気は排気口から自然に行う方式です。押し込む空気の量が出ていく空気の量を上回るので、室内の気圧は周囲より高い正圧になります。正圧の室からは空気が外へ押し出されるだけで、周囲の汚れた空気やほこりが入り込まないため、清浄さを保ちたい室に適します。したがって、負圧となるため便所や浴室に適するという記述は誤りです。便所や浴室のように臭気や湿気を他室へ漏らしたくない室では、排気だけに送風機を用いて室内を負圧に保つ第3種機械換気方式を用います。正圧は汚染物を入れない、負圧は汚染物を出さない、という目的の違いで方式が決まります。【他の選択肢が不適切な理由】「第1種機械換気方式は、給気と排気の両方に送風機を用いる方式である。」という記述は正しく、室圧を自由に調整でき、全熱交換器を組み込みやすい方式です。「第3種機械換気方式は、給気を自然給気口から取り入れる方式である。」という記述も正しいです。「第2種機械換気方式は、手術室や無菌室のような清浄室に用いられる。」という記述も正しく、正圧を保つためです。【試験の罠】方式の番号は、送風機を使う箇所の数と場所で覚えます。両方が第1種、給気だけが第2種で正圧、排気だけが第3種で負圧です。第2種は入れたくない室、第3種は出したくない室、と用途を対にすると取り違えません。ボイラー室のように燃焼用空気が必要な室にも第2種が用いられます。

Question 2

換気量および換気回数に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

在室者に対する必要換気量は、室の容積が大きいほど大きくなる。。【解説】在室者のために必要な換気量は、人が呼吸で出す二酸化炭素を室内の許容濃度以下に保つために決まります。1時間当たりの二酸化炭素発生量を、室内の許容濃度から外気の濃度を差し引いた値で除して求めるので、必要換気量を決めるのは在室者の人数と活動の強さであって、室の容積ではありません。したがって、室の容積が大きいほど必要換気量が大きくなるという記述は誤りです。室が大きければ汚染物質が薄まるまでの時間は長くなりますが、定常状態で保たなければならない換気量そのものは変わりません。容積が関係するのは換気回数であり、同じ換気量でも容積が大きい室ほど換気回数の値は小さくなります。【他の選択肢が不適切な理由】「換気回数は、1時間当たりの換気量を室の容積で除した値である。」という記述は正しいです。「必要換気量は、室内の汚染物質の許容濃度から求めるのが基本である。」という記述も正しいです。「成人1人当たりの必要換気量は、一般におよそ30立方メートル毎時である。」という記述も正しく、二酸化炭素の許容濃度1000ppmを基準に導かれる値です。【試験の罠】必要換気量は人数で決まり、換気回数は容積で割った結果にすぎない、という主従関係を押さえます。1人当たり30立方メートル毎時という数値と、二酸化炭素1000ppmという許容濃度は必ず対で覚えましょう。人数が同じなら、室を広くしても必要換気量は減りません。

Question 3

室内外の温度差による自然換気に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

中性帯より上部にある開口部からは、外気が室内へ流入する。。【解説】中性帯とは、室内と室外の圧力が等しくなる高さのことをいいます。冬期のように室内の空気が暖かく軽い場合、室内の空気は上へ向かう流れをつくり、中性帯より上の部分では室内側の圧力が外より高くなります。したがって中性帯より上部の開口部からは、空気は室内から屋外へ流出します。逆に中性帯より下部では室内側の圧力が低く、外気が流入します。よって中性帯より上部から外気が流入するという記述は誤りです。この上下の流れを利用したのが重力換気であり、上下の開口部の高さの差が大きいほど圧力差が大きくなり、換気量が増えます。吹抜けや階段室、越屋根を使った換気は、この原理を積極的に用いたものです。【他の選択肢が不適切な理由】「換気量は、給気口と排気口の高さの差の平方根に比例する。」という記述は正しいです。「換気量は、室内外の温度差の平方根に比例して大きくなる。」という記述も正しく、温度差が4倍になっても換気量は2倍にしかなりません。「冬期に室内が暖かい場合、下部の開口部から外気が流入する。」という記述も正しく、中性帯より下では室内が負圧になるためです。【試験の罠】温度差換気で平方根に比例するのは温度差と高さの差であり、開口部の面積には1乗で比例します。夏期に室内のほうが涼しい場合は流れが逆転し、上部から外気が入って下部から出る点にも注意しましょう。

Question 4

風力による自然換気に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

風上側の壁面に生じる風圧係数は、一般には負の値をとる。。【解説】風圧係数とは、風によって建築物の表面に生じる圧力を、風の動圧で割って無次元にした値です。風が正面から当たる風上側の壁面では、空気がせき止められて圧力が上がるため、風圧係数は正の値をとります。負の値をとるのは、風が回り込んで剥離する風下側の壁面や側面、屋根面です。したがって風上側が負の値という記述は誤りです。風力換気は、この正の面と負の面の圧力差を駆動力として、風上側の開口部から入った空気が風下側の開口部から抜けることで成り立ちます。したがって開口部を風上側と風下側の両方に設けることが重要で、同じ面にだけ窓を設けても通風はほとんど得られません。【他の選択肢が不適切な理由】「換気量は、建築物に当たる外部風速に比例して大きくなる。」という記述は正しく、温度差換気が平方根に比例するのと異なり1乗で効きます。「換気量は、風上側と風下側の風圧係数の差の平方根に比例する。」という記述も正しいです。「風圧係数は、建築物の形状と風向によって定まる値である。」という記述も正しく、風速の大小には左右されません。【試験の罠】風力換気は風速に1乗で比例し、温度差換気は温度差の平方根に比例する、という違いが繰り返し問われます。風圧係数は風上が正、風下と側面と屋根が負です。差の平方根に比例する点は温度差換気と同じ形なので、掛かる相手を取り違えないようにしましょう。

Question 5

建築基準法における居室の換気に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

換気に有効な開口部を有する居室では、シックハウス対策の換気設備は不要である。。【解説】建築基準法施行令第20条の8が定めるシックハウス対策の機械換気設備は、内装材から放散するホルムアルデヒドなどの化学物質の濃度を下げるために、常時運転して一定の換気量を確保することを目的としています。窓の開閉は居住者の意思に左右され、夜間や冬期には閉め切られるため、開口部があることをもって代替させることはできません。したがって、換気に有効な開口部があれば換気設備が不要になるという記述は誤りです。開口部の面積による規定は建築基準法第28条第2項の一般的な換気の規定であり、シックハウス対策の規定とは目的も条文も別です。両者は重ねて適用されるので、窓があっても常時換気ができる機械換気設備を設けなければなりません。【他の選択肢が不適切な理由】「居室には、原則としてその床面積の20分の1以上の換気に有効な開口部を設ける。」という記述は正しく、これを満たさない場合は換気設備を設けます。「住宅の居室に設ける機械換気設備の換気回数は、0.5回毎時以上とする。」という記述も正しいです。「住宅等の居室以外の居室の機械換気設備は、0.3回毎時以上とする。」という記述も正しいです。【試験の罠】採光は7分の1、換気は20分の1という分母の違いをまず区別します。シックハウス対策の換気回数は、住宅の居室が0.5回毎時、それ以外の居室が0.3回毎時です。窓があっても常時換気設備は免除されないという点が最も問われやすいところです。

Question 6

火を使用する室に設ける換気設備に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

排気フードのⅡ型を設ける場合、必要換気量は理論排ガス量の10倍とする。。【解説】建築基準法施行令第20条の3は、火を使用する室に設ける換気設備の必要換気量を、燃料の理論排ガス量に定数を掛けて求めると定めています。定数は、排気フードを設けない換気扇のみの場合が40、排気フードのⅠ型が30、排気フードのⅡ型が20です。したがってⅡ型を10倍とする記述は誤りで、正しくは20倍です。Ⅱ型はⅠ型より三方が囲われていて排ガスを捕らえる効率が高いため、必要な換気量を小さくできます。フードで燃焼ガスを捕集できるほど室内へ拡散する量が減り、少ない換気量で安全な空気環境を保てるという考え方に基づく数値です。【他の選択肢が不適切な理由】「排気フードを設けない場合、必要換気量は理論排ガス量の40倍とする。」という記述は正しく、最も大きな換気量が求められます。「排気フードのⅠ型を設ける場合、必要換気量は理論排ガス量の30倍とする。」という記述も正しいです。「密閉式燃焼器具のみを設ける室には、この換気設備の規定は適用されない。」という記述も正しく、燃焼用空気を屋外から取り、排ガスも直接屋外へ出す構造だからです。【試験の罠】40、30、20という三つの定数を、フードなし、Ⅰ型、Ⅱ型の順に並べて覚えます。捕集性能が上がるほど定数が10ずつ小さくなると理解すればよいでしょう。密閉式は室内空気を使わないため対象外である点も頻出です。

Question 7

建築物における衛生的環境の確保に関する法律に基づく空気環境の基準として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

空気中の一酸化炭素の含有率は、50ppm以下とする。。【解説】一酸化炭素は血液中のヘモグロビンと酸素の数百倍の強さで結び付き、わずかな濃度でも体内への酸素の運搬を妨げるため、極めて低い値に抑える必要があります。建築物における衛生的環境の確保に関する法律の施行令が定める基準は6ppm以下であり、50ppmは基準の8倍を超える危険な濃度です。したがってこの記述は誤りです。かつては10ppm以下とされていましたが、健康影響に関する知見の蓄積を踏まえ、より厳しい6ppm以下へ改められた経緯があります。二酸化炭素が1000ppmという桁と比べると、一酸化炭素の基準はけた違いに小さく、この差そのものが両者の毒性の違いを表しています。【他の選択肢が不適切な理由】「空気中の二酸化炭素の含有率は、1000ppm以下とする。」という記述は正しく、在室者の必要換気量を決める根拠にもなっています。「浮遊粉じんの量は、0.15mg毎立方メートル以下とする。」という記述も正しく、粒径がおおむね10マイクロメートル以下のものを対象とします。「室内の相対湿度は、40%以上70%以下とする。」という記述も正しく、低すぎると乾燥、高すぎるとかびの発生を招くためです。【試験の罠】数値は、二酸化炭素1000ppm、一酸化炭素6ppm、浮遊粉じん0.15mg毎立方メートル、ホルムアルデヒド0.1mg毎立方メートル、温度18℃以上28℃以下、相対湿度40%以上70%以下、気流0.5m毎秒以下の七つを一組で覚えます。一酸化炭素だけ桁が小さい点が識別の手がかりになります。

Question 8

面積1.0平方メートルの開口部が2つ直列に並び、室内を空気が順に通過するとき、これらを合成した実効面積として最も近いものはどれか。ただし、開口部の流量係数はいずれも等しいものとする。

Accepted Answer

0.71平方メートル。【解説】開口部が直列に並ぶ場合、合成した実効面積は、それぞれの実効面積の2乗の逆数を足し合わせた値の逆数の平方根として求めます。式で書けば、合成実効面積の2乗の逆数が、1.0の2乗の逆数と1.0の2乗の逆数の和すなわち2になります。したがって合成実効面積の2乗は0.5となり、その平方根である約0.71平方メートルが答えです。直列では空気が二つの開口部を続けて通らなければならず、抵抗が重なるので、合成した実効面積は個々のどちらよりも必ず小さくなります。電気回路で抵抗を直列につなぐと合成抵抗が増えるのと同じ考え方です。【他の選択肢が不適切な理由】0.50平方メートルは、2乗の逆数の和を取った後に平方根を取り忘れた値です。1.41平方メートルは、面積の2乗の和を取ってその平方根とした値であり、直列の合成の式である2乗の逆数の和を取り違えたものです。2.00平方メートルは、単純に面積を足し合わせた値であり、これは二つの開口部が同じ流れの中で並列に並ぶ場合の合成値であって、直列の場合には当てはまりません。【試験の罠】並列は面積をそのまま足す、直列は2乗の逆数を足してから逆数の平方根を取る、と対で覚えます。同じ面積の開口部を二つ直列にすると、合成実効面積はもとの約0.71倍になります。この0.71という値は2の平方根の逆数であり、覚えておくと計算が速くなります。

Question 9

在室者6人の室において、二酸化炭素濃度を1000ppm以下に保つために必要な換気量として、最も近いものはどれか。ただし、1人当たりの二酸化炭素発生量を0.020立方メートル毎時、外気の二酸化炭素濃度を400ppmとする。

Accepted Answer

200立方メートル毎時。【解説】必要換気量は、室内で発生する汚染物質の量を、室内の許容濃度から外気の濃度を差し引いた値で除して求めます。本問では二酸化炭素の発生量が1人当たり0.020立方メートル毎時で6人いるので、合計は0.12立方メートル毎時です。濃度は、許容値1000ppmを比で表すと0.001、外気400ppmは0.0004であり、その差は0.0006となります。したがって0.12を0.0006で除して200立方メートル毎時が必要換気量です。1人当たりに直すと約33立方メートル毎時となり、一般にいわれる成人1人当たり30立方メートル毎時という目安とおおむね一致します。【他の選択肢が不適切な理由】120立方メートル毎時は、外気濃度を差し引かずに許容濃度0.001だけで除した値です。0.12を0.001で除すと120となりますが、外気にも400ppmの二酸化炭素が含まれており、その分だけ薄める力が弱いことを見落としているため、必要換気量を小さく見積もることになります。150立方メートル毎時は、外気濃度を200ppmと小さく見積もった場合の値であり、0.12を0.0008で除すと150となります。300立方メートル毎時は、分母に濃度差ではなく外気濃度0.0004をそのまま用いた場合の値であり、0.12を0.0004で除すと300となります。【試験の罠】分母は許容濃度そのものではなく、許容濃度から外気濃度を引いた差です。この差し引きを忘れると必要換気量を小さく見積もることになり、実際には濃度が基準を超えてしまいます。ppmは100万分の1であり、1000ppmは0.1%すなわち0.001である点も確実に換算できるようにしましょう。

Question 10

室内の通風および空気の流れに関する記述として、最も適当なものはどれか。

Accepted Answer

空気齢が小さい場所ほど、新鮮な外気が早く到達していることを示す。。【解説】空気齢とは、給気口から室内に入った空気が、ある地点に到達するまでに要した平均の時間をいいます。値が小さいほどその地点には新しい外気が早く届いていることを意味し、換気の効率が良いと評価できます。逆に空気齢が大きい地点は、空気がよどんで汚染物質がたまりやすくなります。同じ換気量であっても、給気口と排気口の位置関係によって室内の空気齢の分布は大きく変わるため、換気量だけでなく気流の経路を計画することが重要になります。給気口の近くで排気してしまうショートサーキットが起きると、室の大半で空気齢が大きくなり、換気設備が働いていても実質的な換気効率は低くなります。【他の選択肢が不適切な理由】「流入口を大きく流出口を小さくすると、室内の気流速度は大きくなる。」という記述は誤りで、逆に流入口を小さく流出口を大きくしたほうが室内の風速は大きくなります。「置換換気は、天井から高速の空気を吹き出して室内を混合する方式である。」という記述も誤りで、床付近から低速で新鮮空気を供給し、汚染された暖かい空気を天井から排出する方式です。「同じ壁面に2つの窓を設けると、対面する壁に設ける場合より通風が良い。」という記述も誤りで、圧力差が生じにくく通風は劣ります。【試験の罠】空気齢は小さいほど良い、という向きを押さえます。通風では、開口部の合計面積が同じでも配置で性能が変わり、風上と風下に振り分けることが基本です。流入口を絞ると室内風速が上がるという関係は、ホースの先をつまむと水の勢いが増すことと同じ理屈だと理解するとよいでしょう。

環境工学：換気と通風の一問一答