必要換気量の算定・排煙設備の基準・制御方式の選定
建築物の各室に設ける機械換気方式に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 4
機械換気方式の選定は、室の用途から要求される周囲との圧力関係で決まる。給気機のみ（第2種）は正圧、排気機のみ（第3種）は負圧、両者併用（第1種）は風量差の設定により正圧・負圧のいずれにもできる。排気機のみを設ける方式は室内が負圧になるため、燃焼用空気を大量に必要とする室では給気不足を招き、燃焼機器の不完全燃焼や逆流の原因となる点を取り違えないこと。
室内外の温度差による自然換気（重力換気）に関する次の文中、（ ）内に当てはまる語句の組合せとして、適当なものはどれか。 「開口部の実効面積が一定のとき、重力換気による換気量は給気口と排気口の中心間の垂直距離の平方根に（ Ａ ）する。また、室内外の空気の密度差が大きいほど換気量は（ Ｂ ）なる。室内外の圧力差が零となる高さの位置を（ Ｃ ）といい、その位置は給気側と排気側の開口部の面積配分によって上下に移動する。」
解答正解 1
重力換気の換気量は、開口部の実効面積と、重力加速度・高低差・密度差の積の平方根に比例する。したがって高低差が4倍になっても換気量は2倍にしかならない。圧力差が零となる高さは中性帯であり、下部開口を大きくすると中性帯は下がり、上部開口を大きくすると上がる。「中立軸」は部材断面の応力が零となる位置を指す構造力学の用語であり、混同しないこと。
外部風による自然換気（風力換気）に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
風力換気の駆動圧力は速度圧に風圧係数差を乗じたものであり、速度圧が風速の2乗に比例する一方、換気量は駆動圧力の平方根に比例するため、結果として換気量は風速の1乗に比例する。2乗に比例するのは換気量ではなく風圧である点を取り違えやすい。また、風力と重力が同時に作用する場合は駆動圧力が重ね合わされるため、換気量は単純和よりも小さくなる。
下記の条件の室において、給気口と排気口が直列に配置されているものとした場合の合成実効開口面積として、適当なものはどれか。 ・給気口の実効開口面積（流量係数と開口面積の積） 3.0 m2 ・排気口の実効開口面積（流量係数と開口面積の積） 4.0 m2 ・直列に配置された開口部の合成実効開口面積αＡは、1／（αＡ）2 ＝ Σ〔1／（αiＡi）2〕により求めるものとする。
解答正解 2
直列配置では、各開口部の実効開口面積の2乗の逆数を加算して合成値の2乗の逆数とする。1/3.0の2乗＝1/9、1/4.0の2乗＝1/16であり、その和は25/144となる。よって（αＡ）の2乗＝144/25＝5.76、αＡ＝2.40 m2となる。抵抗の直列合成と同じ形の式であるため、抵抗値の単純な逆数和（電気回路の並列抵抗の式）と取り違えて1.71 m2としないこと。
下記の条件の居室において、二酸化炭素濃度を基準として算定した必要換気回数として、適当なものはどれか。 ・室容積 400 m3 ・在室人員 30 人 ・1人当たりの二酸化炭素発生量 0.020 m3/h ・室内二酸化炭素濃度の許容値 1,000 ppm ・外気の二酸化炭素濃度 400 ppm
解答正解 3
必要換気量は、汚染質発生量を室内許容濃度と外気濃度の差で除して求める。発生量は30人×0.020＝0.60 m3/h、濃度差は（1,000－400）×10のマイナス6乗＝0.0006であるから、必要換気量は0.60/0.0006＝1,000 m3/hとなる。これを室容積400 m3で除して必要換気回数は2.5 回/hである。外気濃度を差し引かずに許容値だけで除すと1.5 回/hとなるため、濃度差で除すことを確実に押さえること。
火を使用する室に設ける換気設備に関する次の（イ）〜（ニ）の記述のうち、建築基準法上、適当なものの数は次のうちどれか。 （イ）密閉式燃焼器具等以外の火を使用する設備又は器具を設けていない室には、換気設備を設けなくてよい。 （ロ）床面積の合計が100 m2以内の住宅の調理室で、発熱量の合計が12 kW以下の火を使用する設備を設け、かつ、当該調理室の床面積の1/10（0.8 m2未満のときは0.8 m2）以上の有効開口面積を有する窓その他の開口部を換気上有効に設けたものには、換気設備を設けなくてよい。 （ハ）発熱量の合計が6 kW以下の火を使用する設備を設けた調理室で、換気上有効な開口部を設けたものには、換気設備を設けなくてよい。 （ニ）発熱量の合計を算定するに当たっては、密閉式燃焼器具等の発熱量を算入しない。
解答正解 3
建築基準法施行令第20条の3第1項は、換気設備を要しない室を3つの号で限定列挙している。第3号の「発熱量の合計が6 kW以下」の緩和は、括弧書きで調理室を除いており、調理室にはこの緩和は適用されない。調理室については第2号の12 kW以下かつ床面積100 m2以内の住宅の調理室という要件のみが緩和の対象である。6 kWと12 kWの数値だけを覚えて適用対象室を取り違えないこと。
下記の条件の厨房に設ける換気設備の有効換気量として、建築基準法上、必要な最小の値はどれか。 ・開放式ガス機器の発熱量の合計 12 kW ・密閉式ガス給湯機の発熱量 24 kW ・排気フードはII型（火源を囲む垂下がりを有し、集気部が傾斜したもの）とする ・II型の排気フードを有する場合の定数 n ＝ 20 ・燃料の単位燃焼量当たりの理論廃ガス量 Ｋ ＝ 0.93 m3/kWh
解答正解 1
火を使用する室の有効換気量は Ｖ＝nＫＱ で求める。Ｑは火を使用する設備又は器具の実況に応じた燃料消費量であるが、密閉式燃焼器具等は燃焼用空気を屋外から取り、廃ガスを直接屋外へ排出するため、この算定に算入しない。したがってＱ＝12 kWとなり、Ｖ＝20×0.93×12＝223.2 m3/hである。定数nは排気フードを有しない場合が40、I型が30、II型が20であり、フード形式の取り違えとともに密閉式の算入誤りが典型的な誤答となる。
居室に設ける自然換気設備に関する次の記述のうち、建築基準法上、適当でないものはどれか。
解答正解 4
自然換気設備の排気筒の必要有効断面積は Ａv＝Ａf／（250√h）で与えられる。Ａfは居室の床面積（換気上有効な窓等がある場合はその有効面積の20倍を減じた値）であるから床面積に比例して大きくなるが、hは給気口中心から排気筒頂部の外気開放部中心までの高さであり、その平方根に反比例する。すなわち立上りを高くするほど必要断面積は小さくてよい。「比例」と「平方根に反比例」を取り違えないこと。
局所換気及び全般換気に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 3
局所換気は発生源の近傍で高濃度のまま捕集して排出する方式、全般換気は室全体を希釈する方式であり、両者の定義が入れ替わった選択肢が典型的な誤りとなる。フード形式は発生源をどれだけ囲えるかで捕集性能が決まり、囲い式、外付け式、レシーバ式の順に同じ捕集効果を得るための排風量は大きくなる。レシーバ式は発生気流を受け止める位置に設けるものであり、気流の向きを無視して設置することはできない。
厨房の換気設備に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
厨房排気は油分と水蒸気を大量に含むため、ダクト内面へのグリース付着を前提とした清掃性と、滞留させない勾配の確保が設計上の要点である。グリースフィルタは油分がダクトへ流入する前に捕集する必要があるからフード内に設ける。また厨房排気は温度が高いため、一般空調用と同じ作動温度の温度ヒューズでは平常運転中に誤作動するおそれがあり、より高い作動温度のものを用いる。厨房は臭気拡散防止のため負圧に保つのが原則である。
特殊な室の換気に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 4
滞留位置は対象ガスの比重で決まる。水素は空気より著しく軽いため上部、液化石油ガスや多くのフロン系冷媒は空気より重いため下部に滞留する。一方、一酸化炭素の分子量は28で空気の約29とほぼ等しく、空気とほぼ同じ比重であるため特定の高さに偏って滞留するとは限らない。駐車場の換気は排気口を上下に分散して設け、室全体の気流のよどみをなくすことが要点である。「有害ガスはすべて下にたまる」という誤った一般化をしないこと。
排煙設備に関する次の（イ）〜（ニ）の記述のうち、建築基準法上、適当なものの数は次のうちどれか。 （イ）別表第一（い）欄（一）項から（四）項までに掲げる用途に供する特殊建築物で、延べ面積が500 m2を超えるものには、原則として排煙設備を設けなければならない。 （ロ）階数が2以上で延べ面積が500 m2を超える建築物には、原則として排煙設備を設けなければならない。 （ハ）体育館、スキー場、スケート場、水泳場その他これらに類する用途に供する建築物には、排煙設備を設けることを要しない。 （ニ）階段の部分及び昇降機の昇降路の部分には、排煙設備を設けなければならない。
解答正解 2
排煙設備の設置義務は、建築基準法施行令第126条の2第1項本文の各号で、特殊建築物の延べ面積500 m2超、階数が3以上で延べ面積500 m2超、無窓居室、延べ面積1,000 m2超の建築物の床面積200 m2超の居室と定められている。（ロ）は「階数が3以上」が正しい。また同項ただし書は、学校・体育館等、階段の部分、昇降機の昇降路の部分、不燃材料で造られた機械製作工場等を適用除外としており、（ニ）は設置義務がある旨としている点で誤りである。
床面積900 m2の室を、防煙壁により床面積が等しい二つの防煙区画部分に区画し、各防煙区画部分に直接外気に接する排煙口を一つずつ設ける。排煙機を設けずに排煙設備を構成する場合、一の防煙区画部分に設ける排煙口に必要な最小の開口面積として、建築基準法上、適当なものはどれか。
解答正解 2
排煙機の設置が免除されるのは、排煙口の開口面積が当該防煙区画部分の床面積の1/50以上で、かつ直接外気に接する場合である。本問では一の防煙区画部分の床面積が900÷2＝450 m2であるから、必要な開口面積は450×1/50＝9 m2となる。区画前の900 m2に対して1/50を求めて18 m2としたり、区画面積の上限500 m2をそのまま用いたりしないこと。分母の50と、防煙区画の上限床面積500 m2を混同しやすい。
排煙設備の風道に関する次の記述のうち、建築基準法上、適当なものはどれか。
解答正解 3
排煙風道の構造は、建築基準法施行令第126条の3第1項第七号により煙突の構造を定めた同令第115条第1項第三号の規定を準用する。すなわち小屋裏・天井裏等にある部分はほこりを燃焼させない構造とし、かつ木材その他の可燃材料から15 cm以上離して設けなければならない。排煙風道は火災時に高温の煙が流れるため、不燃材料で造るだけでは足りず、周囲の可燃材料との離隔まで要求される点が要点である。
機械排煙設備に関する次の記述のうち、建築基準法上、適当でないものはどれか。
解答正解 4
排煙機は排煙口の開放と連動して自動的に作動することが要求されており、中央管理室からの操作のみで起動する方式とすることは認められない。中央管理室での制御及び作動状態の監視が求められるのは、高さ31 mを超える建築物と床面積の合計が1,000 m2を超える地下街であるが、これは連動起動を否定するものではない。なお建築基準法の排煙設備には「予備電源」、消防法の排煙設備には「非常電源」が求められる点も区別して押さえること。
建築基準法に基づく排煙設備と消防法に基づく排煙設備に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 1
建築基準法の排煙設備は在館者の避難時間を確保することを主たる目的とし、消防法の排煙設備は消防隊の進入・消火活動を支援することを主たる目的とするもので、目的が異なるため設置対象も基準も異なる。消防法施行令第28条は、延べ面積1,000 m2以上の地下街、床面積500 m2以上の舞台部、特定の用途の地階・無窓階で床面積1,000 m2以上のものを対象とする。電源は建築基準法が予備電源、消防法が非常電源であり、名称を取り違えないこと。
特別避難階段の附室に設ける加圧防排煙設備に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 3
加圧防排煙設備は、避難経路である特別避難階段の附室（又は非常用エレベーターの乗降ロビー）を給気送風機で加圧し、屋内より高い圧力に保つことで煙の侵入を阻止する方式である。遮煙開口部の戸を開けた際には、附室から屋内へ向かう一定以上の風速の気流が必要とされる。一方、圧力が過大になると戸が開かなくなるため、遮煙開口部の戸は100 N以下の力で開放できることとされ、あわせて過圧を逃がすための空気逃し口が必要となる。加圧する対象が火災室ではなく避難経路側である点を取り違えないこと。
空気調和設備の自動制御に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 2
シーケンス制御はあらかじめ定められた順序に従って各段階を進める制御であり、偏差に基づいて操作量を修正するのはフィードバック制御である。自動制御系は検出部・調節部・操作部からなり、この構成の理解が機器選定の前提となる。駆動方式の比較では、防爆性に優れ大きな操作力を得やすいのが空気式、微小信号の処理と高精度化に優れるのが電子式であり、電気式と電子式の特徴を入れ替えた記述が典型的な誤りである。
空気調和設備に用いる自動制御弁に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
解答正解 4
レンジアビリティは制御可能な最大流量と最小流量の比であり、値が大きいほど広い流量範囲で安定した制御ができる。大小関係を逆に覚えないこと。二方弁は変流量、三方弁は定流量という基本に加え、コイルの熱出力が流量に対して飽和する非線形特性をもつため、開度に対して流量が指数関数的に増えるイコールパーセント特性の弁を組み合わせて制御ループ全体の線形性を確保するのが選定の考え方である。
空気調和設備の中央監視制御及び運転制御に関する次の記述のうち、適当なものはどれか。
解答正解 2
DDCは現場側に置いたディジタルコントローラが検出から演算・出力までを完結して行う分散制御であり、中央装置や通信路の障害時にも各コントローラが単独で制御を継続できることが特徴である。BEMSは監視・制御に加えてエネルギー使用量の計測・記録・分析と改善支援までを含む。熱源の台数制御は負荷熱量に応じて行うものであり、流量と往還温度差の積として求めた熱量を指標とするのが一般的で、温度のみでは負荷を代表できない。