環境工学

解答正解 3

汚染質の物質収支から、必要換気量Q＝発生量／（室内許容濃度−外気濃度）である。発生量は0.024×25＝0.6m³/h、濃度差は（1,000−400）ppm＝0.0006であるから、Q＝0.6／0.0006＝1,000m³/h。室容積は100×2.5＝250m³なので、換気回数は1,000／250＝4.0回/hとなる。外気濃度を差し引かずに許容値だけで除す誤りと、ppmを10⁻⁶ではなく10⁻³で換算する桁違いが二大失点である。

解答正解 1

温度差換気では、上下2つの開口部の有効開口面積をα₁A₁、α₂A₂とすると、中性帯までの高さの比は（α₂A₂／α₁A₁)²で与えられ、中性帯は有効開口面積の大きい側に近づく。また換気量は給気口と排気口の高低差、及び室内外の空気の密度差のいずれに対しても平方根に比例するのであって、比例関係ではない。「平方根に比例」を「比例」と覚えていると、高低差を4倍にすれば換気量が4倍になると誤答する（正しくは2倍）。

解答正解 2

総合実効面積は1／(αA)²＝1／0.6²＋1／0.8²＝2.778＋1.563＝4.340より(αA)²＝0.2304、αA＝0.48m²。風圧係数差は0.6−(−0.4)＝1.0なのでQ＝0.48×5×1.0＝2.4m³/s＝8,640m³/hとなる。直列開口の合成は「面積の逆数の2乗和」であり、単純な足し算でも逆数の単純和でもない点が要である。

解答正解 4

空気交換効率は名目換気時間τnと室平均空気齢〈τ〉を用いてεa＝τn／(2〈τ〉)と定義される。完全混合では〈τ〉＝τnとなりεa＝0.5、一方向流では〈τ〉＝τn／2となりεa＝1.0で、一方向流が完全混合の2倍である。局所換気は汚染質を発生源近傍で捕集するため、室全体を希釈する全般換気より少ない換気量で所要の室内空気質を確保できる。

解答正解 3

算定式のAfは、換気上有効な窓その他の開口部を有する場合、その換気上有効な面積に20を乗じた面積を床面積から減じた値である。よってAf＝120−20×1.0＝100m²、√h＝√4.0＝2.0となり、Av＝100／(250×2.0)＝0.20m²。開口部による床面積の低減を忘れる誤りと、分母のhの平方根を取り忘れる誤りが典型である。

解答正解 1

毎時0.12mg/m²を超えるものが第一種ホルムアルデヒド発散建築材料で、内装仕上げへの使用は全面的に禁止される。第二種は0.02mg超0.12mg以下、第三種は0.005mg超0.02mg以下で、これらは面積制限の対象となる。住宅等の居室で換気回数0.7回/h以上の場合、乗ずる数値は第二種が1.2、第三種が0.20であり、第二種と第三種の数値、及び換気回数の区分ごとの数値を取り違えやすい。

解答正解 2

熱橋を含む部位の熱貫流量は、部位ごとの熱貫流率を面積で加重平均した平均熱貫流率で評価する。一般部は50−10＝40m²だから、平均熱貫流率は(0.35×40＋1.6×10)／50＝30／50＝0.60W/(m²・K)。貫流熱量は0.60×50×20＝600Wとなる。一般部の面積を50m²のまま計算する誤り、熱貫流率を単純平均する誤りが典型である。

解答正解 2

室内側表面温度θsは、θs＝θi−U・Ri・(θi−θo)で求める。θs＝20−4.0×0.11×20＝20−8.8＝11.2℃となり、露点温度12.0℃を下回るため表面結露が生じる。8.8℃は温度降下量そのもの、16.8℃は室内側ではなく外気側表面熱伝達抵抗0.04を用いた値であり、いずれも用いる抵抗と符号を取り違えたものである。

解答正解 4

内部結露は、壁体内各位置の水蒸気圧分布（透湿抵抗で決まる）と飽和水蒸気圧分布（温度分布で決まる）を重ねて比較し、前者が後者に達する位置で生じると判定する。断熱層の室内側に透湿抵抗の大きい防湿層を設けると、その位置で水蒸気圧が大きく降下し、断熱層内の水蒸気圧は低下するので内部結露は生じにくくなる。防湿層を断熱層の外気側に設けると逆に断熱層内で水蒸気が滞留し、結露を助長する。

解答正解 4

日射遮蔽装置は、日射が室内に入る前に遮って吸収熱を屋外へ放散させるほうが有効なので、屋外側設置のほうが効果が大きい。日射熱取得率も日射遮蔽係数も「小さいほど遮蔽性能が高い」指標であり、向きを逆に覚えないこと。水平の庇は南中時に太陽高度が高くなる南面に有効で、太陽高度の低い東西面には縦ルーバーなどが有効である。

解答正解 1

熱容量の大きい壁体は熱を蓄えるため、外気温変動に対して室温変動の振幅が減衰し（振幅減衰）、変動が室内に現れる時間も遅れる（時間遅れ）。これは熱貫流率だけでは決まらない非定常の性質であり、定常計算しか意識していないと選択肢3のような誤答をする。一方、熱容量が大きいと立ち上がりは遅くなるので、間欠運転の空調には不利に働く。

解答正解 2

必要な昼光率は525／15,000×100＝3.5％。昼光率は直接昼光率と間接昼光率の和であるから、直接昼光率は3.5−0.5＝3.0％。直接昼光率＝立体角投射率×0.8×0.75より、立体角投射率＝3.0／0.6＝5.0％となる。間接昼光率を差し引かない、あるいは透過率と保守率を乗じてしまう（除すべきところを乗じる）誤りが多い。

解答正解 1

光源から点Pまでの距離はr＝√(3²＋4²)＝5mであり、法線照度はI／r²＝1,000／25＝40lx。水平面照度は入射角の余弦（鉛直方向成分3／5＝0.6）を乗じて40×0.6＝24lx、鉛直面照度は水平方向成分4／5＝0.8を乗じて40×0.8＝32lxとなる。水平面は高さ／距離、鉛直面は水平距離／距離を乗じる点を取り違えると、値が入れ替わる。

解答正解 4

N＝E・A／(F・U・M)＝750×200／(6,000×0.6×0.7)＝150,000／2,520≒59.5となるので、必要台数は切り上げて60台。保守率は照明器具の汚れやランプの光束減退を見込んだ低減係数なので分母に置く。保守率を分子に置く、あるいは照明率や保守率のいずれかを落とすと、いずれも台数が過小になる。

解答正解 3

平均演色評価数Raは最大値100で、演色の質が低下するほど値が減少する。すなわち値が大きいほど基準光源による見え方に近い。UGRは値が大きいほどグレアが強く、照度均斉度は最小照度／平均照度で定義される。演色性だけが「大きいほど良い」指標である一方、UGRは「小さいほど良い」指標であり、向きが逆である点を整理しておく必要がある。

解答正解 3

音圧レベルの合成はエネルギー（音の強さ）の和で行う。同じレベルの音源が2倍になるとレベルは10log₁₀2≒3dB上昇するので、68dBが2台で71dB。これと71dBの1台が同レベルなので、さらに3dB上昇して74dBとなる。デシベルは対数量なので単純加算はできず、また3台だからといって一律に10log₁₀3≒4.8dBを加えるのも誤りである。

解答正解 4

室間音圧レベル差は音源室と受音室の音圧レベルの差であり、受音室の吸音力が大きいほど受音室の音圧レベルが下がるため、レベル差はむしろ大きくなる。このため受音室の条件に左右されない評価量として、吸音力で補正した規準化音圧レベル差や残響時間で補正した標準化音圧レベル差が用いられる。質量則から外れる二つの現象（コインシデンス効果と二重壁の低音域共鳴透過）とあわせて整理する。

解答正解 1

改修後の総吸音力はA＝250×0.04＋250×0.60＋400×0.10＝10＋150＋40＝200m²。T＝0.161×1,000／200＝0.805sとなる。改修前はA＝55m²でT＝2.93sであり、天井の吸音率を0.02から0.60に上げるだけで残響時間が約1／3.6になる。床・壁の吸音力を加え忘れる誤りと、係数0.161を落とす誤りが典型である。

解答正解 3

適当なものは（イ）（ロ）（ニ）の3つである。Lr値は数値が小さいほど床衝撃音が伝わりにくく、遮断性能が高いことを表すので（ハ）が適当でない。乾式二重床は軽量床衝撃音には有効だが、支持脚の防振ゴムと床下空気層がばね質量系をなして低音域（63Hz帯域など）で共鳴し、室面積が小さい場合などにスラブ素面より重量床衝撃音性能が低下することがあるため、（ニ）は適当である。

解答正解 2

一年のうち日照条件が最も良いのは夏至の日であるから、夏至の日に終日日影となる部分は一年を通じて日影となり、これを永久日影という。方位別の終日直達日射量は、夏至では水平面が最大で南向き鉛直面は小さく、冬至では南向き鉛直面が最大となる。夏至と冬至で大小関係が逆転する点、及び夏至の日の出・日の入りが真東・真西より北寄りになる点が要である。