二級建築士 過去問
令和4年(2022年)
問20 (学科1(建築計画) 問20)
問題文
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問題
二級建築士試験 令和4年(2022年) 問20(学科1(建築計画) 問20) (訂正依頼・報告はこちら)
- 床吹出し空調方式は、冷房時には、通常の天井吹出し空調方式よりも給気温度を高くする必要がある。
- 放射冷房は、気流や温度むらによる不快感が少なく、快適な室内環境を得やすい。
- 中央熱源方式の空気調和設備において、水方式の場合は、換気機能を有する装置が別途必要となる。
- 冷凍機の自然冷媒には、アンモニアや二酸化炭素などが用いられている。
- 開放式冷却塔の冷却効果は、主として、「冷却水に接触する空気の温度」と「冷却水の温度」との差によって得られる。
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この過去問の解説 (3件)
01
各種方式の特徴、長所、短所を理解しましょう。
床より吹き出す空調のため、足元が冷えて不快に感じることがあるので、記述の通りで正しいです。
壁や、天井からの放射冷房は、記述の通り快適な環境を得やすいです。
冷水、温水による、冷温水コイルに室内の空気を通して、温度制御するので、記述の通り換気装置が必要です。
ノンフロン化により、アンモニア、二酸化炭素、水などの自然冷媒の使用が増えてくると思われます。
記述の通りで正しいです。
開放式冷却塔は、温度が高くなった冷却水を、シャワー状に噴霧して、蒸発する時の熱を奪う、蒸発潜熱で冷却するので、記述は誤りです。
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02
最も不適当な選択肢は、
「開放式冷却塔の冷却効果は、主として、「冷却水に接触する空気の温度」と「冷却水の温度」との差によって得られる。」
です。
冷却塔(クーリングタワー)は、空調機の排熱によって暖かくなった冷却水を冷やす設備です。
水が蒸発する際の気化熱(蒸発潜熱)によって冷却効果を得ています。
選択肢のような温度差(顕熱)による冷却効果も少しだけありますが、気化熱(蒸発潜熱)による冷却効果が主であり、不適当と言えます。
各選択肢の解説は以下のとおりです。
正しい選択肢です。
床吹出し空調方式は、フリーアクセスフロアなどの床吹出し口から空調を行う方式です。
給気温度が低すぎると冷気が床付近に滞留し、室内で温度むらが生じるため、通常の天井吹出し空調方式よりも給気温度を高くする必要があります
正しい選択肢です。
放射冷房は、伝熱性の高い放射パネルなどを天井面に設け、放射(ふく射)によって冷房を行う方式です。
通常の空調に比べて気流を抑えることができ、また均一に冷房を行えるため、快適な室内環境を得ることができます。
正しい選択肢です。
中央熱源方式(水方式)の空気調和設備は、ファンコイルユニット方式とも呼ばれています。
室内空気の温度をユニット内のコイルで調節し、ファンで吹き出して循環するように空調を行うため、換気機能を有する装置が別途必要となります。
正しい選択肢です。
冷凍機で使われていたフロン・代替フロンは、オゾン層の破壊や地球温暖化への影響が大きいため規制されており、現在はアンモニアや二酸化炭素などの自然冷媒が用いられています。
不適当な選択肢です。
冷却塔は、主に水の蒸発による気化熱(蒸発潜熱)によって冷却を行います。
設問のような温度差による冷却効果は、気化熱(蒸発潜熱)と比べると小さいです。
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03
最も不適当なのは、「開放式冷却塔の冷却効果は、主として、『冷却水に接触する空気の温度』と『冷却水の温度』との差によって得られる。」という記述です。
開放式冷却塔は、冷却水の一部を蒸発させ、そのときに水から熱を奪うことで冷却します。そのため、冷却性能に大きく関係するのは、単なる外気温ではなく、外気の湿球温度です。
つまり、主として冷却水温度と外気の湿球温度との関係によって冷却効果が決まります。冷却塔の運転特性は、外気の湿球温度の変化に影響されます。
この記述は適当です。
床吹出し空調方式では、床の吹出口から人のいる場所へ直接空気を送り出します。
給気温度が低すぎると、足元に冷たい空気がたまり、足元が冷えすぎる不快感が生じやすくなります。
そのため、冷房時には、一般的な天井吹出し方式よりも高めの給気温度とする必要があります。
この記述は適当です。
放射冷房は、天井などの表面を冷やし、放射によって人や室内の物から熱を取り除く方式です。
強い冷風を室内に吹き出す方式ではないため、風が直接体に当たる不快感が少なく、室内の温度むらも生じにくいという特徴があります。
そのため、快適な室内環境をつくりやすい方式です。
この記述は適当です。
水方式は、冷水や温水を室内のファンコイルユニットなどへ送り、室内を冷暖房する方式です。
水を使って熱を運ぶため、それだけでは外気を室内へ取り入れる換気を行うことができません。
そのため、新鮮な外気を取り入れるための換気設備や外気処理設備を別に設ける必要があります。
この記述は適当です。
自然冷媒とは、人工的に合成されたフロン類ではなく、自然界にも存在する物質を利用した冷媒です。
代表的なものには、
アンモニア
二酸化炭素
などがあります。
地球温暖化への影響が小さい冷媒として利用されています。
この記述が最も不適当です。
開放式冷却塔では、冷却水を空気と直接接触させ、水の一部を蒸発させます。
水が蒸発するときには周囲から熱を奪うため、この蒸発による冷却が重要な働きをします。
そのため、冷却塔の性能を考えるときに重要なのは、単なる空気の乾球温度ではなく、空気の温度と湿度の両方を反映する湿球温度です。冷却塔の運転特性も外気湿球温度の変化に応じて変化します。
したがって、正しくは、冷却水温度と外気の湿球温度との関係によって冷却効果が得られると考えます。
この問題では、空気調和設備のそれぞれの方式について、熱や空気をどのように運ぶのかを理解することがポイントです。
床吹出し空調では、足元の冷えを防ぐため、冷房時の給気温度を一般的な天井吹出し方式より高めにします。
放射冷房は強い気流を使わないため、気流による不快感や温度むらを少なくしやすい方式です。
水方式の空調では、水によって熱を運びますが、換気はできないため、換気設備を別に設ける必要があります。
また、アンモニアや二酸化炭素は自然冷媒として利用されています。
一方、開放式冷却塔は、単なる外気温と冷却水温度との差だけで冷却するものではありません。水の蒸発を利用するため、外気の湿球温度が重要です。
したがって、最も不適当なのは、開放式冷却塔の冷却効果を「空気の温度と冷却水の温度との差」によるものとしている記述です。
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