二級建築士 過去問
令和4年(2022年)
問25 (学科1(建築計画) 問25)

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問題

二級建築士試験 令和4年(2022年) 問25(学科1(建築計画) 問25) (訂正依頼・報告はこちら)

環境・省エネルギーに配慮した建築・設備計画に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
  • 電気設備において、配電線路における電力損失を低減するために、配電電圧を低く設定した。
  • 窓の断熱性能を高めて、年間熱負荷係数(PAL*:パルスター)の値を小さくした。
  • 排水再利用設備において、洗面・手洗い排水を浄化して再利用水として使用した。
  • CASBEEにおけるBEE(環境性能効率)を高めるため、環境負荷(L)の数値が小さくなるように、かつ、環境品質(Q)の数値が大きくなるように計画した。
  • 使用する設備機器を、ライフサイクルアセスメント(LCA)により評価し選定した。

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この過去問の解説 (3件)

01

最も不適当な選択肢は、

「電気設備において、配電線路における電力損失を低減するために、配電電圧を低く設定した。」

です。

配電電圧が低いと電流が大きくなり、電圧損失・電力損失も大きくなってしまいます。

電力損失を低減するためには、配電電圧を大きくする必要があります。

各選択肢の解説は以下のとおりです。

選択肢1. 電気設備において、配電線路における電力損失を低減するために、配電電圧を低く設定した。

不適当な選択肢です。

電力 = 配電電圧 × 電流

なので、一定の電力を確保しつつ、配電電圧を低く設定すると、電流を大きくする必要があります。

さらに、

電圧損失 = 電流 × 抵抗

なので、電気設備の抵抗が一定の場合、電流が大きい(配電電圧が低い)と、電圧損失が大きくなります。

そして、

電力損失 = 電圧損失 × 電流

なので、電流が大きい(配電電圧が低い)と、電圧損失も大きくなり、電力損失も大きくなります。

選択肢2. 窓の断熱性能を高めて、年間熱負荷係数(PAL*:パルスター)の値を小さくした。

正しい選択肢です。

年間熱負荷係数(PAL*:パルスター)は、ペリメーターゾーンの熱負荷を表す係数で、値が小さいほど断熱性能が高いことを表します。

なお、ペリメーターゾーンは、室内外周部の、外気や外部からの熱の影響を受けやすい場所のことです。

選択肢3. 排水再利用設備において、洗面・手洗い排水を浄化して再利用水として使用した。

正しい選択肢です。

洗面器や厨房の排水は、浄化することで再利用水として使用できます。

※補足

排水にし尿が含まれている場合は、再利用水は便所洗浄用としてしか使えません。

排水にし尿が含まれていない場合は、再利用水は便所洗浄用だけでなく、散水等にも使えます。

選択肢4. CASBEEにおけるBEE(環境性能効率)を高めるため、環境負荷(L)の数値が小さくなるように、かつ、環境品質(Q)の数値が大きくなるように計画した。

正しい選択肢です。

CASBEEは、建築物の環境性能を評価し、格付けする手法です。

BEE(環境性能効率)が高い方が高評価

環境負荷(L)の数値が小さい方が高評価

環境品質(Q)の数値が大きい方が高評価

選択肢5. 使用する設備機器を、ライフサイクルアセスメント(LCA)により評価し選定した。

正しい選択肢です。

ライフサイクルアセスメント(LCA)は、製品やサービスの資源採取〜廃棄リサイクルまでの環境負荷を評価する指標です。

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02

温暖化の影響もあり、省エネルギーの建築物の要求が高まっている中、基本的知識の確認のための出題が考えられます。理解しましょう。

選択肢1. 電気設備において、配電線路における電力損失を低減するために、配電電圧を低く設定した。

省エネルギーの観点では、電力損失を減らすには、電流を少なくすると良いので、電圧をあげると良いです。記述は誤りです。

選択肢2. 窓の断熱性能を高めて、年間熱負荷係数(PAL*:パルスター)の値を小さくした。

PAL*は建物の省エネ基準に関わる外皮基準の指標なので、記述の通りで正しいです。

選択肢3. 排水再利用設備において、洗面・手洗い排水を浄化して再利用水として使用した。

汚水の再利用は、便所洗浄以外に使用してはいけないので、記述の通りで正しいです。

選択肢4. CASBEEにおけるBEE(環境性能効率)を高めるため、環境負荷(L)の数値が小さくなるように、かつ、環境品質(Q)の数値が大きくなるように計画した。

CASBEEのBEEは、環境品質(Q)を環境負荷(L)で割って計算される指標なので、記述の通りで正しいです。

選択肢5. 使用する設備機器を、ライフサイクルアセスメント(LCA)により評価し選定した。

LCAは製品のライフサイクル全体における環境負荷を定量的に消化する手法なので、記述の通りで正しいです。

参考になった数18

03

最も不適当なのは、「電気設備において、配電線路における電力損失を低減するために、配電電圧を低く設定した。」という記述です。

同じ電力を送る場合、配電電圧を低くすると、必要な電流が大きくなります。配電線の電力損失は電流の2乗に比例するため、電圧を低くすると、かえって電力損失が大きくなります。

電力損失を減らすには、一般に配電電圧を高くして電流を小さくすることが有効です。日本電気技術者協会も、電圧が低下すると同じ電力を送るための電流が増え、送配電損失が増加すると説明しています。

選択肢1. 電気設備において、配電線路における電力損失を低減するために、配電電圧を低く設定した。

この記述が最も不適当です。

配電線で同じ大きさの電力を送る場合、電圧を低くすると、その分だけ大きな電流を流す必要があります。

配電線で生じる電力損失は、基本的に、

電力損失=抵抗×電流²

という関係になるため、電流が大きくなると損失は急激に増えます。

したがって、省エネルギーのためには、一般に配電電圧を高くして電流を小さくするほうが有効です。

「電力損失を減らすために配電電圧を低くした」としている点が不適当です。

選択肢2. 窓の断熱性能を高めて、年間熱負荷係数(PAL*:パルスター)の値を小さくした。

この記述は適当です。

PAL*は、非住宅建築物の外皮性能を評価する指標で、建物の屋内周囲空間について、床面積当たりの年間熱負荷を表します。

窓は、壁などと比べて熱が出入りしやすい部分です。

そのため、複層ガラスなどを使って窓の断熱性能を高めれば、冬に室内の熱が逃げにくくなり、夏には外からの熱も入りにくくなります。

その結果、冷暖房に必要な熱負荷が小さくなり、PAL*の値を小さくすることにつながります。

選択肢3. 排水再利用設備において、洗面・手洗い排水を浄化して再利用水として使用した。

この記述は適当です。

排水再利用設備は、建築物から出る排水を処理して、もう一度利用する設備です。

洗面や手洗いから出る排水は、適切に浄化することで、便所の洗浄水、散水、清掃用水などの雑用水として再利用することができます。

国土交通省の基準でも、建築物から排出される水を適切に処理して再利用する排水再利用設備が示されています。

水道水の使用量を減らし、水資源を有効に使うための方法です。

選択肢4. CASBEEにおけるBEE(環境性能効率)を高めるため、環境負荷(L)の数値が小さくなるように、かつ、環境品質(Q)の数値が大きくなるように計画した。

この記述は適当です。

CASBEEでは、建築物の環境性能を評価する指標としてBEEを用います。

BEEは、

BEE=環境品質Q÷環境負荷L

という考え方です。

そのため、

Qを大きくする

Lを小さくする

ほど、BEEは大きくなり、環境性能の高い建築物と評価されます。

したがって、この計画方法は適切です。

選択肢5. 使用する設備機器を、ライフサイクルアセスメント(LCA)により評価し選定した。

この記述は適当です。

LCAは、製品や設備について、使用中だけを見るのではなく、原料の調達、製造、運搬、使用、廃棄やリサイクルまでの一生を通して環境への影響を評価する考え方です。

たとえば、運転時の消費電力が少ない設備でも、製造や廃棄の段階で大きな環境負荷が生じる場合があります。

そのため、設備機器をLCAによって評価して選定することは、建築物の環境負荷を総合的に小さくするうえで有効です。

まとめ

この問題では、建築物の省エネルギーや環境負荷を小さくするための基本的な考え方を理解することがポイントです。

窓の断熱性能を高めると、冷暖房の熱負荷が小さくなり、PAL*を小さくすることにつながります。

排水を浄化して雑用水などに再利用することは、水資源の有効利用に役立ちます。

CASBEEでは、環境品質Qを大きくし、環境負荷Lを小さくするとBEEが高くなります。

また、設備機器をLCAで評価することで、製造から廃棄までを含めた環境負荷を考慮できます。

一方、配電線の電力損失を減らす場合、配電電圧を低くするのは逆効果です。同じ電力を送るなら、電圧を高くして電流を小さくするほうが、電流の2乗に比例する配電損失を小さくできます。

したがって、最も不適当なのは、配電線路の電力損失を低減するために配電電圧を低く設定した記述です。

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