建築物環境衛生管理技術者試験ノート【建築物の環境衛生】

空気環境の調整:頻出・過去出題された単位(は頻出)

用語正しい単位注意点・誤表記例
※熱伝導率W/(m・K)W/(m²・K)と誤表記されることあり
※音の強さW/m²N/m²などと誤表記されることあり
※輝度cd/m²Im/m²(誤)
※熱伝導抵抗m²・K/Wm・K/Wと混同注意
※音圧PadBは音圧レベル
※光度cdカンデラ
貫流熱流量W/m²
※吸音力
※色温度K(ケルビン)
熱貫流率W/(m²・K)
透過損失dB
光束(光東)lm(ルーメン)Im(誤)
熱量J(ジュール)
照度lx(ルクス)
※比熱kJ/(kg・K)K/(kg・K)と誤表記されることあり
※振動加速度m/s²m/s(誤)
立体角sr(ステラジアン)rad(誤)
※比エンタルピーkJ/kg(DA)W/kg(DA)と誤表記あり
振動加速度レベルdB
水蒸気分圧kPa
比容積m³/kg(DA)mi/kg(DA)(誤)

用語

略語正式名称内容
LCCライフサイクルコスト設備・建築物の生涯費用
HID高輝度放電ランプ※発光ダイオード(LED)ではないので注意
BRIビル関連病Sick Building Syndromeのこと
CFU集落形成単位空気中の微生物数などの指標
MRT平均放射温度室内放射温度環境の快適性指標

熱放射

・熱放射とは:物体の表面間を電磁波によって伝わる熱移動のこと
・温度が0°Cの固体表面からも、熱放射は発生する(※誤:放射しない)
・放射熱流は、絶対温度(K)の4に比例
・常温物体の熱放射:波長10μm付近の赤外線(長波長)
・同温度物体では「放射率=吸収率
・日射吸収率は物体の色に依存(白:低い、黒:高い)
・太陽放射:**0.38~0.78μm(可視光)**の電磁波成分が多い

【長波長放射率の代表比較表】

材料・表面長波長放射率の特徴
アルミ箔(光沢)約0.1(非常に低い)
酸化した亜鉛鉄板吸収率高い/放射率は低め
白色ペイントアルミ箔より放射率は大きい
アスファルト約0.9(高い)

熱伝導・熱伝達・熱貫流

【用語と定義】

用語単位意味・補足
熱伝導率W/(m・K)材料自体がどれだけ熱を通すか
熱伝達率W/(m²・K)固体と流体間での熱の伝わりやすさ
熱貫流率W/(m²・K)複数層(材料+空気層)の総合的な熱の伝わりやすさ
熱伝導抵抗m²・K/W材料厚さ ÷ 熱伝導率

【ポイントまとめ】

・熱伝導率が大きい=熱が伝わりやすい(アルミなど金属)
・同じ材料でも温度が高いほど、熱伝導率は大きくなる
・断熱材(グラスウール等)は空気の流れを阻害熱伝導率が低い
中空層の熱抵抗は2~5cmまでは厚さに比例、それ以上はほぼ一定
熱伝達率は風速・表面粗さに比例(風が強い→伝わりやすい)
外気側の熱伝達率 > 室内側

湿り空気・空気線図関連

絶対湿度:乾燥空気1kg中に含まれる水蒸気の質量
相対湿度:水蒸気分圧 / 飽和水蒸気圧 × 100(%)
露点温度:空気が飽和して結露が始まる温度
比エンタルピー:湿り空気1kg(乾燥空気あたり)がもつエネルギー
比容積:1kg(乾燥空気あたり)の体積
飽和度:実際の絶対湿度 / 飽和絶対湿度 × 100(%)
顕熱比:全熱に対する顕熱の割合
熱水分比:エンタルピー変化 / 絶対湿度変化

【覚えておきたい現象】

加熱相対湿度/比エンタルピー/比容積
冷却相対湿度/露点に達すると凝結・結露
絶対湿度一定で温度上昇相対湿度は低下
絶対湿度増加露点温度上昇

結露

【表面結露】

条件備考
絶対湿度が高い結露しやすい
窓にカーテンを使用空気の流動が妨げられ悪化
単板ガラス窓結露しやすい
複層ガラス(断熱性高)結露しにくい
気密性が高く、換気が少ない結露しやすい(※問題文の逆に注意)
家具の裏や収納の陰温度が上がりにくく、結露しやすい
冬季の外壁出隅(室内側)表面結露が発生しやすい

【内部結露】

防止対策解説
防湿層は断熱材の室内側に設ける暖房時に水蒸気分圧の高い側に防湿層を置く
壁体の室外側に防湿層を置くとNG結露が発生しやすくなる
内断熱構造にすると、内部結露しにくい外断熱より気密性確保しやすく、管理しやすい

壁体内の温度分布図の読み方(断熱・熱伝導率)

ポイント解説
傾きが急な直線断熱材(熱伝導率が小さい
傾きが緩やか構造体など(熱伝導率が大きい
熱流量どの層でも同じ値
熱伝達率屋外側>屋内側
防湿層の位置断熱材の室内側

熱橋(ヒートブリッジ)と結露

・断熱材の途切れた部分(間柱、アルミサッシ)で熱橋が生じる
・熱橋部分は温度が低く、局所的に飽和水蒸気圧が低下結露発生
・外気と接する部分の室内側で表面結露が発生しやすい

湿り空気に関する用語と関係性

用語単位定義・説明
絶対湿度kg/kg(DA)乾燥空気1kgに含まれる水蒸気の質量
相対湿度水蒸気分圧 / 飽和水蒸気圧 × 100
水蒸気分圧Pa空気中の水蒸気の占める圧力
露点温度°C湿り空気を冷却したとき飽和に達する温度
比エンタルピーkJ/kg(DA)乾燥空気+水蒸気のエネルギー量合計
比容積m³/kg(DA)湿り空気1kg(乾き空気)の体積

【よくある誤答注意ポイント】

気密性が高い建物は結露しにくい → × 結露しやすい
冬季は家具裏は温度が上がりやすい → × 上がりにくい → 結露しやすい
防湿層は室外側がよい → × 室内側が正解
カーテンは結露対策になる → × 空気の流れが阻害されて逆効果

加湿・除湿の状態点の動き(湿り空気線図)

【動きの基本パターン】

処理方法状態変化線図上の動き
温水加湿温度上昇 + 絶対湿度上昇右上がりの矢印
気化加湿わずかに温度低下 + 絶対湿度上昇やや右下がりの矢印
パン型加湿水が蒸発して加湿 →気化加湿と類似やや右下がりの矢印
冷却除湿温度低下 + 絶対湿度低下(露点以下で凝結)左下がりの矢印
吸収除湿絶対湿度低下(温度ほぼ一定)水平方向に左
加熱(乾燥)温度上昇(湿度低下)右方向(絶対湿度は変わらない)

ポイント

・湿り空気線図での矢印の向き=処理の方向性
・矢印の角度・方向を頭に入れておけば、状態変化問題は解ける!

空調の状態点の流れ(空気線図でのサイクル)

【状態点の記号】

記号説明備考
a外気冷房時:高温多湿、暖房時:低温低湿
e室内基準点
b混合空気a(外気)とe(室内)の混合点
c冷却・加熱後の空気処理空気(加湿・除湿・加熱などの後)
d吹出口室内に供給する空気

【空気線図上での流れ】

1.    a + e の直線上に b(混合点)

2.    b → c:冷却 or 加熱

3.    c → d:加湿 or 除湿

4.    d → e:送風後に室内へ戻る

エアロゾル粒子サイズと影響

【代表的な粒径比較表(単位:μm)】

粒子種別粒径(μm)範囲
ウイルス約0.003~0.1
タバコ煙約0.01~0.5
バクテリア(細菌)約0.3~3
真菌・ダニアレルゲン約1~20
花粉・胞子約10~100
霧雨・噴霧粒子約20~500

【粒子の沈着と再飛散】

小粒子ほど壁面に沈着しやすい(等濃度の場合)
・ストークス領域では、壁面に一度沈着した粒子は再飛散しにくい
・付着力は、ファンデルワールス力・静電気力・表面張力による

空気の圧力損失とベルヌーイの定理

【流体の圧力関係】

圧力名内容
静圧(P空気の圧縮による圧力、ダクト壁面にかかる力
動圧(½ρV²空気の運動による圧力(流速に比例)
全圧静圧 + 動圧

【試験対策例】

流速5.0m/s → 動圧 ≒ 10Pa
全圧40Pa、動圧38Pa → 静圧は2Pa
ダクトの圧力損失は風速や直径に比例
ベルヌーイの式
  ½ρv² + P + ρgh = 一定(高さや圧力、流速に関する保存則)

ベルヌーイの定理・連続の式

【ベルヌーイの定理】

エネルギー保存の法則を流体に適用:

12ρv2+P+ρgh=一定\frac{1}{2}ρv^2 + P + ρgh = 一定

項目意味
ρ流体の密度
v流速
P静圧(圧力)
g重力加速度
h位置(高さ)

運動エネルギー + 圧力エネルギー + 位置エネルギー = 一定

【連続の式(質量保存の法則)】

ρAv=一定ρAv = 一定

項目意味
A流体が通る断面積
v流速
ρ流体の密度
同じ流路では「断面積×流速」は一定

ダクトと圧力損失の関係

内容備考
圧力損失はダクトの長さに比例長いダクトほど損失が大きい
圧力損失はダクト直径に反比例細いほど損失が大きい
圧力損失は風速の2乗に比例動圧と同じ
形状変化による損失は形状抵抗係数に比例曲がり・分岐など

レイノルズ数(Re)と流れの種類

Re=ρvLμRe = \frac{ρvL}{μ}

または、慣性力 / 粘性力

Reの値範囲流れの種類
Re ≦ 2000層流
2000 < Re < 4000遷移領域
Re ≧ 4000乱流

Re大きい=流れが乱れやすい

自然換気と風・温度差

A)風力による換気】

意味
換気力:P = ½ρv²(C1 − C2)風速²、密度、風圧係数の差に比例
換気量:Q = aA√(2/p × P)有効開口面積と圧力差の√に比例

B)温度差による換気】

項目内容
換気力温度差・密度差・高さ差に比例
換気量上記の換気力の平方根に比例
開口の配置給気口:下/排気口:上が理想

自由噴流と気流制御(空気環境制御)

用語説明・特徴
自由噴流吹出口から離れると速度が距離の2乗に反比例
到達距離中心軸速度が一定値まで低下する距離
天井面沿いの噴流自由噴流より到達距離は長くなる
コールドドラフト冷たい壁面近くで下降する冷気流
吹出し影響遠方まで影響
吸込影響吹込口付近のみ
ドラフト不快な局所的気流(風速、温度変動の影響)

自然換気と機械換気の違い

種別特徴・使いどころ
自然換気天井が高い建物/風力・温度差を利用/安価
機械換気安定した換気/病院や厨房など制御が必要な空間に適用

換気の目的・必要換気量

項目内容
換気の目的・室内空気と新鮮空気の入れ替え・汚染物質の除去
必要換気量・ある汚染物質の室内濃度を基準値に保つために必要な量・CO₂を基準に計算することが多い
換気量単位時間あたりに取り込む外気(新鮮空気)の量
換気回数(回/h換気量 ÷ 室容積(1時間あたりに室内空気が入れ替わる回数)
空気交換効率室内の空気がどれだけ効率よく新鮮空気と入れ替わるかの指標

必要換気に関する規定・基準

・住宅等では0.5/h以上の換気回数(シックハウス対策)
開放型燃焼器具の必要換気量:理論廃ガスの40
理論廃ガス量:燃料が完全燃焼したときのガス量
電気室では、温度管理のために必要換気量を算出

換気方式の種類と特徴

名称給気方式排気方式室圧主な適用例
第1種換気機械給気機械排気正圧/負圧オフィス、大規模施設
第2種換気機械給気自然排気正圧手術室、クリーンルーム(外気流入防止)
第3種換気自然給気機械排気負圧トイレ、感染症病室など
ハイブリッド換気自然+機械自然+機械中間的エコ住宅、環境配慮型建築物

その他の換気方式

種類説明
置換換気床面からやや低温の清浄空気を供給、上部から排気
局所換気汚染物質の発生源付近のみを対象に換気する方法
混合換気清浄空気と室内空気を混合・希釈しながら排気
一方向換気空気をピストンのように一方向に流す方式
ナイトパージ夏季夜間に冷気を取り入れ、熱を蓄えた建物を冷却

空気汚染物質と発生源

汚染物質発生源例
CO(一酸化炭素)燃焼器具、車の排気(駐車場)
CO₂(二酸化炭素)人の呼吸、燃焼器具
SO₂(二酸化硫黄)石炭・重油などの燃焼排気(無色・無臭)
NOx(窒素酸化物)自動車排気、燃焼機器

浮遊粒子とその挙動

用語内容
粒子の抵抗相対速度²に比例、粒子体積に比例
抵抗係数レイノルズ数により変化、ストークス域では一定
電気移動度粒子の移動速度 ÷ 電界強度
拡散係数(球形粒子)粒径に比例
終末沈降速度粒径²に比例

試験対策ポイントまとめ

「換気回数」は窓を開ける回数ではない!
CO₂や水蒸気量、温熱条件、汚染物質から必要換気量を計算する
燃焼器具のある部屋では、空気の流入・排出バランスに注意
2種換気は正圧(外から汚染空気を入れない)手術室向け
3種換気は負圧(汚染空気を外へ出す)トイレや感染病室向け

熱負荷の分類と種類

1】負荷分類と熱種別

負荷名顕熱 / 潜熱
外壁・屋根などの構造体負荷顕熱
接地床・設置壁顕熱
ガラス面:貫流熱顕熱
ガラス面:透過日射顕熱
室内発生(照明など)顕熱
人体負荷顕熱+潜熱
その他内部発熱顕熱+潜熱
隙間風負荷顕熱+潜熱
透湿熱潜熱
外気負荷顕熱+潜熱
再熱負荷・送風機負荷顕熱
ダクト・配管・ポンプ負荷顕熱
蓄熱装置顕熱

2】試験で問われやすいポイント

知識ポイント覚えるべき内容
潜熱を含む負荷人体、外気、隙間風、透湿熱、内部発熱
潜熱のみの負荷透湿熱
冷房時に無視される負荷接地床、蓄熱装置
暖房時に無視される負荷送風機、ポンプ
室内負荷に含まれないもの外気、送風機、ダクトなど
空調機負荷に含まれないものポンプ、配管、蓄熱装置

空気調和方式(方式名・特徴)

方式名特徴・備考
一定風量単一ダクト方式給気量一定/給気温度で負荷調整/シンプルで制御性
変風量単一ダクト方式風量可変で省エネ/VAV制御
二重ダクト方式冷暖空気を混合/エネルギーロス大/ゾーン対応可能
マルチゾーンユニット方式複数ゾーン対応/機械室スペース大
ターミナルエアハンドリング方式個別空間制御可能/室内機ごとの処理が可能
ハイブリッド換気方式自然換気+機械換気/省エネ性と安定性を両立

熱源方式の分類と特徴

方式特徴・備考
電動冷凍機+ボイラ方式夏冬の電力差大/電気代高め
吸収冷凍機+蒸気ボイラ病院・ホテル向け/排熱利用しやすい
直焚吸収冷温水発生機冷水・温水を1台で生成
電動ヒートポンプ方式夏冬の電力差小/省エネ・低GWP対応
ガスエンジンヒートポンプ排熱再利用/寒冷地暖房向き
コージェネレーション方式発電+排熱利用/高効率
地域冷暖房集中熱源供給/熱供給事業法21GJ/h以上登録必要

冷凍機の種類と特徴

1】冷凍サイクルと形式比較

種別冷媒圧縮手段特徴
蒸気圧縮式フロン等圧縮機でガス圧縮高効率・GWP対策必要
吸収式水(冷媒)吸収・再生でループ真空運転/電気消費少・排熱対応
吸着式水+固体吸着剤吸着材:シリカゲル等成績係数低/コンパクト性に劣る

2】圧縮機の種類

圧縮機の型式特徴
スクロール静音・小型/家庭用に多い
スクリュー中大容量/工場・施設向け
遠心高速・大容量対応/冷凍機の主力機種
往復動ピストン往復/古い機種や特殊用途で使用

冷却塔の種類と特徴

分類特徴
開放型蒸発冷却式/小型化可能だが水質管理必須
密閉型間接冷却/清浄用途・冷却水が汚れにくい
共通注意点レジオネラ菌対策必要/水処理・ブロー必須

ボイラの分類と注意

名称主な用途備考
炉筒煙管式病院・ホテル/中規模横型構造/洗浄・整備しやすい
水管ボイラ高圧・大容量用途スケール対策・分解整備難
真空式温水発生器給湯・暖房(圧力低)資格不要/セクション式あり

空気調和機の種類と構成要素

1】エアハンドリングユニット(AHU

構成機器備考
エアフィルタ空気中の粉塵を除去
冷却・加熱コイル冷温水や蒸気で空気を処理
加湿器湿度調整(ドレンパン・エリミネータ併設)
送風機軸流型が多い
ドレンパン結露水回収

熱源は内蔵しておらず、外部の冷温水や蒸気が必要
大空間向けのオーダーメイド機種
機械室設置が多いが、ターミナル型は天井内設置も可能

2】ファンコイルユニット(FCU

特徴備考
冷温水+送風ファンで空気を処理コンパクト設置が可能(床置・天吊型)
ダクト併用方式で端末として利用可各室で個別制御が可能

3】パッケージ型空調機(PAC

構成機器備考
圧縮機・蒸発器・凝縮器・膨張弁冷媒による直接冷暖房
ヒートポンプ機能付き空気熱源/水熱源で分類可能
セパレート型(室内外分離)多くはこのタイプ
ビル用マルチ(マルチエアコン)複数室内機を1台の室外機に接続/個別運転可

空気調和方式の比較

方式名特徴・メリット注意点・弱点
定風量単一ダクト方式給気量一定/構造が単純室間負荷変動に非対応/外気導入が困難
変風量単一ダクト方式(VAV給気温度一定/風量制御で省エネ対応室ごとの風量変動で外気量確保に工夫が必要
ターミナルAHU方式小風量で各室制御/天井内設置可能複数ゾーン制御で施工コスト高
置換空調方式床面給気→上部排気で快適性向上結露・低温風注意
放射冷暖房天井パネル冷暖房/放射熱で快適性高換気機能なし/冷房時の結露注意

ヒートポンプ方式の比較

分類特徴・用途
空気熱源成績係数高/コンパクト/普及多い
水熱源安定運転/熱交換効率良/設備大
マルチユニット型室内個別制御/加湿機能追加可能

低温冷風空調・床吹出・外調機併用方式

方式名特徴
低温冷風方式風量削減に有効/結露と室温低下に注意
床吹出し空調方式二重床利用/下部から空気供給
外調機併用ターミナルAHU方式ゾーン単位の空調+外気処理機能付き

冷暖房システム・設備構成の全体像

設備分類主な構成機器・設備
熱源設備冷凍機、ボイラ、冷却塔、蓄熱槽
熱搬送設備ポンプ、冷温水配管
空気調和機AHU、FCU、PAC
自動制御設備センサ、調節器、操作器、中央監視装置

自動制御システムの構成

構成要素役割
検出部温度・湿度・風速などの検知
調節部計算処理・比較判断
操作部弁やモーターなどを制御

電力デマンド制御:契約電力超過を避けるため、電力供給者側で制限制御を行う場合あり。

空気調和の自動制御と省エネポイント

項目内容・ポイント
自動制御方式の種類**電気式・空気式(気圧式)**の2種類
サーモスタット温度調整用(※湿度調節ではない → ×)
CO₂濃度制御室内CO₂濃度により最小外気量を自動調整省エネ
予熱時の外気ダンパ制御外気・排気ダンパ閉、還気ダンパ全開 → 熱ロス削減
冷水コイル流量制御三方弁で還水調整 → 省エネルギー
予冷・予熱時の外気導入外気導入増で熱交換削減・省エネ

ファンコイルユニット(FCU)のポイント整理

項目内容・特徴
用途小規模建物・インテリアゾーン中心
構成送風機・冷温水コイル・エアフィルタ
設置形式床置き型・天吊り型(※床置き限定は×)
配管方式2管式 or 3管式
熱源との関係冷温水で搬送/ヒートポンプではない
加湿機能一般にはなし → 加湿器は別装置
電源三相200Vが多い
点検性分散設置 → 保守点検が繁雑になりやすい

ダクト併用ファンコイル方式の特徴

特徴備考
個別制御性単一ダクト方式よりは劣る
小型化AHUやダクトを小型化できる
空気混合損失FCU吹出空気+ダクト吹出空気 → 混合損失発生あり
分類空気冷媒方式

蓄熱システムの要点

項目内容・ポイント
基本機能冷熱・温熱を貯めて使用/ピークカット対応
故障・停電時対応熱源代替にはならない(×
運転効率夜間の定格運転が可能高効率
部分負荷対応苦手(調整が難しい)
耐久性熱源のオン・オフ減少機器寿命延長
蓄熱材氷(顕熱蓄熱)
水の利用消火用水には使用不可×
開放式蓄熱槽の特徴搬送動力小/水質管理必要

冷却塔(クーリングタワー)の整理

1】種類と構造

種類特徴・ポイント
開放型空気と水が直接接触/水の蒸発による冷却水質管理要
密閉型散水系統と冷却水系統が分離冷却水が汚れにくい
水と空気の接触方向水平型・垂直型の分類あり

2】管理と注意

内容説明
点検頻度(使用後)6ヶ月以内に1回以上
清掃(冷却塔・冷却水配管)1年以内に1回以上
スライム・レジオネラ菌対策薬剤投入(月1回)・強制ブロー防食剤使用
水質管理濃縮管理法(pH・導電率)で補給水量調整
補給水量循環水量の約0.5%

加湿装置の種類と特徴

種類特徴・注意
噴霧式(水頭圧・超音波)霧状にして放出/水中不純物が室内に放出されることがある
回転式加湿材を水に浸して回転・加湿
蒸気式(シーズヒータ)水を加熱蒸気化して加湿
超音波式振動で霧化/不純物注意
蒸気ノズル式空気温度の低下なし
エアワッシャ式気化加湿/空気温度が低下する
直接蒸気スプレー式ノズル詰まり注意
電極式保守必要

全熱交換器の特徴と分類

項目内容
全熱交換器とは排気の顕熱+潜熱を回収し、外気負荷を軽減する熱交換器
主な用途厨房/温水プール/省エネ重視施設
顕熱交換器との違い潜熱(湿度)まで回収できる(結露が生じやすい)
注意点中間期の運転は省エネ効果が小さく逆効果になることもある
外気取入系統別系統が必要(空気短絡を避けるため)

【全熱交換器のタイプ比較】

種類特徴吸湿材 or 素材
静止型給排気を透湿・伝熱性の仕切板で分離吸湿性仕切材(紙系など)

結露・目詰まりしやすい
回転型円筒エレメントを回転させ、交互に熱交換シリカゲル・イオン交換樹脂など

給気に排気残留空気が混入する可能性あり(多少)
ヒートパイプ型蒸発・凝縮サイクルで熱輸送/構造が単純空気-空気用/熱輸送能力が高い

熱交換器の種類と特徴

種類用途・特徴
U字管式伝熱管がU字型でコンパクト
全固定式両端が固定/熱膨張に弱い
フローティングヘッド式熱膨張に対応/清掃しやすい
プレート式水-水熱交換用/分解・洗浄可能/汚れやすい流体は不向き
プレートフィン式空気冷却/経済的でコンパクト
ブレージング型一体型/寒冷地に強い/金属プレートで透湿性なし

加湿装置の種類と分類(気化・蒸気・噴霧)

方式名加湿方式空気温度低下不純物放出特徴/注意
気化方式水を自然蒸発×結露しにくく、湿度安定
滴下式加湿材に水を滴下×給水部に藻類や菌類が繁殖しやすい
透湿膜式膜を通して加湿×清潔・気密性高
エアワッシャ式水噴霧と気化×空気温度が下がる
蒸気方式水を蒸気化××高温無菌、空気温度下がらない
電極式電気で水を加熱××純水不可/保守必要
パン型水皿から蒸発×簡易的
超音波式振動で水を霧化不純物が室内に放出される恐れあり
遠心式遠心力で霧化高湿度空間や温室に適用
スプレーノズル式水をノズル噴霧ノズル詰まり注意
蒸気ノズル式蒸気で加湿××空気温度を下げずに加湿可能

除湿(減湿)方式の分類

名称方法・原理
冷却減湿法冷却コイルで空気を露点以下に冷却し、結露させて水分除去
吸収減湿法**吸湿性水溶液(例:塩化カルシウム)**で水分を吸収
吸着減湿法(デシカント法)シリカゲルやゼオライトなどの固体吸着材で除湿
圧縮減湿法空気を圧縮冷却結露乾燥空気を得る

【覚えておきたい関連ポイント】

回転型全熱交換器:処理風量大きいものもある(設問での混乱注意
エアワッシャ:加湿と冷却を同時に行う温度が下がる
超音波式・噴霧式:不純物の室内放出あり水質要注意
ヒートパイプ:空気空気間の熱交換/構造が簡単で熱輸送力

吹出し口の種類と分類

【分類と特徴一覧】

分類型名称特徴・用途
ふく流型アネモ型誘引効果大/温度分布が均一

パン型簡易な一方向吹出し

軸流型長距離送風向き/体育館など大空間

ノズル型到達距離長い/誘引比小(=空気を巻き込みにくい)
線状型スロット型インテリアゾーン向き/均一温度分布が得やすい

ライン型可動・固定あり/中央部設置多い
面状型天井パネル型放射冷暖房効果あり

多孔パネル型有孔天井全体から微風速で吹出し

【吹出し口の補足ポイント】

アネモスタット型はアネモ型の一種。ノズル状吹出で多層コーン構造
アンチスマッジリング:天井汚れ防止用リング(ディフューザに装着)
線状吹出口誘引比大良好な温度分布
ノズル型は長距離に吹出せるが、誘引比小

吸込口とその性質

・吸込口は指向性なし(向きに意味なし
・吸込みにも吹出しと同様に整流・処理が必要
・形状:グリル型が多い

空気浄化装置・フィルタの種類

【エアフィルタの種類と性能】

種類特徴・注意
ろ過式繊維で粉じんを捕集/最も一般的
静電式荷電+吸着で微粒子も除去可/電源必要
活性炭フィルタガス状汚染物質除去に有効
折込み形表面積が広く、圧力損失が低減
自動更新型タイマーで自動巻取り可能

HEPAフィルタ】

項目内容
用途クリーンルーム・医療施設・空調機など
特徴高性能ろ過/プレフィルタ併用が一般的(単独使用×
圧力損失一般フィルタより大きい(→ ×圧力損失小)

室内空気質測定法

測定対象測定法
一酸化炭素検知管法
二酸化炭素非分散型赤外線吸収法
浮遊真菌・微生物フィルタ法/培地法
オゾン赤外線吸収法
窒素酸化物(NOx)化学発光法
アスベスト紫外線吸収スペクトル法
臭気オルファクトメータ法

ダクト・継手・ダンパ

【ダクトの種類】

種類特徴
亜鉛鉄板製板厚0.5~1.2mm/最も一般的
スパイラルダクトはぜ構造で強度/円形/フレキ使用可
グラスウール製断熱・吸音性能あり
ステンレス製耐食性必要な用途に使用

【継手の種類】

継手名用途
フレキシブル継手吹出口・消音ボックスと接続/位置調整用
たわみ継手振動防止用/空調機とダクト間
差込継手丸ダクト・スパイラルダクト
アングル/共板フランジ長方形ダクトの接続に使用

【ダンパの種類】

ダンパ名特徴・使用場所
風量調整ダンパバタフライ型・平行翼型/風量調整に使用
防火ダンパ防火区画貫通部に設置/ヒューズ温度:72℃280℃
防煙ダンパ煙感知器連動で防煙区画に設置

送風機の種類と特性

分類特徴・用途
遠心(多翼・後向き)大風量/中低圧対応/空調機用に多用
プロペラ型低圧/換気・冷却塔に使用
斜流型軸方向+遠心力の中間タイプ/省スペースに有効
横流型静音・コンパクト/エアカーテンなどに使用

【サージング】

・送風機が大流量で不安定運転になる現象
・対策:ダンパ開度を閉じる(抵抗を増やす)

送風機の種類と特徴

種類空気の流れ方向特徴
遠心送風機軸方向 → 径方向高静圧に向く。シロッコファンなど。
軸流送風機軸方向 → 軸方向大風量・低静圧。プロペラファン。
斜流送風機軸方向 → 斜め方向(遠心と軸流の中間)コンパクトで中圧対応。
横流送風機外周の一部 → 反対側の外周薄型形状が可能。エアカーテン等に使用。

送風機の分類(ファンとブロワ)

ファン:吐出圧力が9.8 kPa以下(おおよそ)
ブロワ:吐出圧力が9.8 kPa以上

送風機の風量制御と特性曲線

制御方法内容
ダンパ操作風量調整時に抵抗を変化。特性曲線は変わらない。
インバータ操作モータ回転数を調整して風量制御。特性曲線も変化。
抵抗曲線L原点を通る二次曲線として表される。

空気浄化装置(エアフィルタ)の分類と特徴

1. ろ過式フィルタ

フィルタ種別粒子径での規定特徴
一般空調用フィルタパネル型、自動巻取型など
HEPAフィルタ0.3μm粒子に対する捕集率で規定高性能。折込み形。圧力損失やや大きい。
ULPAフィルタ0.15μm粒子に対する捕集率で規定超高性能。圧力損失はさらに大きい。

・捕集原理:さえぎり、慣性衝突、拡散、静電気など
・性能指標:圧力損失、捕集率、粉じん保持容量(kg/m²)

2. 静電式フィルタ(電気集じん器)

・高圧電界で粉じんを荷電 → 集じん電極に吸着し除去
・主に排気系統にも設置されることがある

3. ガス除去用フィルタ

特徴内容
捕集方法活性炭、シリカゲル、イオン交換繊維などで吸着
圧力損失の変化ほとんど変化しない
ガス除去容量の表示初期除去性能の85%に低下するまでに捕集した質量で表す

ポンプの種類と分類

分類ポンプ名特徴・用途
容積型往復ポンプピストンの往復で送水

歯車ポンプ粘度の高い液体に用いる。流量はほぼ一定

ダイヤフラムポンプ弾性膜を動かして送水
ターボ型渦巻きポンプ遠心力を利用。片吸込型・両吸込型がある

斜流ポンプターボ型と軸流型の中間

渦流ポンプ渦流により揚水
特殊型インラインポンプ配管途中に取り付け。省スペース
多段型多段渦巻きポンプ複数羽根車で高揚程対応

ポンプ運転・設計に関する用語と注意

全揚程 = 実揚程 + 損失水頭
キャビテーション防止:有効吸込みヘッド > 必要吸込みヘッド
サージング:流量過小で不安定 → バルブを開ける
グランドパッキン:漏水してはならない(注意)
インバータ駆動:高調波で電動機の発熱に注意
水撃作用対策:緩閉式逆止弁を使用

空調配管の温度範囲と特徴

配管種別使用温度
冷水配管5~10°C
冷却水配管10~15°C または 20~40°C
温水配管40~80°C
高温水配管80~100°C または 100°C以上
氷蓄熱用不凍液配管-10~-5°C
低圧蒸気配管0.01~0.05MPa
高圧蒸気配管0.1~1MPa

※蒸気配管には黒管使用。亜鉛メッキ管は不可

冷温水配管方式の比較

方式特徴
ダイレクトリターン方式配管が短く、水量のバランスを取りやすい
リバースリターン方式各経路の抵抗が等しく、流量が均一

測定・計測関連(温熱・湿度・風速)

測定機器・用語内容・特徴
グローブ温度計気流が小さいと平均放射温度に近づく
サーミスタ温度計金属の膨張率差で測定(実際は誤り、抵抗変化)
管気抵抗式湿度計感湿部の電気抵抗変化を利用
アスマン通風乾湿計通風のある場所向き。乾球>湿球温度
アウグスト乾湿計通風速度の影響を受けない
熱式風速計白金線などで熱損失を測定
ピトー管流速と圧力差を測定。ストークスの定理は誤り
超音波風速計超音波の到達時間の差で風速を測定

浮遊粉じん・汚染物質の測定と単位

測定方法・対象特徴・単位
光散乱式粉じん計光の散乱を利用。校正係数・感度・BG値に注意
ピエゾバランス粉じん計圧電素子による静電沈着
アスベストf/L(繊維数/リットル)
微生物CFU(コロニー形成単位)
臭気cpm(臭気強度)
ダニアレルゲンng/m³
浮遊粉じんcpm
放射能Bq(ベクレル)
NO₂(二酸化窒素)ppb(10⁻⁹)
オゾンμg/m³

節電対策(空気調和設備)

冷房設定温度を上げる
冷水出口温度を上げる
冷却水入口温度を上げる
ヒートポンプに散水しても節電効果なし×
熱交換器の洗浄は節電に有効

温熱環境要素と測定機器

測定項目測定機器・方法特徴・注意
温度バイメタル式温度計2種金属の膨張率差を利用

サーミスタ温度計電気抵抗式。気流測定にも使用される

熱電対温度計熱起電力を利用
湿度アスマン通風乾湿計通風型。乾球>湿球

アウグスト乾湿計通風速度に影響されない

毛髪湿度計毛髪の伸縮を利用。振動に弱い
気流熱線式風速計白金線の熱損失量に基づく(定電圧式・定温度式)

超音波風速計超音波の到達時間差を利用

ピトー管ベルヌーイの式を使用
放射グローブ温度計黒球温度。15~20分かけて安定。気流が少ないとMRTに近づく

空気環境要素と測定法

測定対象主な測定法
酸素ガルバニ電池方式、ポーラログラフ方式
NOx(窒素酸化物)ザルツマン法、化学発光法、吸光光度法、フィルタバッジ法
SOx(硫黄酸化物)溶液導電率法、紫外線蛍光法
オゾン紫外線吸収法、化学発光法、半導体法、検知管法
放射線シンチレーション検出器
CO₂(二酸化炭素)非分散型赤外線吸収法、検知管法、ガス干渉計法
CO(一酸化炭素)定電位電解法、検知管法
換気量トレーサガス減衰法

汚染物質と単位(頻出)

汚染物質単位
細菌・真菌CFU/m³
アスベストf/L、f/cm³、本/L
ダニアレルゲンng/m³
オゾンppm、μg/m³
浮遊粉じんmg/m³、cpm
臭気単位なし(臭気強度)
放射能Bq(ベクレル)
放射線量Sv(シーベルト)
NO₂・SO₂などppb、ppm

1 ppm = 1000 ppb

浮遊粉じんの測定法

分類測定法・装置名特徴・注意
定量測定ローボリウムエアサンプラ法重量濃度測定(mg/m³)

光散乱法(デジタル粉じん計)光の散乱強度で測定

圧電天秤法ピエゾバランス方式

フィルタ振動法フィルタ上の質量変化検出

吸光光度法光の吸収による測定

・対象:相対沈降径10μm以下の粒子(PM10)
・化学的組成は測定しない
・浮遊定法・捕集定法がある

ホルムアルデヒドの測定法

測定法種別方法特徴
精密測定法アクティブ法(DNPHカートリッジ+HPLC)冷蔵保管必要。オゾンによる妨害あり
簡易測定法バッシブ法(DNPH含浸チューブ等)長時間(8時間)必要。ポンプ吸引方式もある

■VOC(揮発性有機化合物)測定法

測定法種別方法特徴
アクティブ法固相捕集+加熱脱着-GC/MS、GC/FIDなど精密測定。標準ガスで定期較正必要
バッシブ法拡散現象利用。吸引ポンプ不要測定精度は劣るが簡易。定量には向かない場合もある
TVOCヘキサン~ヘキサデカン範囲のVOCの合計市販モニターあり。感度はアクティブ法より劣る

音の基本用語と物理特性

用語説明
波長媒質が1回振動する間に音が進む距離
周波数×波長音速になる(空気中:約340m/s)
音速気温が1℃上がると約0.6m/s増加
純音1つの周波数だけの音(正弦波)
拡散音場音のエネルギーが空間全体に一様に分布し、あらゆる方向に伝搬
音の強さ単位面積・単位時間あたりの音のエネルギー(音圧の2乗に比例)
音圧レベル音の強さをdB(デシベル)で表現。人間の感覚に合わせた対数尺度

音響測定に関する用語

用語・概念内容
暗騒音対象音以外の背景音。測定時に10dB以上差がなければ影響除去が必要
吸音率入射音に対して吸収される割合(0~1)
透過損失音の透過をどれだけ防げたか(dB)。大きいほど遮音性能が高い
質量則壁の質量が重いほど透過損失は大きくなる
コインシデンス効果高音域で壁材が共鳴し透過損失が下がる現象
音源からの減衰特性点音源:距離2倍で6dB減衰/線音源:3dB/面音源:ほぼ変化なし

遮音・衝撃音と対策

種別特徴・対策
軽量床衝撃音高周波成分が多い。床仕上げ材を柔らかくして対策
重量床衝撃音低周波成分。床構造の質量・剛性増強で対応(カーペット等では効果薄)
Dr値(遮音等級)値が大きいほど遮音性能が高い
等級値(衝撃音)値が小さいほど遮音性能が高い
隔壁透過損失受音室の吸音力が大きいほど性能向上

空気伝搬音と固体伝搬音の違い

分類例・説明低減方法
空気伝搬音空調機の隙間音、ダクト内音、窓からの道路騒音壁・窓・床の遮音
固体伝搬音機器振動、給排水管・ポンプ・設備からの音防振装置・絶縁・振動源の制御

騒音・振動の評価と単位

評価尺度内容・特性
A特性音圧レベル人間の聴覚感度に合わせた重み付け
時間率レベル(Lx)観測時間内で「あるdB以上」の音が占める時間割合(例:L₆₀で60dB以上の占有時間)
振動の時間変動道路交通=不規則/空調=定常/建設=間欠的/風=長周期
振動周波数範囲環境振動の鉛直方向は1~80Hzが対象
振動加速度実効値正弦波振動では最大振幅から算出

複数音源の合成・減衰例(デシベル加算)

6台の78dB音源92dB
83dB89dBの合成92dB

(参考:10log₂=0.3010、10log₃=0.4771)

音響性能の計算式(一例)

内容
L₁ – L₂ = TL + 10log(S/A)音源室と受音室の音圧差。A=吸音面積、S=透過面積

振動対策と効果的な設計要素

防振溝は深く、振動源に近い方が有効
乗り物の揺れ水平振動の方が敏感
振動規制(環境振動)は夜間がより厳しい
低周波数の方が人は敏感に感じやすい

音の基本用語と物理量

用語意味・特徴
暗騒音対象音以外の環境音の総称。測定時、対象音とのレベル差が10dB未満なら除去が必要
波長×周波数音速。空気中では約340m/s(気温1℃上昇で約0.6m/s増加)
吸音率入射音に対する吸収音エネルギーの割合
透過率入射音に対する吸収+透過エネルギーの割合
拡散音場空間全体に音エネルギーが均一に分布し、あらゆる方向へ伝搬する状態
音の強さ単位面積・単位時間に通過する音エネルギー。音圧の2乗に比例
純音単一周波数の音。瞬時音圧は正弦関数で表現
広帯域騒音広い周波数領域に成分を含む騒音

音の評価尺度・測定値

項目内容
音圧レベル最小可聴値(2×10⁻⁵Pa)を基準とした対数尺度(dB)
音響出力レベル音源の出力をdBで表す
A特性音圧レベル人間の感覚補正を加味した音圧レベル
等価騒音レベル(Leq)時間的に変動する騒音の平均エネルギーレベル
C特性音圧レベル重低音成分を含む広範囲の騒音評価に使用
質量則壁を重くすると遮音性能(透過損失)は大きくなる
オクターブ帯域周波数が2倍になる幅。10倍幅ならデケード帯域

衝撃音の分類と対策

分類主成分・特徴主な対策
軽量床衝撃音高周波成分。硬い衝撃源が多いカーペット・畳など柔らかい仕上げ材
重量床衝撃音低周波成分。弾性影響が大きい床構造の質量・剛性の増加

音の伝搬形式と防止策

分類防止策
空気伝搬音空調機からの音、外の騒音(窓・壁経由)遮音材・気密性確保
固体伝搬音ダクト・配管の振動音、機械振動の伝播防振・絶縁・固定方法の改善

音圧レベルの伝搬・合成の法則

条件結果
点音源、距離2倍約6dB減衰
線音源、距離2倍約3dB減衰
面音源距離に依存せず変化ほぼなし
同一音源×6台稼働78dB → 約92dB(10log₁₀6 ≈ 7.8dB)

・複数音源の合成は単純加算不可(対数加算)

音圧レベルの室間透過計算式

L₁ – L₂ TL + 10log₁₀(S / A)

記号意味
L₁音源室の音圧レベル[dB]
L₂受音室の音圧レベル[dB]
TL透過損失[dB]
S透過面積[m²]
A受音室の等価吸音面積[m²]

その他試験対策用ポイント

コインシデンス効果:壁が共鳴し高音域の透過損失が低下
吸音力が大きい部屋ほど遮音性能は高くなる
遮音等級Dr:値が大きいほど性能高
衝撃音等級:値が小さいほど性能高
外部騒音が同じでも、録音スタジオ>コンサートホールの遮音性能が必要

音の伝搬と分類

種類対策
空気伝搬音・空調機の音が壁・隙間を通って聞こえる音・ダクト内を通って排出口から出る音・道路交通・鉄道騒音壁・窓・床などの遮音対策
固体伝搬音・ダクト自体の振動音・ポンプなどの配管系の振動音・設備機器の振動が内装に伝わる防振装置・機器の固定・絶縁

音の減衰特性(距離に伴う音圧レベルの変化)

音源の種類距離が2倍になったときの減衰距離が10倍になったときの減衰
点音源約6dB約20dB
線音源約3dB約10dB
面音源減衰ほぼなし減衰ほぼなし

遮音・音響特性の要点

用語・現象内容・試験対策ポイント
コインシデンス効果壁が高音域で共鳴→透過損失が下がり遮音性能が低下
透過損失(TL)小さい音しか通らないほど大きくなる。大きいほど遮音性能が良い
質量則壁を重くすればするほど遮音性能が上がる
Dr値(遮音等級)数値が大きいほど遮音性能が高い
衝撃音の音等級数値が小さいほど遮音性能が高い
吸音力の影響受音室の吸音力が大きいほど、2室間の遮音性能は良くなる
複層壁の特性構成部材の透過損失を平均化して評価。共鳴で遮音性能が下がる場合がある
建物用途と遮音性能録音スタジオ>コンサートホール>一般室

床衝撃音の種類と対策

分類イメージ例主成分有効な対策
軽量衝撃音フォークを床に落とす音高周波成分カーペット・畳など柔らかい仕上げ材
重量衝撃音人がベッドから飛び降りる音低周波成分床構造の質量や曲げ剛性の強化
注意点

重量衝撃音は仕上げ材だけでは不十分

環境振動の時間特性と分類

振動の種類特性・時間変動
道路交通振動不規則で変動が大きい
空調機などの設備振動定常的で変動が小さい
風による建物振動長周期の正弦波
地盤振動間欠的で非周期的
人の歩行による振動間欠的・非周期的
建設振動・工場振動間欠的で周期的・不規則
振動規制夜間の方が基準が厳しい

振動の評価方法と試験ポイント

時間率レベル(Lx:観測時間中、あるレベル以上に達した時間割合
 例:L₆₀60dB以上が全体の80%
振動レベル評価は、最大加速度ではなく時間平均で行う
振動規制法では、80%レンジ上端値で判定

振動に関するその他重要事項

・防振溝は深いほど・振動源に近いほど効果的
・環境振動の対象周波数:鉛直方向 180Hz
・正弦波振動の場合:加速度の実効値=最大振幅から算出
低周波数の振動の方が人は感じやすい
・乗り物の揺れは鉛直方向より水平方向に敏感

光の基本用語と単位

用語内容・定義単位
照度単位面積に入射する光束lx(ルクス)
光度単位立体角あたりの光束(点光源の強さ)cd(カンデラ)
輝度観測方向から見た単位面積あたりの光度cd/m²
昼光率全天空照度に対する屋内の照度の比率%
保守率使用後の平均照度 ÷ 初期平均照度(器具・光源で決まる)無単位
設計光束維持率
光束減退を補正する係数
無単位

照明設計・照度計算のポイント

照度は距離の2乗に反比例(例:距離1/3 → 照度3²=9倍)
照度均斉度 = 最低照度 / 最高照度
必要照度計算式例
 灯数 = (必要照度 × 床面積) ÷ (1灯光束 × 照明率 × 保守率)

光の性質と色温度

要素内容・注意
色温度赤→黄→白→青(温度が高くなるほど青白くなる)
色温度の例白熱電球:約2800K/青空:10000K以上
演色評価数100に近いほど自然光に近い(演色性が良い)
光沢反射平滑な面では正反射→光沢あり

昼光利用と昼光率

昼光項目特徴・影響要素
昼光率窓ガラスの透過率の影響を受ける
直接昼光率直射日光の影響。室内反射の影響は受けない
間接昼光率室内表面の反射率の影響を受ける
天窓 vs 側窓同面積なら天窓の方が昼光量が多い
全天空照度快晴よりも薄曇り時の方が高い
照明器具と昼光発光部の立体角が大きいほど、UGR値(不快グレア)は大きい

照明器具の種類と特徴

種別備考
独立型ペンダント、スポット、フロアライト空間に独立して設置
建築化照明ダウンライト、光天井、コーニス照明天井・壁等に埋め込み式

人工光源の分類と特徴

種類特徴・用途例
白熱電球放電発光ではない。色温度約2800K。寿命短め
蛍光ランプ発光効率:20~50lm/W。長寿命
ハロゲンランプ白熱電球より高効率。蛍光より短寿命
高輝度放電ランプ(HID)水銀・ナトリウム・メタルハライドなど
LED指向性強い。熱・水に弱い。高効率で長寿命
EL(エレクトロルミネセンス)面発光可能。表示や薄型照明に利用

光源の設計・交換方式

項目内容
設計光束維持率経時劣化に伴う照度低下を補うための係数
個別交換方式切れたランプを都度交換+一定期間で一斉交換(併用)
集団交換方式一定期間・灯数で交換時期を決める(オフィスで一般的)
保守率器具構造の影響大(例:露出形<密閉形)。室内粉じんは影響なし

水平面照度と太陽光

水平面照度 = 法線照度 × sinHH=太陽高度)
大気透過率が高いほど照度も高い
・太陽高度が同じなら、大気透過率の差で地表照度が変化する

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