建築物環境衛生管理技術者（ビル管理士）過去問
第51回（令和3年度（2021年））
問49 (空気環境の調整問49)

問題文

下の図は、厚さの異なるA、B、C部材で構成された建築物外壁における定常状態の内部温度分布を示している。この図に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。問題文の画像

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問題

建築物環境衛生管理技術者（ビル管理士）試験第51回（令和3年度（2021年））問49（空気環境の調整問49）（訂正依頼・報告はこちら）

下の図は、厚さの異なるA、B、C部材で構成された建築物外壁における定常状態の内部温度分布を示している。この図に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

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不適当なのは「A、B、C部材のなかで、部材を流れる単位面積当たりの熱流量が最も大きいのはA部材である。」です。

定常状態ではどの層でも熱流（単位面積当たりの熱流量）は同じになるため、Aだけが大きくなることはありません。これはエネルギー保存から導かれる基本です。

選択肢1. A、B、C部材のなかで、最も熱伝導率が大きい部材はB部材である。

図では温度の下がり方（傾き）がゆるい層ほど熱をよく通す（熱伝導率が大きい）ことを表します。

q=−k·dT/dxなので、同じ熱流qなら傾き|dT/dx|が小さい層ほどkが大きいです。

図の傾き関係からBが最も大きいと読める前提の記述で、妥当です。

選択肢2. 熱伝達率は、屋外側の方が室内側より大きい。

屋外は風の影響で対流が強くなり、屋外側熱伝達率の方が一般に大きいです。

建築の計算でも室内側表面抵抗Rsi=0.13、屋外側表面抵抗Rse=0.04（m²K/W）を用いるのが標準で、これを逆数にするとhi≈7.7、ho≈25（W/m²K）となり、屋外側が大きいと分かります。

選択肢3. B部材が主体構造体であるとすれば、この図は内断熱構造を示している。

内断熱は、室内側に断熱材、外側に主体構造体という並びです。図の温度分布（室内側で大きく温度が落ち、構造体側の勾配が相対的に小さい）から、その配置を示す内容として整合します。

選択肢4. 壁表面近傍で空気温度が急激に変化する部分を境界層という。

境界層は、壁のすぐそばで速度や温度が大きく変化する薄い層のことです。熱のやり取りは主にこの層で起こります。ここでの説明は定義と合います。

選択肢5. A、B、C部材のなかで、部材を流れる単位面積当たりの熱流量が最も大きいのはA部材である。

定常の直列多層壁では、どの層でも同じ熱流が連続して流れるため、層ごとに大きさが変わることはありません。したがってこの主張は成り立ちません。

まとめ

ポイントは次の三つです。

定常状態では熱流はどの層でも同じです。温度勾配が違って見えるのは、熱伝導率や厚さが違うからです。

傾きがゆるい層ほど熱伝導率が大きいと判断できます（q=−k·dT/dx）。

屋外側の熱伝達率は室内側より大きいのが通例で、標準値Rsi/Rseからも確認できます。境界層は表面近傍の薄い層で、熱の受け渡しに重要です。

同じ問題（ビル管理士2021年・空気環境の調整）でも、不適当なのは「層ごとに熱流が違う」とする記述であることが示されています。図を読むときは、熱流の一貫性・温度勾配・表面熱伝達の三点を合わせて考えると判断しやすくなります。

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