建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第54回(令和6年度(2024年))
問48 (空気環境の調整 問3)
問題文

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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54回(令和6年度(2024年)) 問48(空気環境の調整 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

- A、B、C部材のなかで、最も熱伝導率が小さい部材はB部材である。
- 熱伝達率は、屋外側の方が室内側より大きい。
- B部材が主体構造体であるとすれば、この図は外断熱構造を示している。
- A、B、Cの各部材を流れる単位面積当たりの熱流量に差異はない。
- 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。
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この過去問の解説 (1件)
01
不適当なのは「A、B、C部材のなかで、最も熱伝導率が小さい部材はB部材である。」です。
定常一方向伝熱では各層を流れる熱流量(熱流束)は同じです。そのとき各層の温度勾配の大きさは1/熱伝導率に比例します。図ではB部材が「最も急な温度勾配」になっていないため、Bが最も熱伝導率が小さいとは言えません。熱流束一定の下での関係は、式q=−k·dT/dxから読み取れます。
不適当です。定常状態では全層で熱流束qは一定です。
このとき温度勾配|dT/dx|が大きい層ほど、熱伝導率kが小さいことを意味します(q=−k·dT/dx)。
図の勾配関係からは、Bが最小kと断定できません。したがってこの主張は成り立ちません。
適切です。建築の標準計算でよく用いられる代表値では、外気側表面熱伝達率が約23W/m²K、室内側が約9W/m²Kとされ、一般に屋外側の方が大きいです(風の影響などで対流が強い)。
適切です。外断熱は、主体構造体(B)の外側に断熱層がある構成です。
図の温度分布では、構造体の外側に大きな温度降下(=熱抵抗の大きい層)が見られるため、外断熱の温度分布として整合します。
外断熱/内断熱の区別は断熱材の位置で決まります。
適切です。内部発熱がなく定常・一方向であれば、直列に重なる各層の熱流束qは全て同じです。
層ごとに変わるのは温度勾配で、q自体は等しいというのが基本です。
適切です。壁面近傍には境界層が形成され、速度境界層や温度境界層において温度(や速度)が主流に向かって急激に変化します。本設問の表現は温度境界層を指す説明として妥当です。
定常・一方向なら、全ての層で熱流束は同じです。温度勾配の大小は熱伝導率の逆数を反映します。
屋外側の表面熱伝達率は一般に室内側より大きいので、外気側で温度が急に落ちやすく見えることがあります。
外断熱か内断熱かは断熱材の位置で判断します。構造体の外側に断熱材があれば外断熱です。
図を読むときは、(1)勾配(=kの大小)、(2)各層の温度降下(=熱抵抗の大小)、(3)表面の境界層の温度変化の3点を見ると整理しやすいです。
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