建築士試験 解説ノート

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令和2年度 一級建築士 環境・設備 No.2を解説、外壁の熱貫流率に関する誤りを見抜くポイント

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令和2年度 一級建築士試験 学科Ⅱ(環境・設備)No.2は、外壁の熱貫流率に関する問題です。4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

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この問題のポイント

断熱材の位置、部材の熱伝導抵抗、外壁表面の放射率、屋外の風速が、熱貫流率にどう影響するかが問われます。判断の決め手は、断熱材を室内側に置くか室外側に置くかで熱貫流率が変わるかどうかです。

引っかけの核心は、室内側で断熱するよりも室外側で断熱するほうが熱貫流率が小さくなる、としているところにあります。定常状態の熱貫流率は、断熱材の位置によらず同じです。

※ 問題文そのものは建築技術教育普及センターの公式PDFで確認できます。

正解:選択肢1(これが最も不適当な記述)

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各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(誤り) 定常状態の熱貫流率は、断熱材を室内側・室外側のどちらに置いても同じです。位置で変わるは誤りです。
2 ○(正しい) 各部材の熱伝導抵抗が大きくなると、熱の伝わりにくさが増し、熱貫流率は小さくなります。
3 ○(正しい) 外壁表面の放射率が大きくなると、表面で熱が伝わりやすくなり、熱貫流率は大きくなります。
4 ○(正しい) 屋外の風速が大きくなると、表面の熱伝達がよくなり、熱貫流率は大きくなります。

選択肢1は、断熱の位置(室内側/室外側)で熱貫流率が変わるとした点が誤りで、定常状態では位置によらず同じです。

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選択肢1のポイント

熱貫流率は、外壁が定常状態で熱をどれだけ通しやすいかを表す値です。これは、外壁を構成する各層の熱抵抗と、室内外の表面の熱伝達抵抗を、すべて足し合わせて決まります。

ここで大切なのは、層を足し合わせるとき、並ぶ順番は関係ないということです。断熱材を室内側に置いても、室外側に置いても、層全体の熱抵抗の合計は変わりません。だから、定常状態の熱貫流率は、断熱材の位置によらず同じです。

断熱材の位置で変わるのは、壁の熱容量のたまり方や、結露のしやすさ、室温の変動の仕方などです。これらは大切ですが、熱貫流率(定常)そのものは位置で変わりません。選択肢1は、ここを混同しています。覚えるべきは定常状態の熱貫流率は、断熱材を室内側・室外側どちらに置いても同じということです。

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覚え方

  • 定常状態の熱貫流率は、各層の熱抵抗の合計で決まり、断熱材の位置(室内側/室外側)によらず同じ
  • 断熱位置で変わるのは熱容量・結露・室温変動など(熱貫流率ではない)
  • 表面の放射率が大きい・屋外の風速が大きいと、表面の熱伝達がよくなり熱貫流率は大きくなる

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理解度チェック

Q.

取合い部の熱伝導を考慮しない場合、外壁の熱貫流率は、構造体の室内側で断熱するよりも室外側で断熱するほうが小さくなる。〇か×か。

×。定常状態の熱貫流率は、各層の熱抵抗の合計で決まるため、断熱材を室内側・室外側どちらに置いても同じです。位置では変わりません。

Q.

屋外の風速が大きくなると、一般に、外壁の熱貫流率は大きくなる。〇か×か。

。風速が大きくなると外表面の熱伝達がよくなり、表面熱伝達抵抗が小さくなるため、熱貫流率は大きくなります。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和2年度 一級建築士試験 学科の試験 学科Ⅱ(環境・設備)問題」
  • 外壁の熱貫流率(定常状態の熱貫流率は断熱材の位置によらず同じ、部材の熱伝導抵抗・表面放射率・屋外風速の影響):建築環境工学(伝熱)の標準的知見
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編集・解説

建築士試験 解説ノート編集部

建築業界の実務経験をもとに、一級・二級建築士試験の「環境・設備」を過去問から整理しています。運営者情報

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