建築士試験 解説ノート

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令和4年度 一級建築士 設備 No.12を解説、空気調和設備に関する誤りを見抜くポイント

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令和4年度 一級建築士 学科II(環境・設備)No.12は、空気調和設備に関する問題です。

この問題では、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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この問題で問われていること

  1. 水蓄熱式空調システムの特徴
  2. 長方形ダクトのアスペクト比と送風機のエネルギー消費
  3. 変風量単一ダクト方式(VAV)の温度制御
  4. 再熱コイルによる湿度制御とエネルギー消費

※ 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。上記は、その4つの記述で問われている論点を整理したものです。

正解:選択肢2(これが最も不適当な記述)

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長方形ダクトのアスペクト比(短辺に対する長辺の比)を小さく=正方形に近づけると、同じ断面積でも周長が短くなって摩擦抵抗が減り、送風機のエネルギー消費は小さくなります。選択肢2は「小さくするほど大きくなる」としていますが逆で誤りなんですね。

水蓄熱・VAV・再熱コイルの記述は、いずれも正しい。ダクトのアスペクト比は小さい(正方形に近い)ほど送風動力が小さいと押さえましょう。

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各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(適当) 水蓄熱式空調システムは、熱源機器の容量を小さくでき、電力需要の平準化を図れる。適当です。
2 ×(不適当) アスペクト比を小さくするほど摩擦抵抗が減り消費は小さくなる。「大きくなる」は逆で誤り。
3 ○(適当) 変風量単一ダクト方式は、VAVユニットを部屋・ゾーンごとに設けて個別の温度制御ができる。適当です。
4 ○(適当) 再熱コイルは、冷房の部分負荷時に室内の湿度上昇を防げるが、エネルギー消費は多くなる。適当です。

選択肢2は、ダクトのアスペクト比を「小さくするほどエネルギー消費が大きくなる」とする点が誤りで、アスペクト比は小さい(正方形に近い)ほど送風機のエネルギー消費は小さくなります。

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選択肢2のポイント

選択肢2は、長方形ダクトのアスペクト比と送風機のエネルギー消費の関係についての記述です。比を小さくすると消費が増えるか減るかが論点です。

長方形ダクトのアスペクト比は、断面の短辺に対する長辺の比です。比が1なら正方形、比が大きいほど平たい(細長い)断面ということになります。同じ断面積(=同じ風量)で比べると、平たい断面ほど周長(まわりの長さ)が長くなります。空気はダクトの内側の面で摩擦を受けるので、周長が長いほど摩擦抵抗が大きくなり、それを押し流す送風機のエネルギー消費も増えます。

逆に、アスペクト比を小さく(正方形に近く)すると周長が短くなって摩擦抵抗が減り、送風機のエネルギー消費は小さくなります。選択肢2は「小さくするほど大きくなる」としていますが向きが逆なので、不適当な記述です。

ザックリ言えば、ダクトは正方形に近い(アスペクト比が小さい)ほど省エネということです。「平たいダクトは抵抗が大きい」と結びつけましょう。

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覚え方

  • 長方形ダクト=アスペクト比が小さい(正方形に近い)ほど摩擦抵抗が小さく省エネ
  • 平たいダクト(アスペクト比大)は周長が長く摩擦抵抗が大きい
  • 水蓄熱式=熱源容量を小さくでき電力を平準化
  • 再熱コイルは湿度上昇を防げるがエネルギー消費は増える

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Q.

ダクトのアスペクト比を小さくすると送風機の消費は大きくなる?

逆です。アスペクト比を小さく(正方形に近く)すると周長が短くなり摩擦抵抗が減るので、送風機のエネルギー消費は小さくなります。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和4年度 一級建築士試験 学科の試験 学科II(環境・設備)問題」
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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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