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空気環境の調整3

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目次

建築物衛生行政概論 建築物の環境衛生 空気環境の調整
建築物の構造概論 給水及び排水の管理 清掃 ねずみ・昆虫等の防除 
単位集 水質検査項目及び特定建築物の水質検査頻度

空気環境の調整③

空気環境の調整① 空気環境の調整② 空気環境の調整③ 空気環境の調整④ 空気環境の調整⑤ 空気環境の調整⑥ 空気環境の調整⑦ 空気環境の調整⑧ 空気環境の調整⑨ 空気環境の調整⑩ 空気環境の調整⑪ 空気環境の調整⑫ 空気環境の調整⑬ 空気環境の調整⑭ 空気環境の調整⑮
空気環境の調整⑯ 空気環境の調整⑰ 空気環境の調整⑱ 空気環境の調整⑲ 空気環境の調整⑳ 空気環境の調整21 空気環境の調整22

換気 < 換気回数と必要換気量 < 自然換気 < 機械換気 < 混合方式と整流方式 < 半減期


例題

換気

換気の目的

主に以下の2つに分けられる。

  1. 室内空気と新鮮空気の入れ替え
  2. 汚染物質の除去
であるが細かく分けると以下になります。
  1. 酸素の供給
    • 室内の燃焼機器の燃焼のため、必要酸素を室外から供給する。
  2. 熱の排除
    • 厨房等の火気使用器具、工場の電動機類から発生する熱を室外に排除する。
  3. 水蒸気の排除
    • 室内で発生する水蒸気、あるいは多湿の空気を室外に排出する。
  4. 室内空気浄化
    • 室内で発生する粉じん、有害ガス、臭気等の汚染物質を室外に排出し、室外から清浄な空気を取り入れる。
  5. 通風の確保
    • 気流によって在室者の体感温度を下げるとともに、室温上昇を抑制する。
なんの為に換気するかを考えればわかると思います。

換気回数と必要換気量

必要換気量は、人体への影響(酸素供給、二酸化炭素希釈)、燃焼器具の影響、熱・水蒸気発生の影響等から決定される。

  1. 人体からの二酸化炭素基準
    1. 通常は、人体から発生する二酸化炭素を基準として、必要換気量を求めることが多い。良好な室内空気環境を維持するためには、1人当たり1時間につき概ね30m3 以上の換気量を確保することが必要であるが、室内の二酸化炭素濃度が1000ppm以下であればこの必要換気量を確保できていると見なすことができる。
居室名在室密度(m2/人)必要換気量(m3/m2・h)
一般事務室4.27.2
デパート(一般売り場)1.520.0
宴会場0.837.5
ホテル客室10.03.0
小会議室1.030.0
住宅・アパート3.39.1
食堂(営業用)1.030.0

つまり、30m3÷在室密度=必要換気量になります。

例:デパート(一般売り場)

30m3÷1.5(在室密度)=20.0(必要換気量)

になります。

機械換気設備のある居室の換気量

建築基準法では機械換気設備のある居室の換気量を次のように数式で定めている。

V=20Af÷N以上とすること。(施行令20条の2の1)

ただし、V:有効換気量(m3/h)、Af:居室の床面積(m2、N:実況に応じた一人当たりの占有面積(m2


換気回数は1時間当たりの必要換気量をQ[m3/h]
室の容積をV[m3]
とすると 換気回数をm[回/h]で表すと、m=Q/V で表される。

必要換気量をQ
CO2の許容濃度をC
外気に含まれるCO2の濃度をC0
室内でのCO2発生量をM[m3/h]とすると

Q=M/C-C0

ちなみに室内の必要換気量は、一般的に二酸化炭素の濃度を基準として算定する。(許容濃度:1000ppm=0.1%)
上記m=Q/V及びQ=M/C-Cの式は絶対暗記するべし
過去問題をガンガン解いて覚えれば自然と公式は覚えます。

換気の方法

自然換気

換気扇などの動力を伴わない自然換気では、風圧力や室内外の温度差に起因する浮力によって換気が行われる。

  1. 自然換気は開口部が大きくとれて、比較的天井の高い建物に用いられる。
  2. 風力による換気量は、外部風速並びに有効開口面積に比例する。
  3. 開口部を通過する風量は、開口部前後の圧力差の平方根に比例する。
  4. 内外温度差による換気量は、内外空気の密度差の平方根に比例する。
  5. 密度差は温度差に比例するので内外温度差による換気量は温度差の平方根にも比例する。
  6. 内外温度差による換気量は、開口部間の高さの差の平方根に比例する
  7. 内外温度差による換気は床に近い開口部が流入口、天井に近い開口部が流出口になる。
結構紛らわしい問題が多いですが、結構試験で出るので覚えよう。
平方根に比例とか有効開口面積に比例するとか
出ますが、しっかり覚えましょう。でも結構平方根に比例が多いので覚えやすいかもしれませんね。

機械換気

機械換気は第一種機械換気、第二種機械換気、第三種機械換気に分けられます。その使用目的に合わせて換気することができます。

第一種機械換気

第一種機械換気

第二種機械換気

第二種機械換気

第三種機械換気

第三種機械換気

ここのポイントは汚染空気の流入阻止には第二種換気、汚染空気の流出阻止には第三種換気と覚えよう。
  1. 業務用の厨房では、臭気が食堂などへ漏れ出さないように、ちゅう房内をやや負圧にする。
  2. ボイラ室では、燃焼空気量を給気に加算するとともに、室内を正圧にする。
  3. 病院では、病原菌を他の病室に流れ込むことのないように、ダクト系統を分ける。
  4. 外気取り入れ口の位置は、車などの排気を考慮して道路から十分高い位置とする。
  5. 一般事務室では、外気取り入れ量とトイレなどの排気量が同一となるように計画する。
ポイントとしては
ちゅう房はやや負圧
ボイラ室は正圧
病院はダクトを分ける
外気取り入れは高い位置にする
事務所は外気取り入れ量とトイレの排気量は一緒
上記項目を表にまとめると以下のようになります。

用途主な目的適用される換気方式
便所臭気の除去第1種、第3種
手術室・クリーンルーム室内の清浄化第1種、第2種
給湯室熱・水蒸気の除去第1種、第3種
厨房酸素の供給・熱・臭気の除去第1種、第3種
汚物処理場臭気の除去第1種、第3種
ボイラ室酸素の供給第1種、第2種
浴室・シャワー室水蒸気・湿気の排除第1種、第3種
地下駐車場排ガスの排除第1種、第3種
感染症室汚染物質の排除第1種、第3種

表からもわかるように第1種換気方式は全く問題ないと思います。
正圧・負圧にもなるので全てにおいて適用されます。
よく問題で出題されるには、手術室・クリーンルーム、ボイラ室です。
これらは第2種換気方式なので必ず覚えましょう。

混合方式と整流方式

混合方式とは一般事務所や会議室で採用されている方式(清浄空気+室内汚染空気)

整流方式とは、清浄空気をピストンのように、一方向の流れとなるように室内に供給し、室内汚染物質を拡散させることなく、そのまま排気口へ押し出す方式で、 半導体のクリーンルーム等で採用されている。その一つに置換換気方式がある。

置換換気方式では、室温よりやや低温の新鮮空気を床面下部より供給し、室上部から排出する。

上記ことがらは重要なので絶対覚えよう
特に
室温よりやや低温の新鮮空気
は頭に入れておこう。よく低温が高温に書き換えられて出題されているから


半減期

汚染物質等の濃度が半分になることに要する時間を半減期という。

半減期の問題は要点をつかめれば楽勝で解答できるので絶対ゲットしておきたい

【例】

人工建材でできた壁から室内に放出されるある種のガスがある。このガスは壁の表面から放出されるものと、内部から徐々に放出されるものとからなり、 ガスの室内濃度の減衰状況は半減期で表すと、表面からのものが1年、内部からのものが2年である。

住み始めのとき、表面、内部それぞれから出るガスの室内濃度が8ppm、4ppm(合計12ppm)であったとすると、2年後のこの部屋ガス濃度として、最も適当なものはどれか。

【解説】

まず半減期とは最初記述してあるように濃度が半分に要する時間です。

とあります。
ここが重要です。
つまり 表面からの濃度は1年で半分になるということです。
住み始めた時の表面の室内濃度が8ppmだったので、1年後に半分の4ppmになるということです。
さらに2年後はその半分の2ppmになります。

内部からのものは2年で半分になるということなので、
住み始めた時の内部からの濃度が4ppmなので、2年後にはその半分の2ppmになるわけでる。

ともに2ppmなのでその合計は4ppmになります。

答えは4ppmです。

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