建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第49回(令和元年度(2019年))
問88 (空気環境の調整 問88)

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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49回(令和元年度(2019年)) 問88(空気環境の調整 問88) (訂正依頼・報告はこちら)

地表における直射日光による法線面照度が80,000 lxのとき、直射日光による水平面照度として、最も近いものは次のうちどれか。ただし、このときの太陽高度は60度とする。
  • 35,000 lx
  • 40,000 lx
  • 55,000 lx
  • 70,000 lx
  • 80,000 lx

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この過去問の解説 (2件)

01

法線面照度(太陽光が垂直に当たる場合の照度):80,000 lx

太陽高度:60度

 

水平面照度の求め方:

E水平​=E法線​×sin(θ)

E水平​=80,000×sin(60°)

 

sin⁡60°≈0.866より、

80,000×0.866=69,280

 

近似値として 69,000 lx となります。

したがって、最も適当な選択肢は 70,000 lx です。 ​

選択肢4. 70,000 lx

計算の結果、直射日光による水平面照度は 69,000 lx となります。最も近い選択肢は 70,000 lx です。

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02

この問題は、直射日光が面に当たる向きによって照度がどのように変わるかを理解しているかを問うものです。法線面照度は太陽光に直角な面で受ける明るさを示し、水平面照度は地面のような水平な面で受ける明るさを示します。水平面では、太陽が高くなるほど多くの光を受けます。計算では、法線面照度に太陽高度の正弦を掛けて求めます。今回は80,000×sin60°で考えるのが基本です。

選択肢1. 35,000 lx

不適切です。水平面照度は、法線面照度80,000 lxに太陽高度60度のsinを掛けて求めます。sin60°は約0.866なので、計算結果は約69,000 lxになります。35,000 lxはこの値のほぼ半分であり、太陽がかなり低い場合に近い水準です。太陽高度60度は比較的高い角度なので、水平面照度がここまで小さくなることはありません。計算結果とかけ離れているため不適切です。

選択肢2. 40,000 lx

不適切です。水平面照度は、直射日光が水平面にどれだけ投影されるかで決まり、法線面照度にsin60°を掛けます。そのため、80,000×0.866より約69,000 lxとなります。40,000 lxは、法線面照度の半分程度しかなく、太陽高度が30度程度のときに近いイメージです。今回の条件では太陽はもっと高い位置にあるため、水平面照度としては小さすぎます。

選択肢3. 55,000 lx

不適切です。55,000 lxは一見もっともらしく見えますが、計算すると水平面照度は約69,000 lxです。太陽高度60度では、太陽光はかなり上方から差し込むため、水平面は法線面照度にかなり近い値を受けます。55,000 lxでは減少の度合いが大きすぎます。水平面照度は法線面照度そのものにはなりませんが、この条件では7万 lx前後になると考えるのが妥当です。

選択肢4. 70,000 lx

適切です。法線面照度80,000 lxに対して、水平面照度EはE=80,000×sin60°で求めます。sin60°は約0.866ですので、Eは約69,282 lxとなります。したがって、選択肢の中では70,000 lxが最も近い値です。法線面照度は太陽光に正対した面の明るさであり、水平面照度はそこから太陽高度に応じて少し小さくなります。この関係を正しく押さえている選択肢です。

選択肢5. 80,000 lx

不適切です。80,000 lxは法線面照度そのものの値であり、水平面照度ではありません。法線面照度は太陽光に対して直角な面が受ける最大の照度です。一方、水平面は太陽光に対して傾いているため、受ける光はその分だけ小さくなります。太陽高度が90度、つまり太陽が真上にある場合に限って、水平面照度と法線面照度は一致します。今回は太陽高度60度なので一致しません。

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