建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第51回(令和3年度(2021年))
問53 (空気環境の調整 問53)
問題文
ただし、室内は定常状態・完全混合(瞬時一様拡散)とし、外気二酸化炭素濃度は400ppm、在室者一人当たりの二酸化炭素発生量は0.018m3/hとする。
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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51回(令和3年度(2021年)) 問53(空気環境の調整 問53) (訂正依頼・報告はこちら)
ただし、室内は定常状態・完全混合(瞬時一様拡散)とし、外気二酸化炭素濃度は400ppm、在室者一人当たりの二酸化炭素発生量は0.018m3/hとする。
- 320m3/h
- 400m3/h
- 480m3/h
- 600m3/h
- 720m3/h
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この過去問の解説 (2件)
01
答えは480m3/hです。
理由は、定常・完全混合では室内濃度=外気濃度+発生量÷換気量となり、基準値1000ppmを満たす最小換気量は
Qmin=総発生量÷(基準濃度−外気濃度)で求められるためです。
本問では外気400ppm、1人当たり発生0.018m3/h、在室16人なので総発生量0.288m3/h、許容上昇分600ppm=0.0006より、
Qmin=0.288÷0.0006=480m3/hとなります。
計算:室内濃度=400ppm+0.288/480=400ppm+600ppm=1000ppm。
ちょうど基準値に一致します。最低限必要な換気量です。
換気設計の基本は、Cs=Co+G/Q(Cs:室内濃度、Co:外気濃度、G:発生量、Q:換気量)です。
本問のように基準値1000ppm、外気400ppm、発生量0.018m3/h×人数が与えられたら、Qmin=G/(1000ppm−400ppm)で直ちに求められます。
実務では、人の活動量変動や外気濃度の季節変動を考えて少し余裕を見た換気量やCO2センサー制御を使うことが多いです。
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02
正解は、「480m³/h」です。
この問題は、二酸化炭素の発生量と換気量の関係式に関するものです。
定常・完全混合のとき、室内濃度 は次の式で表されます。
G=Q(Ci-Co)
G:室内でのCO₂発生量 [m3/h]
Q:換気量[m3/h]
Ci:室内CO₂濃度
Co:外気CO₂濃度
問題文より、
・在室者数:16人
・一人当たりCO₂発生量:0.018 m³/h
・外気濃度:400 ppm
・室内許容上限:建築物環境衛生管理基準より 1000 ppm とみなす
まず、総発生量 G を求めます。
G=16×0.018=0.288 m3/h
したがって
Q=G/ Ci-Co=0.288/0.001-0.0004=0.288/0.0006=480 m3/h
です。
誤りです。この換気量では室内CO₂濃度は基準値(1000 ppm)を超えてしまいます。
したがって、320m³/h では換気不足であり、
室内の空気質を基準値以下に保つことはできません。
誤りです。これは 0.00112 = 1120 ppm に相当し、
室内CO₂濃度は1000 ppm を超えています。
400m³/h では、一見それなりに換気しているように見えますが、
基準値には届かない中途半端な換気量です。
正しいです。480m³/h は、定常状態の物質収支式からに導かれた必要最小換気量です。
在室者数:16人、一人当たりCO₂発生量:0.018 m³/hより、
建築物環境衛生管理基準による室内CO₂濃度の上限を 1000 ppm とし、
外気濃度を 400 ppm とすると、
必要換気量は 480m³/h です。
誤りです。600m³/h は、480m³/h よりも多い換気量であり、
CO₂濃度を基準値以下に保つという意味では十分な換気量です。
しかし、必要以上に多い換気量です。
誤りです。720m³/h は、選択肢の中で最も大きな換気量であり、
CO₂濃度を基準値以下に保つという点では、
明らかに十分すぎる換気量です。
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