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61 (空気環境の調整 問61)
問題文
躯体蓄熱システムにより蓄熱槽や熱源機器の容量が低減されるが、氷蓄熱に比べ、熱損失が( ア )、蓄熱投入熱量比が( イ )。また、放熱時の熱量制御は( ウ )である。
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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61(空気環境の調整 問61) (訂正依頼・報告はこちら)
躯体蓄熱システムにより蓄熱槽や熱源機器の容量が低減されるが、氷蓄熱に比べ、熱損失が( ア )、蓄熱投入熱量比が( イ )。また、放熱時の熱量制御は( ウ )である。
- ア:大きく イ:大きい ウ:容易
- ア:小さく イ:大きい ウ:容易
- ア:大きく イ:小さい ウ:容易
- ア:小さく イ:大きい ウ:困難
- ア:大きく イ:小さい ウ:困難
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この過去問の解説 (2件)
01
選ぶべき組合せはア:大きく/イ:小さい/ウ:困難です。
理由は、躯体蓄熱は建物のコンクリートなどに熱を貯めるため熱損失が大きくなりやすい一方、氷蓄熱ほど低温を作らないので投入エネルギーは小さくできるからです。さらに、放熱(室内への出し方)の細かな制御は遅れが大きく、難しいためです。
誤りです。躯体蓄熱は熱損失が大きい点は合いますが、蓄熱投入熱量比は小さくできます(氷のように極低温を作らないため)。また、放熱制御は容易ではありません。
誤りです。躯体に貯めた熱は周囲へ逃げやすく、熱損失は小さくなりません。また投入熱量比が大きいのも不適切、制御も容易ではありません。
熱損失が大きい/投入熱量比が小さいは妥当ですが、放熱制御は困難です。コンクリートの熱容量が大きく、室温応答が遅れるためです。
誤りです。躯体蓄熱の熱損失は大きいのが一般的で、投入熱量比も小さくできるのが特徴です。制御が困難だけは合っています。
適切です。
- 熱損失が大きい…躯体(床・スラブ等)に貯めるため、断熱槽の氷蓄熱より外気・室内へ漏れやすいです。
蓄熱投入熱量比が小さい…氷蓄熱のように非常に低い温度を作る必要がなく、冷凍機の効率(COP)が上がりやすいため、投入エネルギーが相対的に少ないです。
放熱制御が困難…熱容量が大きく応答が遅いため、細かな負荷追従がしにくいです。
躯体蓄熱の要点は、(長所)夜間高効率で充電しやすく投入エネルギーが小さい/(短所)熱が逃げやすく、放熱制御が難しいことです。
一方、氷蓄熱は熱損失が小さく制御しやすい反面、低温作成で効率が落ち、投入エネルギーが増えやすいです。
この性質の違いを押さえると、ア:大きく/イ:小さい/ウ:困難が自然に選べます。
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02
正解は、「ア:大きく イ:小さい ウ:困難」です。
この問題は 躯体蓄熱システム(建物のコンクリート躯体に熱を蓄える方式)と、
氷蓄熱システムの比較に関するものです。
躯体蓄熱は、建物そのものを蓄熱体として利用するため設備容量を削減できる一方、
熱損失が大きく、蓄熱投入熱量比が小さく、
放熱制御が難しいという特徴があります。
誤りです。躯体蓄熱は、建物のコンクリートなどの構造体に熱を蓄える方式であり、
蓄熱体が大きく、表面積も広いため、熱損失は大きくなる傾向があります。
しかし、蓄熱投入熱量比(投入した熱量のうち実際に利用できる割合)は、
氷蓄熱に比べて小さくなるのが一般的です。
また、放熱は建物の熱容量に依存し、制御が難しいです。
誤りです。躯体蓄熱は蓄熱体が巨大で、
外気や室内との熱交換面積も大きいため、熱損失は小さくありません。
また、蓄熱投入熱量比は氷蓄熱よりも低く、大きいとは言えません。
さらに、放熱は建物の熱容量に左右され、
容易に制御できるものではありません。
誤りです。躯体蓄熱は、
コンクリートの蓄熱・放熱がゆっくり進むため、
放熱量を細かく制御することが難しいという欠点があります。
そのため、ピークカットには有効でも、
室温制御の精度を求める用途には向きません。
誤りです。躯体蓄熱は蓄熱体が大きいため、
熱損失は大きく、蓄熱投入熱量比は小さくなります。
正しいです。
ア:熱損失が大きい
躯体蓄熱は建物全体が蓄熱体となるため、
外気や室内との熱交換が多く、熱損失が大きくなります。
イ:蓄熱投入熱量比が小さい
氷蓄熱のように潜熱を利用するわけではなく、
顕熱蓄熱であるため、
投入した熱量のうち利用できる割合は小さくなります。
ウ:放熱時の熱量制御は困難
躯体の熱容量が大きく、放熱がゆっくり進むため、
室温を細かく制御することが難しいという欠点があります。
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