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75 (空気環境の調整 問75)
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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75(空気環境の調整 問75) (訂正依頼・報告はこちら)
- 自動巻取型エアフィルタのろ材の更新は、タイマによる方法や圧力損失を検知して行う方法が用いられている。
- ろ過式粒子用エアフィルタとは、さえぎり、慣性、拡散、静電気等の作用で、粉じんをろ材繊維に捕集するものをいう。
- 空気中の有害ガスを除去するガス除去用エアフィルタとして、イオン交換繊維を使用したものがある。
- 一般にHEPAフィルタの圧力損失は、一般空調用フィルタのそれと比較して小さい。
- 粒子用エアフィルタの性能は、圧力損失、粉じん捕集率、粉じん保持容量で表示される。
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この過去問の解説 (3件)
01
正解は、「一般にHEPAフィルタの圧力損失は、一般空調用フィルタのそれと比較して小さい。」です。
この問題は、空気浄化装置に関するものです。
空気浄化装置は、建築物内の空気環境を清浄に保つために不可欠な設備であり、
粒子状物質や有害ガスの除去を目的とした各種フィルタが使用されます。
フィルタには性能指標として圧力損失、捕集率、保持容量などがあり、
用途に応じて選定されます。
HEPAフィルタは高性能で微粒子を効率よく除去できますが、
一般空調用フィルタよりも圧力損失が大きくなります。
正しいです。自動巻取型エアフィルタは、ろ材をロール状に巻き取りながら使用する方式で、
一定期間または一定の圧力損失に達した時点で新しいろ材を供給します。
タイマ制御による定期更新や、差圧センサによる圧力損失検知による自動更新が一般的です。
これにより、フィルタ性能を維持しつつメンテナンスの効率化が図られます。
正しいです。ろ過式粒子用エアフィルタは、空気中の粉じんを物理的にろ材に捕集する方式であり、
捕集原理には「さえぎり(遮断)」「慣性衝突」「拡散(ブラウン運動)」「静電気引力」などがあります。
これらの作用により、粒子が繊維に付着し、清浄な空気を供給することができます。
正しいです。ガス除去用エアフィルタは、
空気中の有害ガス(アンモニア、ホルムアルデヒド、硫化水素など)を、
化学的に吸着・分解します。
活性炭や化学吸着剤のほか、イオン交換繊維を用いたフィルタも存在し、
特定のガス成分を選択的に除去することができます。
病院や研究施設、クリーンルームなどで多く採用されています。
誤りです。HEPAフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)は、
0.3μm程度の微粒子を99.97%以上の高い精度で捕集する高性能フィルタです。
その分、ろ材が密で空気の通過抵抗が大きいので、
圧力損失は一般空調用フィルタよりも大きくなります。
正しいです。粒子用エアフィルタの性能評価には、以下の3つの指標が用いられます。
①圧力損失(空気が通過する際の抵抗)、
②粉じん捕集率(どれだけの粒子を除去できるか)、
③粉じん保持容量(どれだけの量の粉じんを蓄積できるか)。
フィルタの選定や交換時期の判断に重要な要素であり、
空調設計や維持管理において重要な指標です。
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02
空気浄化装置は、空調設備において空気中の粉じんや有害ガスを除去し、室内環境を清潔に保つために用いられます。粒子状物質を除去するフィルタとガス状汚染物質を除去するフィルタがあり、それぞれ異なる原理で働きます。また、フィルタは使用に伴って目詰まりし、圧力損失が増加するため、適切な保守管理が重要です。特に高性能フィルタは空気清浄能力が高い一方で送風機への負荷も大きくなるため、性能や特徴を正しく理解することが必要です。
適切です。自動巻取型エアフィルタは、ろ材が汚れて圧力損失が増加した際に、新しいろ材へ自動的に巻き取る仕組みを持っています。制御方法としては、一定時間ごとに更新するタイマ制御と、フィルタ前後の圧力差を検知して更新する差圧制御が一般的です。差圧制御は実際の汚れ具合に応じてろ材を交換できるため、ろ材を効率的に使用でき、維持管理費の低減にも役立ちます。
適切です。粒子用エアフィルタは、複数の捕集機構によって空気中の粉じんを除去します。比較的大きな粒子は慣性やさえぎり作用によって繊維に衝突し、小さな粒子は拡散運動によって捕集されます。また、静電気力によって微粒子を引き付ける効果もあります。これらの作用が同時に働くことで、幅広い粒径の粉じんを効率よく除去できるため、空調設備やクリーンルームなどで広く利用されています。
適切です。ガス除去用エアフィルタには、活性炭や化学吸着剤のほか、イオン交換繊維を用いたものがあります。イオン交換繊維は酸性ガスやアルカリ性ガスなどの特定のガス成分を化学的に吸着し、除去する能力を持っています。そのため、半導体工場や病院、研究施設など、微量な有害ガスの除去が必要な環境で利用されています。粒子を除去するフィルタとは異なり、化学反応や吸着作用を利用する点が特徴です。
不適切です。HEPAフィルタは非常に細かな粒子まで捕集できる高性能フィルタであり、一般空調用フィルタよりも繊維が密に配置されています。そのため空気が通過する際の抵抗が大きくなり、圧力損失は一般空調用フィルタより高くなります。HEPAフィルタを使用する場合は、送風機に十分な静圧性能が求められます。クリーンルームや手術室など高い清浄度が必要な場所で使用されますが、その分エネルギー消費も大きくなる特徴があります。
適切です。粒子用エアフィルタの性能評価では、空気の流れに対する抵抗を示す圧力損失、どの程度の粉じんを除去できるかを示す粉じん捕集率、どれだけ粉じんを保持できるかを示す粉じん保持容量が重要な指標となります。これらの数値によって、必要な空気清浄性能や交換時期を判断できます。捕集率が高くても圧力損失が大きすぎると送風機の負荷が増えるため、用途に応じて適切なフィルタを選定することが大切です。
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03
この問題で覚えておくポイントは以下の通りです。エアフィルタには粒子用とガス除去用があり、粒子用の中でも一般空調用フィルタとHEPAフィルタでは性能と圧力損失が大きく異なります。HEPAフィルタは極めて細かい粒子を捕集するため、圧力損失が高いという特徴を押さえておきましょう。
正しいです。
自動巻取型エアフィルタは、ロール状のろ材を自動的に巻き取ることで新鮮なろ材に更新します。更新のタイミングは、あらかじめ設定したタイマによる方式と、フィルタ前後の差圧(圧力損失)が一定値に達したことを検知して自動的に巻き取る方式が使われます。
正しいです。
ろ過式フィルタは、粉じん粒子がろ材繊維に接触・付着することで捕集します。捕集メカニズムとして「さえぎり(インターセプション)」「慣性衝突」「拡散」「静電気」の4つが代表的です。
正しいです。
ガス除去用フィルタには活性炭を使用したものが代表的ですが、イオン交換繊維を利用したものもあり、アンモニアなどの有害ガスを除去するために使用されます。
誤りです。
HEPAフィルタは0.3μmの粒子を99.97%以上の効率で捕集する高性能フィルタです。非常に細かいろ材を使用するため、一般空調用フィルタと比較して圧力損失は大きくなります。「小さい」という記述は正反対です。
正しいです。
粒子用エアフィルタの性能指標は、フィルタを通過する際の抵抗を示す「圧力損失」、どれだけ粉じんを捕えられるかを示す「粉じん捕集率(効率)」、どれだけ多くの粉じんを保持できるかを示す「粉じん保持容量」の3つです。
HEPAフィルタは高い捕集効率を持つ一方で圧力損失も大きいという関係を覚えておきましょう。また、ろ過式フィルタの捕集メカニズム(さえぎり・慣性・拡散・静電気)と、フィルタ性能の3指標(圧力損失・粉じん捕集率・粉じん保持容量)は試験の頻出ポイントです。
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