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91 (建築物の構造概論 問91)
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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91(建築物の構造概論 問91) (訂正依頼・報告はこちら)
- 夏期における建築物の日射受熱量を減少させるには、東西の壁面・窓面はなるべく小さくする方が有利である。
- 直射日光は天気によって大きく変動するため、昼光を照明として利用する場合は、天空光のみを利用する。
- 内付けブラインドの日射遮蔽効果は、50%程度しか望めない。
- 夏至の日の南壁面の日積算日射量は、低緯度に位置する那覇の方が東京より大きい。
- ライトシェルフとは、部屋の奥まで光を導くよう直射日光を反射させる庇(ひさし)のことである。
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この過去問の解説 (3件)
01
正解は、「夏至の日の南壁面の日積算日射量は、低緯度に位置する那覇の方が東京より大きい。」です。
この問題は、建築物と日射の関係に関するものです。
建築設計において、日射の影響は室内環境やエネルギー消費に大きく関わるため、
遮蔽や採光の工夫が重要です。
日射遮蔽、昼光利用、地域差による日射量の違いなど、
建築環境工学の基礎的理解が求められます。
南壁面の日積算日射量に関しては、
緯度による太陽高度の違いを理解していれば大丈夫です。
正しいです。夏期の日射は、朝と夕方に東西方向から強く入射します。
特に西日は熱負荷が大きく、室温上昇の原因となるため、
東西面の開口部を小さくする設計は合理的です。
南面は庇などで遮蔽しやすいですが、
東西面は太陽高度が低いため遮蔽が難しく、
窓面積の縮小が有効です。
正しいです。直射日光は時間や天候によって変動が大きく、照度が安定しないため、
照明設計では安定した天空光(空からの散乱光)を主に利用します。
天空光は均質で、グレア(眩しさ)も少なく、室内照度の安定に寄与します。
昼光利用設計では、直射光は反射や遮蔽を工夫して、
間接的に使うことが多いです。
正しいです。内付けブラインドは窓の内側に設置されるため、
日射がガラスを通過した後に遮蔽されます。
これにより、室内に熱が伝わりやすく、遮蔽効果は限定的です。
外付けブラインドや庇の方が遮蔽効果は高く、
内付けでは遮蔽率は50%前後とされるのが一般的です。
不適当です。南壁面の日射量は、太陽高度が高いほど庇などで遮蔽されやすくなります。
那覇は東京より低緯度に位置し、夏至の日の太陽高度が非常に高いため、
南壁面には日射が当たりにくくなります。
逆に東京では太陽高度がやや低いため、
南壁面に日射が当たりやすく、積算日射量は東京の方が大きくなります。
正しいです。ライトシェルフは、窓上部に設置される水平の反射板で、
直射日光を天井に反射させて室内奥まで光を届ける装置です。
昼光利用を促進し、照明エネルギーの削減に寄与します。
庇のような形状でありながら、反射機能を持つ点が特徴です。
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02
建築物の日射対策では、太陽高度や方位による日射の入り方を理解することが重要です。夏期は東西面からの日射が室内の熱負荷を大きくしやすく、窓面積や遮蔽方法が冷房負荷に影響します。また、昼光利用では直射日光よりも安定した天空光を利用する考え方が基本です。本問では、夏至の日の南壁面に入る日射量の大小関係がポイントです。
適切です。夏期の東西面は、朝や夕方に太陽高度が低い状態で日射を受けやすく、庇などで遮りにくい特徴があります。特に西日は室温上昇の原因になりやすいため、東西の壁面や窓面を小さくすることは、日射受熱量を減らし、冷房負荷を抑えるうえで有利です。
適切です。直射日光は雲の状態や太陽位置によって明るさが大きく変わり、まぶしさや室内の明暗差を生じやすい光です。昼光照明では、安定して拡散した光である天空光を利用することで、室内に比較的均一な明るさを確保しやすくなります。
適切です。内付けブラインドは室内側に設置されるため、日射がいったんガラスを通過して室内に入ってから遮られます。そのため、外付けブラインドや庇に比べると、熱の侵入を防ぐ効果は小さくなります。日射遮蔽効果はおおむね50%程度と考えられます。
不適切です。夏至のころは太陽高度が非常に高くなり、特に低緯度の那覇では南壁面に対して太陽光が上方から当たりやすくなります。垂直な南壁面では、太陽高度が高すぎると日射が当たりにくくなるため、低緯度の那覇の方が東京より南壁面の日積算日射量が大きいとはいえません。
適切です。ライトシェルフは、窓付近に設けた水平の反射板によって、直射日光を天井面などに反射させ、室内の奥まで光を導くための装置です。窓際だけが明るくなりすぎることを抑えながら、室内全体の昼光利用を高める役割があります。
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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。夏至における南向き壁面への日射量は、低緯度ほど太陽が真上に近い位置を通過するため、南壁面に当たる角度が小さくなり日射量は少なくなります。「低緯度=夏至の南壁面日射量が多い」という思い込みが誤答を招きます。
正しいです。
夏期、東西面には低い角度から朝夕の太陽が当たり、固定の庇では遮りにくいため日射熱が室内に入りやすくなります。東西の開口部を小さくすることは夏期の日射熱対策として有効です
正しいです。
昼光設計では安定した照度が得られる天空光(拡散光)を対象とします。直射日光は雲の有無で大きく変動するため、照明設計の基準には適しません。
正しいです。
内付けブラインドは日射がすでにガラスを透過した後に遮るため、熱はすでに室内に入っています。遮蔽効果は50%程度に留まります。外付けブラインドや窓外の庇の方が80〜90%程度の高い遮蔽効果を発揮します。
誤りです。
夏至において太陽の赤緯は約23.5°Nです。那覇(北緯約26°)では正午の太陽高度が約87.5°となり、太陽はほぼ真上を通過します。太陽が真上に近いほど南向き壁面への入射角度が垂直に近くなり(ほぼ水平から光が当たらない状態)、南壁面への日射量は非常に少なくなります。
正しいです。
ライトシェルフは窓の中段に水平な板を設けて、直射日光を天井面などに反射させることで室内奥部まで昼光を届ける採光装置です。上部から入る光を深部に誘導しながら、下部からの直射はブラインドで遮ることができます。
夏至の南壁面日射量は「低緯度ほど少ない」が正しい理解です。低緯度では太陽が真上を通り南壁面に当たらず、高緯度の方が太陽高度が適度に低く南壁面に多く当たります。また、内付けと外付けブラインドの遮蔽効果の差(約50% vs 80〜90%)もあわせて覚えておきましょう。
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