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100 (建築物の構造概論 問101)
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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100(建築物の構造概論 問101) (訂正依頼・報告はこちら)
- 都市ガスの低位発熱量とは、水蒸気の潜熱を含む場合の発熱量のことである。
- LPガスは常温・常圧では気体であるが、加圧や冷却により液化して貯蔵・運搬される。
- 都市ガスの大半は、天然ガスを主原料にしている。
- 都市ガス及びLPガスは、いずれも臭いがほとんどないガスであるため付臭剤が添加されている。
- ガスの比重については、13Aの都市ガスは空気より軽く、LPガスは空気より重い。
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この過去問の解説 (3件)
01
正解は、「都市ガスの低位発熱量とは、水蒸気の潜熱を含む場合の発熱量のことである。」です。
この問題は、都市ガスとLPガスに関するものです。
都市ガスとLPガスは、建築物のエネルギー供給において重要な役割を担います。
両者は性質・供給方法・安全対策に違いがあり、
発熱量や比重、臭気対策などの理解が必要です。
ガスの安全利用には、正確な物理的特性の理解が不可欠です。
不適当です。低位発熱量(LHV)は、燃焼後に発生する水蒸気の潜熱を含まない発熱量です。
つまり、燃焼によって生じた水蒸気が凝縮せずに、
気体のまま排出されることを前提としています。
一方、高位発熱量(HHV)は水蒸気の潜熱を含む発熱量であり、
より大きな値となります。
正しいです。LPガス(液化石油ガス)は、プロパンやブタンを主成分とする、
可燃性ガスで、常温・常圧では気体です。
しかし、加圧または冷却することで容易に液化でするため、
液体状態で容器に貯蔵・運搬が可能です。
液化することで体積が約250分の1に縮小され、効率的な取り扱いが可能になります。
正しいです。現在の都市ガス(13A)は、メタンを主成分とする天然ガスが主原料です。
かつては石炭ガスやナフサを原料とする製造ガスが使われていましたが、
環境負荷の低減や供給安定性の観点から、天然ガスへの転換が進みました。
天然ガスは燃焼時のCO₂排出量が少なく、クリーンなエネルギーです。
正しいです。都市ガスもLPガスも、本来は無臭であるため、
漏洩時の早期発見を目的として、付臭剤(メルカプタン類など)が添加されています。
これにより、ガス漏れ時には特有の臭気が発生し、
利用者が異常を察知しやすくなります。
安全対策として法令でも付臭が義務付けられています。
正しいです。13A都市ガス(主成分:メタン)は空気より軽く、
漏洩時には上方に拡散する性質があります。
一方、LPガス(主成分:プロパン・ブタン)は空気より重く、漏洩時には低所に滞留します。
これらの性質は、ガス警報器の設置位置や換気設計に大きく影響します。
逆に取り付けると、大惨事のリスクが高まります。
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02
都市ガスとLPガスは、建築設備や空調設備、給湯設備などで広く利用される重要なエネルギーです。両者は発熱量や比重、供給方法などに違いがあり、安全管理の観点からも特徴を理解しておくことが重要です。特に発熱量には高位発熱量と低位発熱量があり、水蒸気の潜熱を含むかどうかで区別されます。また、ガス漏れ時の滞留位置や臭気付与の目的などは、設備管理や防災対策にも深く関わるため、基本事項として正確に理解しておく必要があります。
不適切です。低位発熱量とは、燃焼によって発生した水蒸気が気体のまま排出されるものとして計算した発熱量であり、水蒸気の潜熱を含みません。一方、水蒸気が凝縮するときに放出される潜熱まで含めたものを高位発熱量といいます。したがって、水蒸気の潜熱を含む発熱量を低位発熱量とする記述は逆になっています。ガス機器やボイラの効率計算では、この高位発熱量と低位発熱量の違いを正しく理解することが重要です。
適切です。LPガスは主にプロパンやブタンを成分とするガスであり、通常の温度と圧力では気体の状態です。しかし、比較的低い圧力でも容易に液化する性質を持つため、ボンベやタンク内では液体として貯蔵されています。液化することで体積が大幅に小さくなり、効率的な輸送や保管が可能になります。家庭用プロパンガスのボンベや業務用タンクが利用されているのは、この液化しやすい特性を利用しているためです。
適切です。現在の都市ガスは、主に天然ガスを原料として製造されています。天然ガスの主成分はメタンであり、燃焼時に二酸化炭素や硫黄酸化物の排出量が比較的少ないことから、環境負荷の小さいエネルギーとして利用されています。日本では都市ガスの高カロリー化が進められ、多くの地域で13Aガスが供給されています。天然ガスの利用拡大によって、都市ガスの品質や燃焼性能が全国的に統一されてきました。
適切です。天然ガスやLPガスは本来ほとんど臭いがなく、漏えいしても人が気付きにくいという特徴があります。そのため、安全対策としてガス特有の臭いを発する付臭剤が加えられています。これにより、ガス漏れが発生した場合でも早期に異常を察知し、事故や爆発を防ぐことができます。日常生活で感じるガス臭はガスそのものの臭いではなく、安全確保のために人工的に添加された臭気によるものです。
適切です。13A都市ガスの主成分であるメタンは空気より軽いため、漏えいした場合は天井付近へ上昇しやすい特徴があります。一方、LPガスの主成分であるプロパンやブタンは空気より重く、床面付近やくぼみに滞留しやすくなります。この性質の違いにより、ガス警報器の設置位置も異なります。都市ガス用警報器は高い位置に、LPガス用警報器は低い位置に設置することで、漏えいを効率的に検知できるようになっています。
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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。発熱量の分類において、「高位発熱量」と「低位発熱量」の違いが問われています。水蒸気の潜熱を含むかどうかで分類が決まるため、どちらがどちらかをしっかり区別して覚えましょう。
誤りです。
低位発熱量(低発熱量)とは、燃焼によって生じた水蒸気の潜熱を含まない発熱量のことです。水蒸気の潜熱を含む(水が液体に凝縮するときの熱を回収する)発熱量は「高位発熱量(高発熱量)」と呼ばれます。本選択肢は高位発熱量と低位発熱量の説明が逆になっています。
正しいです。
LPガス(液化石油ガス、プロパン・ブタン)は常温常圧では気体ですが、加圧または冷却により容易に液化するため、液体の状態でボンベや容器に充填して貯蔵・運搬されます。
正しいです。
現在、都市ガスの主原料はLNG(液化天然ガス、主成分:メタン)であり、海外から輸入して各地に供給されています。
正しいです。
メタンを主成分とする都市ガスも、プロパン・ブタンを主成分とするLPガスも、本来は無臭です。ガス漏れを人が感知できるように、どちらも付臭剤(テトラヒドロチオフェンなど)が添加されています。
正しいです。
都市ガス13A(メタン主体)の比重は空気を1とした場合に約0.6であり、空気より軽いため漏れると天井付近に滞留します。一方、LPガス(プロパン:約1.5、ブタン:約2.0)は空気より重く、床近くの低いところに溜まります。この特性の違いにより、検知器の設置位置も異なります。
「低位発熱量=水蒸気の潜熱を含まない」「高位発熱量=水蒸気の潜熱を含む」という対比で覚えましょう。また都市ガスは空気より軽く、LPガスは空気より重いという比重の違いも安全管理上の重要ポイントです。
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