建築物環境衛生管理技術者（ビル管理士） 過去問
第53回（令和5年度（2023年））
問50 (空気環境の調整 問50)

物体の放射率と吸収率は、熱放射と熱吸収のエネルギーのバランスにおいて等しくなります。

太陽放射の吸収率と放射率は異なる場合があり、放射率は物体の温度や材料によって異なります。

放射熱伝達率は放射熱伝達の効率を示す重要な指標であり、放射熱伝達式で用いられます。

常温物体は赤外線の波長で熱放射を行い、その主な波長が10μm付近に集中します。

温度が0°Cでも、すべての物体は熱放射を行っており、放射率に応じて放射されるエネルギーが異なります。

適切です。同一温度で熱平衡状態にある物体では、放射率と吸収率が等しくなるという「キルヒホッフの法則」が成り立ちます。もし吸収率と放射率が異なると、外部から受け取る熱と放出する熱のつり合いが崩れ、熱平衡を維持できません。この法則は建築環境工学や熱設計の基礎となる重要な原理であり、放射による熱移動を計算する際にも広く利用されています。

適切です。太陽放射は主に可視光線や近赤外線を多く含む一方、常温の物体が放射する熱は約10μm付近の遠赤外線が中心です。このように波長域が異なるため、太陽光に対する吸収率と遠赤外線に対する放射率は一致しない場合があります。そのため、建築材料では日射を反射しつつ熱は放射しやすい高反射・高放射の材料が省エネルギー対策として利用されています。

適切です。放射による熱移動は本来、温度の4乗に比例するステファン・ボルツマンの法則によって表されます。しかし、建築分野では温度差が比較的小さい条件が多いため、計算を簡単にする目的で放射熱伝達率を用い、熱伝達量を温度差に比例する形で近似します。この方法により、対流熱伝達と同様の扱いが可能となり、熱負荷計算などで広く用いられています。

適切です。常温付近の物体は、人の目に見える可視光ではなく、主に波長約10μm付近の遠赤外線を放射しています。これはウィーンの変位則によって説明され、物体の温度が高くなるほど放射のピーク波長は短くなります。サーモグラフィーが人や建物の温度を測定できるのも、この遠赤外線を検出しているためです。

不適切です。熱放射は絶対温度が0K（約-273.15℃）を超えるすべての物体から放出されます。そのため、0℃は273.15Kに相当し、この温度の物体も継続して熱放射を行っています。放射率の値によって放射する熱量は変化しますが、放射そのものがなくなることはありません。熱放射が完全に停止するのは理論上、絶対零度に達した場合だけです。