建築物環境衛生管理技術者（ビル管理士） 過去問
第54回（令和6年度（2024年））
問50 (空気環境の調整 問5)

正しいです。常温（20〜30℃）の物体は、主に遠赤外線（波長8〜12μm）を放射します。

これは人の皮膚や建築材料からの放射でも確認されており、建築環境制御の基礎となります。

正しいです。アスファルトは黒くて粗いため、放射率（＝熱を放射しやすい性質）が１に近く高いです。

一方、亜鉛鉄板などの金属は放射率が０に近く低いです。

正しいです。放射熱は絶対温度の4乗で求められますが、

実務的には「放射熱伝達率（hr）」を使った線形近似式（ΔT × hr）が用いられます。

正しいです。アスファルトは黒色に近く、太陽光の吸収率が非常に高いです。（0.9程度）

一方、光ったアルミ箔は反射率が高く、吸収率は非常に低いです。（0.08程度）

不適当です。

これは誤りです。放射熱流（E）は、「ステファン＝ボルツマンの法則」により以下の式で表されます：

つまり、放射熱流は絶対温度の4乗に比例します。

誤：常温物体から放出される電磁波は、赤外線が主体となっています。

誤：アスファルトは、長波長放射率が新しい亜鉛板よりも大きいです。

誤：放射熱伝達式の簡略化は、放射熱伝達率が用いられます。

誤：アスファルトは、アルミ箔よりも日射吸収率が大きいです。

正：物体表面から放射される単位面積当たりの放射熱流は、絶対温度の四乗に比例します。

適切です。常温程度の物体から放射される電磁波は、主として赤外線の領域にあります。物体の温度が低いほど放射エネルギーが最大となる波長は長くなり、室温程度の物体ではおおむね10μm付近にピークがあります。このような放射は長波長放射とも呼ばれ、人体、壁、床、天井などの間で行われる放射熱交換に関係します。人が室内で感じる暑さや寒さにも、空気温度だけでなく周囲の表面から受ける赤外線放射が影響しています。

適切です。長波長放射率とは、物体表面が赤外線として熱を放射する能力を表す値です。一般に、アスファルトのような非金属で黒色に近い表面は放射率が高く、金属の光沢面は放射率が低いという特徴があります。新しい亜鉛鉄板は金属光沢を持つため長波長放射率が比較的小さいのに対して、アスファルトは高い放射率を示します。表面の材質だけでなく、酸化、汚れ、粗さなどによっても放射率は変化するため、表面状態も重要です。

適切です。厳密な放射熱伝達では、物体の絶対温度の4乗の差を用いて熱交換量を求めます。しかし、建築環境の計算では、このままでは対流による熱伝達などと組み合わせにくいため、温度差に比例する形へ近似することがあります。その際に用いられるのが放射熱伝達率です。放射による熱流を「放射熱伝達率×表面間の温度差」という扱いやすい形で表すことができ、壁面と人体との熱交換や室内表面間の熱移動を計算するときなどに利用されます。

適切です。日射吸収率とは、物体表面に入射した太陽放射のうち、どれだけを吸収するかを示す割合です。黒色に近いアスファルトは太陽光を吸収しやすいため日射吸収率が大きく、日射を受けると表面温度が上昇しやすくなります。一方、光沢のあるアルミ箔は太陽光を強く反射する性質があり、日射吸収率は小さくなります。この違いは、夏季の日射による屋根や外壁の温度上昇を抑える材料を考える際にも重要な性質です。

不適切です。物体表面から放射される単位面積当たりの放射エネルギーは、絶対温度の二乗ではなく、絶対温度の4乗に比例します。これはステファン・ボルツマンの法則によるもので、黒体では放射エネルギーが「ステファン・ボルツマン定数×絶対温度の4乗」で表されます。実際の物体では、さらに表面の放射率を掛けて考えます。絶対温度が高くなるにつれて放射エネルギーは急激に増えるため、単純な二乗比例として扱うことはできません。