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118 (給水及び排水の管理 問13)

誤：給湯設備で扱う範囲の水は、ほとんど非圧縮性になります。

誤：配管内の水中における気体の溶解度は、水温が上昇すると減少します。

逆に液体個体の溶解度は上昇します。

正：水中の溶存空気は、配管内の圧力が低いと分離されやすくなります。

圧力を中心に押さえ込む力と考えると分かりやすいかもしれません。

誤：湯をポンプがくみ上げる場合、吸い上げられる高さは、水温が高くなるほど低くなります。

誤：給湯設備で使用する金属材料は、水温が高くなると腐食が速まります。

水温が高いと酸素が溶け込まれる量が増えるためです。

正しいです。水は液体であり、

通常の給湯設備で扱う圧力範囲ではほとんど圧縮されません。

圧力を加えても体積変化は極めて小さいため、

非圧縮性流体として扱われます。

正しいです。気体の溶解度は温度に依存し、水温が上昇すると溶解度は減少します。

例えば酸素や窒素は高温になるほど水に溶けにくくなり、気泡になります。

給湯設備では高温水中に気泡が発生しやすく、

キャビテーションや管内騒音の原因となることがあります。

不適当です。溶存空気は圧力が低下すると分離しやすくなります。

これは気体の溶解度が圧力に比例するためで、

圧力が下がると溶解度が減少し、気泡になります。

正しいです。水温が高いほど蒸気圧が上昇し、

ポンプ吸込側でキャビテーションが発生しやすくなります。

そのため吸い上げ可能な高さは低くなり、設計上の制約となります。

給湯設備では、この性質を考慮してポンプ配置や運転条件を決定します。

正しいです。金属材料は温度が高いほど腐食反応が促進されます。

特に給湯設備では高温水による酸化や電気化学的反応が進みやすく、

腐食速度が速くなります。

これにより配管や機器の寿命が短くなるため、

耐食性の高い材料を選定することが重要です。

適切です。液体である水は、通常の給湯設備で生じる程度の圧力変化では体積がほとんど変化しないため、実用上は非圧縮性の流体として扱います。気体は圧力を加えると体積が大きく変化しますが、水の場合は圧力を加えても体積の変化が非常に小さいという特徴があります。そのため、給湯配管やポンプなどを扱う際の流体計算でも、基本的に水は非圧縮性であると考えることができます。

適切です。水に溶ける空気などの気体の量は、一般に水温が高くなるほど少なくなります。冷たい水には比較的多くの気体が溶けていますが、その水を加熱すると、溶けていた気体が水中にとどまりにくくなり、気泡となって分離します。給湯設備では水を加熱するため、この現象によって配管内に空気がたまることがあります。空気だまりは流量の低下や騒音などの原因となるため、空気を適切に排出することも重要です。

不適切です。水中に溶ける気体の量は圧力の影響を受け、一般に圧力が高いほど気体は水に溶けやすく、圧力が低くなるほど溶けていた気体は分離しやすくなります。例えば、圧力がかかった状態の水が圧力の低い場所へ移動すると、それまで水中に溶けていた空気が気泡として現れることがあります。したがって、「圧力が低いと分離されにくい」という説明は逆であり、圧力が低下すると溶存空気は分離されやすくなります。

適切です。水は温度が高くなるほど蒸気圧が高くなり、低い圧力でも蒸発しやすくなります。ポンプの吸込み側では圧力が低下するため、高温の湯を吸い上げようとすると水が部分的に気化し、気泡が発生するキャビテーションが起こりやすくなります。そのため、冷水と比べて高温の湯ではポンプが安定して吸い上げられる高さが小さくなります。給湯設備のポンプ計画では、水温と吸込み条件を考慮する必要があります。

適切です。一般に水温が上昇すると、金属と水や水中の成分との化学反応や電気化学反応が活発になり、腐食が進行しやすくなります。給湯配管は給水配管よりも高い温度の水に長時間さらされるため、使用する金属の種類、水質、流速などによっては腐食が大きな問題となります。腐食が進むと配管の肉厚が減少して漏水や赤水などにつながるため、材料の選定や水質管理、定期的な点検が重要です。