建築物環境衛生管理技術者(ビル管理士) 過去問
第55回(令和7年度(2025年))
問47 (空気環境の調整 問2)
問題文
外壁の外気側と室内側の熱伝達抵抗がそれぞれ0.05m2K/W,0.1m2K/Wであるとすると、この外壁の熱貫流抵抗として、正しいものは次のうちどれか。
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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55回(令和7年度(2025年)) 問47(空気環境の調整 問2) (訂正依頼・報告はこちら)
外壁の外気側と室内側の熱伝達抵抗がそれぞれ0.05m2K/W,0.1m2K/Wであるとすると、この外壁の熱貫流抵抗として、正しいものは次のうちどれか。
- 0.25m2・K/W
- 4.0m2・K/W
- 10m2・K/W
- 20m2·K/W
- 30m2·K/W
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この過去問の解説 (2件)
01
本問題は、建築物の断熱性能を評価する際の基本である熱貫流抵抗の求め方を理解しているかを確認するものです。熱貫流抵抗は、材料内部の熱抵抗(厚さ÷熱伝導率)に加えて、室内側および外気側の熱伝達抵抗を合計して求めます。ここではコンクリート層の熱抵抗は0.16÷1.6=0.1㎡·K/Wとなり、これに外気側0.05と室内側0.1を加えることで、全体の熱貫流抵抗は0.25㎡·K/Wとなります。
適切です。熱貫流抵抗は、各層の熱抵抗の合計で求めます。まずコンクリートの熱抵抗は、厚さ0.16mを熱伝導率1.6W/(m·K)で割ることで0.1㎡·K/Wとなります。これに外気側の熱伝達抵抗0.05㎡·K/Wと室内側の0.1㎡·K/Wを加えると、合計は0.25㎡·K/Wとなります。このように、材料の内部抵抗と表面の熱伝達抵抗を合算するのが基本的な考え方であり、正しい値です。
不適切です。この値は、実際の計算結果である0.25㎡·K/Wと比べて大きすぎます。熱貫流抵抗は材料の厚さや熱伝導率に大きく依存しますが、コンクリートは比較的熱を通しやすい材料であるため、抵抗値は小さくなります。4.0㎡·K/Wという値は断熱材など高断熱性能の材料でなければ得られない値であり、本問の条件から導かれる数値とは一致しません。
不適切です。10㎡·K/Wという値は非常に高い断熱性能を示す値であり、一般的なコンクリート壁では到底得られません。コンクリートは熱伝導率が比較的大きく、熱を通しやすい性質を持つため、厚さが16cm程度ではこのような大きな熱抵抗にはなりません。計算を行うと0.25㎡·K/Wであり、桁違いに大きい本選択肢は誤りです。
不適切です。この値は断熱性能が極めて高い構造に相当するものであり、コンクリート単体の壁では現実的ではありません。熱貫流抵抗は厚さと熱伝導率から求められますが、本問の条件では材料抵抗が0.1㎡·K/Wと小さいため、表面抵抗を加えても0.25㎡·K/Wにしかなりません。この選択肢は計算根拠に基づかない誤った値です。
不適切です。30㎡·K/Wはさらに大きな値であり、高性能断熱住宅の壁でも達成が難しいレベルです。本問のようなコンクリート壁では、熱伝導率が大きいため熱抵抗は小さくなります。基本式である「熱抵抗=厚さ÷熱伝導率」を適用すれば0.1㎡·K/Wとなり、表面抵抗を加えても0.25㎡·K/Wにしかならないため、この選択肢は明らかに誤りです。
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02
正解は、「0.25 m²・K/W」です。
この問題は、外壁の熱貫流抵抗に関する計算問題です。
熱貫流抵抗は、表面熱伝達抵抗(外気側+室内側)+材料層の熱抵抗 の合計で求めます。
材料の熱抵抗は、厚さ𝑑[m]、熱伝導率𝜆[W/(m・K)]のとき、=𝑑𝜆
今回の条件は、コンクリート厚さ:16cm=0.16m、熱伝導率:1.6 W/(m・K)
なので、0.16×1.6=0.10m2K/W
さらに、外気側熱伝達抵抗:0.05 m²K/W、室内側熱伝達抵抗:0.10 m²K/Wなので、
熱還流抵抗の合計は、
0.05+0.10+0.10=0.25m2K/W
よって、正しい熱貫流抵抗は、0.25m²・K/Wです。
正しいです。
計算の内訳は以下の通りです。
コンクリート層の熱抵抗は、0.16×1.6=0.10 m2K/W
外気側表面熱伝達抵抗は、0.05 m²K/W、
室内側表面熱伝達抵抗は、0.10 m²K/W
なので、熱還流抵抗の合計は、
0.05+0.10+0.10=0.25 m2K/W
です。
誤りです。
4.0 m²K/Wという値は、今回のようなコンクリート単層壁にしては大きすぎる値です。
熱貫流抵抗が大きいということは、断熱性能が高い壁ですが、
熱伝導率1.6 W/(m・K) のコンクリートは、断熱材とは程遠い、熱を通しやすい材料です。
もし、R=4.0 m²K/W を実現しようとすれば、かなり厚い断熱材を入れる必要があります。
誤りです。
10m²K/Wは、超高断熱レベルの値であり、
現実的には厚い断熱材を何十センチも入れたような壁でないと到達しません。
今回の条件は「熱伝導率1.6 W/(m・K) のコンクリート16cm+表面熱伝達抵抗」であり、
断熱材は含まれていません。
コンクリートは熱をよく通す材料なので、
熱貫流抵抗がここまで大きくなることはありません。
誤りです。
20 m²K/W は、非現実的な超断熱レベルです。
ここまで大きな熱貫流抵抗は、
建築環境工学の実務でもありません。
誤りです。
30 m²K/W は、計算ミスのレベルです。
熱貫流抵抗が大きいほど熱は通りにくくなりますが、
コンクリート16cmでこの値になることは絶対にありません。
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