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51 (空気環境の調整 問6)

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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51(空気環境の調整 問6) (訂正依頼・報告はこちら)

自然換気の換気力に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
  • 温度差による換気力は、開口部の高さの差に比例する。
  • 温度差による換気力は、室内外空気の密度差に比例する。
  • 風力による換気力は、外部風速に比例する。
  • 風力による換気力は、開口部での風圧係数に比例する。
  • 風力による換気力は、風向きが変わると変化する。

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この過去問の解説 (2件)

01

最も不適当なものは「風力による換気力は、外部風速に比例する」です。
換気力は圧力差、換気量は実際に流れる風量のことを言います。

選択肢1. 温度差による換気力は、開口部の高さの差に比例する。

正しいです。
温度差による換気力はP=gH(ρo-ρi)で表されます。
g:重力加速度
H:高さの差
ρo:室外空気の密度
ρi:室内空気の密度
上記より高さの差に比例します。

選択肢2. 温度差による換気力は、室内外空気の密度差に比例する。

正しいです。
温度差による換気力はP=gH(ρo-ρi)で表されます。
g:重力加速度
H:高さの差
ρo:室外空気の密度
ρi:室内空気の密度
上記より密度差に比例します。

選択肢3. 風力による換気力は、外部風速に比例する。

誤りです。
風力による換気力はP=1/2×ρv*2(C1-C2)で表されます。
ρ:空気密度
v:風速
C1:建物風上の風圧係数
C2:建物風下の風圧係数
上記より外部風速の2乗に比例します。

選択肢4. 風力による換気力は、開口部での風圧係数に比例する。

正しいです。
風力による換気力はP=1/2×ρv*2(C1-C2)で表されます。
ρ:空気密度
v:風速
C1:建物風上の風圧係数
C2:建物風下の風圧係数
上記より風圧係数(の差)に比例します。

選択肢5. 風力による換気力は、風向きが変わると変化する。

正しいです。
換気力は風向きで変化します。

まとめ

自然換気の換気力に関する問題でした。
換気力は圧力差、換気量は実際に流れる風量のことです。
換気力の平方根が換気量になります。
計算式も覚えることで理解が深まります。

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02

正解は、「風力による換気力は、外部風速に比例する。」です。 

この問題は、自然換気の換気力に関するものです。

温度差換気では、室内外の空気密度差によって浮力が生じ、

その力が上下の開口部間に圧力差を生みます。

この圧力差による換気力は、開口部高さ差(H)と密度差(Δρ)に比例し、

Δ𝑃∝Δ𝜌𝑔𝐻

で表されます。

風圧係数は風向きによって変化するため、風向きが変われば換気力も変化します。

一方、風力換気では、建物外表面に生じる風圧が換気力となります。風圧は

Δ𝑃∝1/2𝜌𝑉2𝐶𝑝

と表され、風速Vの2乗 と 風圧係数Cₚ に比例します。

選択肢1. 温度差による換気力は、開口部の高さの差に比例する。

正しいです。

温度差換気は、室内外の空気密度差によって生じる浮力が原動力です。

上下2つの開口部がある場合、圧力差による換気力は、

Δ𝑃∝Δ𝜌𝑔𝐻

と表されます。ここで Hは上下開口部の高さ差です。

つまり、同じ温度差・密度差であれば、開口部の高さ差が大きいほど圧力差が大きくなり、

換気力も強くなります。

 

選択肢2. 温度差による換気力は、室内外空気の密度差に比例する。

正しいです。

温度差換気、暖かい空気は軽く、冷たい空気は重いという密度差の原理から成り立ちます。

室内外の温度差ΔTがあると、空気密度に差が生じ、その結果として浮力が発生します。

圧力差による換気力)は、

Δ𝑃∝Δ𝜌𝑔𝐻

と表されるため、密度差Δρが大きいほど換気力も大きくなります。

 

選択肢3. 風力による換気力は、外部風速に比例する。

不適当です。

風力換気の原動力は、建物外表面に生じる風圧です。

風圧は、

Δ𝑃=1/2𝜌𝑉2𝐶𝑝

で表され、風速Vの2乗に比例します。

したがって、風力による換気力は、風速そのものではなく、風速の2乗に比例します。

風速が2倍になると、風圧は4倍になります。

選択肢4. 風力による換気力は、開口部での風圧係数に比例する。

正しいです。

風圧係数Cₚは、建物外表面の位置や風向きによって決まる無次元量で、

その場所にどれだけの風圧がかかるかを表します。

風圧は

Δ𝑃=1/2𝜌𝑉2 Cₚ

と表されるため、同じ風速Vでも、Cₚが大きい面ほど風圧が大きくなり、換気力も大きくなります。

例えば、風上側の壁は正のCₚ(押し込み)、

風下側は負のCₚ(吸い出し)となり、その差が換気力です。

選択肢5. 風力による換気力は、風向きが変わると変化する。

正しいです。
風向きが変わると、建物各面に対する風の当たり方が変わり、

風圧係数Cₚの分布も変化します。
風上側だった面が横風や風下側になると、Cₚの値が大きく変わり、換気力も変わります。
自然換気は、風速だけでなく風向きにも大きく依存しますので、
風向を考慮して開口部の位置・向きを決めることが重要です。
 

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