令和4年度の技術士一次試験(衛生工学部門)の解説を行います。
①日射が大気中で散乱されたのち、全天空から地表に到達する成分を天空日射量又は拡散日射量という。
②日照時間の可照時間に対する比を百分率で表したものを日照率という。
③日本では東経135°(明石)を日本中央標準時の基点に定めているが、東京は明石よりも早く南中時を迎える。
④低鉄分ガラスは日射透過率が低い。
⑤大気中の水蒸気や炭酸ガス、雲などの長波長放射を吸収する特性が、大気の温室効果 の原因となっている。
最も不適切な記述は④です。
(解説)
①正しい。地球の大気圏外に到達した日射量のうち、大気を直進し、平行光線として地表に到達した成分を直達日射量と呼び、日射が大気中で散乱された後、全天空から地表に到達する成分を天空日射量もしくは拡散日射量という。
②正しい。可照時間とは日の出から日没までの理論上の時間であり、日照時間とは実際に直射にあった時間である。日照時間の可照時間に対する比を百分率で表したものを日照率という。
③正しい。南中時とは太陽が真南にくる時刻のことをいう。東にあるほど、日の出・日の入り・南中時は早くなる。ちなみに、東京は明石より南中時は約20分早くなる。
④誤り。低鉄分ガラスは日射透過率が高いことから、透明度が高く、ショーケースやディスプレイ用ガラスとしても使用されている。
⑤正しい。二酸化炭素、水蒸気などの気体や雲は長波長である赤外線の放射を吸収し、その大部分を地表に戻し、大気をあたためる。
問題2 床面積が50m2で、机上面照度500lxを確保するには、1灯当たりの光束が2,500lmのランプが何灯必要か。光束法により求めた灯数で最も近い値はどれか。ただし、保守率0.7、照明率0.7とする。
①8灯
②11灯
③14灯
④15灯
⑤21灯
正解は⑤です。
(解説)
光束法とは、部屋の寸法、反射率、ランプの個数及びランプの光束から、床面の平均の照度を算出する方法である。以下の式で求められる。
E = F×N×U×M/A
E:平均照度[lx]
F:ランプ1台あたりの光束[lm]
N:ランプの個数
U:照明率
M:保守率
A:床面積[m2]
問題の条件を代入して、ランプの個数を計算すると20.4個となる。
よって、正解は⑤
問題3 次のa〜eの建築材料の熱伝導率[W/(m・K)]について、値の大きいものから順に並べたものはどれか。
a 土壁
bステンレス鋼
cせっこうボード
dグラスウール断熱材16K相当
eコンクリート
① b, a, e, d, c
② b, a, e, c, d
③ b, e, a, c, d
④ e, b, a, c, d
⑤ e, b, a, d, c
正解は③です。
(解説)
熱が固体中を高温部から低温部へ移動する現象を熱伝導と呼び、その固体の熱の伝えやすさのことを熱伝導率と呼ぶ。金属のような熱の伝えやすいものほど熱伝導率は大きく、断熱材のような熱を伝えにくいものほど熱伝導率は小さくなる。全般的には、密度が大きい材料ほど熱伝導率は大きく、熱を通しやすい傾向がある。
ステンレス鋼が最も熱伝導率が大きく、グラスウール断熱材16K相当が最も熱伝導率が小さくなることは容易に想像できる。土壁、せっこうボード、コンクリートの中では、コンクリートが最も密度が大きく、熱が通しやすいことも想像しやすい。
よって、正解は③となる。
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