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自然換気量の計算を過去問で解説【一級建築士の環境・設備】

2020/03/06

一級建築士の環境・設備で自然換気量の計算が出るんだけど解き方もわからないし、普通の換気とごちゃごちゃになっちゃう

こんな疑問にお答えします。

この記事を読むメリット

  • 自然換気量の公式がわかる
  • 自然換気量の過去問の解き方がわかる

私のことを簡単に自己紹介すると、ゼネコンで10年ほど働いていて、一級建築士も持っています。

この記事はだいたい1分くらいで読めるので、サクッと見ていきましょう。

覚えるべき自然換気量の公式

覚えるべき自然換気量の公式は3つあります。

一般式・風力換気・温度差換気の3つです。

順番に説明しましょう。

①自然換気量の一般式

公式は以下になります。

Q=αA√(2ΔP/ρ)×3600

α:流量係数
A:開口部面積
αA:総合実行面積
ΔP:開口部前後の圧力差
ρ:空気密度

圧力差の平方根に比例しています。 圧力差がわかっている時はこの公式を使いましょう。

②風力換気の公式

風力換気の公式はこちらです。

Q=αA√(C1-C2)×3600

C1:風上側風圧係数
C2:風下側風圧係数

①の圧力の式を風圧で表したのがこの式になります。

風圧の差による自然換気はパッシブデザインとして最近使われているので、計算される問題が出てもおかしくありません。

③温度差換気(重力換気)の公式

温度差換気や重力換気の公式がこちらです。

Q=αA√{2gh(ti-to)/Ti}×3600

g:重力加速度
h:上下開口部の中心間の垂直距離
ti:室温
to:外気温
Ti=室温(K)=ti+273

空気の温度差で空気の圧力が変わるので、その気圧の差を使った換気方式になります。

この公式は過去問でもちょくちょく出てるので覚えておきましょう。

2019年一級建築士の環境・設備の過去問【自然換気量の計算】

この手の過去問は3年に一度程度出てるでしょうか。

内容は公式を押さえていれば簡単に解けそうですね。

それでは過去問を解説していきましょう。

過去問解説

この過去問は温度差換気の公式を覚えていないと解けません。

さきほど公式をしょうかいしましたが、もう一度おさらいしましょう。

Q=αA√{2gh(ti-to)/Ti}×3600

α:流量係数
A:開口部面積
αA:総合実行面積
g:重力加速度
h:上下開口部の中心間の垂直距離
ti:室温
to:外気温
Ti=室温(K)=ti+273

それでは、建築物Aの場合から順番に解説していきます。

建築物Aの場合

まず最初に整理すべきは共通の情報です。

ti=18、to=5、Ti=18+273、g=一定、α=一定、となっています。

つまりAとh以外が共通の要素ですので、Aとhの変化でどれだけQが変化するかを検討していきましょう。

Q=αA√{2gh(ti-to)/Ti}×3600

ですので、A√hにQは比例します。

建築物Aの時のA√h=0.4×√4=0.8

よってQA=0.8Qとしておきましょう。

建築物Bの場合

建築物Bの時のA√h=0.6√2=0.84

よってQB=0.84Q

建築物Cの場合

建築物Cの時のA√h=0.7√1=0.7

よってQC=0.7Q

まとめるとQC<QA<QBとなるので、正解は2番です。

計算自体は複雑なことはなく簡単なので、しっかりと公式を覚えておきましょう。

まとめ

この記事では、「一級建築士の環境・設備で自然換気量の計算が出るんだけど解き方もわからないし、普通の換気とごちゃごちゃになっちゃう。」

こんな疑問にお答えしました。

まとめると、公式は3つ覚えればOKです。過去問は公式を使えば解けます。

この記事を参考に、素敵な換気計算ライフをお過ごしください。

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