問題
空調熱負荷に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 照明による発熱負荷は、顕熱負荷である。
(2) ダクト通過熱負荷は、一般に潜熱負荷を無視する。
(3) 送風機による負荷は、一般に暖房時には無視する。
(4) 外気負荷には、顕熱負荷と潜熱負荷がある。
(5) 人体による発熱負荷では、一般に潜熱負荷は無視する。
ビル管過去問｜空調熱負荷を解説
この問題は、空調熱負荷の種類と、それぞれが顕熱負荷なのか潜熱負荷なのかを正しく整理できているかを問う問題です。空調熱負荷では、温度変化に関係する顕熱と、水分量の変化に関係する潜熱を区別して考えることが重要です。正しい選択肢を判断するには、照明、ダクト、送風機、外気、人体といった代表的な負荷の性質を押さえておく必要があります。最も不適当なのは(5)です。人体による発熱負荷には顕熱だけでなく潜熱もあり、一般に潜熱を無視することはできないためです。
(1) 照明による発熱負荷は、顕熱負荷である。
適切です。その理由は、照明器具が消費した電力の大部分は最終的に熱へ変わり、室内空気や周囲の物体の温度を上昇させるからです。これは空気中の水分量を増減させる作用ではなく、温度に関わる熱負荷です。そのため、照明負荷は顕熱負荷として扱います。空調設計では、照明の種類や点灯時間、設置台数などから室内の顕熱負荷を見積もります。
(2) ダクト通過熱負荷は、一般に潜熱負荷を無視する。
適切です。その理由は、ダクトを通る空気が外部との温度差によって熱を受けたり失ったりすることはありますが、通常はダクトそのものを通じて空気中の水分が増減するわけではないからです。つまり、ダクト通過による負荷は主として温度変化によるものであり、顕熱負荷として扱われます。もちろん、特殊な条件で結露や漏気が関係する場合は別ですが、一般的な空調負荷計算では潜熱負荷は無視して差し支えありません。
(3) 送風機による負荷は、一般に暖房時には無視する。
適切です。その理由は、送風機が運転するとモーターや羽根車の仕事によって空気に熱が加わりますが、この熱は空気温度を上げる方向に働くからです。冷房時には余分な熱として冷却しなければならないため負荷として考慮されますが、暖房時にはその熱が室内を暖める側に働きます。そのため、暖房負荷計算では送風機による発熱を独立した負荷として無視する、あるいは負荷低減側として扱うのが一般的です。
(4) 外気負荷には、顕熱負荷と潜熱負荷がある。
適切です。その理由は、外気を室内へ取り入れると、外気の温度だけでなく湿り気も室内条件に合わせて調整しなければならないからです。たとえば夏期には、高温の外気を冷やす必要があり、これは顕熱負荷です。また、湿った外気の水分を除去する必要があり、これは潜熱負荷です。冬期でも、外気の状態によっては加湿や除湿が関係するため、外気負荷は顕熱と潜熱の両方を持つものとして理解することが大切です。
(5) 人体による発熱負荷では、一般に潜熱負荷は無視する。
不適切です。その理由は、人は体温を保つために熱を放出していますが、その熱には顕熱だけでなく潜熱も含まれるからです。人体は皮膚からの発汗や呼気に含まれる水蒸気によって室内に湿気を与えます。これは空気中の水分量を増やすため、明確に潜熱負荷となります。特に人が多い室内では、この人体潜熱は無視できない大きさになることがあります。したがって、人体による発熱負荷について潜熱負荷を一般に無視するとする記述は誤りです。
この問題で覚えるポイント
空調熱負荷は、温度変化に関係する顕熱負荷と、湿気や水分量の変化に関係する潜熱負荷に分けて考えます。照明や送風機、ダクト通過熱は基本的に顕熱負荷です。外気負荷は温度と湿度の両方を調整する必要があるため、顕熱負荷と潜熱負荷の両方があります。人体負荷は顕熱だけではなく、発汗や呼気による潜熱負荷もあるため、両方を持つ代表例として覚えておくことが重要です。
ひっかけポイント
人体負荷を顕熱だけと考えてしまうと誤答しやすいです。人は熱だけでなく湿気も出しているため、潜熱負荷を無視できません。ダクト通過熱負荷については、熱の出入りがあるので潜熱もありそうに見えますが、一般には水分移動を伴わないため顕熱中心です。送風機負荷は常に負荷になると思い込みやすいですが、暖房時には空気を暖める側に働くため、一般に無視される点がひっかけになりやすいです。
