出典：建築物衛生管理技術者試験令和5年度(2023年)｜空気環境の調整第53問
問題
室内気流に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 混合換気（混合方式の換気）は、室温よりやや低温の空調空気を床面付近に低速で供給し、天井面付近で排気する換気方式である。
(2) コールドドラフトは、冷たい壁付近などでの自然対流による下降流が原因で生じることがある。
(3) 壁面上部からの水平吹出しの空気調和方式では、暖房時に居住域に停滞域が生じて上下温度差が大きくなりやすい。
(4) 天井中央付近から下向き吹出しの空気調和方式では、冷房時に冷気が床面付近に拡散し、室上部に停滞域が生じやすい。
(5) ドラフトとは不快な局部気流のことであり、風速、気流変動の大きさ、空気温度の影響を受ける。
ビル管過去問｜室内気流｜混合換気・コールドドラフト・吹出し方式の特徴を解説を解説
この問題は、室内気流の基本的な考え方と、吹出し方式ごとの気流分布の特徴を問う問題です。特に重要なのは、混合換気と置換換気の違い、暖房時と冷房時で同じ吹出し方式でも室内の気流状態が変わること、そしてドラフトやコールドドラフトの意味を正しく理解することです。正解は(1)で、不適当です。(1)の説明は混合換気ではなく、置換換気の特徴に近い内容になっています。他の選択肢は、室内気流や不快気流に関する基本事項として適切です。用語の定義だけでなく、空気は暖かいと上がり、冷たいと下がるという性質と結び付けて理解すると、正誤判断がしやすくなります。
(1) 混合換気（混合方式の換気）は、室温よりやや低温の空調空気を床面付近に低速で供給し、天井面付近で排気する換気方式である。
不適切です。その理由は、記述されている内容が混合換気ではなく、置換換気の説明に近いからです。混合換気とは、吹出し空気を室内空気と十分に混合させて、室全体の温度や汚染物質濃度をできるだけ均一にする方式です。一般には天井付近や壁上部からある程度の速度で空気を吹き出し、室内全体に拡散させます。これに対して、室温よりやや低温の空気を床面付近から低速で供給し、汚れた暖かい空気を上方に押し上げて天井付近から排気する考え方は、置換換気の典型です。したがって、「混合換気」という名称と、説明されている気流のつくり方が一致していないため、この選択肢が最も不適当です。
(2) コールドドラフトは、冷たい壁付近などでの自然対流による下降流が原因で生じることがある。
適切です。その理由は、コールドドラフトとは、窓や外壁などの冷えた表面に接した空気が冷やされて重くなり、自然に下方へ流れ落ちることで生じる不快な気流だからです。冬季に断熱性の低い窓面や外壁面の近くで足元が冷える現象は、この代表例です。これは機械的な送風がなくても発生します。空気は冷えると密度が大きくなって下がるという性質があるため、冷たい壁面の近くでは下降流が起こりやすくなります。室内気流の問題では、ドラフトは吹出口からの風だけでなく、壁面や窓面の温度差による自然対流でも起こるという点を押さえることが大切です。
(3) 壁面上部からの水平吹出しの空気調和方式では、暖房時に居住域に停滞域が生じて上下温度差が大きくなりやすい。
適切です。その理由は、暖房時の吹出し空気は室内空気より暖かく、浮力によって上方にとどまりやすいからです。壁面上部から水平に吹き出した暖気は、天井付近を流れやすく、居住域である床付近まで十分に届かないことがあります。その結果、上のほうだけ暖かく、下のほうが寒いという上下温度差が生じやすくなります。また、床付近では空気の動きが弱くなり、停滞域ができやすくなります。暖房では、暖気が自然に上昇する性質があるため、吹出し位置や方向を適切にしないと快適性が悪化しやすいのです。
(4) 天井中央付近から下向き吹出しの空気調和方式では、冷房時に冷気が床面付近に拡散し、室上部に停滞域が生じやすい。
適切です。その理由は、冷房時の吹出し空気は室内空気より低温で重いため、下向きに吹き出すと床面方向へ到達しやすいからです。冷気はその後、床面付近に広がりやすく、居住域の冷房には有効です。一方で、下向きの主流が床面側に形成されるため、室上部では空気の動きが弱くなり、停滞域ができることがあります。天井中央下向き吹出しは冷房時には比較的理にかなった方式ですが、室内全体が完全に一様になるわけではなく、上部に気流の弱い領域ができやすい点を理解しておくことが重要です。
(5) ドラフトとは不快な局部気流のことであり、風速、気流変動の大きさ、空気温度の影響を受ける。
適切です。その理由は、ドラフトは単に風があるというだけでなく、人が不快に感じる局所的な気流を指すからです。人がドラフトを感じるかどうかは、気流の速さだけでなく、その風が一定でなく揺らぐかどうか、さらに空気温度が低いかどうかによっても変わります。たとえば同じ風速でも、冷たい空気が当たるほうが不快感は大きくなります。また、気流が不規則に変動すると、身体が順応しにくく不快になりやすいです。したがって、この記述はドラフトの評価要因を適切に表しています。
この問題で覚えるポイント
室内気流の問題では、まず混合換気と置換換気を区別して覚えることが重要です。混合換気は、吹出し空気を室内全体に混ぜて、温度や汚染物質濃度をなるべく均一にする考え方です。一方、置換換気は、床付近から低温または新鮮な空気を低速で供給し、汚れた暖かい空気を上方へ押し上げて排気する考え方です。名称が似ていても、空気の流れ方は大きく異なります。 吹出し方式は、冷房時と暖房時で評価が変わることも重要です。冷気は重くて下がりやすく、暖気は軽くて上がりやすいという空気の性質をもとに考えると整理しやすいです。上部水平吹出しは冷房には使いやすい一方、暖房では暖気が天井面にたまりやすく、上下温度差が大きくなりやすいです。反対に、下向き吹出しは冷房では冷気を居住域に届けやすいですが、室上部に停滞域ができることがあります。 ドラフトは不快な局部気流であり、風速だけでなく、気流の変動や空気温度も関係します。また、コールドドラフトは冷たい窓や壁によって冷やされた空気が下降する自然対流による不快気流です。機械の吹出し風と混同せず、表面温度差によっても起こる現象として理解しておくことが大切です。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、混合換気と置換換気の説明を入れ替えている点です。受験者は「床面付近から低速で新鮮空気を入れて上から排気する」という流れを、何となく換気のよい方式として覚えていても、その名称まで正確に結び付けられていないことがあります。そこで、もっともらしい説明文に「混合換気」という名称を付けて誤答を誘っています。 また、吹出し方式の選択肢では、暖房時と冷房時を逆に考えてしまうと間違えやすいです。空気は暖かいと上がり、冷たいと下がるという基本を忘れて、吹出口の位置だけで判断するとひっかかります。設備の名称や配置だけで覚えるのではなく、吹き出した空気がその後どう動くかをイメージすることが大切です。 さらに、ドラフトという言葉から送風機による風だけを連想してしまうのも典型的な罠です。実際には、冷たい窓面や壁面の近くで起こる自然対流による下降流も不快気流の原因になります。専門用語を単語だけで覚えるのではなく、どういう場面で、なぜ起こるのかまで理解しておくと、同じパターンの問題に強くなれます。
