出典：建築物衛生管理技術者試験令和6年度(2024年)｜建築物の構造概論第91問
問題
日射日照に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 太陽から放射される可視光線、紫外線、近赤外線のうち、紫外線の波長が最も長い。
(2) 遮熱性塗料や遮熱性舗装の特徴は、近赤外線の反射率が大きいことである。
(3) 天空日射とは、太陽光が大気中で散乱して、地上に降りそそいだものである。
(4) アルベドとは、任意の面に入射した日射量に対し、その面が反射した日射量の割合をいう。
(5) 太陽定数とは、大気圏外において太陽に正対するときの単位面積当たりに入射する放射エネルギーのことをいう。
ビル管過去問｜日射日照と太陽放射を解説
この問題は、日射に関する基礎用語と、太陽放射の波長区分を正しく理解しているかを問う問題です。ポイントは、可視光線、紫外線、赤外線の波長の長短関係と、天空日射、アルベド、太陽定数といった基本用語の定義を正確に押さえることです。正しい選択肢は(2)(3)(4)(5)で、最も不適当なのは(1)です。紫外線は可視光線や近赤外線より波長が短いため、波長が最も長いとする記述は誤りです。
(1) 太陽から放射される可視光線、紫外線、近赤外線のうち、紫外線の波長が最も長い。
不適切です。理由は、電磁波の波長は、一般に紫外線、可視光線、赤外線の順に長くなるからです。紫外線は可視光線よりもさらに短い波長をもち、近赤外線は可視光線より長い波長をもつ領域です。したがって、紫外線の波長が最も長いという説明は、波長の並びを逆に理解している誤った記述です。この分野では、短波長側に紫外線、中央に可視光線、長波長側に赤外線があるという基本整理を確実に覚えることが大切です。
(2) 遮熱性塗料や遮熱性舗装の特徴は、近赤外線の反射率が大きいことである。
適切です。理由は、遮熱性塗料や遮熱性舗装は、太陽放射のうち熱としての影響が大きい近赤外線を反射しやすくすることで、表面温度の上昇を抑える仕組みだからです。人が明るさとして感じるのは主に可視光線ですが、熱負荷に強く関係するのは赤外線、とくに近赤外線です。そのため、遮熱性能を考える際には、単に色の明るさだけでなく、近赤外線の反射特性が重要になります。建築物の外装や舗装材の温度上昇対策として、この性質は非常に重要です。
(3) 天空日射とは、太陽光が大気中で散乱して、地上に降りそそいだものである。
適切です。理由は、天空日射とは、太陽からの直達光が大気中の分子やちり、水滴などによって散乱され、空全体から届くようになった日射を指すからです。これに対して、太陽から直接地表面に届く日射は直達日射と呼ばれます。実務や試験では、直達日射と天空日射を区別して理解することが大切です。曇天時でもある程度の明るさが確保されるのは、太陽が直接見えなくても、散乱した光が空全体から届いているためです。
(4) アルベドとは、任意の面に入射した日射量に対し、その面が反射した日射量の割合をいう。
適切です。理由は、アルベドは反射率の一種であり、入射した日射のうち、どれだけが反射されたかを表す量だからです。値が大きいほど反射しやすく、値が小さいほど吸収しやすいことを意味します。たとえば、明るい色の屋根や舗装は一般にアルベドが高く、日射を反射しやすいため、表面温度の上昇を抑える方向に働きます。ヒートアイランド対策や外装材の性能評価でも重要な考え方です。
(5) 太陽定数とは、大気圏外において太陽に正対するときの単位面積当たりに入射する放射エネルギーのことをいう。
適切です。理由は、太陽定数とは、地球と太陽との平均距離において、大気圏外で太陽光線に直交する単位面積が受ける太陽放射エネルギーを示す値だからです。これは地上で実際に受ける日射量そのものではなく、大気による吸収や散乱の影響を受ける前の基準的な値です。したがって、場所や天候の影響を受ける地表面の日射量とは区別して理解する必要があります。定義の中にある「大気圏外」と「太陽に正対」という条件が重要です。
この問題で覚えるポイント
太陽放射の波長の並びは、紫外線→可視光線→赤外線の順です。波長はこの順に長くなります。紫外線は短波長、赤外線は長波長です。 近赤外線は熱負荷に大きく関係します。遮熱性材料は近赤外線の反射率を高めることで、表面温度の上昇を抑えます。 日射は、太陽から直接届く直達日射と、大気中で散乱して空全体から届く天空日射に大別されます。両者を合わせたものが全天日射です。 アルベドは、入射日射量に対する反射日射量の割合です。高いほど反射しやすく、低いほど吸収しやすいと判断します。 太陽定数は、大気圏外で、太陽光に直交する面が受ける単位面積当たりの放射エネルギーです。地表面での実測日射量とは条件が異なるため、混同しないことが大切です。 試験では、用語の定義だけでなく、どの現象が熱、明るさ、反射、散乱に関係するかまで結び付けて覚えると正誤判断が安定します。
ひっかけポイント
最も多いひっかけは、紫外線、可視光線、赤外線の波長の長短関係を逆に覚えてしまうことです。日常では「紫外線は強い」「赤外線は暖かい」という印象が先に立つため、波長の順序まで曖昧なままになりやすいです。 遮熱という言葉から、何となく「可視光線を反射すること」と考えてしまうのも罠です。実際には熱負荷との関係が強いのは近赤外線であり、そこを問われています。 天空日射は、空から来る光というイメージだけで覚えると不十分です。太陽光が大気中で散乱した結果である、という成り立ちまで理解しておかないと、直達日射との違いで迷いやすくなります。 アルベドや太陽定数は、どちらも日射に関する量なので混同しやすいですが、アルベドは反射の割合、太陽定数は大気圏外での入射エネルギーという全く別の概念です。 この種の問題では、一部だけ正しい語句が入っていても、核心部分がずれていれば誤りになります。用語の雰囲気ではなく、定義そのものを正確に覚えることが得点につながります。
