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) 置換換気は、室温よりやや低温の空気を床面付近に供給し、天井面付近で排気する方式である。
(2) ドラフトによる不快感は、気流の速度、気流変動の大きさ、空気温度の影響を受ける。
(3) 天井面に沿った喷流の到達距離は、自由喷流の場合よりも短くなる。
(4) 吹出しの影響は遠方まで及ぶのに対し、吸込みの影響は吸込口付近に限定される。
(5) 気流性状から見た換気方式は、混合方式と一方向方式の二つに大別される。
ビル管過去問｜室内気流の基本を解説
この問題は、室内気流の基礎知識として、置換換気、ドラフト、噴流、吹出しと吸込みの違い、換気方式の分類を理解しているかを問うものです。特に重要なのは、天井面に沿った噴流の性質です。正しい選択肢を見分けるには、空気の流れ方が壁や天井の影響を受けてどう変わるかを押さえておく必要があります。最も不適当なのは(3)です。天井面に沿った噴流は、自由噴流よりも短くなるのではなく、一般に天井面の影響を受けて到達距離が長くなります。
(1) 置換換気は、室温よりやや低温の空気を床面付近に供給し、天井面付近で排気する方式である。
適切です。その理由は、置換換気は床付近から比較的低速でやや低温の空気を供給し、室内で発生した熱や汚染物質とともに上昇流をつくり、上部から排気する方式だからです。人や機器の発熱により暖められた空気や汚染された空気は上方へ移動しやすいため、下から新鮮空気を入れて上から排気する構成になります。室内の下部に比較的清浄な空気域をつくりやすい点が特徴です。
(2) ドラフトによる不快感は、気流の速度、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、ドラフトとは、人体に風が当たることで寒さや不快感を覚える現象であり、単純に風速だけで決まるものではないからです。気流が速いほど不快感は増しやすく、風が不規則に変動するとさらに不快に感じやすくなります。また、同じ風速でも空気温度が低いほど身体から熱が奪われやすく、不快感が強くなります。したがって、風速、乱れの大きさ、温度はいずれも重要な要素です。
(3) 天井面に沿った喷流の到達距離は、自由喷流の場合よりも短くなる。
不適切です。その理由は、天井面に沿って流れる噴流は、壁面や天井面に引き寄せられて付着する性質があり、これをコアンダ効果と呼ぶためです。この影響により、噴流は周囲空気への拡散の仕方が変わり、自由空間中を流れる自由噴流よりも、一般に遠くまで到達しやすくなります。したがって、「短くなる」という記述は逆であり、ここがこの問題の誤りです。
(4) 吹出しの影響は遠方まで及ぶのに対し、吸込みの影響は吸込口付近に限定される。
適切です。その理由は、吹出し口から出る空気は初速度をもって室内へ送り出されるため、噴流として比較的遠くまで影響が及ぶからです。一方、吸込み口は周囲の空気を引き寄せますが、その影響は吹出しほど遠くまで強くは及ばず、主として吸込口の近傍で大きくなります。空調設計ではこの違いを理解し、吹出しで室内に空気を広げ、吸込みで回収する考え方が基本になります。
(5) 気流性状から見た換気方式は、混合方式と一方向方式の二つに大別される。
適切です。その理由は、換気方式は気流のつくり方によって大きく分類でき、室内空気をよく混ぜる混合方式と、一定方向へ空気を流して汚染物質を押し流す一方向方式に分けられるからです。混合方式は一般的な空調で多く用いられ、室内全体の温度や濃度を均一化しやすい特徴があります。一方向方式は、清浄度管理が重要な空間などで用いられ、気流の方向性を明確にすることで汚染の拡散を抑えます。
この問題で覚えるポイント
室内気流では、置換換気は床付近からやや低温の空気を供給し、上部で排気する方式です。ドラフトの不快感は、風速だけでなく、気流の変動や空気温度にも左右されます。吹出しは遠くまで影響しやすく、吸込みの影響は吸込口近傍に集中しやすいです。天井面に沿う噴流は、コアンダ効果により自由噴流より到達距離が長くなりやすいことが重要です。換気方式は、混合方式と一方向方式に大別されます。
ひっかけポイント
天井面に沿った噴流は、天井にぶつかるぶん勢いが弱まって短くなる、と感覚的に考えてしまうと誤りやすいです。実際にはコアンダ効果により、むしろ天井面に沿って伸びやすくなります。また、吸込みも広い範囲に強く影響すると考えがちですが、実際は吹出しほど遠方への影響は大きくありません。置換換気と混合換気の違いも混同しやすいため、空気を「混ぜる」のか、「下から入れて上へ抜く」のかを整理して覚えることが大切です。
