温熱環境

出題箇所： 学科II（建築計画）No.1〜No.5 付近

出題数： 1〜2問程度

・温熱環境は「人が感じる暑さ・寒さ（温熱感覚）」と「建物の熱の出入り（伝熱・断熱）」の2つの視点で整理しましょう。前者は人体の快適性指標、後者は壁・窓を通じた熱移動の仕組みが問われます。
・人体の温熱感覚に影響する要素は「気温・湿度・気流（風速）・周囲の壁や窓の表面温度（放射）」の4つです。これらを組み合わせた指標（作用温度・有効温度など）の特徴と、何を考慮しているかという組み合わせが頻出です。
・熱の伝わり方には「伝導（材料内部を伝わる）」「対流（空気の流れによる）」「放射（電磁波として直接伝わる）」の3種類があり、それぞれの特性と建築への影響を区別しておく必要があります。

近年の出題傾向

• 「熱伝導率」と「熱伝達率」、「熱貫流率（U値）」の違いを問う問題が頻出です。熱伝導率は材料そのものの性質、熱伝達率は材料表面と空気の間のやりとり、熱貫流率は壁全体を通した熱の伝わりやすさという階層関係を理解しておきましょう。
• 「結露」のメカニズムは超頻出です。空気が冷やされて露点温度以下になると、空気中に含みきれなくなった水蒸気が水滴となって発生します。表面結露と内部結露の違い、防湿層の設置位置（高温側に設けるのが基本）が問われます。
• 断熱の方式である「外断熱」と「内断熱」の違いと、それぞれのメリット・デメリット（熱橋の発生しやすさ、構造躯体の蓄熱利用、改修のしやすさなど）の組み合わせも近年の重要テーマです。

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模擬問題と解説

1. 温熱感覚と熱の伝わり方

【問題】人体の温熱感覚及び熱の伝わり方に関する記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1. 人体の温熱感覚に影響を与える要素には、気温、湿度、気流（風速）、周囲の壁や窓等の表面からの放射（周囲の表面温度）の4つがあり、これらを総合的に評価する指標として「作用温度（OT）」などが用いられる。
2. 「熱伝導」とは、物体内部において温度の高い部分から低い部分へ熱が伝わる現象であり、材料の熱伝導率が大きいほど熱を通しやすく、一般的に金属は熱伝導率が大きく、空気を多く含む断熱材は熱伝導率が小さい。
3. 「放射（熱放射）」による熱の移動は、必ず空気等の媒体を介して伝わる現象であり、媒体が存在しない真空中では放射による熱の移動は発生しない。
4. 冬期において、窓際で感じる「ひんやりとした感覚」は、窓ガラスの表面温度が室内の壁面等よりも低くなることで、人体から窓ガラスへの放射熱損失が増加するために生じる場合がある。
5. 「対流」は、流体（空気や水）の移動によって熱が運ばれる現象であり、暖房された室内では、暖められた空気が上昇し、冷えた空気が下降することで自然対流が生じ、室内の上下で温度差が生じやすい。

2. 熱貫流率・断熱と結露

【問題】建築物の断熱及び結露に関する記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1. 「熱貫流率（U値）」は、壁体等を挟んで温度差のある室内外の空気間で、単位面積・単位時間あたりにどれだけの熱量が伝わるかを示す値であり、この値が小さいほど断熱性能が高いことを示す。
2. 「表面結露」を防止するためには、室内側の壁表面温度をできるだけ低く保ち、室内空気の露点温度よりも常に表面温度が低くなるようにする必要がある。
3. 「内部結露」は、壁体の内部において水蒸気を含んだ空気が冷やされて露点温度以下になることで発生する結露であり、断熱材の室内側に防湿層を設けることで、水蒸気が断熱材内部へ侵入することを防ぎ、内部結露の発生を抑制できる。
4. 「外断熱」は、構造躯体の外側に断熱材を設ける方式であり、躯体全体を断熱材で包み込むことができるため、熱橋（ヒートブリッジ）が生じにくく、躯体の蓄熱性を室内側で利用しやすいという特徴がある。
5. 「内断熱」は、構造躯体の室内側に断熱材を設ける方式であり、外断熱と比較して、室内の温度変化に対する応答が速く、間欠的に冷暖房を行う部屋に適している場合がある。

3. 日射・遮熱と省エネルギー計画

【問題】建築物の日射遮蔽及び温熱環境に関する省エネルギー計画についての記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1. 夏期の日射による室内の温度上昇を防ぐためには、ガラス面に到達する前に日射を遮る「外付けブラインド」や「庇（ひさし）」等の外部遮熱手法が、室内側に設けるカーテン等の内部遮熱手法よりも効果的である場合が多い。
2. 南面の窓に設ける庇（ひさし）は、夏期に太陽高度が高い時間帯の直射日光を遮りつつ、冬期に太陽高度が低い時間帯の日射を室内に取り込みやすくする効果が期待できる。
3. 複層ガラス（ペアガラス）は、2枚のガラスの間に空気層や中空層を設けることで、単板ガラスと比較して熱の伝わりにくさ（断熱性）が向上するとともに、表面結露の防止にも効果がある。
4. 建物の「熱容量」が大きい構造（鉄筋コンクリート造等）では、外気温の変動に対して室温の変動が小さく追従しやすいため、間欠的な冷暖房運転を行う建物において、立ち上がり時間が短く、急速な温度調整に適している。
5. 建物の気密性を高めることは、すき間風の侵入を減らし冷暖房効率を向上させる効果があるが、同時に室内の換気が不足しやすくなるため、計画的な換気設備の設置が必要となる。