学科Ⅱ（環境・設備）
一級建築士 令和5年度 学科Ⅱ（環境・設備） 問12
問題・正答・学習用解説
問題
空気調和設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。選択肢
正答と解説
正答：（3）
正答の考え方
正解は（3）です。リバースリターンは、冷温水を各空調機へ配る配管で、往きと戻りの合計距離をなるべくそろえる方式です。熱源に近く、往きの配管が短い機器については戻りを長くし、遠くて往きが長い機器については戻りを短くします。各経路の抵抗の差を小さくして、水量をそろえやすくすることが目的です。
しかし、戻りの管を回して配置するため、ダイレクトリターンより配管が長くなり、必要なスペースや費用も増える傾向があります。本肢の「スペースを縮小できる」は、この方式の長所ではありません。ダイレクトリターンは近い機器ほど往復とも短くなりやすい一方、リバースリターンは配管の単純さを犠牲にして流量の均衡を得る考え方です。
同じ太さのストローでも長いものほど水を吸いにくいのと同様、水が流れる管では長さや曲がり、弁などが抵抗になります。ただし、往復長が同じでも機器や弁の抵抗が違えば水量は完全には一致しません。方式の採用と実際の流量調整は、合わせて考える必要があります。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）適当です。冷水パネルは冷たい面との放射のやり取りを利用して体から熱を取り、強い気流を使わずに冷房できます。ただし、表面が露点より低くなると空気中の水蒸気が水滴になり、結露します。冷たい飲み物のコップがぬれる現象と同じです。パネル温度を露点以上に保ち、室内の湿度も管理することが必要です。温度だけを下げて能力を増やそうとすると、結露の問題が生じます。
選択肢2
（2）適当です。床吹出しは、人が生活する床付近へ調整した空気を届ける方式です。天井が高い空間でも、人のいない上部まで同じ温度にする必要を抑えられます。ただし、冷気が床にたまりすぎたり、頭の高さまで届かなかったりしないよう、居住域の高さに合った気流特性の吹出し口を選びます。本肢はその条件を付けているため適当です。床から吹けば形状に関係なく効率的、という意味ではありません。
選択肢3
（3）不適当です。リバースリターンの長所は各経路の往復長をそろえて水量の偏りを抑えやすいことであり、省スペース化ではありません。戻り管を遠回りさせる部分が生じるため、配管長や設置スペースは一般に増えます。近い機器にばかり水が流れるのを抑える代わりに、配管を追加するという仕組みです。方式の名前だけでなく、熱源から各機器を通って戻る道のりを描いて比較すると分かります。
選択肢4
（4）適当です。デシカントは、除湿剤に空気中の水分を取り込ませる方式です。水分を吸った除湿剤は加熱して水分を追い出し、再び使える状態へ戻します。この再生に、発電時の排熱を利用できれば、捨てていた熱が除湿に役立ちます。コージェネレーションは電気と熱を合わせて利用する仕組みなので、熱の有効な使い道が増えると総合効率の向上につながります。電気を作る効率そのものとの違いにも注意します。
周辺知識
空調設備を選ぶときは、快適さ、熱や水の運び方、湿度の処理を分けて考えると、各方式の特徴がつながります。放射空調は強い風を避けやすく、床吹出しは人のいる高さへ空気を届けやすい方式です。一方、水をどの機器へどれだけ流すかは配管とポンプ、湿気をどう除くかは除湿装置の役割です。一つの方式名だけで全ての問題が解決するわけではありません。
露点は、空気を冷やしていったときに水蒸気が凝縮し始める温度です。同じ室温でも湿気が多ければ露点は高くなり、冷房パネルの結露リスクが高まります。そのため、放射冷房と別系統の除湿を組み合わせる計画もあります。
水量の偏りがあると、十分冷える室と冷えない室が生じ、冷えない室に合わせてポンプや熱源の設定を上げる無駄につながります。リバースリターンのような水量を調整しやすい配管計画は、快適さとエネルギーの両方に関わります。ただし配管のスペースも必要なので、性能と建物の計画を一緒に検討します。