学科Ⅱ（環境・設備）
一級建築士 令和7年度 学科Ⅱ（環境・設備） 問19
問題・正答・学習用解説
問題
建築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。一般的な免震構造が主に小さくするのは水平方向の揺れです。免震にしたから鉛直方向の地震力も同じように減ると考え、設備機器の設計用鉛直震度を小さくした点が誤りです。
耐震構造は、柱や梁などの強さと変形能力で地震に耐える考え方です。免震構造は、建物の下部などに水平方向へ動きやすい層を設け、地盤の速い横揺れを建物へ伝えにくくします。ただし、その層は建物の重さを支える必要があり、上下方向も同じように柔らかくしているわけではありません。そのため横揺れが減る効果から、縦揺れの低減を自動的に推定できません。
設計用震度は、機器の重量に対してどの程度の地震力を見込むかを表す係数です。水平と鉛直を区別し、機器の支持・固定や配管の変位への追従を検討します。例えば机を横方向に滑らせやすくしても、床からの上下の衝撃が同じ割合で小さくなるとは限らないのに似ています。構造方式の名称だけでなく、どの方向の動きを許し、どの方向を支えているかを確認します。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）適当です。ヒートポンプ給湯機は、電力を使って大気から熱を集め、その熱を水へ移して湯を作ります。冷媒は、装置内を循環して熱を運ぶ物質で、二酸化炭素を使うものがあります。二酸化炭素を燃やして熱を出すのではありません。空気が冷たく感じられても熱エネルギーは存在し、それをより高温の湯へ移すために圧縮機などの仕事が必要です。投入した電気だけを熱に変える電気ヒーターとは、外気から受け取る熱も利用する点が異なります。
選択肢2
（2）適当です。地震時には、エスカレーターが渡っている上下階の間隔や位置が変わります。両端を無理に固定すると、階のずれを装置が受けて大きな力が生じるため、一端を固定し他端に動ける部分を設ける方法があります。非固定端には、動いてもぶつからない隙間と、ずれても支持梁から外れないかかり代が必要です。かかり代は支持部へ乗っている長さです。「自由に動ける」だけでは落下を防げず、「長く乗せる」だけでも衝突を避けられないため、両者を確保します。
選択肢3
（3）不適当です。免震装置は主に横方向の変形を許し、建物へ伝わる水平地震力を小さくしますが、鉛直方向は建物の重さを支持する性質があり、縦揺れが同じように低減するとは限りません。したがって、免震構造という理由だけで設備の設計用鉛直震度を耐震構造の場合より小さくするのは誤りです。水平震度と鉛直震度は別に扱います。地震対策で良い性能を持つ方式でも、その効果を全ての方向や全ての部材に広げて考えないことが重要です。
選択肢4
（4）適当です。群管理は、複数のエレベーターを一つの集団として制御し、呼出しに応じて適切な号機を割り当てる方式です。各号機がばらばらに反応すると、同じ階へ何台も向かったり、需要のある階から全台が離れたりして、無駄な移動と待ち時間が増えます。全体の位置や行先を見て分担すれば、移動を減らしつつ待ち時間を短くできます。駅のタクシーを需要に合わせて配置するのに似た考え方で、利用者の便利さと省エネルギーを同時に改善できる理由です。
周辺知識
建築設備には、熱を運ぶ給湯機、人を運ぶ昇降機、設備を守る耐震支持など、異なる機能がありますが、どれも「どの力がどこへ伝わるか」を考えると理解しやすくなります。ヒートポンプでは、低温の外気から熱を受け取り、圧縮機の仕事を加えて高温の水へ移します。エスカレーターでは、利用者の重さを支持梁へ伝えながら、地震による階間の変位へ追従します。
設備の地震力は、概念的には機器重量 と設計用震度 の積 で考えます。震度は無次元の係数で、重量を力の単位で与えれば地震力も同じ単位になります。質量kgと重量Nを混同せず、式がどの単位を使うかを確認します。水平と鉛直では用いる係数も意味も違います。
免震建物では、水平の揺れが小さくなる一方で、免震層をまたぐ配管などには大きな相対変位へ追従する工夫が必要です。建物全体の揺れが減れば設備の対策が全て不要になるわけではありません。対策が効く場所と、別の動きが生じる場所を分けて、支持・固定・接続を計画します。