この記事で分かること
令和3年度(後期)2級管工事施工管理技士「第一次検定」の問題No.1〜10を、選択肢ごとに⭕❌でやさしく解説します。No.1〜6は必須問題です。正答は公式の正答肢で確認済みです。
問1
分野:空調設備(湿り空気)重要度 ★★☆
湿り空気に関する記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)湿り空気を加熱すると、その絶対湿度は低下する。
(2)不飽和湿り空気の湿球温度は、その乾球温度より低くなる。
(3)露点温度とは、その空気と同じ絶対湿度をもつ飽和湿り空気の温度をいう。
(4)相対湿度とは、ある湿り空気の水蒸気分圧と、その温度と同じ温度の飽和湿り空気の水蒸気分圧との比をいう。
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📘 絶対湿度と相対湿度とは?
絶対湿度は、空気1kgの中に含まれる水分の重さ(量そのもの)です。加熱や冷却で温度を変えても、水分を足したり除いたりしなければ絶対湿度は変わりません。
相対湿度は、その温度で入れられる最大の水分に対して、いまどれだけ入っているかの割合(%)です。加熱すると入れられる量が増えるので、水分が同じでも相対湿度は下がります。「加熱で絶対湿度は変わらない・相対湿度は下がる」と覚えます。
❌(1)湿り空気を加熱すると、その絶対湿度は低下する。
これが誤り。加熱しても空気中の水分の量は変わらないので、絶対湿度は変わりません(低下しません)。加熱で下がるのは相対湿度です。
⭕(2)不飽和湿り空気の湿球温度は、その乾球温度より低くなる。
正しい。水分が飽和していない空気では、蒸発で熱が奪われるため、湿球温度は乾球温度より低くなります。
⭕(3)露点温度とは、その空気と同じ絶対湿度をもつ飽和湿り空気の温度をいう。
正しい。露点温度は、その空気を冷やして水滴ができ始める温度で、同じ絶対湿度の飽和空気の温度です。
⭕(4)相対湿度とは、ある湿り空気の水蒸気分圧と、その温度と同じ温度の飽和湿り空気の水蒸気分圧との比をいう。
正しい。相対湿度は、いまの水蒸気分圧を、その温度で飽和したときの水蒸気分圧で割った比です。
問2
分野:空調設備(水)重要度 ★★☆
水に関する記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)大気圧において、1kgの水の温度を1℃上昇させるために必要な熱量は、約4.2kJである。
(2)0℃の水が氷になると、その容積は約10%増加する。
(3)硬水は、カルシウム塩、マグネシウム塩を多く含む水である。
(4)大気圧において、空気の水に対する溶解度は、温度の上昇とともに増加する。
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📘 気体の溶解度と温度とは?
水に溶ける気体(空気や酸素)の量(溶解度)は、水の温度が高いほど少なくなります。冷たい水のほうが空気をたくさん溶かし込めます。
やかんでお湯を沸かすと、沸騰する前に小さな泡(溶けていた空気)が出てきます。これは温度が上がって溶けきれなくなった空気です。「温度上昇で溶解度は減少」が正しく、「増加」は誤りです。
⭕(1)大気圧において、1kgの水の温度を1℃上昇させるために必要な熱量は、約4.2kJである。
正しい。水1kgを1℃上げるのに約4.2kJ必要です(水の比熱=約4.2kJ/(kg・K))。
⭕(2)0℃の水が氷になると、その容積は約10%増加する。
正しい。水が氷になると体積は約1割(約10%)増えます。だから氷は水に浮きます。
⭕(3)硬水は、カルシウム塩、マグネシウム塩を多く含む水である。
正しい。硬水は、カルシウム塩やマグネシウム塩を多く含む水です。
❌(4)大気圧において、空気の水に対する溶解度は、温度の上昇とともに増加する。
これが誤り。気体(空気)の水への溶解度は、温度が上がると減少します。お湯を沸かすと空気の泡が出るのと同じで、「増加」は逆で誤りです。
問3
分野:空調設備(流体)重要度 ★★☆
流体に関する記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)液体は、気体に比べて圧縮しにくい。
(2)大気圧において、水の粘性係数は空気の粘性係数より小さい。
(3)管路を流れる水は、レイノルズ数が大きくなると層流から乱流に変化する。
(4)流水管路において、弁の急閉はウォーターハンマーが発生する要因となる。
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📘 粘性係数(ねばりけ)とは?
粘性係数は、流体のねばりけ(流れにくさ)を表す数字です。大きいほどねばく、流れにくくなります。
水と空気を比べると、水のほうがねばくて粘性係数が大きいです(空気はサラサラで小さい)。「水の粘性係数は空気より小さい」は逆なので誤りです。
⭕(1)液体は、気体に比べて圧縮しにくい。
正しい。液体は分子がつまっているので、気体に比べて圧縮しにくいです。
❌(2)大気圧において、水の粘性係数は空気の粘性係数より小さい。
これが誤り。水の粘性係数(ねばりけ)は、空気より大きいです。水のほうがねばく流れにくいので、「小さい」は逆で誤りです。
⭕(3)管路を流れる水は、レイノルズ数が大きくなると層流から乱流に変化する。
正しい。レイノルズ数が大きくなると、流れは規則的な層流から乱れた乱流に変わります。
⭕(4)流水管路において、弁の急閉はウォーターハンマーが発生する要因となる。
正しい。弁を急に閉じると水の勢いが行き場を失い、ウォーターハンマー(水撃)が起きます。
問4
分野:空調設備(熱)重要度 ★★☆
熱に関する記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)体積を一定に保ったまま気体を冷却すると、圧力は低くなる。
(2)気体では、定容比熱より定圧比熱のほうが大きい。
(3)潜熱とは、物体の相変化を伴わず、温度変化のみに費やされる熱をいう。
(4)熱は、低温の物体から高温の物体へ自然に移ることはない。
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📘 顕熱と潜熱とは?
顕熱は、物の温度を上げ下げするのに使われる熱です(水を10℃から40℃に温めるなど)。温度計で変化がわかります。
潜熱は、氷→水、水→水蒸気のようにすがた(相)が変わるときに使われ、温度は変わらない熱です。問題文は顕熱の説明を潜熱と取り違えているので誤りです。
⭕(1)体積を一定に保ったまま気体を冷却すると、圧力は低くなる。
正しい。体積一定で気体を冷やすと、分子の動きが弱まり圧力は下がります。
⭕(2)気体では、定容比熱より定圧比熱のほうが大きい。
正しい。気体では、体積を一定にした比熱(定容比熱)より、圧力を一定にした比熱(定圧比熱)のほうが大きいです。
❌(3)潜熱とは、物体の相変化を伴わず、温度変化のみに費やされる熱をいう。
これが誤り。潜熱は、氷が水に変わるような相変化に使われ、温度は変わらない熱です。「相変化を伴わず温度変化のみ」の説明は顕熱のことで、逆なので誤りです。
⭕(4)熱は、低温の物体から高温の物体へ自然に移ることはない。
正しい。熱は自然には高温から低温へ移り、低温から高温へは自然には移りません。
問5
分野:電気設備重要度 ★★☆
電気設備に関する用語の組合せのうち、関係のないものはどれか。
(1)漏電遮断器 ―― 地絡保護
(2)配線用遮断器 ―― 短絡保護
(3)接地工事 ―― 感電防止
(4)サーマルリレー ―― 力率改善
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📘 サーマルリレーとは?
サーマルリレーは、モーターに電流が流れすぎた(過負荷)ときに、熱を感じて回路を切り、モーターの焼損を防ぐ保護機器です。
「力率改善」は電気を効率よく使うための調整で、進相コンデンサが担います。サーマルリレーとは無関係なので、この組合せが正解(関係のないもの)です。
❌(1)漏電遮断器 ―― 地絡保護
関係あり。漏電遮断器は、漏電(地絡)を検知して回路を切る、地絡保護の機器です。
❌(2)配線用遮断器 ―― 短絡保護
関係あり。配線用遮断器は、短絡(ショート)や過電流から回路を守ります。
❌(3)接地工事 ―― 感電防止
関係あり。接地工事(アース)は、漏電時の感電を防ぐためのものです。
⭕(4)サーマルリレー ―― 力率改善
これが正解(関係のないもの)。サーマルリレーは過負荷(電流の流れすぎ)からモーターを守る機器です。「力率改善」は進相コンデンサの役目なので、組合せに関係がありません。
問6
分野:建築重要度 ★★☆
鉄筋コンクリートの特性に関する記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)コンクリートと鉄筋の線膨張係数は、ほぼ等しい。
(2)異形棒鋼は、丸鋼と比べてコンクリートとの付着力が大きい。
(3)コンクリートはアルカリ性のため、コンクリート中の鉄筋はさびにくい。
(4)鉄筋コンクリート造は、剛性が低く振動による影響を受けやすい。
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📘 鉄筋コンクリート造の剛性とは?
剛性とは「変形のしにくさ(かたさ)」です。鉄筋コンクリート造は、コンクリートの重さと硬さのおかげで剛性が高く、がっしりして揺れにくい構造です。
そのため振動の影響を受けにくいのが特長です。「剛性が低く振動による影響を受けやすい」は逆なので誤りです。
⭕(1)コンクリートと鉄筋の線膨張係数は、ほぼ等しい。
正しい。コンクリートと鉄筋は温度による伸び縮み(線膨張係数)がほぼ同じなので、一体で働けます。
⭕(2)異形棒鋼は、丸鋼と比べてコンクリートとの付着力が大きい。
正しい。表面に凹凸のある異形棒鋼は、つるつるの丸鋼よりコンクリートとの付着力が大きいです。
⭕(3)コンクリートはアルカリ性のため、コンクリート中の鉄筋はさびにくい。
正しい。コンクリートはアルカリ性なので、中の鉄筋はさびにくく守られます。
❌(4)鉄筋コンクリート造は、剛性が低く振動による影響を受けやすい。
これが誤り。鉄筋コンクリート造は重くて剛性が高く、振動の影響を受けにくい構造です。「剛性が低く振動を受けやすい」は逆で誤りです。
問7
分野:空調設備(VAV)重要度 ★★☆
変風量単一ダクト方式(VAV)に関する記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)負荷変動が異なる室が複数ある場合には、代表室に設置したサーモスタットにより給気温度の制御を行う。
(2)送風量の制御は、一般的に、インバーターにより空気調和機の送風機を回転数制御する。
(3)定風量単一ダクト方式に比べ、間仕切り変更や負荷の変動にも容易に対応しやすい。
(4)使用しない室や使用しない時間帯に対応するために、VAVユニットは全閉機能付きのものを使用する。
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📘 変風量(VAV)方式とは?
変風量(VAV)方式は、部屋ごとに置いたVAVユニットで送る空気の量を増やしたり減らしたりして、各部屋の暑さ・寒さ(負荷)に合わせる空調方式です。
だから、負荷の違う部屋が複数あっても、各室のVAVユニットが個別に風量を調節して対応します。「代表室のサーモで給気温度をまとめて制御」では各室に合わせられないので誤りです。
❌(1)負荷変動が異なる室が複数ある場合には、代表室に設置したサーモスタットにより給気温度の制御を行う。
これが誤り。変風量方式では、室ごとにVAVユニットで風量を変えて各室の負荷に対応します。「代表室のサーモで給気温度を制御」では他の室の負荷差に対応できないので誤りです。
⭕(2)送風量の制御は、一般的に、インバーターにより空気調和機の送風機を回転数制御する。
正しい。送風量は、インバーターで送風機の回転数を変えて調節します。
⭕(3)定風量単一ダクト方式に比べ、間仕切り変更や負荷の変動にも容易に対応しやすい。
正しい。VAV方式は風量を変えられるので、間仕切り変更や負荷変動に対応しやすいです。
⭕(4)使用しない室や使用しない時間帯に対応するために、VAVユニットは全閉機能付きのものを使用する。
正しい。使わない室や時間帯に備えて、VAVユニットは全閉(風量ゼロ)にできるものを使います。
問8
分野:空調設備(湿り空気線図)重要度 ★★★
下図に示す冷房時の湿り空気線図のd点に対応する空気調和システム図中の位置として、適当なものはどれか。
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📘 冷房時の空気の流れと線図とは?
冷房では、暑い外気(a・①)と室内からの還気(居室 b・④)が混ざって混合空気(c)になり、コイルで冷やされて冷たい給気(d)になり、送風機(③)で室内へ送られます。
d点は線図でいちばん左下(低温・低湿)にあり、冷やされた給気です。これは送風機③(給気SA)の位置に対応します。「d=冷やされた給気=③」と読み取ります。
❌(1)①
誤り。①は外気(OA)の取入れ位置で、線図では最も高温多湿の a 点に対応します。
⭕(3)③
これが正しい。d点は最も低温・低湿の点で、コイルで冷やされ送風機(③)から送り出される給気(SA)に対応します。
❌(4)④
誤り。④は居室(室内)で、線図では b 点に対応します。
問9
分野:空調設備(熱負荷)重要度 ★★☆
熱負荷に関する記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)構造体の空気層は、熱通過率には影響を与えない。
(2)非空調室と接する内壁の単位面積当たりの熱負荷は、空調対象室と非空調室の温度差と熱通過率より求める。
(3)冷房負荷計算では、人体や事務機器からの負荷を室内負荷として考慮する。
(4)暖房負荷計算では、一般的に、外壁、屋根、ピロティの熱負荷には方位係数を乗じる。
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📘 空気層と熱通過率とは?
熱通過率は、壁などがどれだけ熱を通しやすいかを表す数字です。小さいほど熱を通しにくい(断熱がよい)ことになります。
壁の中に空気層があると、空気が熱を伝えにくいので断熱の働きをし、熱通過率を小さくします。つまり空気層は熱通過率に影響を与えるので、「影響を与えない」は誤りです。
❌(1)構造体の空気層は、熱通過率には影響を与えない。
これが誤り。壁の中の空気層は断熱の働きがあり、熱通過率に影響を与えます(熱を通しにくくする)。「影響を与えない」は誤りです。
⭕(2)非空調室と接する内壁の単位面積当たりの熱負荷は、空調対象室と非空調室の温度差と熱通過率より求める。
正しい。非空調室と接する内壁の熱負荷は、両室の温度差と熱通過率(と面積)から求めます。
⭕(3)冷房負荷計算では、人体や事務機器からの負荷を室内負荷として考慮する。
正しい。冷房負荷では、人体や事務機器が出す熱を室内負荷として計算に入れます。
⭕(4)暖房負荷計算では、一般的に、外壁、屋根、ピロティの熱負荷には方位係数を乗じる。
正しい。暖房負荷計算では、外壁・屋根・ピロティなどに方位による割増(方位係数)を乗じることがあります。
問10
分野:空調設備(空気清浄装置)重要度 ★★☆
空気清浄装置に関する記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)ろ過式には、粗じん用、中性能、HEPA等がある。
(2)ろ過式の構造には、自動更新型、ユニット交換型等がある。
(3)ろ過式のろ材には、粉じん保持容量が大きく、空気抵抗が大きいことが求められる。
(4)静電式は、高電圧を使って粉じんを帯電させて除去する。
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📘 ろ材に求められる性能とは?
ろ材(フィルターの材料)は、空気中のごみ(粉じん)をこし取る材料です。よいろ材の条件は、ごみをたくさんためられる(粉じん保持容量が大きい)ことです。
もう一つ大事なのは、空気が通りやすい(空気抵抗が小さい)ことです。抵抗が大きいと風が通りにくく、送風機に負担がかかります。「空気抵抗が大きいことが求められる」は誤りです。
⭕(1)ろ過式には、粗じん用、中性能、HEPA等がある。
正しい。ろ過式(フィルター)には、粗じん用・中性能・HEPA(高性能)などがあります。
⭕(2)ろ過式の構造には、自動更新型、ユニット交換型等がある。
正しい。ろ過式の構造には、ろ材が自動で入れ替わる自動更新型やユニット交換型などがあります。
❌(3)ろ過式のろ材には、粉じん保持容量が大きく、空気抵抗が大きいことが求められる。
これが誤り。ろ材に求められるのは、ごみをたくさん捕まえられる(粉じん保持容量が大きい)ことと、空気抵抗が小さいことです。「空気抵抗が大きい」ものは送風の邪魔になるので誤りです。
⭕(4)静電式は、高電圧を使って粉じんを帯電させて除去する。
正しい。静電式は、高電圧で粉じんを帯電(プラス・マイナスに)させて集めて除去します。
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