この記事でわかること
令和3年度・1級管工事施工管理技士「1次検定 A㉑〜㉚」の問題と、初学者にもわかるやさしい解説です。出題分野は、冷凍・換気・排煙・上下水道・給水・給湯などの設備分野です。
問21
分野:冷凍・空調機器重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)空冷ユニットを複数台連結するモジュール型は、部分負荷に対応して運転台数を変えることができる。
(2)空冷ユニットを複数台連結するモジュール型は、法定冷凍トンの算定をする場合、連結する全モジュールを合算する必要がある。
(3)ヒートポンプでは、外気温度が低くなると暖房能力が低下する。
(4)ヒートポンプの成績係数は、圧縮仕事の駆動エネルギーが暖房能力に追加されるため、
冷凍機の成績係数より高くなる。
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⭕(1)空冷ユニットを複数台連結するモジュール型は、部分負荷に対応して運転台数を変えることができる。
正しい記述です。外気温や負荷に合わせて、動かすユニットの台数を変えられるので、ムダがなく省エネです。
❌(2)空冷ユニットを複数台連結するモジュール型は、法定冷凍トンの算定をする場合、連結する全モジュールを合算する必要がある。
「全モジュールを合算する必要がある」が誤りです。モジュール型は、1ユニットごとに独立した冷凍サイクルをもちます。
そのため法定冷凍トンは、連結していても1ユニットごとに算定します。
法定冷凍トンとは?
法律上の冷凍能力の単位です。これが一定以上になると、資格者の選任など法的な規制がかかります。
⭕(3)ヒートポンプでは、外気温度が低くなると暖房能力が低下する。
正しい記述です。ヒートポンプは外気から熱をくみ上げるので、外が寒いほど熱を集めにくく、暖房能力が下がります。
⭕(4)ヒートポンプの成績係数は、圧縮仕事の駆動エネルギーが暖房能力に追加されるため、冷凍機の成績係数より高くなる。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(2)です。
モジュール型の法定冷凍トンは、1ユニットごとに算定します。
問22
分野:換気重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)自然換気設備の排気口は、給気口より高い位置に設け、常時開放された構造とし、かつ、排気筒の立ち上がり部分に直結する必要がある。
(2)開放式燃焼器具の排気フードにⅡ型フードを用いる場合、火源からフード下端までの高さは1m以内としなければならない。
(3)床面積の1/30以上の面積の窓その他、換気に有効な開口部を有する事務所の居室には、換気設備は不要である。
(4)住宅等の居室のシックハウス対策としての必要有効換気量を算定する場合の換気回数は、一般的に0.5[回/h]以上とする。
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⭕(1)自然換気設備の排気口は、給気口より高い位置に設け、常時開放された構造とし、かつ、排気筒の立ち上がり部分に直結する必要がある。
正しい記述です。暖かい空気は上に上がるので、排気口を給気口より高い位置にして、自然な空気の流れをつくります。
⭕(2)開放式燃焼器具の排気フードにⅡ型フードを用いる場合、火源からフード下端までの高さは1m以内としなければならない。
正しい記述です。Ⅱ型フードは横方向からも吸い込むため、火源から1m以内に近づけないと、うまく排気を吸えません。
Ⅱ型フードとは?
コンロなどの上に付ける排気フードの一種で、側面が浅いタイプです。吸い込む力が弱めなので、火源に近づけて設けます。
❌(3)床面積の1/30以上の面積の窓その他、換気に有効な開口部を有する事務所の居室には、換気設備は不要である。
「換気設備は不要である」が誤りです。シックハウス対策の法改正で、居室には原則として、常時換気できる機械換気設備が必要です。
窓が大きくても、換気設備は省略できません。
⭕(4)住宅等の居室のシックハウス対策としての必要有効換気量を算定する場合の換気回数は、一般的に0.5[回/h]以上とする。
正しい記述です。住宅の居室では、シックハウス対策として、換気回数0.5回/h以上が求められます。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(3)です。
窓が大きくても、居室には原則として換気設備が必要です。
問23
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部屋の中で出た熱を外へ運び出すために、必要な換気量を計算する問題です。正解は(3)の2,400㎥/hです。
(発熱を排除する)換気量とは?
室内で発生した熱を、外気と入れ替えることで運び出すのに必要な空気の量です。発熱が大きいほど、また室温と外気の温度差が小さいほど、多くの換気が必要になります。
比熱とは?
空気1kgの温度を1℃上げるのに必要な熱の量です。空気はおよそ1.0kJ/(kg・℃)。この値が、空気がどれだけ熱を運べるかを表します。
① 公式…必要換気量 = 発熱量 ÷(空気密度 × 比熱 × 温度差)
② 温度差を出す…許容室温40℃ − 外気35℃ = 5℃
③ 代入する
4 ÷(1.2×1.0×5)= 4÷6 = 0.667㎥/s
④ 1時間あたりに直す
0.667 × 3,600 = 2,400㎥/h
なぜ温度差で割るの? 室温と外気の差が大きいほど、空気1㎥あたりで運べる熱が多くなり、少ない換気で済みます。逆に差が小さいと、同じ熱を運ぶのに大量の換気が必要になります。
この問題のまとめ
発熱を排除する換気量は「発熱量 ÷(空気密度 × 比熱 × 温度差)」。4÷6=0.667㎥/s、1時間に直して2,400㎥/h。よって答えは(3)です。
問24
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各階のダクトと排煙機に必要な排煙量を計算し、まちがっている値を選ぶ問題です。適当でない(まちがい)のは(4)です。
排煙量とは?
火災のとき、煙を屋外へ出すために必要な空気の量です。基本は防煙区画の床面積 × 60㎥/(h・㎡)で求めます。
防煙区画とは?
煙が広がらないように、防煙垂れ壁などで区切ったエリアです。隣り合う2区画は同時に開く(煙が出る)と考え、排煙量を合算します。
① ダクトA(1階)…(300+400)×60 = 42,000㎥/h(正しい)
② ダクトB・C(2階)…(450+500)×60 = 57,000㎥/h(正しい)
③ 排煙機…「最大の防煙区画の面積 × 2 × 60」で求める
500 × 2 × 60 = 60,000㎥/h が必要
④ (4)の判定…57,000㎥/hとしているが、正しくは60,000㎥/h → 誤り
ダクトと排煙機で式がちがう点に注意。 ダクトは「つながる区画の合計」ですが、排煙機は建物全体を支えるので「最大の防煙区画の2倍」で計算します。ここを取りちがえると(4)のように数字がずれます。
この問題のまとめ
排煙機の必要排煙量は「最大の防煙区画の面積 × 2 × 60」=60,000㎥/h。(4)の57,000㎥/hはまちがいで、答えは(4)です。
問25
分野:排煙設備重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)自然排煙設備の排煙口は、防煙区画の床面積の1/50以上の排煙上有効な開口面積を有する必要がある。
(2)機械排煙設備の排煙口は、防煙区画の各部分から水平距離で30m以下となるように設ける。
(3)機械排煙設備において、特別避難階段の付室を兼用する非常用エレベーターの乗降ロビーの排煙風量は、6㎥/s以上とする。
(4)機械排煙設備において、排煙口は吸込み風速を20m/s以下、排煙ダクトはダクト内風速を10m/s以下とする。
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⭕(1)自然排煙設備の排煙口は、防煙区画の床面積の1/50以上の排煙上有効な開口面積を有する必要がある。
正しい記述です。自然排煙口は、防煙区画の床面積の1/50以上の有効開口が必要です。
⭕(2)機械排煙設備の排煙口は、防煙区画の各部分から水平距離で30m以下となるように設ける。
正しい記述です。どこからでも煙を早く吸えるよう、防煙区画の各部分から水平距離30m以下に排煙口を設けます。
⭕(3)機械排煙設備において、特別避難階段の付室を兼用する非常用エレベーターの乗降ロビーの排煙風量は、6㎥/s以上とする。
正しい記述です。避難の要となる非常用エレベーターの乗降ロビーは、6㎥/s以上の排煙風量を確保します。
❌(4)機械排煙設備において、排煙口は吸込み風速を20m/s以下、排煙ダクトはダクト内風速を10m/s以下とする。
数値が逆で誤りです。正しくは、排煙口の吸込み風速は10m/s以下、排煙ダクト内の風速は20m/s以下です。
口(出入口)はゆっくり、ダクト(通り道)は速め、と覚えると整理しやすいです。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(4)です。
排煙口の吸込み風速は10m/s以下、ダクト内風速は20m/s以下です。
問26
分野:上水道重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)凝集池は、凝集剤と原水を混和させる混和池と、混和池で生成した微小フロックを大きく成長させるフロック形成池から構成される。
(2)取水施設は、取水された原水を浄水施設まで導く施設であり、その方式には自然流下式、
ポンプ加圧式及び併用式がある。
(3)配水施設は、浄化した水を給水区域の需要家にその必要とする水圧で所要量を供給するための施設で、配水池、ポンプ、配水管等で構成される。
(4)送水施設の計画送水量は、計画1日最大給水量を基準として定める。
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⭕(1)凝集池は、凝集剤と原水を混和させる混和池と、混和池で生成した微小フロックを大きく成長させるフロック形成池から構成される。
正しい記述です。凝集池は、薬品で小さな固まり(フロック)をつくる混和池と、それを大きく育てるフロック形成池で構成されます。
❌(2)取水施設は、取水された原水を浄水施設まで導く施設であり、その方式には自然流下式、ポンプ加圧式及び併用式がある。
「浄水施設まで導く施設」が誤りです。取水施設は、川や湖などの水源から水を取り入れる施設です。
取り入れた原水を浄水場まで導くのは、導水施設です。
上水道の施設の流れとは?
水道は「取水(水を取り入れる)→導水(浄水場へ送る)→浄水(きれいにする)→送水(配水池へ送る)→配水(各家庭へ配る)」の順に水を運びます。
⭕(3)配水施設は、浄化した水を給水区域の需要家にその必要とする水圧で所要量を供給するための施設で、配水池、ポンプ、配水管等で構成される。
正しい記述です。配水施設は、きれいにした水を、必要な水圧で各家庭に届ける施設です。
⭕(4)送水施設の計画送水量は、計画1日最大給水量を基準として定める。
正しい記述です。送水施設は、いちばん多く使う日(1日最大給水量)に対応できるよう設計します。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(2)です。
原水を浄水場まで導くのは「導水施設」で、取水施設は水源から取り入れる施設です。
問27
分野:下水道重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)管きょ底部に沈殿物が堆積しないように、原則として、汚水管きょの最小流速は、0.6m/s以上とする。
(2)流域下水道は、二以上の市町村の区域からの下水を排除または処理する下水道で、終末処理場を持っているものをいう。
(3)管きょは、固形物の停滞を防ぐために、流量が大きくなる下流ほど勾配が急になるようにする。
(4)分流式の下水管きょにおける最小口径は、一般的に、汚水管きょでは200mm、雨水管きょでは250mmである。
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⭕(1)管きょ底部に沈殿物が堆積しないように、原則として、汚水管きょの最小流速は、0.6m/s以上とする。
正しい記述です。流れが遅いと汚物が沈んでたまるため、汚水管きょは最小0.6m/s以上の流速にします。
⭕(2)流域下水道は、二以上の市町村の区域からの下水を排除または処理する下水道で、終末処理場を持っているものをいう。
正しい記述です。流域下水道は、複数の市町村の下水をまとめて受け、終末処理場をもつ下水道です。
❌(3)管きょは、固形物の停滞を防ぐために、流量が大きくなる下流ほど勾配が急になるようにする。
「下流ほど勾配が急になるように」が誤りです。下流は流量が増えて流速が出やすいので、勾配はゆるくします。
逆に、流量が少ない上流ほど勾配を急にして、流速を確保します。
⭕(4)分流式の下水管きょにおける最小口径は、一般的に、汚水管きょでは200mm、雨水管きょでは250mmである。
正しい記述です。分流式の最小口径は、汚水管きょ200mm、雨水管きょ250mmが標準です。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(3)です。
管きょの勾配は、流量が増える下流ほどゆるくします。
問28
分野:給水重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)直結増圧方式は、高置タンク方式に比べて、給水引込み管の管径が大きくなる。
(2)揚水ポンプの吸込揚程の最大値は、常温の水では10m程度である。
(3)大便器洗浄弁及び小便器洗浄弁の必要給水圧力は、一般的に、70kPa程度である。
(4)受水タンクの底部には、吸込みピットを設け、ピットに向かって1/100程度の勾配をとる。
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⭕(1)直結増圧方式は、高置タンク方式に比べて、給水引込み管の管径が大きくなる。
正しい記述です。直結増圧方式は、水をためずに本管から直接送るため、引込み管を太くする必要があります。
❌(2)揚水ポンプの吸込揚程の最大値は、常温の水では10m程度である。
「10m程度である」が誤りです。理論上は大気圧で約10.3mまで吸い上げられますが、実際のポンプでは抵抗や水の蒸発の影響で、6〜7m程度が限界です。
吸込揚程とは?
ポンプが水を下から吸い上げられる高さのことです。大気圧の関係で理論上の限界は約10mですが、実際は6〜7m程度です。
⭕(3)大便器洗浄弁及び小便器洗浄弁の必要給水圧力は、一般的に、70kPa程度である。
正しい記述です。大便器・小便器の洗浄弁は、しっかり流すために70kPa程度の水圧が必要です。
⭕(4)受水タンクの底部には、吸込みピットを設け、ピットに向かって1/100程度の勾配をとる。
正しい記述です。受水タンクの底に1/100程度の勾配をつけ、沈殿物を吸込みピットへ集めます。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(2)です。
揚水ポンプの実際の吸込揚程は、6〜7m程度が限界です。
問29
分野:給水重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(2)クロスコネクション防止対策として、上水管と雑用水管とで、異なる配管材質を選定する。
(3)受水タンクの容量は、一般的に、時間最大予想給水量の1/2程度の値とする。
(4)受水タンクにおいて、地震時に水面が波動を起こし、水の自由表面が水槽の天井面や側面に衝突する現象をスロッシングという。
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⭕(1)ウォーターハンマー防止等のため、給水管内の流速は2.0m/sを超えないものとする。
正しい記述です。流速が速いと水撃(ウォーターハンマー)が起きやすいので、給水管内の流速は2.0m/s以下にします。
⭕(2)クロスコネクション防止対策として、上水管と雑用水管とで、異なる配管材質を選定する。
❌(3)受水タンクの容量は、一般的に、時間最大予想給水量の1/2程度の値とする。
「時間最大予想給水量の1/2程度」が誤りです。受水タンクの容量は、1日予想給水量の1/2程度が目安です。
「時間最大」ではなく「1日」が基準である点に注意します。
⭕(4)受水タンクにおいて、地震時に水面が波動を起こし、水の自由表面が水槽の天井面や側面に衝突する現象をスロッシングという。
正しい記述です。地震で水面が大きく揺れて、天井や側面にぶつかる現象を、スロッシングといいます。
スロッシングとは?
地震などでタンク内の水面が大きく揺れる現象です。水が天井や側面にぶつかり、タンクを傷めることがあります。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(3)です。
受水タンクの容量は、1日予想給水量の1/2程度です。
問30
分野:給湯重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)給湯単位に対する給湯同時使用流量は、一般的に、病院、レストラン、共同住宅、事務所の順に、大きくなる。
(2)瞬間湯沸器の出湯能力は、一般的に、水温より25℃高い湯を1L/min出湯する能力を1号としている。
(3)循環式浴槽設備では、レジオネラ症防止対策のため、循環している浴槽水をシャワーや打たせ湯には使用しない。
(4)中央式給湯設備の貯湯タンクに接続する配管は、一般的に、還り管は低い位置で接続し、往き管は高い位置で接続する。
答え・解説を見る
❌(1)給湯単位に対する給湯同時使用流量は、一般的に、病院、レストラン、共同住宅、事務所の順に、大きくなる。
順序が誤りです。給湯の同時使用流量は用途で異なりますが、「事務所が最大」とする順序は誤りです。
湯を多く使うのは住宅や病院などで、事務所はむしろ少なめです。
⭕(2)瞬間湯沸器の出湯能力は、一般的に、水温より25℃高い湯を1L/min出湯する能力を1号としている。
正しい記述です。瞬間湯沸器の1号は、「水温より25℃高い湯を1L/min出す能力」を表します。
瞬間湯沸器の号数とは?
1号は「水温より25℃高い湯を1分間に1L出せる能力」です。号数が大きいほど、たくさんのお湯を出せます。
⭕(3)循環式浴槽設備では、レジオネラ症防止対策のため、循環している浴槽水をシャワーや打たせ湯には使用しない。
正しい記述です。循環した浴槽水にはレジオネラ菌のおそれがあるため、シャワーや打たせ湯には使いません。
⭕(4)中央式給湯設備の貯湯タンクに接続する配管は、一般的に、還り管は低い位置で接続し、往き管は高い位置で接続する。
正しい記述です。温かい湯は上にたまるので、往き管は高い位置、戻りの還り管は低い位置で接続します。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(1)です。
給湯の同時使用流量は用途で異なり、事務所が最大ではありません。
この10問の要点(直前チェック用)
- 問21:モジュール型の法定冷凍トンは、1ユニットごとに算定する
- 問22:窓が大きくても、居室には原則として換気設備が必要
- 問23:換気量=発熱量÷(空気密度×比熱×温度差)
- 問24:排煙機の能力は、最大の防煙区画面積×2×60で決める
- 問25:排煙口の吸込み風速は10m/s以下、ダクト風速は20m/s以下
- 問26:原水を浄水場まで導くのは「導水施設」(取水施設ではない)
- 問27:管きょの勾配は、流量が増える下流ほど緩くする
- 問28:揚水ポンプの実際の吸込揚程は6〜7m程度
- 問29:受水タンクの容量は、1日予想給水量の1/2程度
- 問30:給湯の同時使用流量は用途で異なり、事務所が最大ではない
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