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 A⑪〜⑳」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、電気工事・電動機・建築(コンクリート)・構造力学・省エネ・空調方式・湿り空気線図・負荷計算・自動制御・地域冷暖房などです。
問11
分野:電気工事重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)使用電圧100V回路の金属製ボックスには、D種
接地工事を施す。
(2)使用電圧100Vの屋外機器への分岐回路には、
漏電遮断器を使用する。
(3)高低差のあるケーブルラックに敷設するケーブルは、ケーブルラックの子げたに固定する。
(4)低圧電路の電線相互間の絶縁抵抗は、使用電圧が高いほど低い値とする。
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⭕(1)使用電圧100V回路の金属製ボックスには、D種接地工事を施す。
正しい記述です。金属製ボックスに電気が漏れると感電のおそれがあるため、D種接地工事で漏れた電気を地面へ逃がします。
D種接地工事とは?
300V以下の低圧機器などに施す接地工事です。感電を防ぐため、漏れた電気を地面に逃がします。接地抵抗は原則100Ω以下です。
⭕(2)使用電圧100Vの屋外機器への分岐回路には、漏電遮断器を使用する。
正しい記述です。屋外は雨やほこりで漏電しやすいため、漏電遮断器を付けて、漏電時にすばやく電気を遮断します。
⭕(3)高低差のあるケーブルラックに敷設するケーブルは、ケーブルラックの子げたに固定する。
正しい記述です。高低差があるとケーブルが自重でずり落ちるので、ケーブルラックの子げたに固定します。
❌(4)低圧電路の電線相互間の絶縁抵抗は、使用電圧が高いほど低い値とする。
「使用電圧が高いほど低い値とする」が誤りです。電圧が高いほど電気は漏れやすくなります。
そのため、使用電圧が高いほど、絶縁抵抗の基準は高い値(厳しく)にします。
絶縁抵抗とは?
電線や機器の絶縁(電気の漏れにくさ)の程度を表す抵抗値です。値が大きいほど漏れにくく安全で、使用電圧が高い回路ほど高い基準が求められます。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(4)です。
絶縁抵抗は、使用電圧が高いほど高い値(厳しく)にします。
問12
分野:電動機重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)制御盤から電動機までの配線は、CVケーブル又はEM-CEケーブルで接続する。
(2)制御盤からスターデルタ始動方式の電動機までの配線は、4本の電線で接続する。
(3)電動機の保護回路には、過負荷及び欠相を保護できる継電器を使用する。
(4)インバータ装置は、商用周波数から任意の周波数に変換して、電動機を可変速運転する。
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⭕(1)制御盤から電動機までの配線は、CVケーブル又はEM-CEケーブルで接続する。
正しい記述です。電動機への配線には、CVケーブルやEM-CEケーブル(環境にやさしいエコ電線)を使います。
❌(2)制御盤からスターデルタ始動方式の電動機までの配線は、4本の電線で接続する。
⭕(3)電動機の保護回路には、過負荷及び欠相を保護できる継電器を使用する。
正しい記述です。過負荷(働かせすぎ)や欠相(1本断線)は焼損の原因になるため、これらを検知して守る継電器を使います。
⭕(4)インバータ装置は、商用周波数から任意の周波数に変換して、電動機を可変速運転する。
正しい記述です。インバータは周波数を変えることで、電動機の回転速度を自由に調整できます。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(2)です。
スターデルタ始動の配線は、6本必要です。
問13
分野:コンクリート重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)コンクリートの中性化とは、一般的に、コンクリート表面で接する空気中の酸素の作用により、アルカリ性を失っていく現象をいう。
(2)水セメント比が小さく密実なコンクリートほど中性化する進行は遅くなる。
(3)コンクリート打込み時に生じるコールドジョイントは、構造上の欠陥となりやすい。
(4)スランプ値は、コンクリートのワーカビリティーを評価する指標の1つである。
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❌(1)コンクリートの中性化とは、一般的に、コンクリート表面で接する空気中の酸素の作用により、アルカリ性を失っていく現象をいう。
「空気中の酸素の作用」が誤りです。中性化は、空気中の二酸化炭素(CO₂)がコンクリートに入り込み、アルカリ性を失っていく現象です。
酸素ではない点に注意します。
コンクリートの中性化とは?
空気中の二酸化炭素がしみ込み、コンクリートのアルカリ性が弱まっていく現象です。進むと中の鉄筋がさびやすくなり、建物の寿命を縮めます。
⭕(2)水セメント比が小さく密実なコンクリートほど中性化する進行は遅くなる。
正しい記述です。水が少なくち密なコンクリートほど、二酸化炭素が入り込みにくく、中性化の進行が遅くなります。
⭕(3)コンクリート打込み時に生じるコールドジョイントは、構造上の欠陥となりやすい。
正しい記述です。打ち重ねの時間があきすぎてできるコールドジョイントは、上下の一体化が弱く、欠陥になりやすい部分です。
コールドジョイントとは?
コンクリートを打ち重ねるとき、間があきすぎて先のコンクリートが固まり、一体化せずにできる継ぎ目です。強度や水密性の弱点になります。
⭕(4)スランプ値は、コンクリートのワーカビリティーを評価する指標の1つである。
正しい記述です。スランプ値は、コンクリートのやわらかさ・扱いやすさ(ワーカビリティー)を表す指標です。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(1)です。
コンクリートの中性化は、二酸化炭素の作用で進みます。
問14
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単純梁の支点Aにかかる反力(RA)を求める問題です。モーメントのつり合いで計算すると6kNとなり、正解は(4)です。
反力とは?
梁を支えている支点が、荷重を支えるために下から押し返す力のことです。梁が落ちずに静止しているのは、この反力が荷重とつり合っているからです。
モーメントのつり合いとは?
ある点を中心に「回そうとする力(力×腕の長さ)」が、左回りと右回りで等しい状態です。梁は回転せず静止しているので、この2つは必ず等しくなります。
① 梁の全長…1+3+2=6m
② 支点Bを中心に考える…Bを中心にすると、Bの反力は腕の長さが0でモーメントに効かず、未知数がRAだけになって解きやすくなります。
③ つり合いの式(左回り=右回り)
RA×6 = P₁×5 + P₂×2 = 6×5 + 3×2 = 36
④ RAを求める
RA = 36 ÷ 6 = 6kN
なぜ支点Bを中心に選ぶの? 中心に選んだ点の反力は、腕の長さが0になるので式から消えます。求めたいRAを残すために、反対側の支点Bを中心にするのがコツです。
この問題のまとめ
支点Bのまわりでモーメントのつり合いを立てると、RA×6=36。よってRA=6kNで、答えは(4)です。「求めたい反力の反対側の支点を中心にする」と速く解けます。
問15
分野:省エネ建築重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)建物の出入口には、風除室を設ける。
(2)東西面の窓面積を極力減らす建築計画とする。
(3)窓には、ダブルスキン、エアフローウインドウ等を用いる。
(4)非空調室は、建物の外周部より、なるべく内側に配置する。
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⭕(1)建物の出入口には、風除室を設ける。
正しい記述です。風除室があると、ドアの開閉で外気が入りすぎるのを防げ、冷暖房の効率が上がります。
⭕(2)東西面の窓面積を極力減らす建築計画とする。
正しい記述です。東西面は朝日・夕日が低い角度で入りやすいので、窓を小さくすると冷房の負荷を減らせます。
⭕(3)窓には、ダブルスキン、エアフローウインドウ等を用いる。
正しい記述です。ダブルスキンやエアフローウインドウは窓を二重構造にしたもので、断熱性が高まり省エネになります。
エアフローウインドウとは?
二重にした窓のすき間に空気を流して、室内に入る熱をやわらげる窓です。冷暖房の負荷を減らせます。
❌(4)非空調室は、建物の外周部より、なるべく内側に配置する。
「なるべく内側に配置する」が誤りです。非空調室(空調しない部屋)は、建物の外周部に置く方が省エネになります。
外からの熱の出入りを、非空調室が緩衝(クッション)となって防いでくれるためです。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(4)です。
非空調室は外周部に置くと、断熱の緩衝になって省エネです。
問16
分野:空調方式重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)変風量単一
ダクト方式は、定風量単一ダクト方式に比べ、送風機動力を節減できる。
(2)変風量単一ダクト方式では、必要外気量の確保等のため、最小風量の設定を行う。
(3)ダクト併用ファンコイルユニット方式は、全空気方式に比べ、外気冷房を行いやすい。
(4)ダクト併用ファンコイルユニット方式は、全空気方式に比べ、一般的に、搬送動力が小さい。
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⭕(1)変風量単一ダクト方式は、定風量単一ダクト方式に比べ、送風機動力を節減できる。
正しい記述です。変風量(VAV)方式は必要なときだけ風量を増やすので、ファンの電力をムダなく使えます。
変風量(VAV)方式とは?
「Variable Air Volume(バリアブル・エア・ボリューム)」の略です。必要な量だけ風量を変える空調方式で、定風量方式よりファンの電力を節約できます。
⭕(2)変風量単一ダクト方式では、必要外気量の確保等のため、最小風量の設定を行う。
正しい記述です。風量をゼロまで絞ると換気が不足するため、最小風量をあらかじめ決めておきます。
❌(3)ダクト併用ファンコイルユニット方式は、全空気方式に比べ、外気冷房を行いやすい。
「外気冷房を行いやすい」が誤りです。ダクト併用ファンコイルユニット方式は、運ぶ空気の量が少なめです。
外の涼しい空気を大量に取り入れる外気冷房は、むしろやりにくくなります。
⭕(4)ダクト併用ファンコイルユニット方式は、全空気方式に比べ、一般的に、搬送動力が小さい。
正しい記述です。空気より水のほうが少ない体積で多くの熱を運べるので、搬送動力が小さくなります。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(3)です。
ダクト併用ファンコイル方式は、外気冷房がやりにくい方式です。
問17
分野:湿り空気線図重要度 ★★★
冷房時の湿り空気線図に関する次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)コイル出口空気状態点④から⑤は送風機の発熱等による温度上昇であり、⑤から②は室内での状態変化でSHFの状態線上を移動する。
(2)混合空気状態点③は、外気量と送風量の比から、「外気量/送風量=②と③を結ぶ線の長さ/①と②を結ぶ線の長さ」として求める。
(3)混合空気状態点③とコイル出口空気状態点④の比エンタルピー差から求めたコイル冷却負荷のうち、外気負荷は室内状態点②と混合空気状態点③の比エンタルピー差の部分となる。
(4)冷房吹出温度差は、混合空気状態点③とコイル出口空気状態点④の乾球温度差から求める。
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⭕(1)コイル出口空気状態点④から⑤は送風機の発熱等による温度上昇であり、⑤から②は室内での状態変化でSHFの状態線上を移動する。
正しい記述です。④→⑤は送風機の熱による温度上昇(湿度は変わりません)、⑤→②は室内の熱を受けた変化で、SHF(顕熱比)の線上を進みます。
SHF(顕熱比)とは?
「Sensible Heat Factor(センシブル・ヒート・ファクター)」の略です。全体の熱(顕熱+潜熱)のうち、温度を変える熱(顕熱)が占める割合を表します。
⭕(2)混合空気状態点③は、外気量と送風量の比から、「外気量/送風量=②と③を結ぶ線の長さ/①と②を結ぶ線の長さ」として求める。
正しい記述です。外気①と還気②を混ぜた混合空気③は、外気量と送風量の比を、線分の長さの比に置きかえて求められます。
⭕(3)混合空気状態点③とコイル出口空気状態点④の比エンタルピー差から求めたコイル冷却負荷のうち、外気負荷は室内状態点②と混合空気状態点③の比エンタルピー差の部分となる。
正しい記述です。コイル全体の冷却負荷(③→④)のうち、室内②と混合③の差の部分が、外気を取り入れたことによる外気負荷です。
❌(4)冷房吹出温度差は、混合空気状態点③とコイル出口空気状態点④の乾球温度差から求める。
「③と④の乾球温度差から求める」が誤りです。冷房吹出温度差は、室内空気(②)と吹出空気の乾球温度差で求めます。
③は外気も混じった混合空気なので、吹出温度差の基準にはなりません。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(4)です。
冷房吹出温度差は、室内空気と吹出空気の差で求めます。
問18
分野:負荷計算重要度 ★★★
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)実効温度差は、外壁面全日射量、外壁日射吸収率、外壁表面熱伝達率等の要因により変わる。
(2)壁体の構造が同じであっても、壁体表面の熱伝達率が大きくなるほど、
熱通過率は大きくなる。
(3)暖房負荷計算では、暖房室が外気に面したドアを有する場合、隙間風負荷を考慮する。
(4)暖房負荷計算では、外壁の負荷は、一般的に、実効温度差を用いて計算する。
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⭕(1)実効温度差は、外壁面全日射量、外壁日射吸収率、外壁表面熱伝達率等の要因により変わる。
⭕(2)壁体の構造が同じであっても、壁体表面の熱伝達率が大きくなるほど、熱通過率は大きくなる。
正しい記述です。壁の表面で熱が伝わりやすいほど、壁全体を熱が通りやすく(熱通過率が大きく)なります。
⭕(3)暖房負荷計算では、暖房室が外気に面したドアを有する場合、隙間風負荷を考慮する。
正しい記述です。外気に面したドアからはすき間風が入るので、暖房負荷に見込みます。
❌(4)暖房負荷計算では、外壁の負荷は、一般的に、実効温度差を用いて計算する。
「実効温度差を用いて計算する」が誤りです。実効温度差は、日射の影響を含める冷房負荷で使う考え方です。
暖房負荷では日射を見込まず、ふつうの内外の温度差で計算します。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(4)です。
暖房負荷の外壁計算は、実効温度差ではなく通常の温度差を使います。
問19
分野:自動制御重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)加湿器は、冷温水
ポンプとのインターロックを設定する。
(2)
冷却塔のファンは、冷却塔の冷却水出口温度による二位置制御とする。
(3)外気取入れダンパーは、空気調和機の運転開始時に一定時間、閉とする。
(4)加湿器は、代表室内の湿度調節機による二位置制御とする。
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❌(1)加湿器は、冷温水ポンプとのインターロックを設定する。
「冷温水ポンプとのインターロック」が誤りです。加湿器は、送風機(ファン)とインターロックします。
風が流れていないのに加湿すると、ダクト内に水がたまってしまうためです。
インターロックとは?
ある機器が動いていないと、別の機器を動かせないようにする安全のしくみです。加湿器は、ファンが動いているときだけ動くようにします。
⭕(2)冷却塔のファンは、冷却塔の冷却水出口温度による二位置制御とする。
正しい記述です。冷却塔のファンは、冷却水の出口温度を見て入り切り(二位置制御)します。
⭕(3)外気取入れダンパーは、空気調和機の運転開始時に一定時間、閉とする。
正しい記述です。立ち上げ時はまず室内を空調するため、外気取入れダンパーを一定時間閉じます。
⭕(4)加湿器は、代表室内の湿度調節機による二位置制御とする。
正しい記述です。代表的な室内の湿度を見て、加湿器を入り切りします。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(1)です。
加湿器は、送風機(ファン)とインターロックします。
問20
分野:地域冷暖房重要度 ★★☆
次の記述のうち、適当でないものはどれか。
(1)地域冷暖房には、熱源の集約化により、人件費の節約が図れること、火災や騒音のおそれが小さくなること等の利点がある。
(2)地域冷暖房の社会的な利点には、大気汚染防止、二酸化炭素排出量削減等の総合的な環境保全効果がある。
(3)建物ごとに熱源機器を設置する必要がないため、熱需要者側の建物は床面積の利用率が高くなる。
(4)地下鉄の排熱、ゴミ焼却熱等の未利用排熱は、地域冷暖房には利用することができない。
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⭕(1)地域冷暖房には、熱源の集約化により、人件費の節約が図れること、火災や騒音のおそれが小さくなること等の利点がある。
正しい記述です。熱源を1か所にまとめるので、人件費を抑えられ、各建物の火災や騒音のおそれも小さくなります。
⭕(2)地域冷暖房の社会的な利点には、大気汚染防止、二酸化炭素排出量削減等の総合的な環境保全効果がある。
正しい記述です。熱源を集約することで、まち全体での大気汚染防止やCO₂削減につながります。
⭕(3)建物ごとに熱源機器を設置する必要がないため、熱需要者側の建物は床面積の利用率が高くなる。
正しい記述です。各建物に熱源機器がいらないので、機械室が小さくてすみ、床面積を有効に使えます。
❌(4)地下鉄の排熱、ゴミ焼却熱等の未利用排熱は、地域冷暖房には利用することができない。
「利用することができない」が誤りです。地下鉄の排熱やごみ焼却熱などの未利用エネルギーは、地域冷暖房で有効に利用できます。
地域冷暖房とは?
1か所のプラントでつくった冷水・温水・蒸気を、地域の複数の建物に配って冷暖房する方式です。熱源を集約でき、省エネや環境保全に役立ちます。
この問題のまとめ
この問題で誤っているのは(4)です。
地下鉄排熱やごみ焼却熱は、地域冷暖房に利用できます。
この10問の要点(直前チェック用)
- 問11:絶縁抵抗は、使用電圧が高いほど高い値(厳しく)にする
- 問12:スターデルタ始動の配線は、6本必要
- 問13:コンクリートの中性化は、二酸化炭素の作用で進む
- 問14:単純梁の反力は、反対側の支点まわりのモーメントで求める(RA=6kN)
- 問15:非空調室は外周部に置くと、断熱の緩衝になり省エネ
- 問16:ダクト併用ファンコイル方式は、外気冷房がやりにくい
- 問17:冷房吹出温度差は、室内空気と吹出空気の差で求める
- 問18:暖房負荷の外壁計算は、実効温度差ではなく通常の温度差
- 問19:加湿器は、送風機(ファン)とインターロックする
- 問20:地下鉄排熱やごみ焼却熱は、地域冷暖房に利用できる
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