換気のまとめ【過去10年分】｜一級建築士試験 環境・設備の過去問・頻出ポイント

換気は一級建築士 環境・設備で毎年1問出ます。出題はNo.3あたりの計算・記述と、No.13前後の換気設備の記述に分かれ、過去10年でも自然換気・機械換気・必要換気量から繰り返し問われています。引っ掛けは、正圧か負圧かや空気の流れる方向を逆にした選択肢が多いです。まず方式を仕分けます。

機械換気 第1〜3種の早見表

機械換気は、給気と排気のどちらをファン（機械）で行うかで3種類に分かれます。その組合せで、室内が正圧になるか負圧になるかが決まります。

覚え方は、押し込む第2種は正圧・吸い出す第3種は負圧です。きれいに保ちたい室は外気を押し込んで正圧にし、汚れを閉じ込めたい室は吸い出して負圧にします。

自然換気の数値の関係（温度差換気と風力換気）

自然換気は、ファンを使わず温度差や風の力を利用します。換気量がどの量に比例するかが、計算問題でも記述問題でも問われます。

温度差換気は温度差の平方根に比例し、風力換気は風速そのものに比例します。ここが両者の違いです。

中性帯の向きに注意

温度差換気では、上下のどこかで室内外の圧力差がゼロになる高さができます。これが中性帯です。中性帯は開口の取り方で動き、上部の開口が大きいほど上へ、下部の開口が大きいほど下へ移動します。

ふつう室温が外気より高いと、外気は中性帯より下から入り、暖かい空気が上から抜けます。ところが外気温のほうが高い場合は向きが逆になり、外気は中性帯より上側の開口から流入します。

全熱交換器が回収する顕熱と潜熱

全熱交換器は、換気で捨ててしまう熱を回収し、取り入れる外気にうつす装置です。冷暖房した熱をそのまま捨てずにすむので、省エネになります。

回収するのは顕熱（温度）と潜熱（湿度）の両方で、これを合わせて全熱と呼びます。似た名前の顕熱交換器は温度だけを回収し、湿度は交換しません。ここが両者の分かれ目です。

必要換気量と換気回数

必要換気量は、汚染物質を許容濃度以下に薄めるのに要る空気量です。室内空気の汚れの代表として、ふつう二酸化炭素（CO₂）を指標に使います。

式（ザイデルの式）は、必要換気量 ＝ 汚染物質の発生量 ÷（室内の許容濃度 − 外気の濃度）です。発生量が多いほど、室内で許せる濃度が低いほど、必要な換気量は増えます。室の容積には比例しません。

CO₂を使うと、室内の許容濃度は0.1%（1000ppm）、外気濃度は約0.03〜0.04%を使い、成人1人当たりの必要換気量はおおむね30m³/hになります。換気回数は、必要換気量を室の容積で割った値（回/h）で、1時間に室の空気が何回入れ替わるかを表します。

過去問の論点○×

過去10年で繰り返された論点を、正しい記述（○）と引っ掛け（×）で並べます。

×を正しく直すと順に、外気は中性帯より上側から入る／風力換気の換気量は風速に比例（風速の1乗）／全熱交換器は顕熱と潜熱の両方を回収／必要換気量は発生量と許容濃度で決まり容積によらない、です。

過去問の出題一覧（一級建築士 環境・設備）

換気は、年度をまたいで自然換気・機械換気・換気設備・必要換気量から繰り返し問われています。正解番号は建築技術教育普及センターの公表正答によります。

覚え方

• 温度差換気の換気量は高低差と温度差の平方根に比例。中性帯より下から入り上へ抜ける（外気が高温なら逆）。
• 風力換気の換気量は風速に比例（風圧係数差の平方根）。
• 機械換気は第2種＝正圧（クリーンルーム）・第3種＝負圧（便所・厨房）。
• 全熱交換器は顕熱＋潜熱を回収。顕熱だけなら顕熱交換器。
• 必要換気量は発生量と許容濃度で決まり容積によらない。CO₂1000ppmと人数から1人約30m³/h。

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