一級建築士学科/環境分野/用語解説

【表でまとめて覚える温熱指標】OT(作用温度)他PMVやSETなどを一気に学習!【一級建築士学科試験環境分野】

温熱指標ET,SET,PMV,OT

学科試験の環境分野で毎年選択肢の中ででてくる、

温熱の指標【PMV,ET,SET等】ですが、

過去問題集だけで勉強していると

それぞれ単独で目にする事はあっても

まとめて書かれていることが無いので、

頭にすっと入ってこないということがありました。

その辺を一度まとめたことがあったので、

そちらのご紹介をします。

※なお独学で頑張る方向けに学科と製図の学習法について書いておりますので、そちらもご覧いただければと思います。

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OT(作用温度)PMV(予測平均温冷感申告)やSET(標準新有効温度)他温熱指標をわかりやすく説明!

温熱指標とは人間の温熱的快適性を調べる評価法のこと

さっそく温熱指標のそれぞれの単語を

覚えていきたいところですが、

その前に温熱指標がどのような時に

使われるかを考えていきたいと思います。

PMV,ET,ET*,SET,DIなど

様々な指標がありますが、

共通するのは

人間がその温熱環境で快適かどうか

【人間の温熱的快適性を調べるための評価法】

だということです。

そして、

その評価をするためには何か判断できる要素

(気温が高い、湿度が低いなど)が

必要ですね。

ですので評価法を覚える前に、

まずは

  1. 評価の元となる各要素がどのようなものか把握して、
  2. 次にその要素をどのように評価している評価法があるか

を見ていくと

内容が理解しやすいと思います。

※この記事は

一級建築士学科試験用として

ざっくりと説明していますので、

用語の細かい部分まで

きちんと理解したい方には向いていません。

なんとなく理解できた、

というくらいでご覧ください。

温熱的快適性を評価をするために必要な6つの要素

人間が感じる温熱快適性の要素は全部で6つ

ありますので、

このあと覚える評価法は

この6つの項目のどれか、

または全部を使って快適性を評価することになります。

6つの温熱的快適性の内訳は以下の通りです。

環境側が①~④の4つと人間側が⑤~⑥の2つの計6つです。

温熱的快適性を調べるための要素

気温

普段私達が一番目にする要素です。

こちらは説明不要かと思いますので省略します。

湿度

梅雨の時期や過乾燥の時期など

特に気になりますよね。

基本的に

湿気があると気温を高く感じ、乾燥していると気温を低く

感じます。

また、ここでいう湿度というのは

相対湿度の事をいいます。

気流

体に風が当たると

夏は涼しく、冬は寒く感じます。

風と人が接触する瞬間に

人間と風の双方向で熱が移動しますが、

基本的に外気の風は

人間の体温よりは低いことが多いので、

気流速度が大きいと

人間の体から風に熱が多く逃げていきます。

また気流により汗などの水分が

移動するのも涼しく感じる特徴です。

(熱)放射

ある物質から放出された熱が

電磁波の形で別の物質に到達して熱を届けることを

(熱)放射といいます。

このとき、

周囲の空気の温度は変化しない

ということが特徴です。

人間と放射の関係で

代表的なものは太陽の熱です。

太陽はとても熱くて、

人間は日射にあたると暑かったり暖かったり

するわけですが、

その間にある宇宙はどうかというと、

もの凄く寒いですよね。

宇宙には電磁波を受け取る物質が無いため

太陽から放射された電磁波は

宇宙を温めることなく地球まで到達し、

そこで物質に当たって

初めて熱の受け渡しがあるからです。

また

この世にある全ての物質は太陽と同様に

それぞれの温度に見合った電磁波を放射しています。

たとえばストーブと人間を例に出すと、

ストーブをつけて温かいと感じるとき

(ストーブが人間に電磁波を放射している時)、

実際は人間もストーブに電磁波を放射しています。

この時ストーブの方が人間より与える熱量が多いので、

結果人間を体を温めることになっています。

※自分が出している放射を体感するには

手の平をこすって、そのこすった手を

ほっぺなどに触れない程度に近づけてください。

ほんわりと温かさを感じることができます。

それはあなたの放射している電磁波です。

代謝量

基礎代謝などの言葉があるとおり、

人間が生み出す熱量です。

単位はMET(新陳代謝=メタボリズムからきているのか?)です。

安静に座ったままテレビを見ている時を1METとして、

運動をすると3METなど増加します。

着衣量

衣服を変化させることで

人間に対する断熱性能を増減させることができます。

単位はclo(衣服からきているのか?)です。

着衣量が増えるとcloが増えます。

ただ、1cloは

“気温が21℃で相対湿度50%気流0.1m/sの条件で、

椅子に座り安静な状態で快適と感じる着衣量の事”

となっていて、

なんだかよくわかりづらいですね。

シャツを羽織っているぐらいの理解で良いと思います。

試験に出てくる温熱指標を簡単な表にしました。

温熱指標ET,SET,PMV,OT

 

 

 

 

温熱指標が出てくる問題は単語と

その内容が合っているかというのがほとんどです。

そして単語の説明として

湿度やら気流やら放射やらを使ってきます。

たとえば【作用温度】の説明は問題によく出てきますが、

“作用温度は、空気温度、放射温度及び湿度から求められる。”

上の表を覚えられたら、

作用温度と湿度が出てきた時点でバツできます。

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各温熱指標の説明をします。

ここでさらっと上記指標の説明をします、

が適当ですので環境工学系の本を読んでもらった方が安全です。(汗)

OT(作用温度)

発汗の影響が小さい環境下における熱環境に関する指標として用いられ”

気温平均放射温度対流熱伝達放射熱伝達重み付け平均(加重平均)した感覚温度”

とあれば正解ですが

解説を見たとき理解が難しかったです。
とりあえず

下線を引いたキーワードだけ注意しましょう。

ただ対流があまりない空間での

作用温度は気温と平均放射温度を足して2で割ったもの

となり幾分わかりやすくなります。

またこの場合、

作用温度≒体感温度となります。

実際、室温が低くても平均放射温度が高ければ

室温の割りに暑く感じますし、その逆も言えます。

これは体感温度の簡易的な考え方と同じですね。

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MRT(平均放射温度)

OTの計算上必要になるのが平均放射温度(MRT)です。

平均放射温度は試験では

“平均放射温度は、グローブ温度空気温度及び気流速度から求められる。”

という出題(正答肢)がされていますので、

そのまま覚えておけばとりあえずよいです。

試験には必要ないかもしれませんが

理解を深めるために調べると、

平均放射温度=”周囲の全方向から受ける熱放射を平均化した温度表示”

の事で、

例えば人間が凄く熱く暖められた(或いは冷えた)壁、天井、床に

囲まれた部屋に入ったときに

部屋のあらゆる面から、

人間にむかって熱が放射されてきて、

とても暑く(寒く)感じるのは想像できますが、

人の立っている位置や

各面の暖められ方によって

各面から影響を受ける熱エネルギーにはばらつきがあります。

その各面から不均等に放射された

熱エネルギーを全て足した合計の放射熱エネルギーを

面で割って平均化した場合の

熱放射温度が平均の放射の温度(MRT)というわけです。

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ET(有効温度)

ある温度と湿度と気流が

ある実在環境を湿度100%無風の場合という

仮想環境に置き換えた場合の温度です。

例としてあげると

“室温21度で湿度50%、風は微風の状態”を

“湿度100%で無風の場合(有効温度)に置き換えると○○度”

になりました、という感じでしょうか

意味はわかりますが、現実世界としては

湿度100%というのが無理すぎますね。

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ET*(新有効温度)

過去の試験では

“新有効温度ET*は,人体の熱負荷に基づき,熱的中立に近い状態の人体の温冷感を表示する指標のことである。”

と出題(誤答肢)されていますが、

上記はPMVの説明です。

正しくは、

湿度50%を基準とし、

気温、湿度、気流、放射熱、作業強度(met)、着衣量(clo)の6つの因子

により計算された

環境を総合的に評価した温度のことで、

ETが仮想環境すぎたものを、

もう少し実在する環境に近づけた指標ということのようです。

ただし、

“同一代謝量、着衣量でないとET*の大小で温冷感覚が比べられないので比較が難しい”

という欠点があります。

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SET*(標準新有効温度)

過去の試験では

“SET*(標準新有効温度)が20℃の場合,温冷感は「快適、許容できる」の範囲内とされている。”

と出題(誤答肢)されています。

正しくは22.2〜25.6℃が快適・許容できる範囲内で

20℃は「やや涼しい、やや不快」になります。

SET*は

椅座静位(代謝量1.0Met)着衣量(0.6clo)静穏気流平均放射温度=空気温度相対湿度50%

とした場合を標準としたET*の事です。

後で説明するPMVとは違い、

着衣量や代謝量を修正することによって、

様々な代謝量における温冷感や快適感評価を可能にしています。

汗をかくような暑いところや

凍えそうな寒いところも評価できるのが良い点ですね。

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PMV(予測平均温冷感申告)とPPD

先ほどET*の誤答肢として出てきた

“人体の熱負荷に基づき,熱的中立に近い状態人体の温冷感を表示する指標のことである。”

というのが説明です。

また、

“ISOにおいては、PMV(予測平均温冷感申告)が-0.5<PMV<+0.5に収まり、かつ、PPD(予測不快者率)が10%未満となる温熱環境を推奨している”

という正答肢がありました。

結果を-3から3までの7段階で評価します。

上記のように数字が0に近いほど快適になります。

またPPD(予測不快者率)と対応していて

数字が0から離れていくと、

PPDが増加します。

この指標の欠点は

事務室内の室内空間など

比較的快適な空間でしか利用できないというところです。

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DI(不快指数)

不快指数(DI)は蒸し暑さを表す指数で

温度湿度を使い評価します。

65~70が快適で、

数字が上がるとだんだんと暑く感じ、

数字が下がるとだんだん寒く感じます。

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最後までお読みいただきありがとうございました。

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