ビル管理士試験 2025年 問49 問題と解説

　問 題　　　　　

熱移動に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1. 一般に、同一材料でも内部に水分を多く含むほど、熱伝導抵抗は小さくなる。
2. 一般に、密度が大きい材料ほど、熱伝導抵抗は小さくなる。
3. 均質な壁体内を流れる熱流は、壁の両面の温度差に熱伝導抵抗の逆数を乗じて求められる。
4. 中空層の熱抵抗は、中空層内面にアルミ箔(はく)を用いると小さくなる。
5. 硬質ウレタンフォームなどの断熱材の熱伝導率が小さいのは、材料を気泡状に加工することによって内部の気体の流動が阻止されることによる。

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

(1)は正しいです。空気には断熱材の役割がありますが、同一材料でも水分を多く含むほど、空間(空気)が水分に置き換わり、熱は伝わりやすくなります。つまり、水分を多く含むほど、熱伝導率は大きくなり、熱伝導抵抗は小さくなるといえます。

(2)も正しいです。(1)と同じような理屈ですが、密度が大きい材料ほど、熱伝導率は大きくなり、熱伝導抵抗は小さくなります。

熱伝導率は一般的には、固体で大きく、液体は普通で、気体は小さいです。水の入ったお鍋に火をかけたとき、鍋(固体)は触れないほど熱く、水(液体)は徐々にお湯になっていき、周辺の空気(気体)はほんのり温かくなることからも、この関係が予想できます。

密度が大きいということは熱を伝えやすい固体がぎゅっと詰まっているということなので、熱伝導率は大きくなります。言い換えれば、熱伝導抵抗は小さくなります。

(3)も正しいです。これに関して、知識として押さえておきたい式が2つあります。ひとつは、熱伝達率と熱伝導抵抗との関係式で、もうひとつは、熱貫流量(熱流)の式です。

まず、熱伝達率と熱伝導抵抗は逆数の関係となります。

• K：熱貫流率(熱伝達率) [W/(m²・K)]
• R：熱貫流抵抗(熱伝導抵抗) [m²・K/W]

次に、熱貫流量(熱流)Q[W/m²]は以下の式から算出できます。

• Q：熱貫流量(熱流) [W/m²]
• K：熱貫流率(熱伝達率) [W/(m²・K)]
• θ：内外の温度差 [K]

以上を合わせると、(3)は「熱流Qは、壁の両面の温度差θに熱伝導抵抗Rの逆数Kを乗じて求められる」となっているので、正しい記述だと判断できます。

(4)が誤りです。アルミ箔は放射率が低い(反射しやすい)ので、中空層での放射伝熱が減ります。つまり、アルミ箔を用いると熱が伝わりにくくなるため、熱抵抗は「大きく」なります。

(5)は正しいですが、重要事項ではないのであまり気にしなくていいと思います。

以上から、正解は(4)となります。