建築環境工学・建築設備工学入門

１．基礎編

温熱環境の基礎

1_1　温熱環境 野部 達夫

内容

• 深部体温の恒常性
• 体温の恒常性
• 代謝による熱生産
• 代謝による熱生産(2)
• 体温調節の制御
• 発汗による体温調節
• 行動性と体温調節
• ヒトと動物の違い
• 温熱環境因子
• 人体からの熱の流れと物理因子(1)
• 温度感覚と快適感覚の評価尺度(1)
• 温度感覚と快適感覚の評価尺度(2)
• すべての人々を満足させうる温熱環境は存在しない
• 与えられた環境と自ら求めた環境
• 環境因子と感覚のつながり
• 温熱指標

熱移動の基礎

1_2　窓周りの熱環境 射場本 忠彦

内容

• 窓周りの熱環境
• 熱と光の最適制御
• 放熱器の一例
• ブリーズラインにより温風・冷風を吹き出す方法(冬季）
• ブリーズラインにより温風・冷風を吹き出す方法（夏季）
• 窓周りの熱処理方法(建物側での工夫例)
• 窓周りの熱処理方法(ガラス部分での工夫)
• ガラスによる熱処理方法の一例
• エアーフローウィンドウ、ダブルスキン＋屋外ブラインド
• エアーフローウィンドウによる熱処理イメージ
• 窓周りの熱性能比較例　(１)
• 窓周りの熱性能比較例　(２)
• ダブルスキン＋室内ブラインドの例
• 外ブラインドの例
• 熱の制御と光の制御
• 太陽光追尾型自動調光ブラインド

1_3　熱移動の基礎 永田 明寛

内容

• 温度と熱
• 熱容量
• 熱収支
• 熱は温度の高いところから低いところに流れる
• 熱平衡
• 環境（熱浴）
• 熱移動の３形態
• 熱移動の時空間スケール

流体の基礎

1_4　流体の基礎 首藤 治久

内容

• 連続の原理を川の流れで考えると
• 連続の原理をパイプに置きかえると
• ベルヌーイの定理
• 静圧と動圧は表裏一体
• 静　圧（１）
• 静　圧（２）
• 動　圧（１）
• 動　圧（２）
• ダクト系の空気の圧力も同様
• 静圧再取得
• 管路におけるベルヌーイの定理（１）
• 管路におけるベルヌーイの定理（２）

２．空気調和設備編

空気調和設備

2_1　電動式冷凍機の構造 百田 真史

内容

• 電動式冷凍機の仕組み
• 液体を吸引する方法
• ヒートポンプの主要構成機器とP-h線図上のサイクル
• 冷凍サイクルによる違い
• 圧縮機の構造（ターボ）
• 圧縮機の構造（レシプロ）
• 圧縮機の構造（シングルスクリュー）
• 圧縮機の構造（スクロール）
• 膨張弁の構造
• 絞り機構
• 名称と類義語の整理

2_2　空調（空気調和）とは 伊東 民雄

内容

• 空調（空気調和）とは
• 空気線図上での 空気状態の表示
• 空気線図上での加熱・加湿による状態変化
• 空気線図上での冷却・減湿による状態変化

2_2　空調機とは 伊東 民雄

内容

• 空調システム
• 空調機
• 全熱交換機
• 還気と外気の混合
• フィルタ
• 冷却コイル
• 加熱コイル
• 加湿器
• エリミネータ
• 送風機

2_2　冷却・減湿 伊東 民雄

内容

• 冷却コイル
• フィン
• 減湿
• コイル出口の相対湿度が95％になる訳
• 並流と向流
• 冷却(除湿）プロセス
• 色々な除湿方式

2_2　加湿 伊東 民雄

内容

• 加湿方式の原理
• 加湿方式と加湿空気の状態変化
• 蒸気加湿と水噴霧加湿

2_2　送風機 伊東 民雄

内容

• 送風機
• 遠心送風機と軸流送風機
• ワード：サージング
• ファンの基本特性

2_2　空調機内の空気状態変化 伊東 民雄

内容

• 送冷房時の空調機内の空気状態変化
• 暖房時の空調機内の空気状態変化

換気設備

2_4　換気設備の基礎 田中 英紀

内容

• 換気の目的
• 換気の方法
• 室内の汚染物質
• 一酸化炭素の人体影響
• 二酸化炭素の人体影響
• 建築物環境衛生管理基準
• 換気回数
• 室内空気の汚染と換気
• 換気と室内汚染濃度
• 室内汚染濃度と必要換気量
• 機械換気の方式
• 全般換気・局所換気
• 局所換気(住宅)
• 取り入れ空気の鮮度

2_4　住宅の換気設備（機械換気） 田中 英紀

内容

• 住宅の機械換気方式
• 主な住宅の換気システム
• 第３種換気の空気の流れ
• 壁掛け型全熱交換機のしくみ

2_4　非住宅の換気設備（機械換気） 田中 英紀

内容

• 換気の方式
• ユニット型空調機を用いた方式
• 換気と還気について
• ユニット型空調機を用いた方式
• パッケージ型空調機を用いた方式
• 取り入れ外気を排気と熱交換する
• 外気処理ユニット方式
• ユニット型換気扇のしくみ
• 業務用全熱交換換気扇の収まり
• 外気導入量を適正化する
• ダクト式空調における外気冷房
• ＶＡＶ方式における外気導入
• ＶＡＶ方式における外気導入量確保
• 特殊な空調領域の例：陽圧病室
• 特殊な空調領域の例：陰圧病室
• 置換換気方式
• ハイブリッド換気方式

2_4　自然換気の仕組みと基礎 田中 英紀

内容

• 自然換気
• 自然換気（温度差+風力換気）
• 温度差による空気の流れ
• 自然換気（温度差換気の状況）
• ベルヌーイの定理
• 通風換気量と流量係数
• 圧力について
• 総合実効面積（並列）
• 総合実効面積（直列）
• 温度差による換気量
• 通風換気による空気の流れ
• 外部風による空気の流れ
• 通風による換気量

2_4　換気設備　演習問題 田中 英紀

内容

• 風力換気
• 温度差（浮力による）換気
• 浮力による換気
• 建築物環境衛生管理基準
• 室内濃度と必要換気量
• 必要換気量（演習）
• 換気（演習）

ヒートポンプの原理

2_5　エアコンで使われるヒートポンプ ＜ヒートポンプのなぞ＞ 射場本 忠彦

内容

• ヒートポンプとは、一言でいうと‥
• 暖房時のエアコン　室内機から出る空気の温度は室外温度よりも高い
• 暖房時のエアコン　ヒートポンプが室外の熱をくみ上げて、室内へ運んでいる
• 暖房時のエアコン　COP６のエアコンは１の電気エネルギーで６の熱を出力
• 暖房時、ヒートポンプの働き
• ヒートポンプ（HEAT：熱、PUMP：くみ上げる）

2_5　室内と室外との熱の移動 ＜ヒートポンプは熱を運ぶ＞ 射場本 忠彦

内容

• 暖房時のエアコン　室内機から出る空気は室外温度よりも高い
• 暖房時のエアコン　配管の中は、何が通っているか？
• 暖房時のエアコン　室外機から室内機へ向けて熱が移動している
• 暖房時のエアコン　室内機・室外機のサーモカメラ画像
• 暖房時のエアコン　室外→室内へ熱を移動させているのがヒートポンプ
• ヒートポンプと、他熱源暖房器の違い
• 暖房時のエアコンと熱の移動
• 冷房時のエアコンと熱の移動
• ヒートポンプは熱の移動方向を変えることができる
• 温度の高いところと低いところを作って、必要な温度を取り出す装置

2_5　熱の移動の原理 ＜ヒートポンプの基本＞ 射場本 忠彦

内容

• ヒートポンプが熱を移動させる原理は？
• 気体を圧縮させると、温度はどうなる？
• 気体が膨張すると、温度はどうなる？
• 気体の圧縮・膨張と、温度の関係
• 熱は、どんなときに移動する？
• 温度差のあるものが接触すれば熱は移動
• ヒートポンプの、２つの基本原理
• ２つの基本原理の組み合わせ

2_5　冷媒回路のしくみ ＜ヒートポンプを分解すると＞ 射場本 忠彦

内容

• ヒートポンプは熱をくみ上げ、移動させる
• 気体の圧縮・膨張で、温度差を作る
• 温度差のあるものを接触させ、熱を移動
• ヒートポンプの冷媒回路
• 「冷媒」 気体←→液体 変化と熱のやりとり
• 「冷媒」の形態変化と熱のやりとり
• ヒートポンプ内部での「冷媒」のようす
• 冷媒の温度変化・熱のやりとり ４つの場面
• 室外機＞圧縮機で「圧縮」(冷房時）
• 室外機＞熱交換器で「凝縮」(冷房時）
• 室内機＞膨張弁で「膨張」(冷房時）
• 室内機＞熱交換器で「蒸発」(冷房時）
• ヒートポンプはこのサイクルを繰り返している

2_5　空気の熱の利用 ＜ヒートポンプは省エネルギー＞ 射場本 忠彦

内容

• ヒートポンプは熱を移動させる方向を変えられる
• ヒートポンプは給湯にも利用されている
• ヒートポンプは少ないエネルギーで大きな効果
• 暖房時の、ヒートポンプと他熱源の比較
• ヒートポンプは自然界のエネルギーを利用
• ヒートポンプも太陽エネルギー利用の一種

３．給排水・衛生設備編

給水設備

3_1　給水設備の給水方式 西川 豊宏

内容

• 給水設備の概要
• 給水方式の分類
• 水道直結直圧方式とは
• 水道直結増圧方式とは
• 高置水槽方式とは
• ポンプ直送方式とは
• ポンプ直送式の配管ゾーニング・ポンプ台数制御

3_1　給水設備の基礎知識 西川 豊宏

内容

• 給水設備の計画・設計フロー（1/2）
• 給排水設備の計画・設計フロー（2/2）
• 給水設備の計画・設計を進めるにあたり留意すること／しておくこと
• 給水設備の計画・設計を進めるにあたり留意すること／しておくこと
• 給水装置の維持管理区分
• 時刻別予想給水量の推移　オフィスビルを例として
• 建物予想給水量の算定　用途別時刻変動
• 用途別時刻変動と給水原単位（1/3）
• 用途別時刻変動と給水原単位（2/3）
• 用途別時刻変動と給水原単位（3/3）
• ウォーターハンマ（水撃作用）現象とは？
• 揚水ポンプ停止時の水柱分離

3_1　給水設備の計算手順 -高置水槽方式を例として- 西川 豊宏

内容

• 給水設備機器容量の求め方
• 予想給水量の算出
• 建物予想給水量の算定　用途別時刻変動
• 時刻別予想給水量の推移　オフィスビルを例として
• 引込み管サイズと受水槽容量の関係
• 受水槽容量の算出　
• 高置水槽・揚水ポンプ容量の算定（１/２）
• 高置水槽・揚水ポンプ容量の算定（2/2）
• 揚水ポンプ揚程の算出
• 管サイズの求め方（流量線図の使い方）
• 管サイズの求め方（ 例 ）

3_1　給水設備の演習問題 西川 豊宏

内容

• 給水設備機器容量の求め方
• 予想給水量の算出
• 時刻別予想給水量の推移　オフィスビルを例として
• 建物予想給水量の算定　用途別時刻変動
• 引込み管サイズと受水槽容量の関係
• 受水槽容量の算出　
• 高置水槽・揚水ポンプ容量の算定 （1）
• 高置水槽・揚水ポンプ容量の算定 （2）
• 揚水ポンプ揚程の算出
• 給水管サイズ決定（サンプル） （1）
• 給水管サイズ決定（サンプル） （2）
• 給水使用水量の算出方法について
• 器具給水単位と水使用時間率による方法 （1）
• 器具給水単位と水使用時間率による方法 （2）
• 器具給水単位と水使用時間率による方法 （3）
• 器具給水単位と水使用時間率による方法 （4）
• 器具給水単位と水使用時間率による方法 （5）
• 器具給水負荷単位による方法 （1）
• 器具給水負荷単位による方法 （2）
• 器具給水負荷単位による方法 （3）
• 各階給水系統図の作成
• 流量線図の使い方
• 【関連資料】流量公式の理解
• 【関連資料】ムーディー線図
• 給水管サイズの求め方（例）
• 給水管サイズの求め方（水使用時間率と器具給水単位による方法）
• 給水管サイズの求め方（器具給水負荷単位法）
• 給水系統図の作成
• 給水系統図の作成と管径決定 （1）
• 給水系統図の作成と管径決定 （2）

3_1　用途別時刻別給水量 【グラフ用エクセルデータ】 西川 豊宏

内容

• グラフ用データ

排水通気設備

3_2　排水通気設備 進藤 宏行

内容

• 排水の目的
• 配管内の排水の流れ
• 排水通気設備の構成要素と役割（１）
• 排水通気設備の構成要素と役割（２）
• 排水管内の圧力変動による破封
• 敷地外への排水
• 排水桝の種類（１）
• 排水桝の種類（２）
• 排水桝の種類（３）
• 排水桝の種類（４）
• コラム：ご当地マンホール蓋あれこれ

3_2　通気方式の種類と特徴 進藤 宏行

内容

• 伸頂通気方式
• ループ通気方式
• 各個通気方式
• 特殊排水通気方式

3_2　トラップの種類と破封 進藤 宏行

内容

• トラップとは
• トラップの種類
• 破封：誘導サイホン作用（１）吸い出し現象
• 破封：誘導サイホン作用（２）跳ね出し現象
• 破封：自己サイホン・蒸発・毛管現象

3_2　排水通気管の管径決定法 進藤 宏行

内容

• 管径決定の原則事項
• 器具排水負荷単位法（１）　①各器具の器具排水負荷単位を決定する。
• 器具排水負荷単位法（２）　②系統ごとの器具排水負荷単位累計を決定する。
• 器具排水負荷単位法（２）　③排水横枝管の管径を決定する。
• 器具排水負荷単位法（３）　④排水立て管の管径を決定する。
• 器具排水負荷単位法（４）　⑤排水横主管・敷地排水管の管径を決定する。
• 器具排水負荷単位法（５）　⑥通気横枝管の管径を決定する。
• 器具排水負荷単位法（６）　⑦通気立て管の管径を決定する。
• 器具排水負荷単位法（７）
• 定常流量法（１）　①器具平均排水流量qd 器具排水量wを求める
• 定常流量法（２）　②設置器具の平均排水間隔T0を求める。
• 定常流量法（３）　③器具定常流量Qを求める。
• 定常流量法（４）　③排水横枝管の管径を決定する。
• 定常流量法（５）　④排水立管の管径を決定する。
• 定常流量法（６）　⑤排水横主管の管径を決定する。
• 定常流量法（７）

3_2　衛生器具の種類 進藤 宏行

内容

• 大便器
• 大便器の洗浄方式
• 小便器
• 洗面器
• その他衛生器具
• 給水器具
• 節水対策
• 寒冷地対策

3_2　雨水排水設備 進藤 宏行

内容

• 雨水排水とは
• 雨水排水配管の禁止事項
• 雨水排水管径の決定①（立て管）
• 雨水排水管径の決定②（横枝管・横主管）
• 敷地雨水排水計画①（雨水流出量）
• 敷地雨水排水計画②（流出係数）
• 敷地雨水排水計画③（降雨強度）
• 敷地雨水排水計画④（マニングの式）
• 敷地雨水排水計画⑤（排水管径・勾配の決定）
• 排水管径・勾配選定時の留意事項