環境工学の一問一答

解説
建築物における衛生的環境の確保に関する法律（建築物衛生法）の施行令では、空気調和設備を設けている特定建築物の居室について、一酸化炭素の含有率を「100万分の6以下」（6ppm以下）と定めています。100万分の100（100ppm）では大きく基準を超えます。

他の選択肢が正しい理由
・浮遊粉じんの量は、空気1m³につき0.15mg以下です。
・二酸化炭素の含有率は、100万分の1,000以下（1,000ppm以下）です。
・相対湿度は、40％以上70％以下です。

覚え方のポイント
空気環境の基準は「粉じん0.15mg・CO6ppm・CO₂1,000ppm・温度18〜28℃・湿度40〜70％・気流0.5m/s・ホルムアルデヒド0.1mg」。数値と項目をセットで覚えます。

解説
DO（溶存酸素量）は、水中に溶けている酸素の量のことです。水中の生物が生きていくのに必要で、値が大きいほど、きれいな水であることを示します。汚れた水では、有機物の分解に酸素が使われるため、DOは小さくなります。

他の選択肢が正しい理由
・BOD（生物化学的酸素要求量）は、微生物が有機物を分解するときに使う酸素の量で、値が大きいほど有機物による汚れが多いことを示します。
・COD（化学的酸素要求量）は、酸化剤で有機物などを酸化するときに消費される酸素の量です。
・SS（浮遊物質量）は、水に溶けずに浮いている粒子の量です。

覚え方のポイント
BOD・COD・SSは「大きいほど汚れている」、DOだけは「大きいほどきれい」。この逆転がよく問われます。

解説
成層圏にあるオゾン層は、太陽からの有害な紫外線を吸収しています。CFC（クロロフルオロカーボン）やHCFCなどの塩素を含むフロン類は、オゾン層を破壊する物質であり、国際的に生産が規制されてきました。

他の選択肢が誤りである理由
・HFCは、CFCなどの代わりに使われるようになった代替フロンで、塩素を含まないためオゾン層を破壊しません。ただし、温室効果が大きいことが問題になっています。
・HFCの地球温暖化係数は、二酸化炭素（1）よりはるかに大きな値です。たとえば冷媒に使われるHFC-32（ジフルオロメタン）は677とされています（地球温暖化対策の推進に関する法律施行令第4条）。
・メタンは温室効果ガスですが、オゾン層を破壊する代表的な物質ではありません。

覚え方のポイント
「オゾン層破壊＝塩素を含むフロン（CFC・HCFC）」「地球温暖化＝CO₂・メタン・フロン類（HFCを含む）」。HFCは「オゾン層は壊さないが温暖化には強く効く」と覚えましょう。冷媒の管理（フロン排出抑制法）ともつながる知識です。

解説
二酸化炭素は、室内の空気環境の基準（1,000ppm以下）程度の濃度では、それ自体が人体に強い害を与えることはありません。しかし、人の呼吸によって増えるため、その濃度は、室内の空気がどれだけ汚れているか（換気が足りているか）を判断する指標として使われます。強い毒性を持つのは一酸化炭素です。

他の選択肢が正しい理由
・ホルムアルデヒドは、合板や家具の接着剤などから発生し、シックハウス症候群の原因物質の一つです。
・一酸化炭素は、燃焼の際に酸素が足りない不完全燃焼で発生しやすく、少量でも中毒を起こす危険な気体です。
・二酸化炭素の濃度は、換気の状態を判断する代表的な目安です。

覚え方のポイント
「CO（一酸化炭素）＝毒性が強い」「CO₂（二酸化炭素）＝汚れの目安」。似た名前でも役割がまったく違います。

解説
汚染物質の発生量から必要な換気量を求める式は、「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。
二酸化炭素の発生量：0.02m³/h×10人＝0.2m³/h
濃度の差：0.1％－0.04％＝0.06％＝0.0006
換気量：0.2÷0.0006≒333m³/h となります。

他の選択肢が誤りである理由
・約200m³/hは、外気の濃度（0.04％）を差し引かず、0.2÷0.001で計算した値です。
・約500m³/hは、外気の濃度を差し引くところで、濃度の差を0.04％として計算した値です。
・約3,333m³/hは、濃度の差0.06％を小数に直すときに0.00006と桁を1つ誤り、0.2÷0.00006で計算した値です。

覚え方のポイント
「必要換気量＝発生量÷（許容濃度－外気濃度）」。％やppmは必ず小数に直してから計算しましょう。

解説
音の強さのレベル（dB）は、音の強さを対数で表した値です。同じ大きさの音源が2つになると、音の強さは2倍になりますが、デシベルの値は約3dB増えるだけです（10×log₁₀2≒3）。

他の選択肢が誤りである理由
・デシベルは対数で表す量なので、音の強さが2倍になっても、デシベルの値は2倍になりません（約3dB増える）。
・点音源から距離が2倍になると、音の強さは4分の1になり、レベルは約6dB下がります。
・音の高さは周波数で決まり、周波数が高いほど高い音に聞こえます。

覚え方のポイント
「音源が2つで＋3dB」「距離が2倍で－6dB（点音源）」。デシベルは足し算の感覚で扱えない点に注意しましょう。

解説
PMV（予想平均申告）は、温度・湿度・気流・放射（平均放射温度）という環境側の4つの要素と、人の代謝量（活動の強さ）・着衣量という人の側の2つの要素を組み合わせて、多数の人が感じる暑さ寒さの平均を数値で予測する指標です。気温だけで求めるものではなく、湿度も考慮します。

他の選択肢が正しい理由
・PMVは、多数の人の温冷感の平均を－3（寒い）〜＋3（暑い）の7段階で予測します。
・代謝量と着衣量は、PMVを求めるための人の側の要素です。
・不快指数は、乾球温度と湿球温度（または相対湿度）から求める、蒸し暑さの指標です。

覚え方のポイント
PMVの6要素は「温度・湿度・気流・放射・代謝量・着衣量」。環境の4つと人の2つに分けると覚えやすくなります。

解説
ブラインドを窓の内側に設けると、ブラインドで吸収された日射の熱が室内側で放出されてしまいます。窓の外側に設けると、日射の熱を室内へ入る前に遮れるので、冷房負荷を減らす効果が大きくなります。

他の選択肢が誤りである理由
・外側に設ける方が、日射の熱を室内に入れない効果が大きくなります。
・透明な窓ガラスは日射をよく通すため、窓からの日射は夏の冷房負荷の大きな要因になります。
・日射の影響は方位によって大きく異なり、夏期は東・西面の窓で日射が多く入りやすくなります。

覚え方のポイント
「日よけは外側が効く」。庇（ひさし）や外付けブラインドが省エネルギーに有効なのは、熱を室内に入れないからです。

解説
光化学オキシダントは、工場や自動車などから排出される窒素酸化物（NOx）や揮発性有機化合物（VOC）が、太陽の紫外線を受けて光化学反応を起こすことで生成される物質です。濃度が高くなると光化学スモッグの原因となり、目やのどの痛みなどの健康被害を起こします。

他の選択肢が誤りである理由
・水蒸気が凝縮して空気中に浮遊するのは、霧や雲の発生の仕組みです。
・雨が酸性になる酸性雨の主な原因は、硫黄酸化物や窒素酸化物です。二酸化炭素が溶けて光化学オキシダントになるのではありません。
・土壌中の微生物による有機物の分解は、光化学オキシダントの発生とは関係ありません。

覚え方のポイント
「光化学スモッグ＝窒素酸化物・VOC＋紫外線」。夏の日差しが強く風の弱い日に発生しやすくなります。

解説
換気回数は「1時間あたりの換気量÷室の容積」で求めます。つまり「換気量＝換気回数×室の容積」なので、換気回数が同じでも、室の容積が大きければ必要な換気量は大きくなります。

他の選択肢が正しい理由
・換気回数（回/h）は、1時間に室の空気が何回入れ替わるかを表す値です。
・台所のレンジフードのように、汚染物質が室内に広がる前に発生源の近くで排出すると、効率よく換気できます。
・自然換気には、風の圧力を利用する風力換気と、室内外の温度差による空気の密度差を利用する温度差換気（重力換気）があります。

覚え方のポイント
「換気量（m³/h）＝換気回数（回/h）×室の容積（m³）」。どちらの値が問われても、この式を変形すれば求められます。