博士課程前期2年の課程

一般選抜（令和6年4月入学）
專門科目試験問題（サステナブル空間構成学講座）
Master's Program Entrance Examination

Regular Program (for Entry in April 2024)
Questions (Sustainable Architecture and Building Science Course)◆注意事項/ Notice(1)配布物は以下の通りである。
Following sheets are distributed;‐問題用紙7枚（表紙を除く) / 7 of question sheets (except this cover sheet)‐解答用紙12枚/ 12 of answer sheets(2)解答用紙には、固題番号と受験番号のみを記入し、 氏名を書いてはならない。 受験番号のないもの、また、受験者の氏名の書いてある解答は無3
受験者の氏名の書いてある解答は無効となるので注意すること。
Write the question number of vour answeral 1d vour examination identificationof each answer sheet

Do NOT write Vour namenumbe[on the topIf you don't fbllow the directions, your answer will beinvalidated.

(3)問題は全部で6問である。各問題に対し、別々の解答用紙に答えること。解答用紙は全部で12枚あるので、各問題に対して、複数の解答用紙を使用してもよい。ただし、解答用紙の裏面は使用しないこと。

There are six (6) questions. Write the answer of each question on the different answer sheet(s) . A set oftwelve ( 1 2) answer sheets is given. Ybu can use two (2) or more answer sheets fbr one question, ifnecessaryb HowevelS do not use the back sides of the answer sheets.

問題1（計45点）（1）長波長放射と短波長放射について説明せよ。
（2）地表面の熱収支式の構成要素を説明し、夏季晴天日の日中における各要素の正負とおおよその大小関係が分かるように図示せよ。但し、地表面へ流入する方向を正、地表面から流出する方向を負とする。
（3）都市化により、この地表面の熱収支はどのように変化したか？

（4）以下では冬の環境を考える。積雪により地表が雪で覆われた状態の晴天時に、雪で覆われたグランドの一部を除雪し、積雪面上と無雪面上の温熱環境を測定したところ、外気温はともに10℃程度であった。一方、地表面温度は、無雪の場合は15℃から20℃程度であったのに対して雪面の表面温度は0℃に低下し、日射反射率は無雪面では0．2程度であったのが積雪面では0.8程度まで増加していた。これらの結果から、地表面熱収支の構成要素の中の長波長放射成分、短波長放射成分、対流熱伝達による地表面における顕熱輸送量が積雪によりどのように変化したと考えられるか説明せよ。ただし積雪による長波長放射成分の放射率の変化は無視できるほど小さいものとする。

（5）晴天時の日中の測定結果によると、雪面上の方が無雪面上よりもMRT、SET*ともに高くなっていた。この理由を考察せよ。

（6）また、この時に測定を行ったグランドに面する建物外壁面の表面温度は、積雪の影響でどのように変化すると考えられるかについて、理由とともに述べよ。

（7）上記（4）で示した温度条件の場合、積雪により地表付近の大気の安定度や汚染物質の拡散性状はどのように変化すると考えられるか説明せよ。

I問題2（計45点）

問題2－1

図2-lのように、二つの開口と一つの排気ファンを有する排気口を持った建物について考える。室温は外気温より高く、屋外が無風であるものとして以下の問いに答えよ。なお、建物の換気量が変化しても室温は変化しないものとし、また､気温の違いに起因する流入･流出の体積流量の差は無視してよい。

(1)排気ファンを有する排気口が完全に閉じた状態での、この建物における自然換気量（体積流量)g"を図中の記号の中から適切なものを用いて表せ。

(2)排気フアンを有する排気口を開け、排気フアンの回転数を徐々に上げて行くと、ある時点で開口2を通過する流量がゼロになった。この時の建物の換気量（体積流量)gbを図中の記号の中から適切なものを用いて表せ。

(3)(2)の状態からさらに回転数を上げると、開口2からも空気が室内に流入するようになる。ここで、91，92，Q@をそれぞれ開口l、開口2，排気口を通過する空気の体積流量と定義し、piを開口1と同じ高さの室内圧と定義する。(1)の状態からこの状態に至るまでの問に観察されるpi, 9!，92，geの間の関係を推定し､pjを横軸、Q!、Q2､Qeを縦軸としてそれらの大まかな関係を図示せよ。また、そのように推定した理由も説明せよ。

▲

室内空気密度pi＝開口lの排気I環揮口而積ファ一壷

開口1

助遡潤員侯制p｡

云奄洲遡沌ｅ踵．匪ｖｌ

外気密度

αぅ4，匡枳刊匝

1I聯熊開口2の

開口2

図2-1

問題2－2

防湿層を断熱材の室外側に設置してはならない理由を、内部結露発生の原理に基づいて解説せよ。

2問題3（計45点）

問題3－1

図3－1の様に同じ形の部屋Room l～3がつながっている。Room lで騒音が発生している際のRoom lとRoom 3の音圧レベル差を求めよ。ここでRoom iの音圧レベル，音響エネルギー密度，残響時間をそれぞれLI [dB], E, [J/㎡], Z [sec]とする。Room l-2間の音響透過損失はRﾉ2, Room 2-3間の音響透過損失はR23である。
(1)

Sabineの残響式を用いて各部屋の吸音率を求めよ。

(2)

Room 1-2, Room 2-3間の音圧レベル差LノーL2, L2－ムを求めよ。

(3)

Room lとRoom 3の音圧レベル差LノーL3を求めよ。

音響透過損失sound reduction mdex Rﾉ2=20dB／

口

R23=3 0dB／

Room lRoom 2

Room 3

Lノ[dB]
Eﾉ[J/m3 ]］L2 [dB]E2 [J/m3II

L3 [dB]E3 [J/m3]］）

Ⅱ乃= I.0 sec
乃＝

各室室群積each roomIs volume : 100 m3
各室室内表面積each roomiS internal sulflce area : 1 60 m2

各問仕切壁而積each partition wall's area : 8 m2
図3－1

問題3－2

建築空間内における音の響きについて，以下の問いに答えよ。図3－2はある建築物の中で破裂音を発生した後に測定された音の減衰過程を示している。この波形には0．1秒毎にピークが見られる。

(1)このような現象を何というか。また，この現象が生じるメカニズムを説明せよ。
（2）図3－2の結果が測定された場合，当該空間の代表的な長さはどの程度か。
（3）建築空間でこの現象を防止するためにどの様な対策を行えばよいか。

州

Z

図3－2

短音残響波形

勺。

2.5

SGC3

問題3－3
天空輝度は均質である。 屋外水
図3－3に示すlm2の開口を屋根に持つ部屋がある。曇り空の条件で，天空輝度は均j

平面照度は8,000 1xである。室内の点Pの照度は100 1xである。以下の問いに答えよ。

(1)

天井開口からの光による室内の間接照度はいくらか。

(2)天井開口からの光による点Pの直接照度はいくらか。
(3)天井開口の点Pに対する立体角投射率を求めよ。

天井開口top light opening: l m2
可視光透過率transmittance: l.0

戸一一一一一一一一一一一＝ー一一－---.■

P●

万

室内表面積internal surface area: 100 m2

室内可視光反射率internal surface visible light renectance: 0.2
図3-34問題4（計45点）

問題4－1

空調設備に関する問いに答えよ。図4-1に熱源装置の概略図を示す。

(1)この熱源装置の名称は何か。

（2）記号囚,ﾛ,回回を用いてこの熱源装置が冷水を製造する際の動作原理を説明せよ。
水蒸気Water vaporer

「

図4－1
問題4－2

衛生設備に関する問いに答えよ。図4-2は受水槽と水栓を示している。図中の囚,凰回の呼称と,その必要性を説明せよ。

円同“...＝聖ﾄ�↓�:囚
§ｰ

池

《↓童小》

18

一一

●●●●●●『■茎●●。●ｃ0・〆ｆ＃

荊個一→－－－＝春一■1■■･＝1■■ー■■!q■

0/〃／

/〃／

図4－2

問題4－3

電気設備に関する以下の問いに答えよ。

（1）多くの建物は交流6,600Vで受電している。高電圧送電のメリットを説明せよ。
（2）交流のメリットを説明せよ。

5問題5（計60点）

問題5－1(1)東北地方の寒冷地にある鉄筋コンクリート構造物において，図5-1に示されるようにひさしやパラペット部分に凍害が原因と思われる変状が見られた。この変状が凍害によると考えられる理由について，凍害のメカニズムに基づいて簡潔に説明せよ。

（2）図5-lの構造物に生じたような凍害による劣化について，この抑制に有効な対策案を2つ以上挙げよ。それぞれの手法について，有効に働くと想定される作用メカニズムについて説明せよ。
LやI
画

■~
ぐやqLL

図5-1

問題5－2

日本建築学会「鉄筋コンクリート造建築物の環境配慮施工指針（案）・同解説」では，環境に配慮した材料選定手法としてエコセメントやスラッジ水（回収水)，再生骨材の使用が挙げられている。その一方で，普通ポルトランドセメント・上水道水・普通骨材を使用することも環境配慮の手段になり得ることが記載されている。このことを踏まえ，環境配慮の取り組みの考え方について論じよ。

問題5－3

以下の用語について説明しなさい。

(1)

ccs (もしくはccUs)（2）

耐火被覆（3）

木材の異方性6問題6（計60点）

問題6－1(1)鋼材(S S400相当，直径20 mm,長さ20 cmの丸鋼）に対し引張試験を行う。100 kNの引張力をかけた際に生じる，軸方向と直径方向のそれぞれの変形量を求めよ。ただし，丸鋼のヤング係数は200GPa,ポアソン比は0.30とし，試験体の全体に一様な弾性変形のみが生じている。円周率は3.14として計算すること。

(2)この後，荷重を増していくと, 120<Nに達したところで降伏し，最大荷重1 60kNで破断した。この時の応力とひずみの関係をグラフに示せ。グラフは概形でよいが,降伏時の応力とひずみ,および，最大荷重時の応力の値を記入すること。

問題6－2
AB・部材BF・部材FG･部材DGのそれぞれの軸力を求め
図6－2のトラスについて、反力および部材AB・部材BF・部材FG･部材DGのそれぞオなさい。ただし、部材に生じる引張力は＋、圧縮力は－の符号をつけて値を求めること。

P●P●

P◇
一一一一一●一A劃一－■■■■

←

－－－●

L』

1L

●凸〉

1

LL

図6－2

問題6－3

図6-3-1 ,図6-3 -2の骨組の軸力図・せん断力図．モーメント図を描け。

P●

Pへり

2P

I

行
I|…

図6-3-2

図6-3-17