電気工学・建築学の基礎の要点（30秒でわかる）
- 電気工学：オームの法則（V=IR）、電力（P=VI）、三相交流、力率が基本
- 建築学：鉄筋コンクリート構造、鉄骨構造、木造の特徴と構造力学の基礎
- 管工事との関係：ポンプ・ファンの電気制御、建築構造への配管貫通に必要な知識
- 出題：電気工学1問＋建築学1問の計2問が必須。基本知識で確実に2点を取る
結論から言います。電気工学1問、建築学1問の計2問は全問必須。問題数は少ないですが、確実に取れる「サービス問題」になりやすい分野です。基本的な知識を押さえておけば、2問とも正解できます。
出題傾向（2級管工事 第一次検定）
電気工学（No.4）と建築学（No.5）の計2問が全問必須です。基本問題が多く、2問とも正解を狙えるボーナス分野。原論3問（環境工学・流体力学・熱力学）とあわせて、必須5問で4点以上を確保しましょう。第一次検定全体の攻略は「出題傾向と攻略法」をご覧ください。
電気工学の基礎｜オームの法則・三相交流・力率
管工事の現場では、ポンプ・送風機・冷凍機などのモーターを動かすために電気を使います。電気工学の問題は、この「設備を動かす電気の基本」に関する内容です。
オームの法則（最重要）
オームの法則
V = I × R
V：電圧（V）、I：電流（A）、R：抵抗（Ω）。電圧＝電流×抵抗
水の流れにたとえると理解しやすくなります。
| 電気の用語 | 水の流れにたとえると |
|---|---|
| 電圧（V） | 水圧。高い位置にある水槽ほど水圧が高い＝電圧が高い |
| 電流（A） | 水の流量。たくさんの水が流れる＝電流が大きい |
| 抵抗（Ω） | 管の細さや汚れ。水が流れにくい＝抵抗が大きい |
管工事の技術者にとって、水の流れ＝電気の流れでイメージすれば、電気の問題もぐっと身近になります。流体力学で学んだ「ベルヌーイの定理・圧力損失」と対比すると、電圧＝水圧、電流＝流量、抵抗＝圧力損失に対応しているのがわかります。
電力と電力量
電力の公式
P = V × I（電力 = 電圧 × 電流）
P：電力（W）。1kW = 1,000W。電力量（Wh）= 電力 × 時間
三相交流
管工事で使うポンプや送風機のモーターは、ほとんどが三相交流（3φ）200Vで動きます。家庭のコンセントは単相100Vですが、業務用の大型機器は三相200Vが基本です。
| 種類 | 特徴 |
|---|---|
| 単相交流 | 一般家庭のコンセント（100V/200V）。照明・小型機器向け |
| 三相交流 | 120°ずつ位相がずれた3本の交流。大型モーター向け。効率が良い |
電動機（モーター）の特性
管工事で最も身近な電気機器は誘導電動機（インダクションモーター）です。ポンプや送風機の駆動に使われています。
試験で狙われるポイント
- 三相誘導電動機の回転方向を逆にするには、3本の結線のうち2本を入れ替える
- インバーターはモーターの回転数を変えて流量を調整する装置。省エネ効果が大きい
- 電動機の始動電流は定格電流の5〜7倍。始動時にブレーカーが落ちることがある
インバーターによるポンプの流量制御は、空調設備で特に重要です。「空調設備①（冷暖房方式・ヒートポンプ・熱源機器）」で実際の応用を解説しています。
建築学の基礎｜構造の種類と構造力学
建築学は「配管やダクトが通る建物そのものの構造」を理解するための分野です。管工事の技術者として、建物の構造を知っていると現場での判断力が格段に上がります。
建物の構造種別
配管貫通穴 → コンクリート打設前にスリーブを設置
後からのコア抜きは鉄筋切断リスクあり
鉄骨梁に開口部を設けて配管を通す
構造計算が必要 → 建築側と事前協議
床下・壁内に配管
凍結防止対策（保温材の施工）が重要
RC造のビルでは、配管を通すためのスリーブ（貫通穴）はコンクリート打設前にあらかじめ仕込んでおきます。打設後に穴を開ける「コア抜き」は鉄筋を切断するリスクがあり、構造強度に影響するため極力避けるべき――これは管工事の現場では常識ですが、試験でも問われることがあります。
スリーブの設置位置やサイズは施工要領図に記載されます。「施工要領図と配管図の読み方」であわせて確認しておきましょう。
建築計画の基礎知識
| テーマ | 試験で問われる内容 |
|---|---|
| 採光 | 居室の採光に必要な開口部面積（居室面積の1/7以上） |
| 換気 | 居室の換気回数0.5回/h以上（24時間換気）。機械換気の種類 |
| 避難経路 | 2方向避難の原則、排煙設備の設置基準 |
換気設備の機械換気方式（第1種〜第3種）については「空調設備②（換気設備・排煙設備・ダクト）」で詳しく解説しています。また排煙設備と消防法の関係は「建築基準法・消防法・その他法規」をご覧ください。
よくある質問と試験のひっかけポイント
Q. 電気の計算問題は出る？
A. 2級では簡単な計算が出ることがあります（オームの法則や電力計算程度）。複雑な回路計算はまず出ません。V=IR、P=VI、三相電力P=√3VIcosθを覚えておけば十分です。
Q. 力率（cosθ）とは何ですか？
A. 電力のうち実際に仕事をする割合です。力率1.0が理想（全電力が有効電力）。力率が低いと無駄な電流が流れ、電線が太くなり損失が増えます。進相コンデンサを設置して力率を改善するのが一般的です。
Q. 建築構造で管工事に関係するのはどこ？
A. 配管が梁や壁を貫通する位置に関する知識が直結します。梁の中央付近に貫通孔を設ける（端部は応力が大きいため避ける）、スリーブの大きさなどが試験でも出題されます。
試験でこう出る！出題パターン
- パターン1：オームの法則（V=IR）を使った簡単な計算問題
- パターン2：三相交流の特徴と力率に関する正誤問題
- パターン3：RC造・S造・木造の構造的特徴の比較
- パターン4：構造力学の基礎（圧縮・引張・せん断・曲げ）
暗記のコツ
| 項目 | ポイント |
|---|---|
| オームの法則 | V=IR →「ブイ＝アイアール」＝電圧＝電流×抵抗 |
| 三相電力 | P=√3VIcosθ →「ルート3かけてコサイン」 |
| 力率改善 | 進相コンデンサを並列接続→力率UP |
| 梁の貫通位置 | 中央1/3付近が◯、端部1/4は✕（応力が大きい） |
理解度チェック
【問1】電圧100V、抵抗20Ωの回路に流れる電流は何Aか？
【問2】三相誘導電動機の回転方向を逆にするには、どうすればよいか？
【問3】RC造の建物で、コンクリート打設後に配管のための穴を開けることを何というか？
【問4】インバーターの役割として正しいのはどれか？
（1）電圧を変換する （2）交流を直流にする （3）モーターの回転数を変える （4）漏電を防止する
よくある質問と試験のひっかけポイント
ミニテストで知識を確認しよう
電気工学・建築学の知識をミニテストで定着させましょう。
こう間違える人が多い！
- 「三相モーターの逆転は3本全部入れ替え」 → 2本だけでOK。3本全部入れ替えると元の回転方向のまま
- 「コア抜きは自由にできる」 → RC造ではスリーブが原則。コア抜きは鉄筋切断→構造強度低下のリスク
- 「インバーターは電圧を変える装置」 → 周波数を変える装置。電圧を変えるのは変圧器（トランス）
- 「居室の採光は居室面積の1/10以上」 → 正しくは1/7以上。ひっかけ問題の定番
電気工学・建築学は「基本を正確に」が鉄則。深い知識より基本の数値や用語を正確に覚えることが得点に直結します。
なぜ管工事に電気と建築の知識が必要なのか？
管工事は配管だけの仕事ではありません。ポンプや送風機は電気で動くので、モーターや配線の基本知識がないと、設備の故障原因がわかりません。また、配管はすべて建物の構造体の中を通るので、鉄筋コンクリートの基礎知識がないと「ここにスリーブを開けていいか」の判断もできません。必須2問は実務に直結する最低限の知識です。
まとめ｜電気・建築の必須2問を確実に得点する
| 分野 | 覚えるべきポイント |
|---|---|
| 電気工学 | オームの法則V=IR、電力P=VI、三相交流、モーターの逆転方法、インバーター |
| 建築学 | RC造・S造・木造の特徴、スリーブとコア抜き、採光・換気の基準 |
電気工学・建築学は2問しかありませんが、必須問題なので確実に取りたい分野です。管工事の技術者は配管のプロですが、電気や建築の基礎も知っていると現場での判断力が上がります。もっと問題を解きたい方は「おすすめテキスト・参考書」で紹介している過去問題集で演習しましょう。
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