増圧直結給水ポンプの算定手順｜流量と全揚程を計算例で確認
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建築設備NOTE
給水方式の種類と選び方｜直結・増圧・受水槽の選定手順
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給水方式を選ぶとき、「この高さまで水は届くのか」「停電したら蛇口は使えるのか」と迷うことはないでしょうか。方式名は覚えていても、実際の建物でどれを選ぶかとなると、急に難しく感じるところです。
迷いやすいのは、階数だけでは方式が決まらないからです。道路下の配水管にどれだけ圧力があるか、朝の共同住宅で台所や洗面の使用が重なったときに水が足りるか、断水中も使いたい器具があるかによって答えが変わります。
この記事では、4つの代表的な給水方式を、水が通る順番から説明します。続いて、水道事業者へ相談する内容と簡単な圧力計算を使い、候補を絞るところまで進みます。読み終えたら、計画地の水道事業者へ何を聞き、どの数値を使って直圧・増圧・受水槽を比べるのかが分かります。
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給水方式の種類｜直結方式と貯水槽方式の違い
給水方式は、受水槽を通るかどうかで二つに分かれます。道路下の配水管から建物内の器具まで直接つなぐのが直結方式です。配水管から受水槽へ水をため、ポンプや高置水槽を経由して器具へ送るのが貯水槽方式です。
水道メーターは、建物で使った水量を測る機器です。止水栓は、点検や漏水のときに建物への給水を止める弁です。この二つは特定の方式だけに付くものではなく、4方式とも配水管から建物へ引き込む給水管の途中に設けます。
- 直結直圧：
配水管 → 水道メーター・止水栓 → 建物内配管 → 器具 - 直結増圧：
配水管 → 水道メーター・止水栓 → 増圧給水設備 → 建物内配管 → 器具 - 高置水槽：
配水管 → 水道メーター・止水栓 → 受水槽 → 揚水ポンプ → 高置水槽 → 下り配管 → 器具 - ポンプ直送：
配水管 → 水道メーター・止水栓 → 受水槽 → 給水ポンプユニット → 建物内配管 → 器具
計画の最初に水道事業者へ聞くのは、直結直圧または直結増圧を使えるかどうかです。直結方式を使えない場合や、断水に備えて建物内へ水をためる必要がある場合は、受水槽を使う高置水槽方式とポンプ直送方式を比べます。直結できる建物の用途、規模、水圧などの条件は水道事業者ごとに異なるため、計画地を担当する水道事業者の給水装置工事基準を使います。
直結直圧・直結増圧・高置水槽・ポンプ直送の仕組み
4方式は、受水槽があるか、ポンプがどこにあるか、何の力で水を送るかの3点で見分けられます。文章だけでも水の流れを追えるよう、各方式で配水管から蛇口までの順番を示します。図は、その流れを建物の中で確かめるために使ってください。
直結直圧方式は、配水管の圧力をそのまま使う
直結直圧方式は、配水管の圧力だけで蛇口まで水を送る、もっともシンプルな方式です。受水槽や給水ポンプは使いません。
水の流れは、配水管 → 水道メーター・止水栓 → 建物内配管 → 蛇口です。
受水槽の清掃やポンプの点検がないため、維持管理の負担を抑えやすいのが特徴です。停電しても配水管に水と圧力があれば給水できますが、配水管が断水すると建物内の水も止まります。
採用できる高さは、地域と敷地ごとに変わります。水道事業者から配水管の水圧を教えてもらい、最上階までの高さ、配管で失う圧力、蛇口に残したい圧力を差し引いてみます。計算例は後ほど紹介します。
直結増圧方式は、配水管の圧力へポンプの力を足す
直結増圧方式は、配水管につながる給水管の途中に増圧給水設備を設け、足りない圧力をポンプで補う方式です。受水槽を通らないところが、ポンプ直送方式との大きな違いです。
水の流れは、配水管 → 水道メーター・止水栓 → 増圧給水設備 → 建物内配管 → 蛇口です。
受水槽がないため、水が長くたまりにくく、水槽の設置場所や清掃も必要ありません。一方、停電やポンプ故障のときにどこまで給水できるかは、バイパスの有無や配水管の圧力、配管の分け方によって変わります。
増圧給水設備を置けば、どの建物でも直結できるわけではありません。建物用途と予定使用水量を水道事業者へ伝え、採用できる条件を教えてもらいます。ポンプの前に作業員が立てるか、故障した機器を扉から運び出せるかも、平面図で見ておきたいところです。
高置水槽方式は、屋上からの落差を使う
高置水槽方式は、いったん受水槽へためた水を揚水ポンプで屋上などの高い位置へ送り、そこから重力で各階へ給水する方式です。
水の流れは、配水管 → 受水槽 → 揚水ポンプ → 高置水槽 → 各階の蛇口です。
停電して揚水ポンプが止まっても、高置水槽に残っている水は重力で流れます。ただし、使える時間は水槽の残量と使用量で変わります。停電中も水を届けたい場所と必要な時間を決めて水量を計算すると、高置水槽だけで給水できる時間と、非常用電源が必要な時間を分けられます。
管理する水槽は、地上や地下の受水槽と屋上の高置水槽の2か所です。清掃員が上部のふたを開けられるか、屋上まで道具を運べるかを想像すると、必要な点検通路が見えてきます。満水時の重さは構造担当へ伝え、架台、防水、地震や強風への対策も決めます。
ポンプ直送方式は、受水槽から必要圧力で送る
ポンプ直送方式は、受水槽にためた水を給水ポンプユニットで加圧し、そのまま各階へ送る方式です。高置水槽を使わないため、屋上の荷重や外観への影響を抑えられます。
水の流れは、配水管 → 受水槽 → 給水ポンプユニット → 各階の蛇口です。
ポンプは、朝などに重なる使用水量と、最上階の蛇口に残したい圧力から選びます。停電するとポンプが止まるため、病院や福祉施設のように給水を続けたい建物では、非常用電源で動かす系統を先に決めます。機械室では、隣の部屋へ音や振動が伝わらない場所と、交換時にポンプを運び出せる扉を用意します。
4方式を、コスト、停電・断水時の給水、設置スペース、メンテナンスで比べると、次のようになります。コストは、同じ用途・規模の建物で比べたときの大まかな傾向です。実際の金額は、水道事業者の条件、機器容量、受水槽や機械室の大きさ、非常用電源の有無によって変わります。
給水方式の選び方｜用途・水圧・非常時運用から決める5つの手順
基本計画では、建物用途と非常時運用 → 水道事業者との協議 → 水理計算 → 方式比較 → 図面への書き込みの順で進めます。先に製品名や水槽寸法を決めると、水道事業者の回答や計算結果に合わせて計画を直すことになるためです。
1. 建物用途と断水時に給水する室・時間を決める
最初に考えるのは、「水が止まったとき、誰がどこで困るのか」です。事務所ならトイレや給湯室、病院なら手洗いや診療に使う水など、止めたくない場所が違います。断水中も使う器具と時間を室用途表へ書くと、建物内に水をためる必要があるかを水道事業者と話せます。
受水槽の水を非常時に使うなら、蛇口から配るのか、水槽から別に取り出すのかも決めます。ポンプが必要な蛇口は停電中に動かないことがあるため、非常用電源と給水する場所を一緒に考えます。
2. 水道事業者から配水管口径・動水圧・直結条件を聞く
配置図と各階平面図ができたら、計画地の水道事業者へ相談します。建物用途、高さ、予定使用水量を伝え、前面道路の配水管口径、計算に使う水圧、直結できる条件、申請の時期を教えてもらいます。
直結できる条件は、地域や前面道路の配水管によって変わります。水道事業者から受け取った水圧と条件は協議記録に残し、用途、階数、使用水量が変わったときは、もう一度相談します。
3. 同時使用流量と最上階・最遠部の必要圧力を計算する
直結直圧が使えるかは、配水管から届く圧力と、建物内で必要な圧力を比べて考えます。基本の形は、使える余裕水頭 ＝ 設計水頭 − 高低差 − 配管などの損失水頭 − 器具の必要水頭です。
たとえば計算の形を知るために、設計水頭25m、最上階までの高低差15m、配管・メーター・弁の損失水頭4m、器具の必要水頭5mと仮定します。
25m − 15m − 4m − 5m ＝ 1m
この例では余裕が1mしかありません。配管が長くなったり、同時に使う水量が増えて損失水頭が2m増えたりすると、余裕はマイナス1mになり、直圧では足りません。そこで増圧給水設備を候補に入れます。
これは考え方をつかむための仮定で、設計に使う確定値ではありません。実際には、水道事業者が示す設計水圧、給水系統図の配管長・継手・弁、同時使用流量、採用する蛇口や機器の必要圧力で計算し直します。同時使用流量の詳しい求め方は、給水設備設計｜予想使用水量の算定ガイドで説明しています。
4. 直結・受水槽方式を衛生・非常時・設置面積・保守費で比べる
計算上使える方式が複数残ったら、建物を使う人と管理する人の一日を思い浮かべます。断水した朝にどの蛇口を使いたいか、清掃員が水槽へ入れるか、ポンプ交換中に建物を止められるかを、同じ表で比べます。
- 受水槽を介するか、誰が水質を管理するか
- 断水・停電時に、どの器具へ何時間給水するか
- 水槽、ポンプ、配管シャフトに必要な面積
- 満水時荷重、騒音・振動、漏水、排水の影響
- 清掃、法定検査、ポンプ点検、機器更新の担当者と費用
初期費用だけでなく、清掃や点検を続ける費用と、設備が止まったときの影響も比べます。高置水槽を選ぶなら、屋上の荷重と停電時に残る水を見ます。ポンプ直送を選ぶなら、ポンプ室、交換経路、非常用電源を見ます。
5. 受水槽・ポンプ・電源・警報を平面図と断面図へ書く
方式が決まったら、給水系統図だけで終わりではありません。受水槽室とポンプ室の平面図には作業と搬出の場所を、建物断面図には水槽の高さを、機器基礎図には満水時の重さを、電源容量表と監視点表にはポンプや警報を、それぞれ書き加えます。
給水方式の選定結果を残す資料｜比較検討書・系統図・協議記録
方式を決めたら、次の担当者が「なぜこの方式なのか」を追えるよう、3つの資料へ分けて残します。
- 比較検討書：採用した方式と、ほかの候補を外した理由
- 給水系統図・水理計算書：同じ配管長、高低差、流量、器具必要圧力
- 協議記録：相談日、担当部署、水道事業者から受け取った条件、相談し直す変更内容
たとえば階数が増えたら、系統図の高低差と水理計算書を直し、水道事業者へもう一度相談します。3つの資料がつながっていれば、変更した場所と再計算する数値がすぐに分かります。
受水槽・給水ポンプの設置計画｜点検・清掃・更新スペース
受水槽の横に人が立てない、上のふたが開かない、古いポンプを扉から運び出せない。こうした計画では、機器が図面に納まっていても点検や更新ができません。基本設計では、機器の寸法と荷重に加えて、清掃する人の動きと搬出入の経路も図面に描きます。
国土交通省の官庁施設向け設計基準では、上水用受水タンクの周囲六面から点検しやすい空間を設けます。民間建築でも、受水槽の周囲と下部へ作業員が入れるか、上部のふたを開けられるか、交換する部材を扉から運び出せるかを平面図と断面図で見ます。
受水槽の上には、受水槽と関係のない配管や機器を置かない計画にします。断面図を開いたら、漏水に弱い電気室や情報機器室が上下にないか、オーバーフローや水抜きの水がどこへ流れるかまで線を追ってみましょう。
受水槽の水質管理｜簡易専用水道の清掃・検査
「大きな受水槽なら安心」とは限りません。普段使う水に対して水槽が大きすぎると、同じ水が長く残り、残留塩素が下がることがあります。容量を決めるときは、断水時に残したい水量だけでなく、普段の使用で水槽の水が何日ほどで使われるかも見ます。受水槽以降の設備と水質を管理するのは、建物の設置者です。
水道水だけを水源とし、受水槽の合計有効容量が10m³を超えるなどの条件に該当する施設は、水道法上の簡易専用水道です。設置者は、水槽の清掃と登録検査機関による検査を、それぞれ毎年1回以上行います。
10m³以下でも、自治体の条例や要綱によって管理や報告が必要な場合があります。計画地を担当する保健所や水道事業者に連絡し、「必要な届出はあるか」「清掃や水質検査は何回行うか」「どの記録を残すか」を相談しておきましょう。
建築設備士試験対策｜給水方式で押さえるポイント
建築設備士の公式過去問では、給水方式の名前だけでなく、受水槽やポンプをどこに置き、どの力で水を送るのかが問われています。配水管から器具までの流れを図に書けば、受水槽とポンプの位置が異なる方式を見分けられます。
過去問例｜直結増圧方式がつくられた目的
設問 直結増圧方式は、小規模な受水槽を設けずに、直結給水できる建物の範囲を広げるためにつくられた。この説明は適切でしょうか。
回答 以下は編集部の解答例です。適切です。直結増圧方式は、配水管の圧力を利用しながら、不足する圧力を増圧給水設備で補います。受水槽を通らないことが分かれば、受水槽の後にポンプを置くポンプ直送方式と見分けられます。
試験では、方式名だけを見るのではなく、受水槽の有無、ポンプの位置、水を送る力の3点を図に書き込みます。この3点が分かれば、直結増圧方式とポンプ直送方式を判断できます。
給水方式の選定で間違えやすい4つの場面
給水方式を選ぶときに判断を誤りやすい場面があります。それぞれ、何が問題なのか、どの資料で判断すればよいのかを見ていきます。
建物の階数だけで直圧・増圧・受水槽を決める
共同住宅や事務所の基本設計で、過去案件と階数が同じという理由だけで方式を選ぶ場面です。
よくある間違い 3階なら直圧、10階なら増圧という目安だけで、給水方式と機械室の有無を決めてしまう。
確認すべきこと 計画地を担当する水道事業者の給水装置工事基準を読み、前面道路の配水管口径と動水圧、直結直圧・直結増圧を使える建物条件を聞きます。その回答を基に、建物の同時使用流量と最上階・最遠部までの圧力を計算します。水道事業者が示した直結条件と計算結果の両方を満たす方式だけを候補に残します。
受水槽があれば断水時も通常運用できると考える
病院や福祉施設など、断水中も一部の給水を続けたい建物でBCPを検討する場面です。
よくある間違い 受水槽の有効容量を、そのまま全ての器具で使える災害備蓄量と考え、何時間使えるかを計算しない。
確認すべきこと BCP資料の受水槽容量、通常使用量、非常時に残す水量を一つの表にします。その表へ、停電中も水を届ける器具、ポンプ電源、水質、取水方法を書き足します。すると、非常用電源が必要な系統と、給水を制限する時間帯を決められます。
受水槽の外形寸法だけを平面図へ入れる
受水槽室を基本設計の平面図へ配置し、建築面積と機械室面積を調整する場面です。
よくある間違い 水槽本体が入る寸法だけを確保し、上部マンホール、全周・下部の点検、清掃、部材交換、搬出入を見込まない。
確認すべきこと 水槽仕様書にある本体寸法と点検に必要な空間を、平面図と断面図へ書き込みます。作業員が水槽の周囲や下へ入れるか、上部のふたを開けられるか、水槽の部材が扉を通るか、水抜きの水が排水口まで流れるかを図面上で見ます。その寸法を足して、受水槽室の内法寸法と扉の幅・高さを決めます。
直結増圧なら維持管理が不要と考える
既存の共同住宅で受水槽方式から直結増圧方式へ改修し、管理費と設備更新の条件を比較する場面です。
よくある間違い 受水槽がなくなるため、増圧ポンプ、逆流防止器、制御盤の点検費用と更新停止を見込まない。
確認すべきこと 水道事業者の維持管理条件、ポンプ仕様書、点検契約から、毎年行う点検、交換部品、費用を比較表へ書きます。平面図にはポンプを運び出す経路を描き、更新工事中に断水するのか、バイパス給水を使えるのかも同じ表へ加えます。
給水方式の基本計画チェックリスト
基本計画から基本設計へ進む前に、意匠設計者と設備設計者が一緒に見るチェックリストです。打合せで上から順に確認すれば、調べていない条件や図面に足りない情報を見つけられます。
☐ 建物用途、利用人数、営業時間、一時に多量の水を使う設備を室用途表に書き出した。
☐ 断水・停電時に給水を続ける器具と時間をBCPで決めた。
☐ 水道事業者から配水管口径・動水圧・直結条件・申請時期を聞き、協議記録に残した。
☐ 同時使用流量、配管損失、器具の必要圧力、ポンプ揚程を計算した。
☐ 受水槽・高置水槽・ポンプの点検、清掃、排水、搬出入に必要な場所を平面図と断面図へ描いた。
☐ 満水時荷重、機器基礎、騒音・振動、非常用電源、警報を関係図面へ書き込んだ。
☐ 簡易専用水道に当たるかを調べ、自治体の条例・要綱と清掃・検査・記録の担当者を書いた。
☐ 初期費用だけでなく、保守、清掃、検査、更新、停止時の影響を比較した。
☐ 給水方式比較検討書に、採用方式と候補を外した理由を記録した。
☐ 給水系統図、水理計算書、水道事業者との協議記録で、建物条件と数値が一致している。
まとめ｜給水方式は配水管条件・水理計算・建物用途で決める
給水方式は、建物の階数だけでは決まりません。まず受水槽の有無で大きく分け、水道事業者の直結条件と水理計算から候補を絞ります。さらに、断水時に水が必要な場所、点検や更新に使えるスペース、維持管理の手間まで比べれば、建物に合う方式が見えてきます。
最初の一歩は、計画地を担当する水道事業者に配水管の口径、動水圧、直結できる条件を相談することです。その条件を給水系統図と水理計算書にそろえて記録しておけば、方式を選んだ理由を次の設計担当や建物管理者にも伝えられます。
関連記事
参考・出典
- 東京都水道局「給水方式について（貯水槽水道方式と直結給水方式の違い）」
- 東京都水道局「指定給水装置工事事業者工事施行要領（令和8年4月版）」
- 東京都水道局「水道設備の維持管理」
- 国土交通省「建築設備設計基準 令和6年版」
- 厚生労働省法令等データベース「水道法施行規則」
- 東京都保健医療局「簡易専用水道の情報」
- 建築技術教育普及センター「建築設備士試験 過去の試験問題等」
- 建築技術教育普及センター「令和6年建築設備士試験 第一次試験（建築設備）」
- 名古屋市上下水道局「給水装置工事設計施工基準」
給排水設備の設計で参考にしている本
給排水設備を設計するとき、給湯だけでなく、給水・排水・衛生器具まで仕組みをまとめて見返せる本があると便利です。私がよく参考にしているのが、土井巖さんの『図解入門 よくわかる最新給排水衛生設備の基本と仕組み［第2版］』です。各設備の役割やつながりを図で追えるので、給排水設備を学び始めた方にも読みやすい一冊です。
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