出典：建築物衛生管理技術者試験令和3年度(2021年)｜給水および排水の管理第112問
問題
給水設備に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 小学校における1日当たりの設計給水量は、70〜100L／人である。
(2) 受水槽の有効容量は、一般に1日使用水量の1／2程度である。
(3) 一般水栓の最低必要水圧は、30kPaである。
(4) 給水配管の管径は、管内の流速が2.0m／s以下となるように選定する。
(5) 高層ホテルの上限給水圧力は、0.7MPaである。
ビル管過去問｜給水設備の設計基礎を解説
この問題は、給水設備の設計に関する基本事項として、設計給水量、受水槽の容量、必要水圧、配管内流速、給水圧力の上限を総合的に問うものです。給水設備では、建物用途ごとの使用水量の目安や、機器が正常に使えるための必要圧力、配管設計上の基準値を正しく押さえておくことが大切です。最も不適当なのは(5)です。高層ホテルの上限給水圧力を0.7MPaとするのは高すぎるため不適切です。
(1) 小学校における1日当たりの設計給水量は、70〜100L／人である。
適切です。小学校の設計給水量は、児童や教職員による飲料、手洗い、便所、清掃などの日常使用を見込んで設定されます。学校は住宅やホテルとは利用形態が異なり、入浴や宿泊による大量使用がないため、1人1日当たりの使用量は比較的少なめです。小学校で70〜100L／人程度という数値は、建築設備設計の標準的な目安として扱われる範囲であり、設計上妥当です。用途ごとの給水量の目安は試験で問われやすいため、建物ごとにおおまかな水準を覚えておくことが重要です。
(2) 受水槽の有効容量は、一般に1日使用水量の1／2程度である。
適切です。受水槽は、水道本管からの給水を一時的に貯留し、建物内で安定して水を供給するための設備です。有効容量をある程度確保しておくことで、時間帯による使用量の変動に対応しやすくなり、断水や給水制限時にも一定の余裕を持てます。一般に、受水槽の有効容量は1日使用水量の1／2程度を目安とすることが多く、この記述は標準的な考え方に合っています。ただし、実際の設計では建物用途、使用時間帯の集中度、受水条件なども考慮して決めます。試験では、こうした代表的な目安の数値がそのまま問われることがあります。
(3) 一般水栓の最低必要水圧は、30kPaである。
適切です。一般水栓では、水が無理なく吐出し、使用者が不便を感じずに利用できるだけの圧力が必要です。圧力が低すぎると、水の出が弱くなって使い勝手が悪くなり、洗浄や手洗いなどの日常使用に支障が出ます。そのため、一般水栓の最低必要水圧は30kPa程度が基準とされます。ここで大切なのは、必要水圧とは単に水が出るかどうかではなく、実用上支障なく使えるかという観点で設定されていることです。建物の高さや配管抵抗を踏まえ、末端器具でこの圧力を確保できるように設計します。
(4) 給水配管の管径は、管内の流速が2.0m／s以下となるように選定する。
適切です。給水配管の管径を決めるときは、必要な流量を確保できるだけでなく、流速が過大にならないようにすることが重要です。流速が速すぎると、配管内で摩擦損失が大きくなって圧力低下を招きやすくなります。また、流水音の増大や配管への負担増加にもつながります。そのため、給水配管では一般に管内流速を2.0m／s以下程度に抑えるように管径を選定します。これは静かで安定した給水を行うための基本的な考え方です。試験では、流速、圧力損失、管径選定がセットで問われることが多いです。
(5) 高層ホテルの上限給水圧力は、0.7MPaである。
不適切です。給水圧力は高ければ高いほどよいわけではありません。圧力が高すぎると、水栓や器具に過大な負担がかかり、漏水や故障、騒音の原因になります。そのため、給水設備では上限給水圧力にも目安があります。高層ホテルの上限給水圧力を0.7MPaとするのは高すぎて不適切です。一般に、給水圧力は器具や配管の安全性、使用性を考慮してもっと低い範囲で管理します。この選択肢は、高層建築では高い圧力が必要だという印象を利用して、上限値まで高いと誤認させる典型的なひっかけです。必要なのは建物の高所まで送るための工夫であり、末端で過大圧になってよいという意味ではありません。
この問題で覚えるポイント
給水設備の設計では、建物用途ごとに1日当たりの設計給水量の目安が異なることを押さえることが大切です。学校は住宅やホテルより少なめで、小学校では70〜100L／人程度が標準的な目安です。受水槽の有効容量は、一般に1日使用水量の1／2程度が目安となりますが、これは使用量の変動や断水時の余裕を考慮したものです。一般水栓の最低必要水圧は30kPa程度であり、末端器具でこの圧力を確保できるように設計します。給水配管の管径は、必要流量だけでなく流速にも着目して決め、管内流速はおおむね2.0m／s以下となるようにします。さらに、給水圧力には下限だけでなく上限もあり、圧力が高すぎると器具の故障や騒音の原因になるため、建物が高層であっても過大な圧力設定は避けなければなりません。試験では、必要水圧と上限圧力、設計給水量と受水槽容量のように、似た設計条件を組み合わせて問うことが多いため、数値を単独で覚えるだけでなく、何のための基準かまで理解しておくと強いです。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、高層建築には強い圧力が必要だという日常的なイメージを利用している点にあります。受験者は、高い場所に水を送るのだから上限給水圧力も高くて当然だと考えがちですが、これは送水の仕組みと末端器具に許される圧力を混同した誤りです。建物が高層であることと、器具にかかる圧力の上限がそのまま高くなることは別問題です。また、受水槽容量や必要水圧、流速などは、いずれももっともらしい数値が並ぶため、雰囲気で判断すると誤りやすいです。試験では、実務でよく使う代表値の周辺を少しだけずらして出題することが多いため、数値そのものだけでなく、その数値が安全性のための上限なのか、使用性のための下限なのかを区別して覚えることが大切です。