マンションの給排水設備

マンションにおける給水方式の種類

マンションの給水方式は、水道本管から直接給水する方式と、敷地内で一度受水槽に入る受水槽方式があり、マンションの規模などによって選定されています。

直結給水方式
①直結直圧方式
水道本管から給水管を直接分岐して各住戸に給水する方式で、通常地上2階程度までの建物で採用され、戸建て住宅に多いです。
②直結増圧方式
水道本管から分岐して引きこんだ水を、増圧ポンプユニットを経て各住戸に給水する方式です。中規模程度までのマンションに用いられている方式で、受水槽が不要でスペースの有効利用ができることもあり、現在の主流となっています。
受水槽方式
③加圧給水方式
受水槽から加圧ポンプユニットで加圧した水を各住戸に給水する方式です。
受水槽→加圧ポンプ、で給水する狭義の加圧給水方式（ポンプ直送方式）と、
受水槽→加圧ポンプ→圧力タンク、で給水する圧力タンク方式があります。

圧力タンクは水をある程度ためておきながら、圧力を緩衝材のように整えてくれる役割があり、ポンプが頻繁にオン・オフしなくなり、水圧も安定しやすくなります。
一方で、「タンク無し（ポンプ直送方式）」は、ポンプ本体にインバータ制御が付いていて、水の使用量に合わせて回転数を細かく調整します。 そのため、タンクが無くても水圧が安定しやすく、設備としても場所を取らないので新しいマンションではこちらが主流になりつつあります。

④高置水槽方式
従来、一般的に用いられてきた方式です。
受水槽に貯水した水を、揚水ポンプでマンションの屋上などに設置された高置水槽に揚水し、その後は重力で各戸へ給水します。最上階の給水圧力が低くなりがちで、最上階の給水圧力を確保するため、塔屋2階以上に設置するか、又は屋上面に架台を設け、高い位置に水槽を設置します。

 それぞれのメリット
直結給水方式のメリット
・水道水が直接届くため、衛生的です。
・貯水槽のスペース・メンテナンスが不要です。
受水槽方式のメリット
・事故や災害時に貯水槽内に残っている水が利用できます。

加圧給水方式の種類

加圧給水方式の制御方式は、主に「定圧給水方式」「減圧弁方式」「インバーター方式」の3つに分けられます。

定圧給水方式：一番シンプルな方式
減圧弁方式：減圧弁により吐出圧力を一定に保ちます。
インバーター方式：インバーターにより末端の圧力を一定に保ちます。

  制御の仕組み
画像をクリックすると説明動画にリンクします。
定圧給水方式（The EBARA Channelより）

減圧弁方式（The EBARA Channelより）

インバーター方式（The EBARA Channelより）

また、運転方式としては「単独運転方式」「自動交互運転方式」「並列交互運転方式」などがあります。

排水ポンプ（水中ポンプ）の種類

排水ポンプは、大きく分けて「水中ポンプ」と「陸上ポンプ」に分類されます。
水中ポンプは、ポンプ本体が水没した状態で使用され、主に汚水や雨水などの排水に使用されます。
一方、陸上ポンプは、ポンプ本体が水面より上に設置され、井戸水や工業用水などの排水に使用されます。
マンションで利用されている排水ポンプは「水中ポンプ」となりますので、ここでは前者についてのみ紹介します。

排水ポンプ（水中ポンプ）は浮きスイッチを利用して水位を感知し、水を自動的に排出する装置です。
排水ポンプに浮き（フロートスイッチ）が取り付けられており、水位が上昇すると浮き上がり、これがスイッチを入れるトリガーとなってポンプが作動します。
水位が下がると浮きが下がり、ポンプが停止します。

排水ポンプ（水中ポンプ）の運転方式には3種類あります。

• 非自動型　フロートスイッチが無く、手動で運転を制御する。
• 自動型　フロートスイッチによって自動で運転を制御する。
• 自動交互型　２台のポンプ、２種のフロートスイッチによって交互に運転を制御する。

自動交互型のしくみはこちらを参照ください（福井ポンプ技研HPより）

ポンプの取り換え時期について

ポンプはいくつかの種類があり、それぞれに耐用年数の目安がありますが、一般的に、建物に使われているポンプの法定耐用年数は7年から15年ほどとされています。

しかし、法定耐用年数はあくまで税務上の取り扱いや償却の基準を示したものであり、実際にはそれを超えて使われているケースもあれば、短いケースもあります。年数を過ぎても使えるからといって、そのままにしておくと、急な故障やトラブルにつながることもあるため注意が必要です。

交換時期を先延ばしするために、交換までの中間時期に消耗部品を取り換える（オーバーホールする）ことが一般的です。

「異音がする」「振動がする」「水の出が悪くなる」「ポンプから漏水する」といった不具合が生じた場合にはポンプが間もなく停止してしまう恐れがあります。交換をご検討ください。

参考①：ポンプおよびポンプ部品の取り換え周期（福井ポンプ技研HPより）
参考②：給水ポンプシステムの保守管理・整備診断について（一般社団法人リビングアメニティ協会）

給水管の種類と耐用年数について

亜鉛メッキ鋼管（耐用年数：15年～20年）

1975年頃まで、給水管は亜鉛メッキ鋼管が使用されてきました。通称「白ガス管」とも言われます。
亜鉛メッキをしているが、鉄でできている為錆びやすく、赤水問題が多く発生しました。
耐用年数の目安は15年～20年です。

硬質塩化ビニルライニング鋼管（耐用年数：15年～25年）

その後、硬質塩化ビニル鋼管が開発されました。これは鋼管の内部に硬質塩化ビニルを使用した配管で、ビニルの耐食性と剛性という長所を併せ持っており、現在も多く使用されています。
1985年頃までは、接手の露出部分によりまだ錆びの問題があり、防食接手が採用される前の耐用年数は一般に15年程度、防食接手が採用された後の耐用年数は一般に25年程度とされています。

硬質塩化ビニルライニング鋼管、いわゆる塩ビ管は、建築・上下水道・農業・土木など幅広い分野で利用されており、一般的なVP・VU、衝撃耐性が強いHIVP,、熱変形・軟化しにくいHTなど様々な種類があります。

樹脂管・ポリエチレン管（耐用年数：30年以上）

平成元年（1989年）以降から登場した素材の給水管で、耐用年数は一般に30年以上とされています。
施工性とメンテナンス性が良い事から近年のマンションでは多く採用されています。

ステンレス管（耐用年数：100年）

2000年頃から採用され始めた配管です。高価ですが、最も耐用年数が長く、使用条件にもよりますが、耐用年数は一般的に100年や半永久的と言われています。ただし、完全にメンテナンスフリーというわけはなく、接手にはパッキンが使用されており、30年程度でパッキンの修理が必要です。

排水管の種類と耐用年数について

排水用鋳鉄管（耐用年数40年）

明治の時代から利用されている、歴史の古い配管です。
昭和30年代からは、強度や靭性（ねばり強さ）を向上させたダクタイル鋳鉄管が主流になっていきます。

鋳鉄とは

鉄に含まれる炭素量によって変わる鉄の呼称。 炭素がほとんど含まれていないものは「純鉄」、炭素量が0.02％〜2.14％のものは「鋼鉄」、炭素量が多い2.1％〜6.67％のものは「鋳鉄」と呼ばれています。 炭素量が増えるほど、鉄は硬くなり強度が増していきます。

亜鉛メッキ鋼管（耐用年数：20年～25年）
1990年頃まで使用されていた配管で、鋼管の内外面ともに亜鉛メッキが施されているだけなので、腐食が生じやすく、最近の新築マンションでは使用されていません。

排水用硬質塩化ビニルライニング鋼管（耐用年数：30年）
鋼管の内面に塩化ビニルをライニングされた、昭和60年代から現在まで使用されている排水管です。

定水位弁（FMバルブ）・逆止弁（チャッキ弁）とは

定水位弁とは、マンション貯水槽の水量が常に適量であるように調整するために用いられるバルブです。（※「ＦＭバルブ」は㈱ＦＭバルブ製作所の製品名です。）

水面制御のために使用されるものとしては、トイレのタンクなどで広く用いられているボールタップがありますが、マンション受水槽のように大きなタンクで用いると弁の全開時には流量が多いため、水道引き込み管側（水道本管側）が水圧低下し近隣の建物に対する給水に悪影響を与え、またウォーターハンマーを発生させる恐れがあります。

これを是正するために用いられるのが定水位弁です。
定水位弁は主弁と副弁（パイロット弁）に分かれ、主弁はタンクの外部で水道本管と接続され、パイロット弁はタンクの内部に取り付け、タンク内水面の上下によってパイロット弁が開閉し、パイロット弁の開閉によって主弁が作動します。主弁をタンクの外に設置できるため、保守点検が容易で、水面制御に広く用いられています。

定水位弁参考：㈱アイエス工業所ＨＰ

パイロット弁としてはボールタップが用いられるものと、電磁弁＋電極棒方式のものがあります。

電極棒参考：㈱アクアＨＰ「給水ポンプに使用される電極」

逆止弁は、水などの流体の逆流を防ぐ目的で配管に取り付けられます。
英語でcheck（せき止める）＋valve（弁）という意味から「チャッキバルブ（チャッキ弁）」とも呼ばれています。
構造によりいくつかの種類に分けられますが、ポンプが始動すると流体の流れる圧力によって弁体が開かれ、停止すると逆流しようとする流体の圧力などにより自然に閉鎖する仕組みとなっています。

給水ポンプの出口に設置され、給水ポンプ停止後に他系統で運転している給水ポンプからの流体逆流を防ぎ、設備の損傷を防止します。

メカニカルシールとは

メカニカルシールとは、簡単に言うと、ポンプの軸部分から水が漏れないように使われている部品です。

ヤクルトをポンプ本体、ストローをポンプの軸として、ヤクルトの中心にスポッとストローを刺し、横にすると、おそらくヤクルトは漏れてくるでしょう。
漏れないために、シール（ゴム状のもの）をうちましょう（これがグランドパッキン）。
これで漏れてくることはありませんが、ストローを回すとシールは劣化しますし、ストローは摩擦で回しづらいです。
そこでメカニカルシール、その名の通り、メカニックなシールをヤクルト（本体側）とストロー（軸側）にとりつけます。
メカニカルシールは、絶妙な隙間が設けられており、ヤクルトが漏れず、かつストローを高速で回転させることができるのです。

参考☞　イーグル工業株式会社のメカニカルシールに関するページ（わかりやすい・図もあり！）

参考：イーグル工業株式会社HP「メカニカルシールとは」

配管継ぎ手について

給水管は1975年頃まで亜鉛メッキ鋼管が使用されていましたが、錆びやすいという欠点があり、その後、硬質塩化ビニルライニング鋼管が使用されはじめました。
しかし、1985年頃まで使用されていた継手では、ねじ部分の錆びやすいという弱点があり、その後これを考慮した管端防食継手が開発されました。
近年ではメカニカル継手（差込継手）という、ねじ込みではなく、機械的な方法で接続するものが普及しています。

各種配管継手の名称について
継手にはさまざまな形状があり、それぞれ名称が違います。
主なものを以下に紹介します。

エルボ	90度に曲げる外ネジ同士の接続に
ソケット	外ネジ同士の接続に
チーズ	Ｔ字に分岐する外ネジ同士の接続に
ストリートエルボ	90度に曲げる外ネジと内ネジの接続に
ブッシング	径が違う外ネジと内ネジの接続に
ユニオン1	ユニオン式の組立管継手・配管途中の外ネジ同士の接続に
キャップ	外ネジのエンドキャップとして
プラグ	内ネジのエンドブラグとして

1. 接続する一方の管端にユニオンねじ，他方の管端にユニオンつばを取り付け，両者にまたがってユニオンナットをはめて接続する管(くだ)継手。接続や分離の際，ユニオンナットだけを回せばよく，管を回す必要のないのが特長。（コトバンク） ↩︎