基本設計電気設備

中央監視設備と幹線設備の計画｜建物の電気をどう配り、どう見張るか

公開: 2026年7月7日

結論から言うと、幹線設備は建物の電気を「運ぶ」ための太い動脈であり、中央監視設備は建物の設備全体を「見張る」ための神経系にあたります。この2つは役割がまったく異なりますが、どちらも基本設計の早い段階でルートと容量の見通しを立てておかないと、あとから修正がきかない、あるいは追加コストが大きくなりやすい設備です。

この記事では、分電盤とブレーカーの基礎や受変電設備の基礎で扱った「電気をどう受け入れ、どう分けるか」の続きとして、受変電設備から各階の分電盤・動力盤まで電気を届ける幹線設備の考え方と、建物全体の設備を集中管理する中央監視設備の仕組みを、基本設計の視点で整理します。

幹線設備とは何か

幹線設備とは、受変電設備（電力会社から届いた高い電圧の電気を、建物内で使える電圧に変換する設備）から、各階に設置された分電盤や動力盤まで電気を運ぶための、太い電路（ケーブルや母線などの通り道）のことです。

住宅でいえば、電力会社から届いた電気を分電盤の中で各部屋の回路に振り分ける手前の「引込線」に近い役割を、建物単位で拡大したものが幹線設備だとイメージすると分かりやすいです。ビルや図書館のような大規模施設では、受変電設備は地下や1階の電気室に1か所だけ設置し、そこから各階・各系統に向けて幹線を伸ばしていく構成が一般的です。

幹線は建物の血管にあたるため、途中で容量が足りなくなったり、ルートを塞がれたりすると、その先にあるフロア全体の電気が使えなくなってしまいます。そのため基本設計の段階で、どこにどれだけの太さの幹線を、どのルートで通すかを大枠で決めておくことが重要になります。

幹線を計画するときの4つの視点

幹線設備の設計では、主に次の4つの視点で検討が進められます。

検討項目	何を確認するか	実務上のポイント
電圧降下	幹線が長くなるほど、途中で電圧が下がってしまう現象をどこまで許容するか	高層階や離れた棟など、幹線が長くなる経路ほど太いケーブルが必要になりやすい
許容電流	ケーブルや母線が安全に流せる電流の上限を超えていないか	将来の負荷増加も見込んだ上で、余裕を持った太さ・本数を選定する
将来増設の余裕	竣工後に空調機器やコンセント、EV充電設備などが増える可能性	幹線本体だけでなく、ラックやピットの空きスペースにも余裕を持たせる
ルート・EPS	幹線をどの経路で、どの縦シャフトを通して各階に届けるか	建築計画（間仕切り変更や用途変更）の影響を受けやすいため早期に位置を固める

このうち電圧降下と許容電流は、幹線の太さ（電線の断面積）を決める土台になる考え方です。幹線が長く、流れる電流が大きいほど、電圧降下や発熱の影響が大きくなるため、経路の長さと想定される負荷の大きさをセットで確認しながら太さを決めていくのが基本の考え方です。

将来増設の余裕は、竣工時点では使い切らない容量をあえて残しておく、という考え方です。テナントビルや図書館のように、竣工後に用途変更やレイアウト変更が起こりやすい建物ほど、この余裕をどこまで見込むかが実務上のポイントになります。ここは施主の将来計画によって判断が変わるため、設計者と施主の間で早めにすり合わせておくことが望まれます。

分電盤・動力盤への分配

幹線で各階まで運ばれた電気は、その階に設置された分電盤や動力盤で、それぞれの用途に応じた回路に分配されます。分電盤は主に照明・コンセントなど比較的容量の小さい負荷向け、動力盤はポンプや空調機など出力の大きいモーター負荷向け、という役割分担が一般的です。

住宅用の分電盤の基本的な考え方（アンペアブレーカー・漏電ブレーカー・安全ブレーカーの役割分担）は分電盤とブレーカーの基礎で詳しく解説していますが、大規模施設では、この分電盤・動力盤が各階・各系統に多数設置され、それぞれが幹線からの分岐点になります。

分電盤・動力盤の設置場所は、幹線ルートと合わせて計画されるのが基本です。各階の同じ位置（多くはEPS付近）に積み重ねるように配置しておくと、幹線の縦シャフトを一直線に通しやすく、将来の点検・改修の際にも位置が分かりやすいというメリットがあります。

ケーブルの種類とEPS（電気シャフト）の配置

幹線に使われるケーブルにはいくつかの種類があり、流す電流の大きさや施工条件によって使い分けられます。

ケーブル・配線方式	特徴	主な用途
一般的な電力ケーブル	比較的施工しやすく、幅広い容量に対応	中小規模の幹線、分岐回路
バスダクト（金属製の箱状の導体）	大電流に対応しやすく、途中での分岐・増設がしやすい	大規模建物の幹線、将来増設が見込まれる系統
ケーブルラック上の多条布設	複数のケーブルをまとめてラックに並べて敷設	EPSやピット内での幹線・弱電線の集約

これらのケーブルは、EPS（電気シャフト、Electric Pipe Shaftの略で各階を垂直に貫く電気配線専用の縦穴）やケーブルラック、床下のピット（配線・配管用に設けられた溝や空間）を通って各階に届けられます。EPSは各階同じ位置に設けるのが基本で、位置がずれると幹線ルートが曲がりくねり、電圧降下や施工性の面で不利になります。

EPS内は幹線ケーブルだけでなく、弱電設備（後述する中央監視の配線や通信ケーブルなど）も同居することが多いため、将来の増設分も見込んだ余裕あるスペース確保が、基本設計の段階での重要な検討事項になります。

中央監視設備（BAS/BEMS）とは

中央監視設備とは、建物内にある空調・電気・給排水などさまざまな設備の運転状態を、1か所（中央監視室や管理事務室など）でまとめて監視・制御する仕組みのことです。BAS（Building Automation System）やBEMS（Building Energy Management System、建物のエネルギー使用状況を計測・管理する仕組み）と呼ばれることもあり、監視に加えて省エネの管理まで担う場合はBEMSと呼ばれることが多くなっています。

大規模な建物では、空調機・ポンプ・照明・受変電設備・給排水設備などが各所に分散して設置されており、それぞれを個別に見回って確認するのは手間がかかります。中央監視設備は、各設備に取り付けたセンサーや制御盤からの信号を通信線でつなぎ、中央の監視盤やパソコン画面に集約することで、管理担当者が1か所に居ながら建物全体の状態を把握できるようにする仕組みです。

中央監視設備でできること

中央監視設備の主な機能は、次のように整理できます。

運転状態の監視: 空調機やポンプが正常に動いているか、電気設備に異常がないかをリアルタイムで確認する
警報の集約: 火災報知設備や漏水検知、機器故障などの警報を中央監視室に集約し、異常発生時に素早く気づけるようにする
スケジュール制御: 空調や照明の運転時間をあらかじめ設定し、営業時間外の自動停止など省エネにつながる運用を行う
エネルギー計測（見える化）: 電力・ガス・水などの使用量を計測し、フロアや設備ごとの使用状況を数値やグラフで見える化する

このうちエネルギー計測は、単に数値を記録するだけでなく、「どのフロア・どの設備が多くエネルギーを使っているか」を把握し、省エネ施策の優先順位をつけるための土台になります。使用量が見える化されて初めて、無駄な運転時間の削減や、機器の入れ替え検討といった具体的な対策につながっていく、というのが実務上の流れです。

図書館など大規模施設での中央監視のメリット

図書館のような大規模で公共性の高い施設では、空調・照明・給排水・防災設備など監視すべき対象が多岐にわたる一方、常駐できる管理人員には限りがあります。こうした施設で中央監視設備が果たす役割は特に大きくなります。

主なメリットとして、まず省人化が挙げられます。各設備を個別に見回る必要がなくなり、少人数の管理体制でも建物全体の状態を把握できるようになります。次に省エネです。開館・閉館時間に合わせた空調・照明のスケジュール制御や、使用量の見える化による無駄の発見は、運用コストの削減に直結します。さらに故障の早期発見も重要なメリットです。異常が発生した際に警報が中央に集約されることで、利用者や職員が気づく前に管理担当者が対応を始められ、大きな故障やサービス停止に至る前に対処しやすくなります。

図書館のように長時間・多くの利用者が滞在する施設では、空調や照明のトラブルが利用者の快適性に直結しやすいため、こうした早期発見の仕組みは施設全体の運用品質を支える基盤の1つになります。

BEMSとZEB・省エネ基準（BEI）との関係

中央監視設備、特にBEMSによるエネルギー計測は、建物の省エネ性能を評価する上でも重要な役割を持ちます。BEI（Building Energy Index、建物の一次エネルギー消費量を基準値と比較して評価する指標）のような省エネ基準は、設計段階での計算値がベースになりますが、実際の運用段階でその計算通りの省エネ性能が発揮されているかを確認するには、BEMSによる実測データが欠かせません。

ZEB（ネット・ゼロ・エネルギー・ビル、建物で消費するエネルギーを省エネと創エネで実質ゼロに近づける考え方）を目指す建物では特に、設計時の省エネ計算だけでなく、竣工後の運用でも継続的にエネルギー使用量を計測・改善していく体制が求められます。BEMSはこの運用段階での「見える化」と「継続的な改善」を支えるインフラという位置づけになります。ZEBやBEIの考え方についてはBEIと省エネ基準で詳しく解説しています。

実務チェックリスト

受変電設備から各階までの幹線ルートとEPSの位置を、建築計画（間仕切り・用途変更の可能性）と早期にすり合わせたか
幹線の太さを決める際、現状の負荷だけでなく将来増設分の余裕を見込んだか
EPS・ラック・ピットに、幹線以外の弱電線（中央監視配線など）を含めた将来の増設スペースを確保したか
分電盤・動力盤の設置位置が、各階で揃っており、幹線ルートが一直線に近い形で通せるか
中央監視設備で監視・警報の対象とする設備の範囲を、施主・維持管理担当者と早期にすり合わせたか
エネルギー計測（見える化）の粒度（フロア別・用途別など）を、竣工後の省エネ運用を見据えて決めたか
BEMSのデータが、ZEBやBEIなど求められる省エネ評価・報告と連携できる形になっているか

よくある質問

幹線設備と分電盤は何が違うのですか

幹線設備は受変電設備から各階まで電気を「運ぶ」太い電路そのものを指し、分電盤はその幹線から届いた電気を各部屋・各回路に「分配」する箱を指します。幹線が動脈、分電盤がその先の毛細血管への分岐点、とイメージすると分かりやすいです。

中央監視設備はどんな建物にも必要ですか

小規模な建物では設置しないことも多く、必須ではありません。ただし延床面積が大きく、設備の数や種類が多い建物、あるいは省人化や省エネの効果が大きく見込める施設では、費用対効果の面で導入が検討されることが多くなります。実際の導入可否は、施設の規模・用途・維持管理体制を踏まえて設計者と相談しながら判断するのが基本です。

BASとBEMSは同じものですか

BASは設備の監視・制御に重点を置いた仕組み全般を指す言葉として使われ、BEMSはそのうちエネルギー使用量の計測・管理に重点を置いたものを指すことが多い、という使い分けがされる場合があります。ただし現場によって呼び方の範囲は異なるため、案件ごとに指している機能の範囲を確認しておくと安心です。

幹線の容量はあとから増やせますか

物理的な上限の範囲内であれば、機器の交換や配線の増設で対応できる場合があります。ただし幹線本体の交換や、EPS内のスペース不足で新しいケーブルが通せない場合は、大掛かりな工事が必要になることもあります。将来の増設可能性がある場合は、基本設計の段階で余裕を見込んでおくことが望まれます。

まとめ

幹線設備は受変電設備から各階の分電盤・動力盤まで電気を運ぶ太い電路で、電圧降下・許容電流・将来増設・ルートの4点が主な検討項目
EPS（電気シャフト）は各階同じ位置に設けるのが基本で、幹線ルートの効率と将来の増設余地を左右する
中央監視設備（BAS/BEMS）は、建物内の空調・電気・給排水などの設備を1か所で監視・制御する仕組み
運転状態監視・警報集約・スケジュール制御・エネルギー計測（見える化）が主な機能
図書館など大規模施設では、省人化・省エネ・故障の早期発見の面で中央監視設備のメリットが特に大きい
BEMSによるエネルギー計測は、ZEBやBEIなど省エネ評価の「運用段階での裏付け」としても重要な役割を持つ

幹線設備と中央監視設備は、どちらも竣工後に目立つ存在ではありませんが、建物の電気をどう届け、どう見守るかという、設備計画の土台を支えるインフラです。基本設計の早い段階で、将来の使い方まで見据えた余裕を持たせておくことが、長期的な運用のしやすさにつながります。