排水通気設備の計画|排水の種類・通気方式・地階の汚水槽の考え方
結論から言うと、排水設備の計画は「排水を種類ごとに正しく分けて流すこと」「通気管で管内の圧力変動を逃がして封水を守ること」「自然に流れない場所(地階など)は排水槽とポンプで強制的にくみ上げること」の3点が柱になります。封水そのものの仕組みは排水トラップと通気の基礎で解説していますので、この記事では建物全体の系統をどう組み立てるかという計画側の視点に絞って整理します。
基本設計の段階でこれらの方針を決めておかないと、実施設計以降で配管ルートや機械室の面積が足りなくなるといった手戻りにつながります。給水設備の計画については給水設備の計画もあわせてご覧ください。
排水の種類と分流・合流の考え方
建物から出る排水は、性質によっていくつかの種類に分けて扱うのが基本です。同じ「排水」でも、行き先や処理の必要性が異なるため、計画の初期段階でどう系統分けするかを決めておく必要があります。
| 排水の種類 | 内容の例 | 主な考え方 |
|---|---|---|
| 汚水 | 便器からの排水 | し尿を含むため、下水道の汚水管や浄化槽へ確実に導く |
| 雑排水 | 洗面・厨房・浴室・洗濯機などの排水 | 汚水ほどではないが油分・固形物を含みやすく、厨房系は油脂分離(グリース阻集器)などの処理が絡むことがある |
| 雨水 | 屋根・バルコニー・敷地の雨水 | 汚染されていない排水として扱い、雨水管や雨水桝を経て下水道・河川・浸透施設などへ導く |
| 特殊排水 | 実験排水・厨房の高濃度排水など用途固有の排水 | 一般排水系統にそのまま流さず、必要に応じて中和・除害処理をしてから放流する |
下水道の整備状況によって「汚水と雑排水をまとめて『汚水』として1系統で流す合流式」と、「雨水だけは別系統にして雨水管に流す分流式」という区分もよく使われます。どの方式を選ぶかは自治体の下水道条例や排水基準に従うことになるため、計画の早い段階で所轄の下水道担当部局に確認しておくのが実務上のポイントです。雨水を汚水系統に混ぜてしまうと、下水処理場の負荷が急増する原因になるため、多くの自治体で雨水の分流が求められています。
通気設備の役割と主な通気方式
排水管は、器具から水が流れ出るたびに管内の空気の圧力が変化します。この圧力変化が大きいと、排水トラップに溜まっている封水が吸い出されたり吹き返されたりして、下水からの臭気やガスが室内に上がってくる原因になります(封水切れの詳しい仕組みは排水トラップと通気の基礎を参照してください)。
これを防ぐために、排水管の系統には必ず通気管を組み合わせて計画します。通気管は排水管の途中や上部から分岐し、屋外や屋上まで立ち上げることで外気を取り込み、排水時の圧力変化を緩和する役割を持ちます。建物の規模や器具の配置によって、いくつかの通気方式が使い分けられます。
| 通気方式 | 概要 | 主に採用される場面 |
|---|---|---|
| 各個通気方式 | 器具ごとのトラップから個別に通気管を立ち上げる方式 | 圧力変動を最も確実に緩和できるが、配管本数が多くなる |
| ループ通気方式 | 複数の器具の排水管をまとめてから1本の通気管でループ状に処理する方式 | 集合住宅やオフィスの共用系統など、器具がまとまって配置される場面で多く採用される |
| 伸頂通気方式 | 排水立て管をそのまま延長して屋上まで立ち上げ、通気管を兼ねさせる方式 | 戸建て住宅や小規模建物など、通気専用の配管スペースを別途確保しにくい場面 |
いずれの方式も「排水管内の空気の逃げ道を確保する」という目的は共通ですが、確保できる通気の効果や、必要な配管スペース・コストが異なります。基本設計の段階では、建物の規模・器具の配置・機械室や配管シャフトのスペースを踏まえて、どの方式を基本とするかを早めに方向づけておくと、実施設計以降の配管ルート検討がスムーズになります。
トラップの計画上の注意点
排水トラップの封水を維持するための構造的な注意点として、計画段階で押さえておきたいものを整理します。詳しい原理は排水トラップと通気の基礎に譲り、ここでは設備計画として気をつけるべき点に絞ります。
- 二重トラップの禁止: 1つの排水系統にトラップを直列に2つ以上設けると、トラップに挟まれた区間の空気の逃げ場がなくなり、排水の流れそのものが悪くなります。器具に内蔵されたトラップ(洗濯機用防水パンなど)と、床側の排水口のトラップが重複していないか、系統全体で確認することが実務上のポイントです。
- 自己サイホン作用への配慮: 器具の排水口の形状や排水管の勾配によっては、排水時に封水まで一緒に吸い出されやすくなります。器具の選定や配管ルートの検討段階で、極端に長い横引き管や急な勾配変化を避けるといった配慮が求められます。
- 通気管の取り出し位置: 通気管は、トラップのすぐ下流側から取り出すのが基本の考え方です。取り出し位置が遠すぎると、圧力変化を緩和する効果が薄れてしまいます。
地階の排水計画:排水槽とポンプ
建物の地階(地下階)やピットなど、下水道や敷地内の排水管より低い位置にある排水は、重力だけで自然に流すこと(自然流下)ができません。この場合は、いったん排水を溜めてからポンプで強制的にくみ上げる方式が基本の考え方になります。
排水槽の種類
排水の性質によって、槽を分けて計画するのが一般的です。
| 排水槽の種類 | 溜める排水 | 計画上の留意点 |
|---|---|---|
| 汚水槽 | 地階の便器などからの汚水 | し尿を含むため、悪臭対策・通気の確保が特に重要 |
| 雑排水槽 | 地階の厨房・洗面・機械室ドレンなどの雑排水 | 厨房系統は油脂分・固形物によるポンプの詰まりに注意 |
| 湧水槽 | 地下躯体からの湧水・地下水 | 汚水・雑排水とは別系統として扱うのが基本 |
排水ポンプの計画
排水槽に溜まった排水は、水中ポンプでくみ上げて敷地内の排水管や下水道に接続するのが一般的です。計画段階では、次のような考え方が基本になります。
- 交互運転・並列運転: 排水ポンプは1台だけで計画すると、故障時や点検時に排水できなくなるため、2台以上を設置し、通常は交互に運転させ、流入量が多いときは並列で同時運転させる方式が広く採用されています。
- 満水警報: ポンプの能力を超える流入があった場合や、ポンプ自体が故障した場合に備えて、槽内の水位が異常に上昇したことを検知する満水警報(高水位警報)を設けるのが基本の考え方です。中央監視室や管理人室などへ異常を知らせる仕組みとあわせて計画します。
- 槽の容量・ポンプの起動水位: 排水槽の容量やポンプの起動・停止水位は、流入する排水量とポンプの能力のバランスで決まります。槽が小さすぎるとポンプの発停が頻繁になって寿命を縮め、大きすぎると排水が槽内に長時間滞留して悪臭や腐敗の原因になるため、適切なバランスを設計者が検討する必要があります。
なお、排水槽・排水ポンプの具体的な仕様や容量の算定は、建物の規模や用途、所轄自治体の基準によって異なります。実際の設計にあたっては、必ず設計者・所轄官庁に確認しながら進めてください。
排水勾配・管径の基本的な考え方
排水管は、自然流下で確実に排水を流すために、管の太さと勾配のバランスを考えて計画します。
- 勾配: 排水管は水平に近すぎると流速が不足して固形物が管内に残りやすくなり、逆に急すぎると水だけが先に流れて固形物が取り残される(という現象が起きやすくなる)ため、管径に応じた適切な勾配を確保するのが基本の考え方です。一般に、管径が細いほど勾配を急に、管径が太いほど緩やかな勾配でも流速を確保しやすいとされています。
- 管径: 器具の種類や接続する器具の数(排水負荷単位という考え方で評価されることが多い)に応じて、必要な管径を決めていきます。管径を必要以上に細くすると詰まりの原因になり、逆に太くしすぎると流速が不足して固形物が沈殿しやすくなるため、実務では標準的な設計資料や所轄基準に基づいて選定します。
具体的な勾配・管径の数値は建物の用途や自治体の基準によって幅があるため、この記事では踏み込みません。実際の設計では、設計者が最新の設計指針・所轄官署の基準を確認しながら決定することになります。
掃除口・排水桝などメンテナンスへの配慮
排水設備は、竣工後の維持管理のしやすさが計画段階の質を大きく左右します。次のような点をあらかじめ盛り込んでおくと、日常の点検・清掃がスムーズになります。
- 掃除口(そうじぐち)の配置: 排水管が曲がる箇所や合流する箇所には、詰まりを取り除くための掃除口を設けておくのが基本の考え方です。天井裏や床下など、点検口からアクセスできる位置に計画することが重要です。
- 排水桝の設置間隔: 屋外の排水管には、一定の間隔ごとに排水桝(ます)を設け、管内の点検・清掃がしやすいようにします。管が曲がる箇所や合流する箇所には、原則として桝を設けるのが基本です。
- 排水槽・ポンプ室の点検スペース: 地階の排水槽やポンプ室は、ポンプの引き上げ・交換や槽内の清掃ができるだけのスペースと、換気・臭気対策を計画段階で確保しておく必要があります。狭いピットに槽とポンプを詰め込みすぎると、竣工後の維持管理で苦労することになります。
実務チェックリスト
- 汚水・雑排水・雨水を敷地の下水道条例に沿って正しく系統分けしているか
- 厨房などの特殊排水について、必要な除害処理(グリース阻集器など)を計画に盛り込んでいるか
- 建物の規模・器具配置に応じた通気方式(各個通気・ループ通気・伸頂通気)を選定しているか
- 二重トラップになっている箇所がないか、系統全体で確認したか
- 地階の排水を自然流下できない箇所を洗い出し、排水槽・ポンプの計画に反映しているか
- 排水ポンプは交互運転・並列運転が可能な台数構成になっているか、満水警報を計画しているか
- 排水槽の点検・清掃スペース、換気・臭気対策を確保しているか
- 掃除口・排水桝を、点検しやすい位置・間隔で配置しているか
よくある質問
通気管を省略すると、必ず封水切れが起きますか?
通気管がまったくないと圧力変化が緩和されず、封水切れが起きるリスクは高くなりますが、器具の使用頻度や配管ルートによって程度は変わります。とはいえ通気管は排水設備の基本的な構成要素であり、省略を前提に計画することは基本的にありません。
汚水槽と雑排水槽は必ず分けなければいけませんか?
建物の規模や用途、所轄基準によって扱いが異なります。小規模な建物では1つの槽にまとめて計画される場合もありますが、し尿を含む汚水と、それ以外の雑排水では悪臭・処理の考え方が異なるため、可能であれば分けて計画するのが望ましいという考え方が一般的です。最終的には設計者・所轄官署との協議で決めることになります。
排水ポンプは1台では計画できませんか?
故障や点検の際に排水できなくなるリスクがあるため、実務上は2台以上を設置し、交互運転・並列運転できる構成にするのが基本の考え方です。建物の重要度や排水量によっては、さらに予備を含めた台数構成が検討されることもあります。
排水管の勾配は急なほど良いのですか?
そうとは限りません。勾配が急すぎると、水だけが先に流れてしまい、固形物が管内に取り残されやすくなることがあります。管径に応じたバランスの取れた勾配を確保することが、詰まりを防ぐうえで重要です。
まとめ
- 排水は汚水・雑排水・雨水・特殊排水に分けて考え、下水道条例に沿った系統分け(分流・合流)を計画する
- 通気管は排水時の圧力変化を緩和し、封水切れを防ぐための重要な設備で、各個通気・ループ通気・伸頂通気などの方式がある
- 二重トラップの禁止や自己サイホン作用への配慮など、トラップ周りの計画上の注意点を押さえる
- 地階など自然流下できない排水は、汚水槽・雑排水槽と排水ポンプ(交互運転・並列運転・満水警報)で対応する
- 排水勾配・管径はバランスが重要で、具体的な数値は設計資料・所轄基準に基づいて決定する
- 掃除口・排水桝・点検スペースなど、竣工後の維持管理を見据えた配慮を計画段階から盛り込む
排水通気設備の計画は、日常はほとんど意識されない裏方の設備ですが、系統分けや通気方式、地階の排水槽の計画が不十分だと、竣工後に臭気や詰まりといった形で問題が表面化しやすい分野です。基本設計の早い段階で、建物の用途・規模に応じた方針を関係者と共有しておくことが、後々のトラブルを防ぐ近道になります。なお、本記事の内容は執筆時点における一般的な考え方の整理であり、実際の設計にあたっては必ず所轄官署・設計者に最新の基準を確認してください。
あわせて読みたい
- #給排水衛生設備
- #排水設備
- #通気設備
- #排水槽
- #基本設計
関連記事
給排水設備のBCPと耐震対応|断水・停電に備える設備計画の考え方
地震や停電、断水が発生しても建物としての最低限の機能を保つために、給排水設備の設計段階でどこまで備えておくべきかを、配管の耐震、水源の確保、排水側の対応まで含めて整理します。
給水設備の計画|給水方式の種類・節水・水質保全の考え方
建物に安全な水を必要な量・圧力で届ける給水設備は、方式選びと衛生管理の両方が重要です。給水方式の種類の比較や、クロスコネクション防止、受水槽の衛生管理、節水の考え方を実務目線で整理します。
給湯設備の計画|局所式と中央式、省エネ手法の考え方
給湯設備の役割や必要給湯量の考え方から、局所式と中央式の違い、循環配管・レジオネラ対策、省エネ手法、安全対策までを整理して解説します。