小規模建物の給水引込管口径の検討方法（直圧直結給水方式の場合）

2023年2月2日2023年2月9日

この記事では、給水用具の設置位置が２階以下の住宅や共同住宅に直圧直結給水方式で給水の引込みを行う場合の給水引込管の口径を予想するための計算方法について解説します。

この記事の説明は、建物の設計の初期段階にあたって意匠設計者が簡易的に設備設計（直圧直結給水方式の引込口径の検討）を行う場合の参考資料程度とお考えください。
より正確な基準や詳しい情報については設備設計者や専門書をご参照願います。
引込管口径の検討や量水器の選定には本来水理計算が必要ですが、この記事ではあくまでも給水用具の高さが２階建て以下にある小規模な住宅や共同住宅を扱うため、水理計算のうち水頭計算を省略しています。
水頭計算も含めた水理計算は別記事にて解説しますのでご了承ください。

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引込管口径は計画使用水量を基準に予想する

給水引込管の口径は「計画使用水量」を基準に選定します。
計画使用水量は、給水方式により取り扱う数値が変わり、また建物の用途によっても計算方法が変わります。

直結式の場合は「同時使用水量」を「計画使用水量」として扱い、貯水槽式の場合は「計画１日使用水量」を「計画使用水量」として扱います。

「計画使用水量」「同時使用水量」「計画１日使用水量」とは？

計画使用水量とは、給水装置工事の対象となる給水装置に給水される水量をいい、給水装置の給水管の口径の決定等の基礎となるものである。

同時使用水量とは、給水装置工事の対象となる給水装置内に設置されている給水用具のうちから、いくつかの給水用具を同時に使用することによってその給水装置を流れる水量をいい、一般に計画使用水量は同時使用水量から求められる。

計画一日使用水量とは、給水装置工事の対象となる給水装置に給水される水量であって、一日当たりのものをいう。計画使用水量は、受水槽式給水の場合の受水槽の容量の決定等の基礎となるものである。

厚生労働省　給水装置標準計画・施工方法　「用語の定義」より抜粋

計画使用水量は、給水管の口径、受水槽容量といった給水装置系統の主要諸元を計画する際の基礎となるものであり、建物の用途及び水の使用用途、使用人数、給水栓の数等を考慮した上で決定すること。

同時使用水量の算定に当たっては、各種算定方法の特徴を踏まえ、使用実態に応じた方法を選択すること。

厚生労働省　給水装置標準計画・施工方法　「計画使用水量の決定」より抜粋

計画使用水量＝同時使用水量の算出（直結給水方式の場合）

同時使用水量の算出方法

前項目の説明で、直結給水方式の場合の計画使用水量は同時使用水量であることがわかりました。
同時使用水量の算出は建物の用途により適正な計算方法を使用します。

住宅の場合は、２種類の計算方法があり、共同住宅の場合は主に３種類の計算方法がありますが、今回は意匠設計者が計画の初期段階で簡易的に給水引込管の口径に目星をつけるのが目的なので、より簡単な方法を選択します。

　給水用具の設置位置が２階以下の住宅・・・同時使用率を使用した算出方法を選択
　給水用具の設置位置が２階以下の低層共同住宅・・・戸数から予測する算出方法を選択

引込管口径の選定方法（住宅の場合）

同時使用率を使用して、住宅の場合の計画使用水量（同時使用水量）を算出し、引込管の口径を選択する手順を説明いたします。

同時に使用する給水用具を設定して算出する方法（同時使用率を使用）

同時使用率を使用して同時使用水量を計算します。

この計算方法は建物に設置する給水用具の総数がわかれば計算することができる簡単な計算方法です。
精度は多少落ちますが、建物内の具体的な管路が決定していない設計の初期段階には最適な計算方法と言えます。

同時使用水量（ℓ/min）＝　同時に使用する給水用具の水量の和

計算手順

建物の給水用具の総数から、下に添付した「表１　同時使用率を考慮した給水用具数」を使って、同時に使用する給水用具数を求めます。
同時に使用する給水用具数に従って、「表２　種類別吐水量とこれに対応する給水器具の口径」内の任意の給水用具を選び、それぞれの使用水量を合算します。

この数値が同時使用水量となります。

ごくごく簡単ですが、念のため計算例を示します。

同時使用水量の計算例

戸建住宅で給水用具数の合計数が８個の場合を想定します。
仮に、キッチン、浴槽、シャワー、洗面台、洗濯機、トイレ、給湯器、散水栓の８つの給水用具があると想定します。
（※ 自治体によっては散水栓は利用頻度が少ないので給水用具の合計数に含めない場合もあります。）

給水用具数の合計数が８個の場合は、「表１　同時使用率を考慮した給水用具数」より、同時に使用する給水用具数は３個となります。
次に「表２　種類別吐水量とこれに対応する給水器具の口径」より、実態に合わせた給水用具を３つ選びます。
台所流し、洗濯流し、洗面器を同時に使用することを想定して、それらを選択し、それぞれの使用水量を合算します。
（使用水量に幅がありますが、同時に全開で使用することは考えられないので、最小値を用いて問題ないかと思います）

同時使用水量（ℓ/min）＝　12（台所流し）+ 12（洗濯流し）+ 8（洗面器) = 32 ℓ/min

この戸建住宅の同時使用水量は　32ℓ/min であるという結果を得ました。
そして、直結給水方式の場合、この数字がそのまま計画使用水量となります。

表１　同時使用率を考慮した給水用具数
厚生労働省「水道施設設計指針 2012」より抜粋

総給水用具数（個）	同時に使用する給水用具数（個）
１	1
２～４	2
５～１０	3
１１～１５	4
１６～２０	5
２１～３０	6

表３　給水用具の標準使用水量（参考）
厚生労働省「水道施設設計指針 2012」より抜粋

給水器具の口径	標準使用流量(ℓ/分）
１３	１７
２０	４０
２５	６５

表２　種類別吐水量とこれに対応する給水用具の口径　厚生労働省「水道施設設計指針 2012」より抜粋

用途	使用水量（Ｌ／min）	対応する給水用具の口径（mm）	備考
台所流し	１２～４０	１３～　２０
洗たく流し	１２～４０	１３～　２０
洗面器	８～１５	１３
浴槽（和式）	２０～４０	１３～　２０
浴槽（洋式）	３０～６０	２０～　２５
シャワー	８～１５	１３
小便器（洗浄タンク）	１２～２０	１３
小便器（洗浄弁）	１５～３０	１３	１回（4〜6秒）の吐水量2〜3Ｌ
大便器（洗浄タンク）	１２～２０	１３
大便器（洗浄弁）	７０～１３０	２５	１回（8〜12秒）の吐水量13.5～16.5Ｌ
手　洗　器	５～１０	１３
消火栓（小型）	１３０～２６０	４０～　５０
散水	１５～４０	１３～　２０
洗車	３５～６５	２０～　２５	業務用

同時使用水量より引込管口径を算出する(住宅の場合）

同時使用水量（計画使用水量）がわかれば、必要な引込管の口径を算出できます。

本来の水理計算について

本来の水理計算であれば、次の手順として計画使用水量を元に水頭計算を行い、適切に給水用具が使用できるか、各区間において適正な流速となっているかを計算する必要があります。
繰り返しの説明になりますが、この記事においては、意匠設計者が設計の初期段階で簡易的に給水引込管の口径を調べるための計算になりますので、水頭計算を省略させていただきます。
水頭計算も含めた正しい手順については、別記事にて解説いたします。

水頭とは、単位体積重量当たりの水の持つエネルギーであって、高さの単位(m)で表わします。
高度水頭（位置水頭）、速度水頭、圧力水頭の３種類があります。
水頭計算とは、それら3種のエネルギーの損失を考慮して、末端の水栓で適正に水が出るかどうかを調べる計算のことです。また同時に、全ての区間の給水管内において、適正な流速（2.0m/s以下）で水が流れているかどうかも計算してチェックします。

敷地内の給水管は全ての区間内で流速2.0m/sを超えてはならないという基準があります。
引込管も同じように計画使用水量に基づいて流速2.0m/s以下となるように選定しなければなりません。

なぜ給水管の流速を2.0m/s以下とするのか

給水栓を急閉止すると水の流れが急に止まり、管内の圧力が急上昇します。

これが原因で騒音が生じたり、給水管や給水用具の振動、故障、耐用年数の低下、破損、漏水などが起こったりする危険があります。

このような現象をウォータハンマあるいは水撃作用といいます。

水の流れが急に止まったときの管内の圧力上昇は流速に比例しているので、ウォータハンマによる事故を防止するためには設計段階で流速が速くなり過ぎないようにしておくことが必要です。

給水装置の流速は一般的に2.0m/秒を超えないようにすることが求められ、この条件を満たすように管口径を決めていきます。
水理計算の基礎知識より抜粋　http://suidoubox.net/suiribasic10.html

ちなみに2.0m/s以下という数値は空気調和・衛生工学会が定めた数値です。

下に、一般的な引込み管の口径ごとの断面積と流速2.0m/s時の流量を一覧表にしました。

算出した計画使用水量（同時使用水量）の流量が、この表の引込管の許容する流量を超えないように引込管口径を選定します。
表に記載した数値は、各引込管の物理的な上限ですので、ある程度の余裕を見ておく方が良いかと思います。
理由は、次のようなものが考えられます。

将来的な建て替えや給水栓などの増設に対応できるようにするため
流速が大きくなるほど給水管の摩擦によるエネルギーの損失（損失水頭）が大きくなるため

また、大きすぎる口径を選択するのも、経済的な意味や給水管内の水質が悪化するおそれがあるため問題となります。
あくまでも適切な範囲であるということが重要かと思います。

表４　口径150mmまでの引込給水管の内径、断面積と流速2.0m/sの時の流量（参考）
40mmまでは水道用ポリエチレン二層管（JIS K 6762 :2012)、50mm以上は水道配水用ポリエチレン管（JWWA K 144 :2017)の内径より算出しています。同じ口径でも、引込み管の種類により内径は異なります。また、自治体により引込み管の種類が定められている場合がありますので詳細は該当する自治体にお問い合わせください。

口径（mm）	内径(mm)	断面積(㎠）	流速2.0m/sの時の流量（ℓ/min)
13	14.5	1.65	19.8
20	19	2.84	34.08
25	24	4.52	54.24
30	30.8	7.45	89.4
40	35	9.62	115.44
50	50.7	20.19	242.28
75	72.6	41.4	496.8
100	100.8	79.8	957.6
150	145.3	165.81	1989.72

先ほどの計算例の結果を照らし合わせてみます。

計算例の戸建住宅の同時使用水量は　32ℓ/minでした。
この表に照らし合わせると適切な引込み管の口径は20mmであることがわかります。

同時使用水量32ℓ/min ＜　引込み管口径20mmの場合の許容水量 34.08ℓ/min

この表を使用した給水引き込み管の口径の選定はあくまでも参考値と考えてください。
同時使用水量の算出が、精度の落ちる同時使用率による算出方法であること、引込管の種類をポリエチレン管に限定していることなどが理由に挙げられます。
読者の方は自己の責任の範囲内においてご利用くださいますようお願い申し上げます。

住宅の場合の引込管の口径の選定基準に関する説明は以上となります。

次に量水器（水道メーター）の選定基準について説明いたします。

量水器（水道メーター）の選定基準（住宅の場合）

前項目の同時使用水量による引込管の検討は、あくまで給水引込管の物理的な推奨値を示したものであるため、量水器の口径決定は別に検討する必要があります。

量水器（水道メーター）の口径の選択基準は、各自治体の水道局によって定められており、住宅の場合は水栓の総数により決定できる場合もあります。
ただし、この基準は自治体によって独自の基準になっているため、物件の所在する自治体の条例や要綱などを確認する必要があります。

各自治体の住宅における量水器の口径選定基準（例）

インターネット上で住宅用の水道メーターの口径の選定基準が掲載されている自治体をいくつか抜粋してみました。
これらの自治体では、同時使用水量を算出する必要がなく、給水用具の総数で水道メーターの口径を決めることができます。

水栓数と水道メーターの口径　（神奈川県）

メーター口径	水栓数
13mm	１～6個
20mm	7個以上

メーター口径と給水栓の標準設置数　（横浜市）

メーター口径	水栓数
13mm	１～４個
20mm	５～13個
25mm	14個以上

水栓数に対するメーター口径の選定表　（春日井市）

メーター口径	水栓数
13mm	4個以下
20mm	15個以下
25mm	20個以下
30mm以上	その都度協議

一般家庭用口径25㎜以下のメーター口径　（筑紫野市）
※20mm,25mmは13mmの水栓数に換算して計算する

メーター口径	水栓数
13mm	7個以下
20mm	15個以下
25mm	25個以下
水栓換算表
水栓口径	口径別流量を考慮した水栓単位数
13mm	1
20mm	3
25mm	5

表を見ると、自治体により数字が結構違うことがわかります。
神奈川県と横浜市のように、同じ地域内でも別の基準が定められていたりする場合もありますので注意が必要です。

この基準は必ずしも設定されているわけではありませんので、それぞれ該当する自治体にお問い合わせください。

東京都の例

給水用具の総数でメーターの口径を決める基準が示されていない自治体の場合は、先ほど算出した同時使用水量の数値を各自治体が示している量水器（水道メーター）の選定基準に照らし合わせて確認する必要があります。

例として、東京都の場合を説明します。

東京都の場合は「一般家庭のメーター口径決定の仕組み」という資料の中に、住宅用の水道メーター選定基準表が示されています。

先ほどの計算例である、同時使用水量32ℓ/minは、瞬間的な最大使用水量なので、この表の中の「一時的許容流量」に照らし合わせます。
この数値を㎥/時に換算します。

同時使用水量 ＝　32ℓ/min × 60 × 1000 ＝ 1.92 ㎥/h

同時使用水量1.92 ㎥/時は、メーターの口径20mmが適切であることが確認できます。

量水器の口径選定基準（住宅用の選定基準が定められていない場合）

住宅用の量水器の選定基準が示されていない自治体の場合は、全ての用途に対応できる量水器の選定基準が示されていますので、それに基づいて選定します。
こちらの数字もそれぞれの自治体により独自の数値が示されていますので、物件が所在する自治体にそれぞれ確認する必要があります。

例として、千葉県の場合を見てみます。
補足：千葉県の場合は選定基準に30mmのメーターがありませんので、25mmを超える場合は40mmとなります。

千葉県　量水器口径選定基準

先ほどの計算例の結果をこの表に当てはめてみます。

計算例の戸建住宅の同時使用水量32ℓ/minを時間あたりの数量に換算すると1.92 ㎥/hでした。

表に当てはめると、25mm以下では20mmまたは25mmの適正範囲に収まります。
経済性を考慮して20mmの量水器を申請する方針で良いかと思います。

住宅の場合の水道メーターの選定に関する説明は以上です。

引込管口径の選定方法（共同住宅の場合）

戸数から算出する方法を使用して、共同住宅の場合の計画使用水量（同時使用水量）を算出し、引込管の口径を選択する手順を説明いたします。

戸数から同時使用水量を予測する算定式を用いる方法

同時使用水量を、計画している共同住宅の戸数から算出します。

この計算方法は建物の総戸数がわかれば計算することができる簡単な計算方法です。
ワンルームマンションなど給水用具の総数に対して戸数が多いような場合には、実態に対して過大な数値が出る傾向にありますのでご注意ください。
そのような場合は、より精度の高い「居住人数からら同時使用水量を予測する算定式を用いる方法」が適しています。

戸数から同時使用水量を予測する算定式を用いる方法

同時使用水量(ℓ/m)＝42×（戸数 ^ 0.33 )［10 戸未満］
同時使用水量(ℓ/m)＝19×（戸数 ^ 0.67 )［10 戸～600 戸未満］

ごくごく簡単ですが、念のため計算例を示します。

同時使用水量の計算例

総戸数8戸の場合の共同住宅の同時使用水量

同時使用水量（ℓ/min）＝　42×（ 8 ^ 0.33 ) = 83.42 ℓ/min

総戸数30戸の場合の共同住宅の同時使用水量

同時使用水量（ℓ/min）＝　19×（ 30 ^ 0.67 ) = 185.53 ℓ/min

居住人数から同時使用水量を予測する算定式を用いる方法（参考）

居住人数から同時使用水量を予測する算定式を用いる方法（新計算式）

［30 人以下］　同時使用水量（ℓ/min）＝ 26×（人数）^ 0.36
［31 人以上］　同時使用水量（ℓ/min）＝ 15.2×（人数）^ 0.51