【ビル管理士・給排水】給水方式と給水設備（直結直圧・直結増圧・高置水槽・ポンプ直送方式）

結論：給水方式は「建物の規模と用途」で決まる水の届け方

結論から言います。給水方式とは、水道本管から届いた水を建物内の蛇口までどうやって届けるかの「配送方法」です。

戸建て住宅なら水道の圧力だけで蛇口まで届きますが、20階建てのオフィスビルではそうはいきません。上のフロアまで水を押し上げるには、タンクに溜めたりポンプで加圧したりする仕組みが必要です。

建物の高さ・規模・用途に応じて、最適な給水方式は変わります。ビル管理士（建築物環境衛生管理技術者）試験では、各方式の仕組み・メリット・デメリットの比較が頻出です。特に「高置水槽方式」と「ポンプ直送方式」の違いは、ほぼ毎回出題されると思ってください。

この記事では、5つの給水方式それぞれの仕組みを実際のビルをイメージしながらわかりやすく解説し、給水設備の主要機器まで網羅します。

給水方式の全体像（★超頻出★）

給水方式は、大きく「水道直結方式」と「受水槽方式」の2つに分かれます。そこからさらに細かく5つの方式に分類されます。

ポイントは「受水槽を使うか使わないか」という分岐です。受水槽を使う方式は水を一度タンクに溜めるため衛生管理が必要になりますが、断水時のバッファになるメリットがあります。

水道直結方式（受水槽なし）

① 直結直圧方式

水道本管の圧力だけで、受水槽を使わずに直接蛇口まで給水する方式です。最もシンプルな給水方式で、戸建て住宅や2〜3階建ての小規模な建物で使われます。

仕組みはとても単純です。道路の下を通っている水道本管から、建物に引き込んだ給水管を通じて、水道の水圧で直接蛇口まで水が届きます。途中にタンクもポンプもありません。

たとえば、皆さんの自宅の蛇口をひねると水が出ますよね。あれは水道局のポンプ場から送り出された水圧が、配水管を通じてそのまま蛇口まで届いているのです。これが直結直圧方式です。

② 直結増圧方式

水道本管に増圧ポンプ（ブースターポンプ）を接続して、受水槽なしで中層階まで直接給水する方式です。

直結直圧方式では水圧が足りない4〜10階建て程度の中層マンションでよく採用されています。水道本管の圧力にポンプの力を「上乗せ」することで、高いフロアまで水を届けるイメージです。

最近のマンション建設では、この方式が非常に人気です。なぜかというと、受水槽が不要だからです。受水槽がなければ、設置スペースが節約できるうえ、清掃や点検などの維持管理コストもかかりません。さらに、水道本管から蛇口まで水が直接届くので、残留塩素が途中で減りにくく衛生的です。

実際に、築年数の古いマンションでは受水槽を撤去して直結増圧方式に切り替えるリニューアル工事が増えています。受水槽のあったスペースを駐輪場や倉庫に転用できるため、管理組合にも好評です。

受水槽方式（受水槽あり）

受水槽方式は、水道本管から供給された水をいったん受水槽（貯水タンク）に溜めてから、建物内に給水する方式です。ビル管理士の実務で最も関わりが深いのがこのグループです。

なぜ受水槽を使うのか？理由は2つあります。

• 一時に大量の水を使う建物では、水道本管だけでは流量が足りない（病院やホテルなど）
• 水道本管の圧力変動の影響を受けずに安定給水したい（高層ビルなど）

受水槽は一般的にビルの地下1階や1階の機械室に設置されています。材質はFRP（繊維強化プラスチック）製やステンレス製が主流です。

③ 高置水槽方式（★最頻出★）

受水槽に溜めた水を揚水ポンプで屋上の高置水槽まで汲み上げ、そこから重力で各階に給水する方式です。

仕組みを順番に説明しましょう。まず、水道本管から供給された水が地下の受水槽に溜まります。受水槽の水位が下がるとボールタップ（浮き球弁）が開いて自動的に水が補給されます。次に、揚水ポンプが受水槽の水を屋上の高置水槽まで押し上げます。高置水槽から先は重力の力で水が下に落ちていくので、ポンプなしで各階の蛇口に水が届きます。

マンションやオフィスビルの屋上に乗っている四角い箱を見たことがありませんか？あれが高置水槽です。10階建て以上の大規模ビルで、長年にわたって最も多く採用されてきた方式です。

高置水槽方式の最大の強みは「停電しても水が出る」ことです。揚水ポンプは止まりますが、高置水槽にすでに溜まっている水は重力で降りてくるため、水槽が空になるまでは給水が続きます。病院や避難施設でこの方式が採用されてきた理由の一つです。

一方で弱点もあります。高置水槽は屋上に露出しているため、夏場は太陽熱で水温が上がりやすく、残留塩素が消費されやすいという問題があります。また、高置水槽の最終階と直下の階では水圧に差が出る（最上階は水圧が弱い）という特徴もあります。

④ ポンプ直送方式

受水槽に溜めた水を加圧ポンプで直接各階に送る方式です。高置水槽は使いません。

仕組みはシンプルです。地下の受水槽から加圧ポンプ（加圧給水ポンプユニット）で水を汲み上げ、配管を通じて各階の蛇口に直接送ります。使用水量に応じてポンプの回転数をインバータで自動制御し、必要な分だけ水を送ります。

近年の新築ビルでは、高置水槽方式に代わってこのポンプ直送方式が主流になっています。理由は明快で、屋上に高置水槽を設置しなくてよいからです。高置水槽がなければ屋上を他の用途（屋上緑化やソーラーパネル設置など）に使えますし、建物の構造的な荷重も軽減されます。

実際のオフィスビルの地下機械室に行くと、受水槽の横に「加圧給水ポンプユニット」という装置があります。ポンプ2〜3台が並んでいて、使用水量が少ない夜間は1台、昼間のピーク時は全台で運転する──という具合に自動切替されています。

⑤ 圧力タンク方式

受水槽の水をポンプで圧力タンクに送り、タンク内の空気圧で給水する方式です。

圧力タンクの中は「水」と「空気」で構成されています。ポンプで水をタンクに押し込むと、タンク上部の空気が圧縮されます。この圧縮された空気のバネの力で水が押し出されて各階に届く仕組みです。

小規模な事務所ビルや診療所などで使われることがありますが、大規模ビルには不向きです。タンクの容量に限りがあるため、一度に大量の水を使う建物では圧力が不安定になるからです。

5つの給水方式を徹底比較（★試験で差がつく★）

試験では「方式Aと方式Bの違い」が問われることが非常に多いです。以下の比較表を頭に入れておきましょう。

給水設備の主要機器

給水方式を支える機器について、試験で問われやすいものを整理しましょう。

受水槽

水道本管から供給された水を一時的に溜めるタンクです。ビルの地下1階や1階の機械室に設置されるのが一般的です。

• 材質：FRP（繊維強化プラスチック）製、ステンレス鋼板製が主流
• 容量の目安：1日使用水量の4/10〜6/10程度
• 6面点検：受水槽は上下左右前後の6面すべてから点検できるように、壁や床から60cm以上の間隔を確保して設置する

実務での注意点として、受水槽の容量は大きすぎてもダメです。容量が大きすぎると水の滞留時間が長くなり、残留塩素が消失して水質が悪化するリスクがあります。「多めに溜めておけば安心」ではないのです。

高置水槽

屋上に設置するタンクです。揚水ポンプで受水槽から汲み上げた水を一時的に溜めます。

• 容量の目安：1日使用水量の1/10程度
• 設置位置：最上階の器具よりも十分に高い位置に設置（重力で水が届くように）

高置水槽は屋外に露出しているため、藻の発生や直射日光による水温上昇に注意が必要です。遮光対策として、水槽の表面に日光が当たらないようカバーを付けたり、FRP製水槽では遮光タイプを選定したりします。

給水ポンプ

給水システムで使われるポンプには主に以下の種類があります。

ポンプ直送方式の加圧給水ポンプにはインバータ制御が採用されています。使用水量に応じてポンプの回転数を自動調整することで、省エネルギーと安定した水圧の両立を実現しています。

ボールタップと定水位弁

受水槽の水位を自動制御する装置です。

• ボールタップ：浮き球（フロート）が水位に連動して弁を開閉する仕組み。小型の受水槽で使用。トイレのタンクにある浮き球と同じ原理です
• 定水位弁（FMバルブ）：ボールタップの信号で主弁を開閉する。大型の受水槽で使用。ボールタップだけでは大量の水を制御しきれないため、パイロット弁（ボールタップ）と主弁を組み合わせた仕組みです

逆流防止装置

水の逆流を防ぐ装置で、給水設備には欠かせない安全装置です。

• 逆止弁（チェックバルブ）：水の流れを一方向にのみ許可する弁
• バキュームブレーカ：配管内が負圧になったとき、空気を吸い込んで逆流を防ぐ装置。大気圧式と圧力式がある
• 吐水口空間：蛇口の先端と水面との間に設ける空間。物理的な空間で逆流を防ぐ最も確実な方法

たとえば、蛇口の先端がバケツの水面よりも下にあると、水道本管の圧力が低下した瞬間に汚れた水が水道管に吸い込まれてしまいます。吐水口空間は、このような逆流（逆サイホン作用）を物理的に遮断するための空間です。

給水量の算定（設計の基礎知識）

給水設備を設計する際に必要な「建物の1日あたりの使用水量」は、建物の用途によって異なります。試験では代表的な数値が出題されます。

病院の使用水量がダントツで多いのは、手術・消毒・洗浄・入浴など大量の水を使う作業が多いためです。事務所ビルの数十倍の水を使う病院では、大容量の受水槽と強力なポンプシステムが不可欠になります。

よくある疑問・間違い

Q1: 「高置水槽方式」と「ポンプ直送方式」はどちらが優れている？

一概には言えません。それぞれに長所と短所があります。

• 高置水槽方式が有利なケース：停電リスクを重視する病院・防災拠点など
• ポンプ直送方式が有利なケース：屋上スペースを有効活用したい商業ビル、衛生面を重視する新築マンションなど

ただし近年のトレンドとしては、非常用発電機を備えたうえでポンプ直送方式を採用するケースが増えています。

Q2: 受水槽方式は不衛生なの？

「受水槽＝不衛生」というわけではありません。適切に管理すれば安全に使える仕組みです。ただし、管理が不十分だと問題が起きます。

たとえば、受水槽の清掃を怠ると、槽内に藻やスライム（微生物の膜）が発生したり、鉄さびが溜まったりします。年1回の清掃と法定検査をきちんと行うことが、安全な水を供給し続けるための大前提です。

Q3: 直結方式にすれば受水槽は全部撤去できる？

水道事業者（市町村の水道局）の規定によります。直結増圧方式が認められる建物の高さ・規模は自治体ごとに異なります。また、一度に大量の水を使う施設（病院・工場など）では、水道本管への影響を避けるために受水槽方式が求められることがあります。

理解度チェック

【第1問】給水方式の分類

給水方式に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

(1) 直結直圧方式は、水道本管の圧力のみで給水する方式である。
(2) 直結増圧方式は、増圧ポンプを用いて受水槽なしで給水する方式である。
(3) 高置水槽方式は、受水槽と高置水槽の2つの水槽を使用する。
(4) ポンプ直送方式は、高置水槽が不要なため停電時も給水が継続できる。
(5) 圧力タンク方式は、小規模な建物に適している。

【第2問】受水槽の設置

受水槽に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

(1) 受水槽の有効容量は、1日使用水量と同量以上とする。
(2) 受水槽は、上下左右前後の6面からの点検が可能なように設置する。
(3) 受水槽の容量が大きいほど、残留塩素が保持されやすい。
(4) 受水槽は屋上に設置するのが一般的である。
(5) 受水槽は壁に密着して設置してもよい。

【第3問】直結増圧方式の特徴

直結増圧方式に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

(1) 増圧ポンプ（ブースターポンプ）を用いて水道本管の圧力を補う方式である。
(2) 受水槽が不要なため、設置スペースと維持管理コストが節約できる。
(3) 水道本管から蛇口まで直接給水するため、残留塩素が保持されやすい。
(4) 水道事業者の許可なく、どの建物にも自由に導入できる。
(5) 中層マンションのリニューアル時に、受水槽方式から切り替えられることがある。

【第4問】逆流防止

給水設備における逆流防止に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

(1) 吐水口空間は、逆流防止の方法として最も確実である。
(2) バキュームブレーカは、配管内が負圧になったときに空気を吸い込んで逆流を防ぐ。
(3) 逆止弁は、水の流れを一方向にのみ許可する弁である。
(4) 吐水口空間とは、蛇口の先端から水受け容器のあふれ縁までの水平距離をいう。
(5) 逆サイホン作用は、水道本管の圧力低下時に汚水が吸い込まれる現象である。

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まとめ

この記事では、5つの給水方式と給水設備の主要機器について解説しました。最後に重要ポイントを振り返りましょう。

給水方式の違いは、ビル管理士試験の「給水及び排水の管理」分野で毎回のように出題されるテーマです。特に高置水槽方式とポンプ直送方式の違いは確実に押さえておきましょう。

水道の種類や水質基準については、水道の分類と水質基準（上水道・簡易水道・専用水道・残留塩素・水質基準項目）の記事で詳しく解説しています。あわせて確認すると、給水の全体像がつかめます。