結論:排水設備は「汚れた水を安全に建物の外へ出す仕組み」
結論から言います。排水設備とは、建物内で使い終わった水(排水)を安全かつ衛生的に下水道や処理施設へ送り出すための設備です。
「蛇口をひねれば水が出る」のが給水なら、「使った水が消えてくれる」のが排水です。シンクの排水口に水を流すと、いつの間にか水は消えていきます。でも、その裏側では配管・トラップ・通気管などの精巧な仕組みが連携して動いています。
排水設備で最も重要なのがトラップです。排水管の中は下水道とつながっているため、何もしなければ下水のガスや悪臭が逆流して室内に入ってきます。トラップは水のフタ(封水)で臭気の逆流を防ぐ装置で、ビル管理士試験では超頻出テーマです。
排水の種類
建物から出る排水は、汚染度によって以下のように分類されます。
| 種類 | 内容 |
|---|---|
| 汚水 | し尿を含む排水(トイレの排水) |
| 雑排水 | し尿を含まない排水(台所・洗面・浴室・洗濯の排水) |
| 雨水 | 雨が降って集まった水 |
| 特殊排水 | 有害物質を含む排水(実験排水・医療排水など) |
汚水と雑排水を合わせて「生活排水」と呼びます。排水管の設計では、汚水と雑排水を同じ管で流す「合流式」と、別々の管で流す「分流式」があります。
排水方式
自然流下式と機械排水式
排水の基本は重力で自然に流す(自然流下式)ことです。排水管は必ず下り勾配をつけて設置し、水が低い方へ流れていくようにします。
ただし、地下階の排水は重力だけでは下水本管まで到達できません(下水本管が地下階よりも高い位置にある場合)。この場合は排水ポンプで汲み上げて排出する機械排水式を採用します。
合流式と分流式
| 方式 | 内容 |
|---|---|
| 合流式 | 汚水・雑排水・雨水をすべて1本の管で排水 |
| 分流式 | 汚水と雑排水・雨水を別々の管で排水 |
現在は分流式が主流です。汚水と雨水を分けることで、雨天時に下水処理場に大量の雨水が流入して処理能力を超えるリスクを防げます。
トラップ(★超頻出★)
トラップとは?
排水管の途中に水を溜めることで、下水管からの臭気・害虫・ガスの逆流を防ぐ装置です。排水口の下のU字型に曲がった配管──あれがトラップです。
キッチンのシンク下の配管を覗いてみてください。S字やP字に曲がった部分がありますよね。あの曲がった部分に常に水が溜まっているのです。この溜まった水を「封水(ふうすい)」と呼び、封水が水のフタの役割を果たして臭気を遮断しています。
封水の深さ(★最重要★)
封水がきちんと機能するためには、適切な深さが必要です。
| 項目 | 基準 |
|---|---|
| 封水深 | 50mm以上100mm以下 |
50mm未満だと封水が少なすぎて、蒸発や排水時の気圧変動で封水が切れてしまう(破封する)リスクがあります。100mmを超えると封水が深すぎて、トラップ内に汚れが溜まりやすくなります。
トラップの種類
| 種類 | 特徴 |
|---|---|
| Sトラップ | 床下排水向け。S字形状。自己サイホン作用で破封しやすい |
| Pトラップ | 壁面排水向け。P字形状。Sトラップより破封しにくい |
| Uトラップ | U字形状。排水横管に使用。掃除がしにくい |
| わんトラップ(ベルトラップ) | お椀型のカバーで封水を形成。浴室やキッチンの排水口に多い |
| ドラムトラップ | ドラム(太鼓)型の大容量トラップ。封水容量が大きい |
浴室の排水口にあるのがわんトラップです。お椀をひっくり返したような形のカバーを持ち上げると、その下に水が溜まっています。掃除のしやすさからキッチンや浴室で広く使われています。
二重トラップの禁止(★頻出★)
1つの排水系統に2つのトラップを直列に設置すること(二重トラップ)は禁止されています。
なぜ禁止なのか。2つのトラップの間に閉じ込められた空気が排水の流れを妨げ、排水不良を起こすからです。また、2つのトラップの間で空気が圧縮・膨張して封水が吸い出されやすくなり、かえって破封のリスクが高まることもあります。
封水が切れる原因(破封)
トラップの封水が失われることを「破封」と言います。破封が起きると下水の臭気が室内に逆流します。
| 原因 | メカニズム |
|---|---|
| 自己サイホン作用 | 大量の水を流したとき、排水の勢いで封水が一緒に吸い出される |
| 誘導サイホン作用 | 他の器具の排水時に生じる負圧で、別のトラップの封水が吸い出される |
| はね出し作用 | 排水立て管の排水による正圧でトラップの封水が室内側に押し出される |
| 蒸発 | 長期間使用されない器具のトラップの封水が自然蒸発する |
| 毛管現象 | トラップ内に髪の毛や糸くずが溜まり、毛管現象で封水が徐々に吸い出される |
ビルの管理室に「洗面所から下水臭がする」という苦情が来たら、まず疑うのはトラップの破封です。特に長期間使用されていなかった部屋(空室期間が長かったテナントスペースなど)では、封水が蒸発して破封していることがよくあります。対策は簡単で、定期的に水を流して封水を補充するだけです。
排水口空間と間接排水
排水口空間
排水口空間とは、間接排水管の管端と、排水を受ける水受け容器のあふれ縁との間に確保する空間(エアギャップ)です。
冷蔵庫のドレン排水や空調機の結露水排水などは、直接排水管に接続するのではなく、排水口空間を確保して間接排水とします。これは、排水管の逆流によって食品や空調設備が汚染されることを防ぐためです。
間接排水が必要な設備
- 飲料用冷蔵庫・冷凍庫のドレン排水
- 食品用の洗浄槽の排水
- 空調機のドレン排水
- 医療器具の洗浄排水
- 受水槽のオーバーフロー管
排水管の設計基準
排水管の勾配
排水管は自然流下で水を流すため、適切な勾配が必要です。
| 管径 | 最小勾配 |
|---|---|
| 65mm以下 | 1/50以上 |
| 75〜100mm | 1/100以上 |
| 125mm | 1/150以上 |
| 150mm以上 | 1/200以上 |
勾配が緩すぎると排水が滞留して詰まりの原因になります。逆に勾配が急すぎると水だけが先に流れて固形物が配管内に残ってしまいます。適切な勾配は「水と固形物が一緒に流れる速さ」を確保するためです。
排水管内の流速
排水管内の流速は、0.6〜1.5 m/sの範囲が望ましいとされています。
- 0.6 m/s未満:流速が遅すぎて固形物が沈殿・堆積する
- 1.5 m/sを超える:流速が速すぎて排水音が大きくなり、管の摩耗も進む
理解度チェック
【第1問】トラップの封水
トラップに関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
(1) トラップの封水は、下水管からの臭気の逆流を防ぐ役割がある。
(2) 封水深は50mm以上100mm以下とする。
(3) 二重トラップは安全性が高まるため推奨される。
(4) Sトラップは自己サイホン作用で破封しやすい。
(5) わんトラップは浴室や台所の排水口に用いられる。
【第2問】破封の原因
トラップの封水が失われる原因として、最も不適当なものはどれか。
(1) 自己サイホン作用による吸い出し
(2) 誘導サイホン作用による吸い出し
(3) 長期間未使用による蒸発
(4) 給水圧力の上昇
(5) 毛管現象による徐々の吸い出し
【第3問】排水管の勾配
排水横管の管径と最小勾配の組合せとして、正しいものはどれか。
(1) 管径65mm以下 ── 最小勾配1/100
(2) 管径75mm ── 最小勾配1/50
(3) 管径100mm ── 最小勾配1/100
(4) 管径150mm ── 最小勾配1/100
(5) 管径200mm ── 最小勾配1/50
【第4問】間接排水
間接排水に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。
(1) 間接排水は、排水管を直接接続する方式である。
(2) 飲料用冷蔵庫のドレン排水は直接排水でよい。
(3) 間接排水では、排水口空間(エアギャップ)を確保する。
(4) 受水槽のオーバーフロー管は排水管に直結する。
(5) 空調機のドレン排水は間接排水の必要がない。
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まとめ
この記事では、排水設備の基礎とトラップ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。
| テーマ | 暗記ポイント |
|---|---|
| 封水深 | 50mm以上100mm以下 |
| 二重トラップ | 禁止(排水不良・破封リスク増大) |
| 破封の原因 | 自己サイホン・誘導サイホン・はね出し・蒸発・毛管現象 |
| 排水管の流速 | 0.6〜1.5 m/s |
| 間接排水 | 排水口空間(エアギャップ)で逆流防止 |
排水設備はトラップの仕組みと破封の原因がビル管理士試験の超頻出テーマです。封水深の数値と5つの破封原因を確実に覚えておきましょう。
給水の逆流防止については給水設備の保守管理を、雑用水の排水再利用については雑用水設備と排水再利用をあわせて確認してください。
ビル管理士試験の科目別ロードマップで、効率よく学習を進めましょう。
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