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2024.08

スプリンクラー設備のポンプはどれだけの水を送るのか｜ヘッド１個あたり90リットル毎分の吐出量と全揚程の計算式を解説

スプリンクラー設備は天井のヘッドが開けば水が出る設備です
その水を押し出しているのが加圧送水装置で、多くの建物ではポンプが使われています
どれだけの量をどれだけの勢いで送るかは、建物ごとに計算して決めることになっています
しかもその計算式は、屋内消火栓設備の規定を借りながらスプリンクラー設備だけの数値に置き換えられています。

点検の書類にポンプの吐出量という欄がありました。
これは何を意味する数字なのでしょうか。

ポンプが一分間に送り出せる水の量です。
同時に開くと想定したヘッドの個数から計算して決まります。

全揚程という欄もありましたが、こちらは高さのことでしょうか。

高さだけではありません。
そこに配管の抵抗と10メートルという決まった数字を積み上げて出します。

この記事の結論

スプリンクラー設備の加圧送水装置の基準は規則第14条第１項第十一号にあります。
ポンプの吐出量はヘッドの個数に90リットル毎分を乗じて求めます。
小区画型ヘッドは60リットル毎分でラック式倉庫は130リットル毎分に変わります。
落差にも全揚程にも共通して10メートルを足すことになっています。
放水圧力が一メガパスカルを超えないための措置も同じ号で求められています。

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スプリンクラー設備の加圧送水装置が吐出量と揚程と圧力と計算基準で定められることを示した図解

スプリンクラー設備の水はなにが押し出しているのか

屋上に水槽を載せた建物と圧力水槽とポンプに電動機をつないだ装置が横一列に並んでいる図

天井のヘッドから水が落ちてくるので、水はひとりでに出てくるように見えます。
実際には水源から水を汲み上げて押し出す装置があり、それが加圧送水装置です。

消防法施行令第12条第２項第六号六　スプリンクラー設備（総務省令で定める特定施設水道連結型スプリンクラー設備を除く。）には、点検に便利で、かつ、火災等の災害による被害を受けるおそれが少ない箇所に、水源に連結する加圧送水装置を設けること。

消防法施行規則第14条第１項第十一号（柱書）十一　加圧送水装置は、第十二条第一項第七号イ（ロ）、ロ（ロ）及び（ハ）、ハ（ハ）から（チ）まで、ニ並びにトの規定の例によるほか、次に定めるところによること。（略）

加圧送水装置には三つの方式があります。
規則第14条第１項第十一号はイで高架水槽、ロで圧力水槽、ハでポンプの基準をそれぞれ並べています。
柱書が引いている第12条第１項第七号は屋内消火栓設備の条で、そこから水槽の付属品やポンプの構造といった共通部分を借りてきています。
借りるのは装置の作りの部分だけで、量や高さといった数値はイからハまでにスプリンクラー設備専用のものが置かれています。
点検結果報告書で加圧送水装置の欄を見るときは、まず自分の建物がこの三つのどれなのかを確かめてから数値を読むと、業者の説明が追いかけやすくなります。

うちはポンプ室があるのでポンプの方式ということですね。

ほとんどの建物がポンプ方式です。
ですから読むのは第十一号ハということになります。

ポンプの吐出量はなにをもとに決まるのか

ポンプと電動機から橙色の配管が伸びて天井のスプリンクラーヘッド四個へつながっている図

吐出量は建物の大きさから直に決まるものではありません。
同時に開くと見込んだヘッドの個数が、そのまま計算のもとになります。

消防法施行規則第14条第１項第十一号ハ（イ）（イ）ポンプの吐出量は、前条第二項第一号から第四号までのスプリンクラーヘッドの個数に九十リットル毎分（閉鎖型スプリンクラーヘッドのうち小区画型ヘッドを用いる場合にあつては六十リットル毎分、ラック式倉庫に設けるものにあつては百三十リットル毎分）を乗じて得た量以上の量とすること。

個数に一定の量を掛けるだけの式です。
掛ける量は原則が90リットル毎分で、小区画型ヘッドなら60リットル毎分、ラック式倉庫なら130リットル毎分に変わります。
掛けられる個数は前条にあたる規則第13条の６第２項第一号から第四号までのもので、これは水源の量を計算するときに使う個数と同じです。
つまり水源の量とポンプの吐出量は同じ個数を土台にしています。
改装でヘッドの種別が標準型から小区画型に変わったり、倉庫の棚をラック式にしたりすると、この掛ける量そのものが動くので、工事の相談をするときはポンプまで話が及ぶことを見込んでおいてください。

ヘッドの種別を変えるとポンプの話にもなるのですね。

個数と掛ける量の両方が動きます。
ヘッドだけ替えれば済むと思い込まないでください。

落差や全揚程に足す10メートルはなにを表しているのか

架台の上の水槽と上向きの矢印を添えた立管と天井のスプリンクラーヘッドが並んでいる図

高架水槽もポンプも、水を持ち上げる力の大きさを式で決めることになっています。
どちらの式にも同じ数字が末尾に置かれています。

消防法施行規則第14条第１項第十一号イ・ハ（ロ）イ　高架水槽を用いる加圧送水装置の落差（水槽の下端からスプリンクラーヘッドまでの垂直距離をいう。以下この号において同じ。）は、次の式により求めた値以上の値とすること。 Ｈ＝ｈ１＋10ｍ　Ｈは、必要な落差（単位メートル）　ｈ１は、配管の摩擦損失水頭（単位メートル）（ロ）ポンプの全揚程は、次の式により求めた値以上の値とすること。 Ｈ＝ｈ１＋ｈ２＋10ｍ　Ｈは、ポンプの全揚程（単位メートル）　ｈ１は、配管の摩擦損失水頭（単位メートル）　ｈ２は、落差（単位メートル）

10メートルはヘッドの先で必要な圧力の分です。
規則第13条の６第２項は、標準型ヘッドの性能を放水圧力が〇・一メガパスカル以上と定めており、水の高さに直すとおよそ10メートルにあたります。
ですから式は、配管を通るときに失われる分と持ち上げる高さの分に、ヘッドの先で残しておく分を足すという組み立てになっています。
圧力水槽を用いる場合のロも同じ考え方で、こちらは高さではなく圧力の単位で0.1メガパスカルを足す形です。
同じ式を屋内消火栓設備で見ると足す数字は17メートルで、しかも消防用ホースの摩擦損失水頭という項が一つ多く、ホースを使わないスプリンクラー設備には最初からその項がありません。

つまり最後の数字はヘッドの分の取り置きということですね。

そのとおりです。
ですから配管を長くする改修をするとｈ１が増えてポンプが足りなくなることがあります。

実務で見落としやすいのはどこか

圧力計を載せたポンプと壁に取り付けられた赤いホースの箱と上部の灯火が並んでいる図

大きいポンプを入れておけば安心だと考えたくなります。
ところが規則は上限のほうにも一行を置いています。

消防法施行規則第14条第１項第十一号ニ・ただし書ニ　加圧送水装置にはスプリンクラーヘッドにおける放水圧力が一メガパスカルを超えないための措置を講じること。 ただし、前条第四項に規定する補助散水栓を設置する場合における加圧送水装置の落差、圧力水槽の圧力又はポンプの全揚程については、イ、ロ若しくはハ（ロ）により求められた値又は第十二条第二項第三号、第四号若しくは第五号ロの規定の例により求められた値のうちいずれか大きい方の値以上の値とすること。

強すぎる放水も基準から外れます。
ニが求めているのは一メガパスカルを超えないための措置で、屋内消火栓設備の0.7メガパスカルとは別の数値が置かれています。
もう一つ見落としやすいのが柱書のただし書で、補助散水栓を設けている建物では計算がひとつ増えます。
スプリンクラー設備として求めた値と、屋内消火栓設備の規定の例により求めた値の両方を出して、大きい方を採ることになっているためです。
ホースの箱が付いている建物は補助散水栓がある建物ですので、加圧送水装置の能力がどちらの計算で決まっているのかを設計書類で確かめておいてください。

ホースの箱があるだけで計算が変わるとは思いませんでした。

人が持って使う設備なので勢いが要るのです。
その分だけ全揚程が大きく出ることがあります。

明日からなにを確かめればよいのか

計算そのものは設計や工事の側の仕事です。
それでも防火管理者の側から確かめられることがあります。

消防法施行規則第13条の６第２項第一号一　閉鎖型スプリンクラーヘッドのうち標準型ヘッド　前項第一号に定めるところにより算出した個数のスプリンクラーヘッドを同時に使用した場合に、それぞれの先端において、放水圧力が〇・一メガパスカル以上で、かつ、放水量が八十リットル毎分（ラック式倉庫にあつては、百十四リットル毎分）以上で放水することができる性能

求められる放水量と計算に使う量は別の数字です。
ヘッドの先で出せなければならないのは80リットル毎分以上ですが、ポンプの吐出量を計算するときに掛けるのは90リットル毎分です。
理由までは条文に書かれていませんが、算定に用いる量のほうが大きく置かれているという関係になっています。
確かめ方としては、ポンプの銘板に書かれた吐出量と全揚程を控え、点検結果報告書の同じ欄と食い違っていないかを見るのが早いです。
そのうえで、増築や間仕切りの変更でヘッドを増やした記録があれば、そのときポンプの計算をやり直したかどうかを業者に確かめてください。

銘板の数字と報告書を突き合わせればよいのですね。

それだけでも十分に意味があります。
数字が合わない理由を聞ければ改修の履歴まで見えてきます。