加圧送水装置の役割と3方式。ポンプ・加圧水槽・高架水槽の違い

加圧送水装置は、屋内消火栓・スプリンクラー設備において水源の水を加圧して配管に送り出す装置です。「ポンプ方式」「加圧水槽方式」「高架水槽方式」の3種類があり、建物の規模や高さによって選定が異なります。消防設備士第1類の試験では、各方式の仕組み・選定基準・ポンプ全揚程の計算が出題されます。

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加圧送水装置の3方式と比較

消防法施行令・施行規則では、加圧送水装置として次の3方式が認められています（消防法施行規則第12条・第14条）。

ポンプ方式の仕組みと構成

ポンプ方式は現在の消防設備で最も広く採用されている方式です。電動機（モーター）でポンプを駆動し、水源（地下水槽）の水を加圧して配管に送ります。

ポンプは通常、地下または建物低層部の機械室に設置されます。ポンプの吸込側にはフート弁（フットバルブ）が設置されており、ポンプ停止時に配管内の水が水源に逆流しないようにします。吐出側には逆止弁と仕切弁が設置されています。

ポンプの起動は、通常は手動起動と自動起動の両方に対応しています。スプリンクラー設備では起動用水圧開閉装置（圧力スイッチ）による自動起動が基本です。屋内消火栓設備では、消火栓箱の起動ボタンを押すことでポンプが起動します。

ポンプ方式では、ポンプを定期的に試運転することが必要です。長期間ポンプを動かさないと、羽根車・メカニカルシールが固着することがあります。

加圧水槽方式の仕組み

加圧水槽方式は、密閉された圧力タンク内に水と圧縮空気を同時に充填し、空気圧で水を押し出す方式です。電動機がなくても放水できるため、停電時でも機能するという特徴があります。

ただし、タンクに充填できる水量・圧力には限りがあるため、大量放水が必要な建物や高層ビルには不向きです。現在は新設事例が少なく、試験では概念の理解が問われます。

加圧水槽方式の選定条件として、消防法施行規則では水と空気の圧力・有効水量の維持に関する規定があります。

高架水槽方式の仕組み

高架水槽方式は、建物の屋上または最高位の消火栓・ヘッドよりも高い位置に水槽を設置し、重力（水頭圧）によって必要な水圧を確保する方式です。電力を必要としないため、停電時でも安定して機能します。

ただし、最高位の消火栓・ヘッドで必要な放水圧力を確保するためには、水槽をその位置より十分に高く置く必要があります。建物の高さが増すほど水槽の設置位置も高くする必要があり、高層建物では実質的に採用が難しくなります。

高架水槽方式では、水槽内の水量が常に規定量以上を保つよう、自動補給弁（フロートバルブ）で管理されます。

ポンプ全揚程の計算

ポンプ方式を採用する場合、ポンプが出力すべき全揚程（水をどれだけ高く・どれだけの圧力で届けるか）を計算する必要があります。

ポンプ全揚程の計算式は次のとおりです。

H＝h1＋h2＋h3＋P（屋内消火栓設備の場合）

H：ポンプ全揚程（m）、h1：消防ホースの摩擦損失水頭（m）、h2：配管の摩擦損失水頭（m）、h3：落差（ポンプから末端ノズルまでの高低差）（m）、P：ノズル先端で必要な放水圧力を水頭換算した値（m）です。スプリンクラー設備ではホースがないためh1＝0になります。

計算の詳細な手順は、こちらの記事で例題つきで解説しています。
→ 甲1の計算問題は3種類。ヘッド個数・水源水量・ポンプ全揚程の解き方

試験で問われるポイント

加圧送水装置に関して試験に出やすいポイントをまとめます。3方式の名称・仕組み・違いは選択問題で出ます。ポンプ方式の構成（フート弁・逆止弁・仕切弁の役割と位置）は記述問題でも問われます。ポンプ全揚程の計算は甲種の計算問題の1つで、式と計算手順を覚える必要があります。

また、フート弁の役割（逆流防止）・逆止弁の設置位置（ポンプ吐出側）・起動用水圧開閉装置の役割（圧力低下感知・自動起動）は、鑑別問題でも出題されます。

まとめ

加圧送水装置の3方式は、ポンプ方式（電動機で加圧・最も一般的）・加圧水槽方式（空気圧で加圧・停電対応可）・高架水槽方式（重力で加圧・高層不可）です。試験ではポンプ方式の構成部品の名称・役割と、ポンプ全揚程の計算式が出題されます。ポンプ全揚程はh1（ホース摩擦損失）＋h2（配管摩擦損失）＋h3（落差）＋P（必要放水圧力水頭換算）の合計で算出します。

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