こんにちは。
排水管の計画を行う際に、よく排水勾配は何分の一までであれば計画してもよいかと悩むことがある。
建築設備設計基準や公共建築工事標準仕様書（機械設備工事編）には最小勾配の基準しかない。
そのため、一見すると急勾配にする分には特段問題がないとも読み取れる。
しかし、急勾配と緩勾配のいずれにおいても排水が上手く機能しない。
今回は、文献ごとの排水勾配と推奨流速について紹介する。
建築設備設計基準と公共建築工事標準仕様書(機械設備工事編)
建築設備設計基準および公共建築工事標準仕様書によれば、以下の通り排水管径と排水勾配が決められている。
つまり、排水勾配の下限のみ記載されていることとなる。
| 排水管径 | 排水勾配 | |
|---|---|---|
| 排水管 | 呼び径65以下 | 1/50以上 |
| 呼び径75および100 | 1/100以上 | |
| 呼び径125 | 1/150以上 | |
| 呼び径150以上 | 1/200以上 | |
| ドレン管 | すべての径 | 1/100～1/150以上 |
空気調和衛生工学便覧
空気調和衛生工学便覧では排水横管の配管径毎の勾配について以下の通り記載されている。
つまり、建築設備設計基準および公共建築工事標準仕様書のいずれの基準とも合致していることになる。
但し、空気調和衛生工学便覧では排水流速についても記載がある。
空気調和衛生工学便覧では「下限流速を0.6m/sとしてマニングの流量公式から導いた」勾配であるため、流速の下限については、呼び径と勾配から求められる。
一方で流速上限については流速から別途配管径毎の勾配上限を求める必要がある。
なお、排水勾配の上限について空気調和衛生工学便覧では「流速が大きくなることによる管路の破壊防止などを考慮して」と記載がある。
それ以外にも、急勾配の場合、排水だけが配管内を先行して通過することにより、汚物が配管内に置き去りとなることも理由の一つだ。
| 排水管径 | 排水勾配 | |
|---|---|---|
| 排水管 | 呼び径65以下 | 1/50以上 |
| 呼び径75および100 | 1/100以上 | |
| 呼び径125 | 1/150以上 | |
| 呼び径150以上 | 1/200以上 | |
| 排水流速下限 | 排水流速上限 |
|---|---|
| 0.6m/s | 1.5m/s |
流速上限(1.5m/s)から求められる勾配の上限
空気調和衛生工学便覧によれば流速下限はマニングの公式から算定されていた。
そのため、流速上限についても同様にマニングの公式から算定する。
マニングの公式による、配管径と勾配による流速と流量一覧表を以下で公開している。
上表中の黄色着色部分が流速0.6m/sから1.5m/sの範囲となる。
なお、画面表示の都合上2%(1/50)勾配までしか掲載していないが、配管径毎の勾配上限は以下の通りとなる。
| 排水管径 | 排水勾配上限 | |
|---|---|---|
| 排水管 | 呼び径65 | 5.4%以下 (1/19以下) |
| 呼び径75 | 4.5%以下 (1/23以下) | |
| 呼び径100 | 3.0%以下 (1/33以下) | |
| 呼び径125 | 2.2%以下 (1/46以下) | |
| 呼び径150 | 1.7%以下 (1/59以下) | |
| 呼び径200 | 1.2%以下 (1/83以下) | |
| 呼び径250 | 0.9%以下 (1/111以下) | |
| 呼び径300 | 0.7%以下 (1/142以下) | |
排水管径毎の排水勾配の下限と上限
配管径毎の排水勾配の下限と上限を総括すると下表の通りとなる。
| 排水管径 | 排水勾配下限 | 排水勾配上限 |
|---|---|---|
| 呼び径65 | 1/50 | 1/19 |
| 呼び径75 | 1/100 | 1/23 |
| 呼び径100 | 1/100 | 1/33 |
| 呼び径125 | 1/150 | 1/46 |
| 呼び径150 | 1/200 | 1/59 |
| 呼び径200 | 1/200 | 1/83 |
| 呼び径250 | 1/200 | 1/111 |
| 呼び径300 | 1/200 | 1/142 |
まとめ
今回は、文献ごとの排水勾配と推奨流速について紹介した。
排水勾配の上限を考慮する場面としては主に、排水管の合流部だろう。
急勾配で接続するべきか、ドロップさせるべきかといった選択を行うこととなるはずだ。
その際の一つの判断指標として、頭の片隅においていただければと思う。
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