給排水設備の基礎入門｜給水方式と排水トラップ

蛇口をひねればきれいな水が出て、使い終わった水は流せば消えていく。あまりに当たり前で意識しませんが、その裏側で働いているのが給排水設備です。もし設計を間違えると、水が届かない、臭いが上がってくる、といった不具合が起きます。

この記事では、機械設備シリーズの第3弾として、給排水設備の基礎を整理します。給水方式の種類、排水の分類、そして臭気を防ぐトラップと通気のしくみを、初心者にも分かるように順番に解説します。空調・換気と並ぶ機械設備の三本柱の締めくくりとして、暮らしを支える水の流れを一緒に追っていきましょう。

給排水設備とは（きれいな水と汚れた水を分ける）

給排水設備は、大きく2つの役割に分かれます。ひとつは、飲めるきれいな水を建物の各所に届ける給水。もうひとつは、使って汚れた水を安全に外へ流す排水です。

この設計で何より大切なのが、きれいな水と汚れた水を絶対に混ぜないという原則です。もし排水がなんらかの原因で給水側へ逆流すると、飲み水が汚染されてしまいます。給水と排水を確実に分け、逆流を防ぐことが、給排水設備の土台になっています。

また、給水では水圧と水量の両方を確保することも重要です。水圧が足りなければ上の階やシャワーで水の勢いが弱くなり、水量が足りなければ複数の蛇口を同時に使ったときに出が悪くなります。建物の高さや使う人数に合わせて、これらを満たす方式を選びます。

給水方式の3種類

水を建物のすみずみまで届ける方法を給水方式といい、大きく3つに分かれます。建物の高さや規模、必要な水量に合わせて選びます。

直結直圧式は、水道本管の水圧をそのまま利用して蛇口まで水を送るいちばんシンプルな方式です。受水槽が要らないため衛生的で、維持管理の手間も少ない一方、本管の水圧では上の階まで届かないことがあります。

直結増圧式は、水道本管に増圧ポンプを直結して水圧を上げ、受水槽なしで中層階まで届けます。直結直圧式で水圧が足りない建物で使われます。

受水槽式は、いったん受水槽（タンク）に水をため、ポンプで建物へ押し上げる方式です。高層や大規模な建物に向き、断水時も槽内の水を使える利点があります。ただし、水質を保つために受水槽の定期清掃と点検が欠かせません。

アッシュくんメモ：マンションの屋上にある大きなタンクや、地下のポンプ室は、この受水槽式の設備だよ。「水がどうやって上の階まで届いているのか」を意識すると、建物の見え方が変わってくるね。

排水の3つの分類

使った水にも種類があり、汚れの性質によって次の3つに分けて考えます。分けて扱うことで、適切に処理して流せるようにするためです。

• 汚水：トイレから出る、し尿を含んだ排水です。もっとも衛生管理が必要で、下水道や浄化槽できちんと処理します。
• 雑排水：台所・浴室・洗面・洗濯から出る、し尿を含まない生活排水です。生活排水の7〜8割はこの雑排水といわれます。
• 雨水：屋根や敷地に降った雨の水です。汚れが少ないため、通常はそのまま川や海へ戻していきます。

なお、下水道の側でも、汚水と雨水を1本の管にまとめて流す合流式と、別々の管で流す分流式があります。新しく整備される地域では、川の汚染を防ぎやすい分流式が主流になっています。

下水道がまだ通っていない地域では、敷地内に浄化槽を設けて汚れた水をきれいにしてから放流します。どの方式で処理するかは、その土地の下水道の整備状況によって変わります。

排水トラップと封水のしくみ

排水口から下水の嫌な臭いや虫が上がってこないのはなぜでしょうか。その答えが排水トラップです。トラップとは、排水管の途中をU字などに曲げて、そこに水がたまるようにした仕掛けです。このたまった水を封水（ふうすい）と呼びます。

封水がフタの役割をして、下水側からの臭気や害虫が室内へ入ってくるのをせき止めます。この封水の深さを封水深といい、一般に50〜100mmが必要とされます。浅すぎると簡単に水がなくなって（破封）臭いが上がり、深すぎると流れの勢いで自分の汚れを洗い流す自浄作用が弱くなってしまいます。

トラップにはいくつか形があります。配管をS字やP字に曲げた管トラップは洗面や流しでよく使われ、洗面台の下をのぞくと見られます。浴室の床などでは、わんを伏せたような形で封水をためるわんトラップ（ベルトラップ）が使われます。形は違っても、水をためて臭気にフタをするという役割は同じです。

トラップは洗面・台所・浴室・トイレなど、排水するすべての器具に付いています。逆に、1つの排水経路にトラップを2つ直列に付ける二重トラップは禁止です。トラップとトラップの間の空気が逃げ場を失い、かえって流れが悪くなるためです。

通気管の役割

大量の水が排水管を一気に流れると、管の中の空気が押されたり引っぱられたりして、気圧が乱れます。すると、せっかくの封水が吸い出されたり押し出されたりして、破封が起きてしまいます。これを防ぐのが通気管です。

通気管は排水管に空気を出し入れする管で、管内の気圧をできるだけ外の空気と同じに保ちます。これにより封水が守られ、同時に排水もスムーズに流れます。代表的なものに、排水の立て管をそのまま屋上まで延ばして外気に開放する伸頂通気などがあります。屋上まで管を延ばせない場所では、必要なときだけ空気を吸い込む通気弁を使うこともあります。

排水がうまくいくかどうかは、この通気の設計に大きく左右されます。目立たない管ですが、臭気トラブルを防ぐ縁の下の力持ちです。

給排水のメンテナンスと注意点

給排水設備は、日々のちょっとした心がけと定期的な点検で、トラブルの多くを防げます。とくに起きやすいのが、臭気とつまりです。おもな注意点は次のとおりです。

• 使わない排水口も時々水を流す：あまり使わない部屋の洗面や床の排水口は、封水が蒸発して臭気の原因になります。数週間に一度でも水を流すと封水が保てます。
• 油や髪の毛を流しすぎない：台所の油や浴室の髪の毛は、排水管の内側にたまってつまりの元になります。ネットやフィルターで受け止め、こまめに取り除きます。
• 受水槽は定期清掃と点検：受水槽方式の建物では、水質を保つために年に一度など定期的な清掃・点検を行います。管理者の大切な仕事です。
• 異変は早めに相談：ゴボゴボという音、流れの悪さ、下水臭は、通気やつまりの不具合のサインです。早めに点検すると大きな工事を避けられます。

目に見えにくい設備だからこそ、小さな異変を見逃さないことが、快適さと衛生を長く保つコツです。

まとめ：給排水設備の基礎を押さえる

• 給排水はきれいな水を届ける給水と、汚れた水を流す排水の2本立て。両者を混ぜないのが大原則。
• 給水方式は直結直圧式・直結増圧式・受水槽式の3種類。建物の高さや規模で選ぶ。
• 排水は汚水・雑排水・雨水の3つに分類。雑排水が生活排水の大半を占める。
• 排水トラップの封水（深さ50〜100mm）が、下水の臭気や虫をせき止める。
• 通気管が管内の気圧を保ち、封水を守って排水をスムーズにする。

よくある質問

長期の留守のあと、排水口から下水臭がするのはなぜですか

封水が蒸発してなくなる封水切れが原因です。長く水を使わないと、トラップにたまっていた水が少しずつ蒸発し、フタの役目を果たせなくなります。しばらく水を流せば封水が戻り、においも収まります。

排水するときに「ゴボゴボ」と音がするのはなぜですか

通気が不足していたり、管が詰まりかけていて、管内の気圧が乱れているサインです。放っておくと封水が吸い出されて臭気の原因になります。詰まりの解消や通気の確認が必要です。

受水槽の水は安全に飲めますか

定期的な清掃と点検が法令や条例で求められており、適切に管理されていれば問題なく使えます。逆にいえば、受水槽方式はタンクの維持管理が前提の方式だといえます。

二重トラップはなぜだめなのですか

1つの排水経路にトラップが2つ直列にあると、その間の空気が逃げられず、排水の流れをせき止めてしまうためです。トラップは器具ごとに1つ、が基本です。