株式会社翔設工業の雑学講座１０

皆さんこんにちは！
株式会社翔設工業、更新担当の中西です。

 

さて今回は

～設計～

ということで、配管工事における設計の考え方・実務プロセス・技術的検討事項を、段階ごとに詳しく解説します。

 

配管設計は、建物や設備の「血管」を設計するようなものです。
水、空気、ガス、蒸気、薬品、排水など、多種多様な流体が、限られた空間と制約の中で、安全かつ効率的に流れるよう設計される必要があります。

設計が不適切であれば、施工時のトラブルや、稼働後の漏れ・詰まり・圧力損失・維持管理の困難化など、重大な問題に発展することもあります。

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🧭 1. 配管設計の基本的な役割とは？

配管設計は、単に「配管を描く」作業ではありません。設計者には、以下のような責任と視点が求められます

• 流体の性質を理解した材料・口径・勾配の選定

• 建築・設備・構造との調和

• 施工性・保守性・経済性のバランス

• 安全性（圧力、温度、漏れ、耐震など）への配慮

• 将来の増設・点検・交換への準備

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📐 2. 配管設計のプロセスと設計フロー

① 要求仕様の整理

• 使用流体（温度、圧力、腐食性、粘性）

• 必要流量と使用量の変動

• 設置場所の条件（屋内/屋外、地中/天井裏、高所/狭所）

② システム設計（系統図・フロー図の作成）

• P&ID（配管計装図）や系統図を作成し、バルブ・ポンプ・装置の相関を整理

• 制御弁、逆止弁、圧力計、流量計などの配置も検討

③ 配管ルート設計（レイアウト）

• 平面・立面・断面での経路設計

• 他設備（ダクト・電気・構造部材）との干渉回避

• メンテナンス・点検口の配置とスペース確保

• 燃料配管や高温・高圧配管では避難動線との分離設計

④ 材料・口径・勾配の決定

• 管種（鋼管、ステンレス、塩ビ、ポリエチレンなど）

• 継手の種類（ねじ込み、溶接、フランジ、融着）

• 勾配設計（排水は1/100〜1/50、空気は0勾配でもOK）

⑤ 給排水・通気・ドレン・空気抜きの設計

• 排水は自然流下、サイフォン防止と通気のバランスが重要

• 凍結対策、サーマルリリーフ（温度上昇による圧力逃がし）

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🔧 3. 技術的検討事項（設計者が見落としてはいけないポイント）

◯ 圧力損失と配管抵抗

• 長い経路や曲がりの多さが圧損を増加 → ポンプ選定に影響

• 流量、管内径、粘度からDarcy-Weisbach式やHazen-Williams式で圧損計算

◯ 熱膨張と支持設計

• 温度差による配管の伸縮（特に金属配管）は、破損の原因に

• スライド支持、フレキシブル継手、U字型の膨張ループを設計に反映

◯ 振動・騒音対策

• コンプレッサーやポンプの近くでは、防振支持・ダンパー設計

• 長距離配管では共振や管鳴きにも注意

◯ 保温・防露・断熱の設計

• 冷水配管は結露による腐食やカビの原因に

• 熱湯や蒸気配管は断熱材・保温材の選定が重要（グラスウール、ロックウール等）

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📊 4. 法規・基準・安全設計の対応

配管設計には、多くの法令・基準類への適合が求められます。

主な関連法令・規格

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🛠 5. 保守・更新・将来拡張を見据えた設計

設計段階で、更新・メンテナンス・緊急時対応まで見越しておくことが重要です。

◯ 具体的なポイント

• バルブは人の手が届く位置に

• フランジ継手で一部配管を容易に分解・交換可能に

• 保守のための点検口・配管識別表示・流体方向表示

📌 最近では、BIM設計や配管デジタル台帳の整備によって、保守情報も設計に含める動きが主流になりつつあります。

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✅配管設計は「見えない品質」を築く最前線

配管は、建物が建っても、機械が並んでも、その内部を支えるインフラの神経系です。
適切な設計があってこそ、安全で快適、そして維持しやすい環境が実現します。

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🔍 設計者が押さえるべき5つの鉄則

1. 流体と使用環境に応じた管種・継手・口径の選定

2. 他設備との干渉回避と点検性・作業性の確保

3. 圧損・熱伸縮・振動など物理現象への配慮

4. 法令・規格への適合設計

5. 保守・更新・拡張を考慮した柔軟なレイアウト

 

 

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