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動水圧動水圧(どうすいあつ)は、水道分野における概念で、流れる水の速度や配管内の水の流れによって発生する圧力を指します。水が流れる際に、その速度や流れの変化によって生じる圧力を動水圧と呼びます。
以下に動水圧について詳しく説明します。
●動水圧の原理
a.動水圧は、流れる水が配管内を移動する際に、その速度や方向の変化に伴って生じる圧力です。
b.ベルヌーイの定理に基づくと流体(水)の速度が変わるとその流体の圧力も変わるという関係があります。
●影響要因
a.流速 水の流速が速いほど動水圧も増加します。流速が増すと水の運動エネルギーが増しそれに伴って圧力が発生します。
b.流れの変化 曲がりや急な変化があると、水の流れが乱れ動水圧が生じます。これが配管のコーナーやバルブなどでよく見られる現象です。
●利用と配管設計
a.動水圧は、水道システムの設計や計算に重要な要素として考慮されます。特に、配管の設計やバルブの配置、ポンプの選定などに影響を与えます。
b.配管やバルブの設計では、適切な流速や流れの変化を考慮して、動水圧の影響を最小化するように設計されます。
●安定性と問題
a.動水圧が不安定だったり急激な変化があると配管に負荷がかかり破損や水漏れなどの問題が発生する可能性があります。
b.適切な設計と運用によって動水圧の安定化や問題の予防が図られます。
動水圧の理解は、水道システムの設計や運用において重要です。適切な水圧の制御と設計により効率的で安全な水道システムが確保されます。
動水圧が必要な理由
動水圧が必要な理由は、水道設備が正常に機能し安定した水供給を実現するために適切な圧力を維持することが不可欠であり、これが不足すると水流が弱まり、給水が困難になるからである。蛇口やシャワー、給湯器などの機器は、動水圧が適正であることを前提に設計されており、これが確保されなければ十分な水量が得られず、使用に支障をきたすことがある。特に、高層建築や長距離配管では水が重力や摩擦抵抗の影響を受け適切な動水圧がなければ上階や末端部への給水が不安定となるため、圧力を維持するためのポンプや加圧装置が必要となる。逆に、動水圧が過剰であると配管や器具に負荷がかかり水撃作用による破損や漏水のリスクが高まるため減圧弁を設置し適正な圧力に調整することが求められる。動水圧が不足すると給湯器や食器洗い機などの機器が正常に作動せず、湯温が安定しない洗浄力が低下するなどの問題が発生する。さらに、動水圧は消防設備にも重要であり、消火栓やスプリンクラーが適切に作動しなければ火災時に十分な消火能力を発揮できず被害が拡大する可能性がある。動水圧は配管内の水流抵抗や使用状況によって変動するため、設計時には適切な圧力計算が必要となり配管径やポンプの性能を考慮することで安定した給水が可能となる。これらの理由から動水圧は水道設備の基本機能を維持し安全かつ快適な水利用を支えるために不可欠である。