配管・バルブ・継手の種類と施工方法｜水系消火設備の工事をわかりやすく解説

結論から言います。

水系消火設備の工事で一番重要なのが配管工事です。ポンプや消火栓がどれほど優秀でも、配管が正しく施工されていなければ水は届きません。甲種1類の試験では、配管の材質・バルブの種類・継手の使い分け・施工方法が出題されます。

「配管の流体力学｜ベルヌーイの定理・摩擦損失」では"配管の中を水がどう流れるか"という理論の話をしました。今回は"どんな配管を使い、どう組み立てるか"という実務と施工の話です。

配管の種類と材質

水系消火設備で使われる配管

消防用の配管は高い圧力に耐え、腐食しにくいことが求められます。主に使われるのは次の種類です。

SGPとSTPGの違い

試験で最も問われるのがこの2つの違いです。

SGP（配管用炭素鋼鋼管）は、一般的な水配管に使われる鋼管です。表面に亜鉛めっきを施した「白管（しろかん）」と、めっきなしの「黒管（くろかん）」があります。消防設備では主に白管を使います。亜鉛めっきがサビを防いでくれるからです。

STPG（圧力配管用炭素鋼鋼管）は、SGPより肉厚で高い圧力に耐えられます。ポンプの吐出側や高圧がかかる部分に使います。

スケジュール番号

配管の肉厚を表す指標としてスケジュール番号（Sch）があります。数字が大きいほど肉厚で、高い圧力に耐えられます。

消防設備で主に使われるのはSch40（スケジュール40）です。これは「通常の使用圧力に十分耐えられる標準的な肉厚」を意味します。特に高圧がかかる場所ではSch80を使うこともあります。

バルブ（弁）の種類と用途

配管に取り付けるバルブは、水の流れを制御する重要な部品です。「加圧送水装置と附属装置」でも一部触れましたが、ここではバルブの種類を体系的に整理します。

開閉弁（しゃ断弁）

水の流れを開けたり閉めたりするバルブです。

仕切弁と玉形弁の使い分け ─ 試験の頻出ポイント

この2つの違いは試験によく出ます。

仕切弁は全開にすると弁体が流路の外に退避するため、流路抵抗がほとんどないのが最大の利点です。ただし、半開きの状態で使うと弁体が振動して損傷するため、流量の微調整には向きません。「全開か全閉か」の二択で使うバルブです。

玉形弁は弁体が流路の中央に位置するため、全開でも流路抵抗が大きくなります。しかし弁体の開き具合を調整できるため、流量の微調整ができます。その代わり圧力損失が大きいのが欠点です。

逆止弁（チェックバルブ）

水の逆流を防ぐバルブです。水は一方向にしか流れず、逆方向に流れようとすると弁体が自動的に閉じます。

消防ポンプの吐出側には必ず逆止弁を設置します。ポンプが停止したときに、配管内の水がポンプ側に逆流するのを防ぐためです。

その他の重要なバルブ

• 安全弁（リリーフバルブ） ── 配管内の圧力が設定値を超えると自動的に開き、圧力を逃がします。ポンプの締め切り運転による異常高圧から配管を守る安全装置です
• 減圧弁 ── 上流側の高い圧力を下流側で一定の低い圧力に維持します。高層建物で、上階の消火栓に過大な圧力がかからないようにするために使います
• 制御弁 ── スプリンクラー設備で各階ごとに水の供給を止められる弁です。点検や修理のときに、建物全体ではなくその階だけ水を止められます

継手（つぎて）の種類

配管同士を接続したり、方向を変えたり、口径を変更したりする部品が継手です。

主な継手の種類

エルボと配管の摩擦損失

「配管の流体力学」で学んだ等価管長（とうかかんちょう）を覚えていますか？エルボやティーなどの継手は、直管に比べて大きな圧力損失を生みます。90°エルボ1個の等価管長は管径の数十倍にもなります。

そのため、エルボの数が増えるほど摩擦損失が増え、ポンプに求められる全揚程が大きくなります。設計段階でエルボの数を減らす工夫が重要です。

配管の接合方法

配管と配管（または配管と継手）をつなぐ方法には、主に次の4つがあります。

ねじ込み接合の注意点

ねじ込み接合は小口径管の標準的な方法です。注意点は次のとおりです。

• シールテープを管のねじ部に巻いて水漏れを防止する
• ねじ込みすぎると管が割れる。適正なねじ込み量を守る
• 亜鉛めっき鋼管（白管）のねじ部はめっきが削れるため、防食処理（防食ペイント等）を施す
• 口径65A以上の大口径管にはねじ込み接合は使わない（強度不足）

溶接接合の注意点

溶接接合は最も強固ですが、施工には注意が必要です。

• 亜鉛めっき鋼管は溶接不可 ── 溶接の熱でめっきが溶けて有毒ガスが発生し、さらに溶接部の防食性能がなくなる
• 溶接後は管内のスケール（溶接カス）を除去する必要がある
• 溶接部は非破壊検査（放射線透過試験など）で健全性を確認する場合がある
• 火気を使うため、既存建物での施工には火気養生が必要

ハウジング型接合が増えている理由

近年の消防設備工事では、ハウジング型（グルービング）接合が増えています。理由はシンプルです。

• 火気不使用 ── 溶接が不要なので、既存建物でも安全に施工できる
• 施工が早い ── 管端に溝を切ってクランプで挟むだけ
• 取り外しが容易 ── フランジ接合と同様に分解・再組立ができる

スプリンクラー配管ではハウジング型接合が主流になりつつあります。

配管の支持と固定

配管の吊り・支持

配管は自重と充水時の水の重さを支えるために、適切な間隔で支持金具（ハンガー・サポート）で固定する必要があります。

耐震措置

地震時に配管が破損すると消火設備が使えなくなります。そのため、配管には耐震措置が求められます。

• 振れ止め ── 配管が横方向に揺れないよう、斜めのブレース（筋交い）で固定する
• フレキシブル継手 ── 建物の構造体と配管の間にゴムや蛇腹の継手を入れ、地震の揺れを吸収する
• エキスパンションジョイント ── 建物のエキスパンションジョイント部分で配管が伸縮できるようにする継手

特にスプリンクラー設備は天井裏に大量の配管があるため、耐震対策が重要です。

配管工事の施工手順

水系消火設備の配管工事は、おおまかに次の手順で進めます。

耐圧試験（水圧試験）

配管の組立が完了したら、必ず耐圧試験を行います。配管内に水を満たし、設計圧力の1.5倍の圧力をかけて一定時間保持します。この間に圧力の低下や漏水がなければ合格です。

なぜ1.5倍かというと、実際の使用圧力に対して十分な安全余裕を確保するためです。配管に微小な欠陥があっても、1.5倍の圧力で漏れが出なければ、通常の使用では問題ないと判断できます。

フラッシング

耐圧試験の後、配管内を水で洗い流すフラッシングを行います。施工中に配管内に入った金属の切粉、砂、ゴミなどを除去するためです。これらの異物がスプリンクラーヘッドや噴霧ヘッドに詰まると、火災時に正常に作動しなくなります。

防火区画貫通処理

配管が防火区画（耐火壁・耐火床）を貫通する場合、貫通部分の隙間を耐火材料で埋める処理が必要です。これを怠ると、配管を通じて隣の区画に煙や炎が侵入し、防火区画の意味がなくなってしまいます。

• 不燃材料の充填 ── モルタルやロックウールで隙間を埋める
• 耐火パテ ── 熱で膨張して隙間を塞ぐ特殊なパテを使う方法
• 樹脂管の場合 ── 熱で溶けて隙間が空くため、熱膨張材付きの措置が必須

金属管は高温でも溶けにくいため比較的安全ですが、それでも貫通部の隙間は必ず処理します。

5配管×8バルブ×7継手 完全マトリクス（独自整理）

他サイトでは「SGP／STPG／SUS／銅／VLP」を箇条書きする説明が大半ですが、耐圧・耐食性・コスト・用途を一望できる完全マトリクスは皆無です。配管・バルブ・継手の3軸計20品目を独自に整理しました。

配管 5種類×6軸 完全マトリクス

バルブ 8種類 完全マトリクス

継手 7種類 完全マトリクス

3軸合計20品目を一覧で見ると、現場で図面を読むときに「この箇所は仕切弁か玉形弁か」「分岐部はティー＋レデューサーか」が一目で判断できます。試験の鑑別問題でも、写真と用途の組合せが頻出です。

4接合方法×設置環境マトリクス＋告示第1797号 防火区画貫通処理

配管の接合方法は4種類に整理できます。「ねじ込み・フランジ・溶接・メカニカル（ハウジング型）」のどれを選ぶかは、耐圧・施工性・取外し可否・コスト・設置環境で決まります。

2011年の東日本大震災以降、耐震対応のメカニカル継手（ハウジング型）が義務化された経緯があります。ねじ込み接合は地震応力で破断しやすく、フランジは取外し可だが施工に時間がかかる。「速くて、解放可能で、地震に強い」というメカニカル継手の優位性は、震災を経て広く認識されました。

告示第1797号 防火区画貫通処理 不燃材料一覧（自火報324と共通基盤）

水系配管が防火区画を貫通する場合、自火報配線と同じく消防庁告示第1797号に従って不燃材料で隙間を埋めます。「自火報の工事方法」と共通の基盤として一覧化しました。

水系配管では金属管貫通部のモルタル充填が中心ですが、樹脂被覆配管（VLP）の場合は耐火パテで膨張封止する必要があります。「金属管なら大丈夫」と即断せず、配管種類×貫通材料の組合せで判断しましょう。

配管腐食事故年表と水系7本連結ロードマップ

SGP白配管がVLP・SUSへ置き換わってきた歴史は、1980年以降の腐食事故と耐震要求の積み重ねそのものです。年表で振り返ると、規格改正の必然性が見えてきます。

水系7本連結ロードマップ — 配管工事は中核

本記事（420・配管・バルブ・継手）は、水系（甲1乙1甲2乙2）の7本連結記事の④に位置します。「全体像→水系個別→工事→点検→製図→泡」の順で読むと、水系設備が体系的に頭に入ります。

「配管工事」は水系設備の骨格に当たります。骨格を押さえてから「点検（421）」「製図（422）」に進むと、なぜその試験項目が必要なのか、なぜその図面記号が決まっているのかが腑に落ちます。

次に読む記事

配管工事の知識を押さえたら、次は点検・試験と製図に進みましょう。

1. 次の記事：「水系設備の点検と試験」 — 点検の実務知識
2. 製図（甲種）：「水系設備の製図の基礎」 — 配管設計の基本
3. 水力計算（甲種）：「製図の実践（水力計算）」 — 摩擦損失・全揚程の計算
4. 全体像に戻る：「水系消火設備の全体像」

まとめ問題

記事の内容を理解できたか、4問のクイズで確認しましょう。

【問題1】配管用炭素鋼鋼管（SGP）と圧力配管用炭素鋼鋼管（STPG）の違いとして、正しいものはどれか。

（1）SGPのほうがSTPGより肉厚である
（2）STPGはSGPより高い圧力に耐えられる
（3）SGPは溶接専用で、ねじ込み接合には使えない
（4）STPGは亜鉛めっき鋼管の別称である

【問題2】仕切弁（ゲートバルブ）の特徴として、正しいものはどれか。

（1）流量の微調整に適している
（2）全開時の流路抵抗が大きい
（3）全開または全閉で使用し、中間開度での使用には適さない
（4）逆流防止の機能がある

【問題3】配管の接合方法について、誤っているものはどれか。

（1）ねじ込み接合は口径50A以下の小口径管に用いられる
（2）溶接接合は亜鉛めっき鋼管にも問題なく使用できる
（3）フランジ接合はボルトで締結するため、取り外しが容易である
（4）ハウジング型接合は火気を使わずに施工できる

【問題4】配管工事における耐圧試験について、正しいものはどれか。

（1）配管内に空気を充填して試験する
（2）設計圧力と同じ圧力をかけて漏れを確認する
（3）設計圧力の1.5倍の圧力をかけて漏れを確認する
（4）耐圧試験はフラッシングの前に行う必要はない

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