【図解ツール付き】配管流量線図｜塩化ビニル管・炭素鋼鋼管・ライニング鋼管の流量・流速・圧力損失を一目で確認
「配管サイズ、どうやって決めるの？」──新人技術者が最初に直面する疑問のひとつが給水配管の口径選定です。この記事では、建築設備の給水設計で使われる負荷単位法の考え方をゼロから解説します。さらに、実際の口径選定に役立つインタラクティブな配管流量線図ツールも組み込みましたので、ぜひ実務でご活用ください。
給水負荷単位法とは？
給水配管を設計するとき、「全員が同時に水を使うこと」を前提にすると配管が過大になってしまいます。かといって小さすぎると水圧不足が起きます。そこで使われるのが負荷単位法（Fixture Unit Method）です。
各衛生器具（洗面器・便器・浴槽など）に「負荷単位（FU：Fixture Unit）」という係数を割り当て、合計値から同時使用率を考慮した設計流量を算出します。日本では空気調和・衛生工学会（SHASE）の基準が広く使われています。
主要衛生器具の給水負荷単位一覧
まず、代表的な衛生器具の負荷単位を確認しましょう。
| 衛生器具 | 給水負荷単位（FU） | 瞬時最大流量の目安（L/min） |
|---|---|---|
| 洗面器 | 2 | 8〜10 |
| 大便器（洗浄弁式） | 10 | 100〜120 |
| 大便器（ロータンク式） | 5 | 12〜15 |
| 小便器（洗浄弁式） | 5 | 15〜20 |
| 浴槽（一般住宅） | 4 | 30〜40 |
| シャワー | 3 | 80〜120 |
| 台所流し | 2 | 12〜15 |
| 掃除用流し | 4 | 15〜20 |
| 飲料水用水栓 | 1 | 5〜8 |
負荷単位合計→設計流量の換算
器具の負荷単位を合計（ΣFU）したら、次の換算表で瞬時最大流量（設計流量）を求めます。この値が配管サイズ選定の基準になります。
| 負荷単位合計（ΣFU） | 設計流量（L/min） | （m³/h） |
|---|---|---|
| 5 | 約 20 | 約 1.2 |
| 10 | 約 35 | 約 2.1 |
| 20 | 約 55 | 約 3.3 |
| 30 | 約 70 | 約 4.2 |
| 50 | 約 90 | 約 5.4 |
| 100 | 約 130 | 約 7.8 |
| 200 | 約 190 | 約 11.4 |
| 300 | 約 240 | 約 14.4 |
| 500 | 約 310 | 約 18.6 |
| 1000 | 約 450 | 約 27.0 |
配管口径選定の手順（3ステップ）
実際の設計では次の手順で進めます。
- 器具の負荷単位を集計する：設計対象の全衛生器具の FU を合計します（ΣFU）。
- 設計流量を求める：上の換算表から設計流量（L/min）を読み取ります。
- 流量線図で口径を決める：下のツールに流量を入力し、流速 1〜2 m/s・摩擦損失 400 Pa/m 以下を目安に配管口径を選定します。
配管口径選定のポイント
口径選定で押さえておくべき主な基準はこちらです。
| 項目 | 給水配管の目安 | 備考 |
|---|---|---|
| 流速 | 1.0〜2.0 m/s | 2.0 m/s 超はウォーターハンマーに注意 |
| 単位摩擦損失 | 200〜400 Pa/m | 長距離配管は小さめに設定 |
| 最小管径 | 15A（給水枝管） | JIS 規格最小サイズ |
| 使用管材 | SGP / VP / ライニング鋼管 | 用途・腐食環境で選択 |
【図解ツール】配管流量線図（ウィリアムス・ヘーゼン式）
以下のインタラクティブツールで、配管の流量・流速・単位摩擦損失の関係を確認できます。管材（SGP／VP／ライニング鋼管）をタブで切り替え、選定ツールに流量を入力するだけで推奨管径が表示されます。
配管流量線図（インタラクティブ）
ウィリアムス・ヘーゼン式 Q = 0.2785 × C × D²·⁶³ × I⁰·⁵⁴ ／ 管種タブを切り替えてご使用ください
🔍 配管サイズ選定ツール
| 管径 | 内径 mm | 流量@1.0m/s L/min（m³/h） | 流量@1.5m/s L/min（m³/h） | 流量@2.0m/s L/min（m³/h） | 摩擦損失 @1.0m/s Pa/m | 摩擦損失 @1.5m/s Pa/m | 摩擦損失 @2.0m/s Pa/m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15A | 16.1 | 12 (0.7) | 18 (1.1) | 24 (1.5) | 1634 | 3463 | 5900 |
| 20A | 21.7 | 22 (1.3) | 33 (2.0) | 44 (2.7) | 1154 | 2445 | 4165 |
| 25A | 27.3 | 35 (2.1) | 53 (3.2) | 70 (4.2) | 883 | 1870 | 3186 |
| 32A | 35.5 | 59 (3.6) | 89 (5.3) | 119 (7.1) | 650 | 1377 | 2345 |
| 40A | 41.2 | 80 (4.8) | 120 (7.2) | 160 (9.6) | 546 | 1157 | 1971 |
| 50A | 52.7 | 131 (7.9) | 196 (11.8) | 262 (15.7) | 410 | 868 | 1479 |
| 65A | 68.9 | 224 (13.4) | 336 (20.1) | 447 (26.8) | 300 | 635 | 1082 |
| 80A | 80.7 | 307 (18.4) | 460 (27.6) | 614 (36.8) | 249 | 528 | 900 |
| 100A | 105.3 | 523 (31.4) | 784 (47.0) | 1045 (62.7) | 183 | 387 | 660 |
| 125A | 130.8 | 806 (48.4) | 1209 (72.6) | 1612 (96.7) | 142 | 301 | 512 |
| 150A | 155.2 | 1135 (68.1) | 1703 (102.2) | 2270 (136.2) | 116 | 246 | 420 |
| 200A | 204.7 | 1975 (118.5) | 2962 (177.7) | 3949 (237.0) | 84 | 178 | 304 |
| 管径 | 内径 mm | 流量@1.0m/s L/min（m³/h） | 流量@1.5m/s L/min（m³/h） | 流量@2.0m/s L/min（m³/h） | 摩擦損失 @1.0m/s Pa/m | 摩擦損失 @1.5m/s Pa/m | 摩擦損失 @2.0m/s Pa/m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 13A | 13.8 | 9 (0.5) | 13 (0.8) | 18 (1.1) | 1204 | 2550 | 4344 |
| 20A | 20.6 | 20 (1.2) | 30 (1.8) | 40 (2.4) | 754 | 1598 | 2722 |
| 25A | 26.6 | 33 (2.0) | 50 (3.0) | 67 (4.0) | 560 | 1186 | 2020 |
| 32A | 32.6 | 50 (3.0) | 75 (4.5) | 100 (6.0) | 441 | 935 | 1594 |
| 40A | 42.0 | 83 (5.0) | 125 (7.5) | 166 (10.0) | 328 | 696 | 1186 |
| 50A | 53.0 | 132 (7.9) | 199 (11.9) | 265 (15.9) | 250 | 531 | 904 |
| 65A | 68.0 | 218 (13.1) | 327 (19.6) | 436 (26.1) | 187 | 397 | 676 |
| 75A | 79.0 | 294 (17.6) | 441 (26.5) | 588 (35.3) | 157 | 333 | 567 |
| 100A | 101.0 | 481 (28.8) | 721 (43.3) | 961 (57.7) | 118 | 250 | 426 |
| 125A | 124.0 | 725 (43.5) | 1087 (65.2) | 1449 (86.9) | 93 | 197 | 335 |
| 150A | 146.0 | 1004 (60.3) | 1507 (90.4) | 2009 (120.5) | 77 | 163 | 277 |
| 200A | 192.0 | 1737 (104.2) | 2606 (156.3) | 3474 (208.5) | 56 | 118 | 201 |
| 管径 | 内径 mm | 流量@1.0m/s L/min（m³/h） | 流量@1.5m/s L/min（m³/h） | 流量@2.0m/s L/min（m³/h） | 摩擦損失 @1.0m/s Pa/m | 摩擦損失 @1.5m/s Pa/m | 摩擦損失 @2.0m/s Pa/m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15A | 14.1 | 9 (0.6) | 14 (0.8) | 19 (1.1) | 1174 | 2487 | 4237 |
| 20A | 19.7 | 18 (1.1) | 27 (1.6) | 37 (2.2) | 795 | 1683 | 2868 |
| 25A | 25.3 | 30 (1.8) | 45 (2.7) | 60 (3.6) | 593 | 1257 | 2142 |
| 32A | 33.5 | 53 (3.2) | 79 (4.8) | 106 (6.3) | 428 | 906 | 1544 |
| 40A | 39.2 | 72 (4.3) | 109 (6.5) | 145 (8.7) | 356 | 754 | 1285 |
| 50A | 50.7 | 121 (7.3) | 182 (10.9) | 242 (14.5) | 264 | 559 | 952 |
| 65A | 66.9 | 211 (12.7) | 316 (19.0) | 422 (25.3) | 191 | 404 | 689 |
| 80A | 78.7 | 292 (17.5) | 438 (26.3) | 584 (35.0) | 158 | 335 | 570 |
| 100A | 103.3 | 503 (30.2) | 754 (45.3) | 1006 (60.3) | 115 | 244 | 415 |
| 125A | 128.8 | 782 (46.9) | 1173 (70.4) | 1564 (93.8) | 89 | 188 | 321 |
| 150A | 153.2 | 1106 (66.4) | 1659 (99.5) | 2212 (132.7) | 73 | 154 | 262 |
| 200A | 202.7 | 1936 (116.2) | 2904 (174.3) | 3872 (232.3) | 52 | 111 | 189 |
参考：日本製鉄 配管流量線図
以下は、日本製鉄が公開している配管流量線図です（出典：日本製鉄 建設設備配管情報サービス）。本記事のインタラクティブツールはウィリアムス・ヘーゼン式に基づいており、これらの参考線図と同じ計算根拠を用いています。
① 配管用炭素鋼鋼管（SGP）C＝100
出典：日本製鉄 建設設備配管情報サービス／本資料は一般的な情報の提供を目的とするもので、設計用マニュアルではありません。
② 水道用硬質塩化ビニルライニング鋼管（SGP-VA/VB）C＝130
出典：日本製鉄 建設設備配管情報サービス／本資料は一般的な情報の提供を目的とするもので、設計用マニュアルではありません。
③ 塩化ビニル管 VP（C＝130）につうて
塩化ビニル管 VP は鉄鋼メーカーではなく積水化学・クボタケミックス等の樹脂管メーカーが製造するため、日本製鉄の流量線図には掲載されていません。C＝130 の流量線図は上記のインタラクティブツール（「塩化ビニル管 VP（C=130）」タブ）でご確認ください。
計算例：事務所ビル 1 フロアの給水幹管を選定する
実際の例で確認してみましょう。
【条件】事務所ビル 1 フロア：男子トイレ（洗浄弁大便器 3 台 + 小便器 3 台 + 洗面器 3 台）＋女子トイレ（洗浄弁大便器 3 台 + 洗面器 3 台）
【負荷単位の集計】
大便器（洗浄弁）6 台 × 10 FU = 60 FU
小便器（洗浄弁）3 台 × 5 FU = 15 FU
洗面器 6 台 × 2 FU = 12 FU
合計：87 FU → 設計流量 約 120 L/min（7.2 m³/h）
【口径選定】上のツールで「SGP」タブを選び、流量に「120」、最大流速「2.0」、最大摩擦損失「400」を入力すると、65A が推奨されます（流速約 0.9 m/s、摩擦損失約 100 Pa/m）。
まとめ
- 給水配管の口径選定は負荷単位法（FU）で設計流量を算出することから始まる
- 設計流量が決まったら配管流量線図で流速・摩擦損失を確認して管径を決定する
- 給水配管の目安は流速 1〜2 m/s、摩擦損失 200〜400 Pa/m
- 管材ごとに〦ィリアムス・ヘーゼン係数（C 値）が異なるため、SGP・VP・ライニング鋼管を使い分ける
- 上のインタラクティブツールを使えば、流量を入力するだけで推奨管径を即座に確認できる
配管設計は「公式を覚えること」よりも「なぜその管径を選ぶのか」を理解することが大切です。ぜひはのツールを繰り返し使って、感覚を身に付けてください。
