ガス設備、給湯設備等

〇過去問
〇建築基準法施行令:129条の2の5
・管理業務主任者 
・マンション管理士 
 
 
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給排気形式の分類
1)開放型
 
・室内空気を燃焼に用い、燃焼排ガスを室内に排気
・必ず換気が必要。
〇主な器具
・キッチンのコンロ
・小型湯沸器
・移動式のガスストーブ等
 
●自然換気
・燃焼器具より屋内に放出された燃焼排ガスを屋内の空気とともに換気口から屋外に排出する方式。
 
●機械換気
・燃焼器具より屋内に放出された燃焼排ガスを屋内の空気とともに動力を用いて屋外に排出する方式。
・小型湯沸器ではこの方式が推奨されている。
 
2)半密閉型
 
・室内空気を燃焼に用い、燃焼排ガスを屋外に排気。
・排ガスは専用の排気筒を通じて直接屋外に排出。
→室内空気を汚染することがない。
・自然通気力で排出するものを自然排気式(CF式)、動力で排出するものを強制排気式(FE式)と呼ぶ。
 
●自然排気式(CF式)
・燃焼用の空気を屋内から取り、燃焼排ガスを排気筒にて、自然通気力によって屋外に排出するもの。
・排気筒の横引きは先上がりこう配とし、排気筒トップは屋根の上まで立ち上げ、その際、排気筒トップの位置は、風圧帯の範囲外の位置とする。
・給気口および換気口が必要。
 
●強制排気式(FE式)
・燃焼用の空気を屋内から取り、燃焼排ガスを排気用送風機を用いて排気筒を通して強制的に屋外に排出する燃焼器具。
・排気筒の径、長さおよび曲がりの数は、工事説明書、法令・例示基準等に記載されている範囲内で選定する。
・強制排気式であるため、排気筒の接続部はビス止め等で抜け出し防止、シール剤等で燃焼排ガスの漏れ防止の措置をする必要がある。
・給気口が必要。
 
3)密閉型
 
・燃焼用の空気は専用の給気筒を使用して直接屋外から吸引し、燃焼排ガスも専用の排気筒を使用して直接屋外に排出。
・屋内の空気を使用しないため、半密閉式燃焼器具よりも安全性が高い。
・自然通気力を利用するものを自然給排気式(BF式)、動力を利用するものを強制給排気式(FF式)と呼ぶ。
 
●自然給排気式・バランス外壁式(BF-W)
・給排気管を外気に接する壁を貫通して、自然通気力により給排気を行うもの。
・燃焼器具設置場所が外壁に面している場合に設置できる。
・給排気トップの取り付け可能寸法と壁厚の関係に注意する。
 
●強制給排気式( FF- 給排気管延長方式)
・給排気管を外気に接する壁を貫通して屋外に出し給排気用送風機により強制的に給排気を行うもの。
・給排気トップ周囲の条件に注意する。
・給排気筒の延長は工事説明書、法令・例示基準等に記載されている範囲内とする。
 
4)屋外型
 
・屋外に設置して、給排気を屋外で行うもの。
・屋内には設置できない。
都市ガスの安全対策の概要
1)ガス事業者
 
●地震時の供給停止判断
〇震度6弱の揺れにより自動停止
〇遠隔停止
・自動的に停止しない場合でも、ガス事業者の供給指令センターで遠隔停止することができる。
 
2)建物共用部
 
●緊急ガス遮断弁
・超高層建築物等では法令により設置が義務付け。
〇自動作動
・250Gal以上の感震で作動(長周期地震動に対応した感震器の開発)
・感震器やガス警報器と連動させることで自動的にガスの供給を停止することができる。
〇遠隔停止
・防災センター等で遠隔操作することができる。
 
●マイコンメーター(ガス遮断機能を有するガスメーター
・マイコン制御器を組み込んだ、ガス遮断装置付きガスメーター。
・震度5以上の地震や、長時間に多量のガスの使用流量が認められた時、急激なガス使用流量の増大、ガス圧の低下などの異常が発生した時に、自動的にガスを遮断し、警報を表示する機能がある。
 
〇合計流量オーバー
・ガス栓の誤開放、ゴム管外れ等メーター下流側に異常な大流量が流れた場合に遮断。
〇個別流量オーバー
・ガスの流量が増加したときに、その増加量がガス消費量の最大の機器に比べて異常に大きい場合に遮断する。
〇継続使用時間オーバー
・ガス機器の消し忘れ等による異常長時間使用の場合に遮断。
〇感震
・150~230ガル(震度5強)以上の地震を検知し、遮断。
・ガスを使用中の場合に遮断するもの(流量検知遮断型)とガスの使用にかかわらず遮断するもの(即遮断型)がある。
〇圧力低下
・マイコンメーターの上流側のガス供給圧力が約0.3kPa以下になった場合に遮断。
〇外部信号入力
・ガス警報器、不完全燃焼警報器等と連動し遮断。
 
3)住戸内
 
●ガス栓のヒューズ機能(過流出防止機構)
①ヒューズガス栓
・ガス栓とガス器具の接続に使われるゴム管がはずれたり、接続をしていない口を開けるなどを行い、一度にガスが大量に流れるなどの異常がおきると、自動的にガスを止める構造になっている。
・”ガスヒューズ”は、一般的にシリンダーとヒューズボール等から構成されている。
・通常使用時にはシリンダーとヒューズボール等の隙間をガスが流れる。
→ゴム管が外れたりして、過大な量のガスが流れるとヒューズボールが押し上げられ、通過孔をふさぎ、ガスが流れなくなる。
 
②オンオフヒューズガス栓
・オンオフ機構とは、つまみの開閉位置にかかわらず、内部のオンオフ弁が常に”全開”または”全閉”の状態を維持する機構をいう。
・つまみを半開にした場合、ガスの流量が少ないためヒューズが作動しない可能性がある。→オンオフ弁はつまみを全開にしないとガスが流れないので、一定の流量が常に確保できる。
 
③ガスコンセント
・ガスコンセントは、迅速継手を接続するだけで栓が自動的に開き、外すと閉じる構造になっていて、つまみによる開閉の操作は必要ない。
・万一接続具が外れても栓が閉じる。
・他のガス栓と同様にヒューズ機能をもっているのでガス流出の恐れがない。
 
●ガス接続具(コード)の安全機能
・従来のゴム管は足で踏んだ場合に完全につぶれてしまうため、使用中のガス機器の火が消え、未燃焼ガスが漏れる事故が発生していた。
・現在のガスコード等は補強されており、踏んでも完全にはつぶれない構造となっている。 また、ガスコードは両端が迅速継手になっており、ガス栓等から容易に抜けないようになっている。
 
4)消費機器
 
●ガスこんろ
〇Siセンサーコンロ
・調理油過熱防止装置
・立ち消え安全装置
・消し忘れ消火機能
 
●ガスストーブ・ファンヒーター
・立ち消え安全装置
・不完全燃焼防止装置
・転倒時安全装置
・過熱防止装置
 
5)ガス漏れ警報器
 
・CO警報、住宅用火災警報等と複合機能を持つものもある。
3階建て以上の共同住宅のガス配管設備の基準
※建築基準法施行令129条の2の5第8号、昭和56年建設省告示1099号
 
1)住戸に設けるガス配管設備の基準
 
・3階以上の階を共同住宅の用途に供する建築物の住戸では、次のいずれかの対応が必要。
①ガス栓と機器を金属管等でねじ接続
②ヒューズガス栓の設置
③ガス漏れ警報設備の設置
 
2)ガス漏れ警報設備の設置基準
 
●設置場所
〇都市ガス
・ガス栓からの水平距離が8m以内で、天井から30cm以内の場所。
〇LPガス
・ガス栓からの水平距離が4m以内で、床面からの高さが30cm以内の場所。
 
●警報部
・検知部に有効に設けること。
・通電している旨の表示灯が設けられていること。
・ガス漏れを検知した場合に発する警報音が、警報部から1m離れた場所において、70dB以上となること。
 
※ガス漏れ警報機の交換期限は5年。
中央式給湯方式、局所式給湯方式
●中央式給湯方式(セントラル方式)
・主に地下に給湯設備専用の部屋が設けられていて、大きな給湯設備が設置され、建物全体にお湯を運ぶ。
・建物内の一定の場所(機械室等)にボイラー等の加熱器を設置し、配管によって必要箇所に湯を供給する方式。
・給湯に使用された灯油やガス、電気などの費用、維持管理費は建物全体で分担。
・ホテル等の大型の施設でよく採用されている給湯方式。
 
〇先止め式
・「先止め式」とはお湯が出る側にある栓を開閉することによって給湯する方式。
・「元止め式」とは水が入ってくる側にある栓を開閉する事によって給湯する方式。
・住戸セントラル方式は、温水を発生させる大型ボイラー、冷水を発生させる冷凍機を設置し、各戸に温風、冷風を送って行なう方式であり、各戸毎に開閉することが可能な、先止め式が用いられる。
 
●局所式給湯方式(個別式給湯方式)
・給湯箇所が少ない場合、又は管理上別個に分ける場合に使用する方式。
・ベランダなどに個別に給湯設備が設置される。
・給湯に使用される燃料の料金は部屋ごとに精算。
・メンテナンスのしやすさなどから、一般的なマンションなどに採用されている。
湯沸器の概要
●湯沸器とは
・ガス、電気及び石油系統の燃料又は太陽熱を熱源として水を加熱し、これを湯として供給する器具の総称。
・瞬間湯沸器、貯湯湯沸器、太陽熱温水器などに分類される。
 
●湯沸器の種類と特徴
 
①瞬間湯沸器
・器内の給水管路の一部に当たる吸熱コイル管で熱交換を行い、通過水を加熱給湯する湯沸器。
・給湯配管をして使用する先止式と湯沸器から直接使用する元止式とがある。
・瞬間湯沸器は、給湯側を開にした場合に生じる一次側と二次側との水圧差により作動する。
 
②貯湯湯沸器
・水道に直結された器体内の水を加熱給湯する湯沸器。
・減圧弁、安全弁を備え、器体内に所定以上の圧力が生じない構造にするほか、一定湯温以上の上昇をおさえるサーモスタット、湯温及び器体の過熱防止装置などの安全機構を内蔵しているか、又は配管時にそれらの安全機構を取り付けなければ使用出来ない。
 
●先止式と元止式
〇先止式
・お湯が出る側にある栓を開閉することによって給湯する方式。
・本体ボタンを押してスタンバイ状態にして水栓の開け閉めでお湯を出したり止めたりする。
・業務用のお店などに多いタイプ。湯沸し器設置場所とお湯の使いたい場所が離れている場合このタイプの製品を使う。
 
〇元止式
・水が入ってくる側にある栓を開閉することによって給湯する方式。
・湯沸し器の本体のボタンの操作でお湯を出したり止めたりする。
・お湯を使うすぐのところに湯沸し器を設置する。
・家庭用に多いタイプ。
ガス湯沸器
1)貯湯式
 
・貯湯槽内にあらかじめ蓄えた水を加熱し,湯温に関連してガス通路を開閉することができる機構をもち,貯湯部が密閉されており,貯湯部に0.1MPaを超える圧力がかからず,かつ伝熱面積が4m2以下の給湯専用の機器。
・開放形の置台式。
 
●給水方式
〇水道直結式
・水道用減圧弁及び逃し弁を接続し,水道管に直結して給水する方式
〇シスターン式
・シスターン(補給水を貯めておく水槽)から給水する方式
 
●構成要素
〇ガスバーナー
〇自動温度調節装置(温度調節範囲は40~95℃)サーモスタット
〇自動給水装置
〇電気点火装置
・圧電素子ユニット等による。
 
●安全装置
〇不完全燃焼防止装置
・検知部が損傷した場合に,自動的にバーナへのガス通路を閉ざさなければならない。
 
2)瞬間式
 
・給水に関連してガス通路を開閉することができる機構をもち,水が熱交換部を通過する間に加熱される給湯専用の機器
・必要時に水を加熱して湯を供給する方式。
・貯湯タンクがない給水配管直結の熱交換器で加熱。
・タンクが無いため小型軽量。
・給湯量の変化による温度変化が大きい。
・ガスの給湯能力は、”1分間に温度上昇幅25℃の湯を何リットル出湯できるか”を号数で表示する。
・ガス瞬間式給湯機には、常に最良の空気・ガスの比率で燃焼させる空燃比制御方式や、種火のないダイレクト着火方式のものがある。
・壁掛形。
 
●給湯方式
〇元止め式
・機器の入口側(給水側)の水栓の操作で給湯する(元止め専用)方式のもので,給湯配管のできないもの。
〇先止め式
・機器の出口側(給湯先)の湯栓の操作で給湯する(給湯配管・先止め)方式のもので,給湯配管のできるもの。
 
●構成要素
〇ガスバーナー
〇給水自動ガス弁
・熱交換部に設定値以上の水が流れたときにメーンバーナのガス通路を自動的に開弁し,設定値以下に減少したとき閉弁しなければならない。
・ガス通路部分と水通路部分又は水の受圧部とは確実に遮断され,水に接するダイアフラムの破損などによって水漏れが生じても,ガス通路内に水が直接流入するおそれがあってはならない。
〇水量調節弁
〇電気点火装置
・圧電素子ユニット等
 
●安全装置
〇過圧防止安全装置
〇熱交換部損傷安全装置
・検知部が損傷した場合に,自動的にバーナへのガス通路を閉ざさなければならない。
〇不完全燃焼防止装置
・検知部が損傷した場合に,自動的にバーナへのガス通路を閉ざさなければならない。
 
3)潜熱回収型給湯器(エコジョーズなど)
 
〇高効率
・従来型給湯器の一次熱交換器に加え、二次熱交換器を設置し、排気ガスから潜熱を回収することで、効率を向上させる。
・耐腐食性に優れたチタン製、SUS製等の二次熱交換器を搭載することにより、従来型のガス給湯器では排気ロスとして大気中に放出されていた潜熱(水蒸気として大気に放出されていた熱量)をも回収することができ、91~95%の熱効率(HHV)を達成している。
・従来のガス給湯器では熱効率が80%で残り20%は排気ロスになっていた。
 これに対して潜熱回収型給湯器は、排ガスに含まれる水蒸気が水に戻る時に放出される凝縮熱=潜熱を、耐腐食性に優れた金属製の2次熱交換機を用いて回収・再利用することで、熱効率を95%まで高めた(暖房機能を利用する場合は89%)。ガスの使用量も13%削減できる。
 
〇CO2排出量削減
・潜熱回収型給湯器を採用することにより、ガスの使用量を抑え、CO2の排出量を削減することができる。
・大気中への不要な熱の放射をカットし、CO2排出量を約13%カット。
 
●構成要素
〇二次熱交換器
・ステンレス製等
・排ガスから潜熱を回収する
〇中和器
・ポリプロピレン樹脂製等
・二次熱交換器で発生する凝縮水は酸性を示すため中和器によって中和して排出する。
 
●注意点
〇ドレン排水設備
・二次熱交換を搭載して潜熱を回収するため、排気ガスが露点以下まで冷却されることによって、燃焼中は凝縮水が発生する。
・このドレン水を排水する配管が必要。
・熱交換器より排気ガス中に微量に含まれているチッソ酸化物などが混入した酸性の凝縮水(ドレンド水)が発生するが、その水を排出するために、中和剤で中和処理をしてから排水。
 
電気温水器、ヒートポンプ給湯機
1)貯湯式電気温水器
 
・内部に熱交換器が設置された貯湯タンクに一定温度の湯を溜めておいて、必要時に供給するもの。
・給湯量の変化による温度変化が小さく大容量化が容易。
・トイレや給湯室に用いられる小型のものや住宅用の電気温水器やエコキュートもこれに該当する。
・深夜電力利用の電気温水器が、大型の住宅や店舗等で用いられている。
 
●主な構成要素
〇本体
・温水器本体、発熱体、温度調節器、過熱防止器、制御盤、アース端子等を備えたもの。
 
〇給湯栓(元止め式の場合)
 
〇水道用減圧弁
・管路の途中に設置し,流入水の水圧を所定圧に減圧して流出する機構のもので,かつ,逆流防止の機能を備えた弁。
・水圧を一定の圧力に保持し温水ボイラーなどへの過剰給水圧力を防止し、安全を保つために取り付けられており、圧力調整機構,逆止め機構,負圧作動機構,ストレーナを内蔵するものがある。
 
〇逃し弁(先止め式の場合)
・タンク及び管路内に異常な水圧が生じた場合,安全をはかるため自動的に水や湯を排出し,又はタンク内の圧力を常に最高使用圧力0.1MPa以下に保つため,通電加熱によって体積膨張した水を排出する弁。
 
2)ヒートポンプ給湯機
 
●ヒートポンプ給湯機の概要
 
〇ヒートポンプとは
・熱を運ぶ媒体である冷媒に温度の低い熱を吸収させて、圧縮機で圧縮することで高温度の熱を得ることを言う。
 
〇ヒートポンプ給湯機とは
・空気の熱を吸収し、電気エネルギーで圧縮して高温になった冷媒の熱エネルギーによって温水を効率的に作り出す給湯機。
・使用する冷媒には、二酸化炭素(CO2)などの自然冷房とハイドロフルオロカーボン(HFC)などの人工冷房がある。
 
〇自然冷媒、エコキュート
・自然冷媒とは、従来のフロン冷媒に対し自然界にある物質中、冷媒として使うことのできる物質の総称
・自然冷媒を用いたヒートポンプ給湯機を総称して”エコキュート”という。
 
〇ヒートポンプ給湯機の特徴
・屋外の大気熱を吸収してお湯を沸かすので、エアコンの冬の暖房と同じような状態で運転していることになる。自然冷媒ヒートポンプ式(低温側から高温側に熱を移し熱温を取り出す)の給湯器は、加熱効率も高く省エネと経済性に優れている。
・エネルギー消費効率は高いが、貯湯タンクは必要とするので、省スペースにはならない。
・省エネルギー及び環境負荷低減に大きな効果が期待できる。
・深夜電力を使って大量の温水を貯湯する貯湯式の他に、瞬間式(貯湯量の極めて少ないものも含む)もある。
・給湯のみならず、床暖房、浴室暖房換気乾燥を一台で可能な多機能タイプもある。
・電力を利用した自然冷媒ヒートポンプ給湯機の加熱効率(COP)は年間平均でほぼ「3」である。
 
●主な構成要素
〇ヒートポンプユニット
・電動圧縮機,空気熱交換器,水熱交換器,配管などのヒートポンプを構成する機器を内蔵したユニット。
〇貯湯ユニット
・ヒートポンプユニットから供給する湯をタンクに貯湯するとともに,給湯制御機能をもつユニット。
〇逃し弁
・貯湯タンク及び管路内に異常な圧力が生じた場合,又は加熱によって体積膨張した湯水を,安全のために自動的に排水する弁。
その他関連情報
〇湯によるやけど
・湯温と湯に接触する時間に関係し、接触時間を10秒とするとやけどをしない湯温の限界は60℃程度である。
 
〇溶存気体
・水に対する気体の溶解度は、水温が高くなるほど小さくなるため、水中に溶け込んでいた溶存気体は水を加熱するに従って分離する。
 
〇自動湯温安定式のガス瞬間給湯器
・60℃以上の固定された出湯温が得られる固定湯温式と、出湯温度の設定が可変の可変湯温式がある。
 
〇ガスふろがま
・立消え安全装置、過熱防止装具、空だき防止装置の装着が法令で義務付けられている。
*液化石油ガス器具等の技術上の基準等に関する省令
 
〇サーモスタット式混合栓
・自動温度調節機能付の水栓で温度表示目盛りにハンドルを合わせるだけで、希望の温度の湯が得られる湯水混合栓。
・湯温の変化に応じてエレメントが伸縮し、湯水のバルブを動かして湯と水の量を調節する(サーモスタット機能)ので、給水・給湯の圧力、及び温度が変化しても吐水温度はほとんど変化しない。
・混合栓での設定温度と混合栓に供給される湯温の差に影響されないのが特徴。
・混合水栓部での温度の設定ができ、混合栓での設定温度と混合栓に供給される湯温の差に「影響されず」、安定した出湯温度が得られる。

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