マン管 建築・設備 問29｜ウォーターハンマー

ウォーターハンマー（水撃）は水道の栓を急に閉めたとき、管の中で水が「ドン」と衝撃を起こす現象です。急激な弁閉鎖が原因で、衝撃音・振動・配管損傷を引き起こします。エが正しい記述です。シングルレバー水栓は動作が速く、むしろウォーターハンマーが起きやすいです（イが誤り）。エアチャンバーは空気の弾力性（圧縮性）を使う装置で熱エネルギー変換ではありません（ウが誤り）。

エが正答です。ウォーターハンマー（水撃作用）は水栓・電磁弁・逆止弁等の急速閉鎖により管内流速が急変（慣性力）し、大きな圧力波（水撃圧）が生じる現象です。衝撃音（「ドン」「ガン」という音）・配管の振動・水栓金具の損傷・接合部の緩みを引き起こします。イは誤りです。シングルレバー水栓はレバーを素早く操作できるため急速閉鎖になりやすく、ウォーターハンマーが発生しやすい傾向があります。ハンドル式（2バルブ）水栓はハンドル回転に時間がかかるため比較的緩やかな閉鎖になります。ウは誤りで、エアチャンバー（空気室）は配管の一部に設けた密封した空気のクッションで、圧力波が来たとき空気の弾力性（圧縮性）が圧力上昇を吸収します。熱エネルギーへの変換ではありません。アは誤りで、ウォーターハンマーは給水圧力が高い場合に発生しやすく、減圧弁（pressure reducing valve）を設置して給水圧力を適正な範囲に下げることがウォーターハンマー防止に有効な対策のひとつです（「効果がない」は誤り）。

ウォーターハンマーはマンションの給水設備の維持保全・住居者クレームに直結する重要事象です。水撃圧の大きさは「ジュコフスキーの式」P=ρcΔV（P：水撃圧・ρ：水の密度・c：水中の音速約1,400m/s・ΔV：流速変化量）で概算でき、流速が高いほど・閉鎖が速いほど水撃圧が大きくなります。防止策の体系は①給水圧力の低減（減圧弁設置：高層マンションの下層階など水圧が高くなる部分で減圧）、②流速の低下（配管径を適切に選択して管内流速を抑える）、③急速閉鎖弁の緩閉化（スローバルブ・ウォーターハンマーレス電磁弁の採用）、④緩衝装置の設置（エアチャンバー・水撃防止器〔ベローズ式スプリングダンパー等〕）の4種類です。エアチャンバーは内部の空気が経年で水に溶け込み効果が低下するため、定期的な空気補充が必要です（水撃防止器は大気連通型・内部バネ内蔵型で補充不要の製品もある）。電磁弁（給湯器・食洗機・水道メーター直後等）は特に急速閉鎖になりやすく、直近に水撃防止器を設置することが標準的です。マンション管理では、洗濯機給水ホース・食洗機の接続で「ゴン」という音が出るとの居住者クレームはウォーターハンマーが多く、給水圧確認・水撃防止器設置の提案が管理組合の適切な対応です。