消防水量計算器 | 消火に必要な毎分ガロン数（GPM）の計算

消防用水量とは？

消防用水量計算機は、特定の建物の火災を制御するために消防隊が必要とする水量を推定します。この結果は必要消防用水量と呼ばれ、毎分ガロン（GPM）で表されます。消防機関、水道事業者の技術者、建築設計者は、この数値を消火栓、配水本管、ポンプ容量の計画に使用します。

必要消防用水量は、建物の大きさ、材料、収容物の燃えやすさという3つの要素によって決まります。小さな住宅に必要な水量は、可燃性の商品を大量に収めた大きな倉庫よりはるかに少なくなります。

消防用水量の計算方法

この計算機は、保険サービス局（ISO）のGuide for Determination of Needed Fire Flowの方法に従い、建物の種類を三つ、危険度を三段階に簡略化したものです。建物の種類、床面積、階数、危険度を入力します。ほとんどの建物は二段階の式で求めます。小さな住宅には別の距離表を使います。詳しくは後述します。

ステップ1：構造係数（Ci）を求める。

$C_i = 18 \times F \times \sqrt{\text{面積}}$

面積は、全階を合計した建物の延べ床面積で、単位は平方フィートです。ISOのガイドでは、Fは構造等級によって決まります。木造は1.5、木造屋根の組積造は1.0、不燃構造および不燃組積造は0.8、耐火構造の建物は0.6です。この計算機は構造等級を尋ねません。最初の三つの値を、三つの建物の種類に割り当てています。

平方根の関係と係数18は、どの建物の種類でも同じです。変わるのはFだけです。Ciは最も近い250 GPMに丸め、下限を500 GPM、上限を上の表の値とします。ISOは、構造等級を問わず、1階建ての建物ではCiの上限を6,000 GPMとしているため、平屋の建物が8,000 GPMの上限になることはありません。階数の入力欄の初期値は1です。

ステップ2：危険度係数を適用し、必要消防用水量（NFF）を求める。

$\text{NFF} = C_i \times O$

Oは用途危険度係数で、収容物の燃えやすさに基づきます。

結果が2,500 GPM未満の場合は最も近い250 GPMに、2,500 GPM以上の場合は最も近い500 GPMに丸めます。建物の種類にかかわらず、最終的な必要消防用水量は500 GPM以上12,000 GPM以下に制限されます。

一世帯・二世帯住宅の消防用水量

ISOは、階数が2階以下で、一世帯または二世帯が住む戸建て住宅には、この式を使いません。最も近い建物までの距離だけを見ます。「1世帯または2世帯住宅」のチェックボックスをオンにし、住宅の階数が1階または2階の場合、計算機も同じ方法を使います。距離の入力欄が表示され、初期値は30フィート (9.1 m)です。この場合、床面積と危険度は無視されます。

これらの値は、ISOの住宅用の表によるもので、継続時間を1時間として定められています。2階を超える住宅は、この表の対象外です。そのような住宅では、計算機は式に戻り、その旨を示す短い注記を表示します。

例：消防用水量の計算方法

2,000平方フィートの住宅、中程度の危険度。

Ci = 18 × 1.5 × √2,000 = 18 × 1.5 × 44.7 ≈ 1,208。最も近い1,250 GPMに丸めます。これは住宅の上限8,000 GPMを下回るため、そのまま採用します。

NFF = 1,250 × 1.00 = 1,250 GPM。これはすでに2,500未満なので、最も近い250に丸めて、1,250 GPMのままです。これは、住宅のチェックボックスをオフにした場合の、式による結果です。

同じ住宅を1世帯住宅とし、隣の家から25フィート (7.62 m)離れているとした場合。

この住宅は1階建てなので、住宅用の表が適用されます。距離が25フィートの場合、21～30フィート (9.1 m)の区分に入り、750 GPMになります。8フィート (2.4 m)離れていれば、答えは1,500 GPMになります。

25,000平方フィートの小売店舗、中程度の危険度。

Ci = 18 × 1.0 × √25,000 = 18 × 158.1 ≈ 2,846。最も近い2,750 GPMに丸めます。

NFF = 2,750 × 1.00 = 2,750 GPM。2,500以上なので、最も近い500 GPMに丸め、3,000 GPMとなります。

75,000平方フィートの工場、高い危険度。

Ci = 18 × 0.8 × √75,000 = 14.4 × 273.9 ≈ 3,944。最も近い4,000 GPMに丸めます。これは工場の上限6,000 GPM未満なので、ここでは上限による制限はありません。

NFF = 4,000 × 1.25 = 5,000 GPM。すでに500の倍数なので、最終結果は5,000 GPMです。

150,000平方フィートの商業ビル、危険度は中。

Ci = 18 × 1.0 × √150,000 = 18 × 387.3 ≈ 6,971、丸めて7,000 GPMです。建物が1階建ての場合、Ciは6,000 GPMに制限され、NFF = 6,000 × 1.00 = 6,000 GPMとなります。2階建てでは、代わりに8,000 GPMの上限が適用されるため、Ciは7,000のままで、結果は7,000 GPMです。

消防用水量が重要な理由

消防車のポンプは通常、1,000～1,500 GPMを供給します。必要量が4,000 GPMと計算された場合、1台だけでなく複数台の消防車が同時に給水する必要があります。消防機関は、火災発生前の調査を計画し、通報時に出動させる車両数を決定し、消火栓が建物に必要な水量を実際に供給できるかどうかを確認する際に、必要消防用水量の数値を使用します。

水道事業体の技術者も、管径や貯水槽の容量を決めるために同じ数値を使用します。家庭用だけを想定して設置された配水本管では、火災時に十分な水を運べない可能性があります。そのため、配水本管の必要な大きさは日常の需要ではなく、消防用水量によって決まることがよくあります。

建築設計者は、計画の初期段階でこれらの数値を計算します。計画中の倉庫が地域の水道システムの供給能力を超える水量を必要とする場合、通常の選択肢は、建物を小さくすること、スプリンクラー設備を設置すること、または配水本管を高額な費用で改修することです。

スプリンクラーと消防用水量の削減

多くの建築基準および消防法規では、NFPA13に適合する自動スプリンクラー設備が建物に設置されている場合、必要消防用水量を減らすことを認めています。スプリンクラーは火災が大きくなる前に制御できるため、管轄区域によっては、消防隊による消火活動に必要な消防用水量を50～75％削減できます。正確な削減率は地域の法規と消防当局の承認によって異なるため、案件ごとに確認する必要があります。この計算機は、スプリンクラーによる削減を自動では適用しません。

消防用水量とスプリンクラー必要水量の違い

消防用水量とスプリンクラー必要水量は別の数値です。消防用水量は、消防隊の到着後にホースや消火栓で使用するために必要な水量です。スプリンクラー必要水量は、自動スプリンクラー設備の作動に必要な水量で、保管物品の種類、保管高さ、スプリンクラーの設計に基づき、NFPA13に従って別途計算します。スプリンクラー必要水量は通常、はるかに少なく、数十GPMから数千GPM程度の範囲です。給水設備の設計でどちらの数値を採用するかは、所轄官庁の担当者が決定します。

この計算機の対象外

このツールは、ISOの方法を簡略化したもので、ISOの六つの構造等級と五段階の危険度ではなく、三つの建物の種類と三段階の危険度を使います。隣接建物からの延焼の危険、スプリンクラーによる減免、地域の建築基準の修正、給水継続時間の要件は考慮しません。一方で、ISOの6,000 GPM上限（1階建ての建物用）と、最大2階建ての1世帯・2世帯住宅に対するISOの距離表は適用します。この表の対象外では、他の建物までの距離は結果に影響しません。ここでの結果は、初期の計画段階で役立ちます。許可申請や工事に使う最終的な数値は、資格を持つ防火技術者と管轄当局が確認する必要があります。

よくある質問

消防用水量の公式は？ 必要消防用水量は、構造係数（Ci）に用途危険度係数（O）を掛けたものです。Ciは18に構造係数Fと、建物の床面積（平方フィート）の平方根を掛けた値です。Fは、住宅では1.5、商業施設では1.0、工業用の建物では0.8です。

必要な消防用水量の最小値はいくらですか？ この方法では、住宅、商業、工業を問わず、すべての建物の種類に500 GPMの下限を設けています。1世帯または2世帯住宅で、他の建物から30フィート (9.1 m)を超えて離れている場合も、500 GPMです。

一世帯住宅にはどれだけの消防用水量が必要ですか？ 1階建てまたは2階建ての住宅では、ISOは最も近い建物までの距離を使います。必要量は、500 GPM（30フィート (9.1 m)超の場合）から、最大1,500 GPM（10フィート (3 m)以内の場合）までです。この表を使うには、住宅のチェックボックスをオンにします。

最大の消防用水量はいくらですか？ 最終的な必要消防用水量の上限は12,000 GPMです。その途中で、構造係数は、住宅と商業の建物では8,000 GPM、工業の建物では6,000 GPMが上限です。1階建ての建物は、種類を問わず6,000 GPMが上限です。

公式が同じように見えるのに、なぜ建物の種類で結果が変わるのですか？ 面積の公式（面積の平方根に18を掛ける）は、すべての種類で同じです。建物の種類によって、構造係数Fと、それに伴うCiの上限が変わるため、結果が変わります。

スプリンクラーによって建物に必要な消防用水量を減らせますか？ はい。多くの管轄区域で可能ですが、この計算機はその削減を自動では適用しません。削減を認める前に、所轄官庁の担当者がスプリンクラー設備を審査します。

参考文献

1. 保険サービス局。Guide for Determination of Needed Fire Flow（06-2014版）。Guide for Determination of Needed Fire Flow — C = 18F√A という式、F値の1.5、1.0、0.8、Cに対する8,000 GPMと6,000 GPMの上限（6,000 GPMの上限が1階建ての建物すべてに適用されることを含む）、1世帯・2世帯住宅の距離表、0.75から1.25までの用途係数、500から12,000 GPMまでの範囲、250/500 GPMの丸め規則。