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、Insurance Services Office（ISO）の『Guide for Determination of Needed Fire Flow』の方法を、3種類の建物用途と3段階の危険度に簡略化して使用します。計算は2段階です。

ステップ1：構造係数（Ci）を求める。

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

面積は平方フィート単位の有効面積です。平屋建ての場合は単純に床面積です。耐火建築物ではない複数階の建物について、ISOでは最大の階の面積に、その他の各階の面積の半分を加えます。Fは建物の種類によって決まる構造係数です。

平方根の関係と係数18は、すべての建物の種類で同じです。変わるのはFだけです。各種類はISOの構造区分を表します。住宅は木造（区分1）、商業施設は木造床組みの組積造（区分2）、工場は不燃造（区分3）を意味します。区分によってCiの上限も決まります。Ciは最も近い250 GPMに丸めたうえで、下限を500 GPM、上限を上表の値として制限します。

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。

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。すでに2,500未満なので、最も近い250 GPMに丸めても、1,250 GPMのままです。

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。

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6つの構造区分と5段階の危険度の全体系ではなく、3種類の建物と3段階の危険度を用いたISO方式の簡略版です。近隣建物への延焼危険、スプリンクラーによる減額、地域の法規改正、給水継続時間の要件は考慮しません。ここでの結果は初期計画に役立ちます。許認可や建設に使用する最終的な数値は、有資格の防火技術者と管轄行政機関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、工場では0.8です。

必要な消防用水量の最小値は？ この方法では、住宅、商業施設、工場のすべての建物に対して、500 GPMの下限を設定します。

消防用水量の最大値は？ 最終的な必要消防用水量は12,000 GPMを上限とします。計算途中では、構造係数自体も、住宅および商業施設では8,000 GPM、工場では6,000 GPMを上限とします。

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。

スプリンクラー必要水量とはどのように違いますか？ 消防用水量は、消防隊が使用するホースや消火栓のための水量です。スプリンクラー必要水量は自動スプリンクラー設備が使用する水量で、NFPA13に基づく別の、通常はより少ない計算です。

参考文献

1. Insurance Services Office（2014）。『Guide for Determination of Needed Fire Flow』。ニュージャージー州ジャージーシティ：ISO。
2. International Code Council（2021）。『International Fire Code』附録B。
3. National Fire Protection Association。『NFPA13：スプリンクラー設備の設置基準』。
4. National Fire Protection Association。『NFPA1142：郊外および農村の消防活動における給水基準』。
5. American Water Works Association（2017）。『M31：防火用配水システムの要件』、5版。コロラド州デンバー：AWWA。