今回のテーマは排水槽の容量計算について。
私自身は店舗の内装工事がメインなのであまり排水槽の施工に絡む機会はないのですがたまに既存の雑排水ポンプなどの交換の話があがったりして、現在のポンプで容量的に大丈夫なのか、など確認しなければならない事態が発生することがあります。
排水槽の容量計算式
排水槽の容量を求める計算式は以下になります。
V=(Qp-Qpu)T1+ Qpu・T2
Qp:排水槽へのピーク流入量［L/min］
Qpu:排水ポンプの揚水量［L/min］
T1:ピーク排水時の継続時間 30min程度とする
T2:排水ポンプの最短運転時間 5〜15min程度
排水槽への流入量と排水ポンプの揚水量の差、つまり排水ポンプ運転時に排水槽に残るであろう水量を（QpーQpu）T1で計算。
水量が多い場合に備えて排水量を超えた部分をプールできるようにする、という考え方です。
そして排水槽に常時溜めておける排水量がQpu・T2となります、基本はこの排水量の範囲でポンプの発停を繰り返すことになります。
地下1階の既存排水ポンプ能力と汚水槽の容量が足りるか確認してみた例
地下1階に既存の汚水排水ポンプと汚水槽があったとして
汚水ポンプの能力が、100L/min のとき揚程10.2m 500L/minのとき揚程7m
汚水槽の容量が0.5m3=500L
だった場合。
改装工事で厨房（水栓4箇所）とロータンクの大便器2箇所を設置したいという希望があり、既存のポンプと汚水槽で足りるかどうかという相談があったとして検討します。
まず、ポンプ能力が足りそうかどうか？
ポンプ排水量の検討ですが排水量=給水使用量と考えて、厨房の4箇所の水栓とロータンクの大便器2箇所を同時使用したとします（まずそんな100%使用にはならないですが）。
水栓1箇所あたり15L/min程度なので4箇所で15×4=60L/min
大便器もロータンクなので1箇所あたり15L/minで考えて2箇所なので30L/min
よって排水量は厨房水栓と大便器合計で
60+30=90L/min
次に揚程について検討します。
排水ポンプから地下1階天井を走っている汚水管までの高さがH1=5m
次に配管の摩擦損失水頭をH2としたときに
50Aの排水配管で100L/minの排水量を想定した場合に単位摩擦損失は120Pa/m
メイン管まで10mとして
H2=120pa×10m=1200Pa=1.2kpa=0.122mAq
H1とH2を合計すると
H1+H2=5+0.122=5.122mAq
ポンプ能力は排水量100L/min揚程10.6mAqで上記の計算結果で得られた排水量90L/min、損失水頭5.122mAqより大きいので能力的には足りていると判断できます。
また、500L/minのとき揚程7mなので流量的には余裕がかなりあると言えます。
ただし、汚水に使用するのでカッターで固形物を粉砕できるポンプである必要があります。
能力が足りていたとしても10年以上経過しているなど機器が古い場合は交換をすすめてもよいと思います。
また、厨房排水が流れ込む排水槽で使用するので交換する場合、水中ケーブルを特注で耐油性にする対応もしておいた方がよいです。
汚水槽の容量については
V=(Qp-Qpu)T1+ Qpu・T2
の式を利用しますが、ポンプアップする排水量Qpu=100L/minが排水槽への流入量Qp=90L/minを上回っているので
（QpーQpu）T1の部分は0となります。
排水ポンプの最短運転時間をT2=5minとしたとき、排水量は100L/minより
Qpu・T2=100×5=500L
よって、既存汚水槽500Lでもとりあえず足りていると言えます。
ということで今回は排水槽の容量や排水ポンプの能力についての考え方を紹介しました。
参考にしていただければと思います！
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