(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水能力に影響する排水管路内の空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する排水管路設計検証方法であって、
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧の変化要因を変数として表わされる演算式を求め、与えられた変数値を前記演算式に代入することによって前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧を求め（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７）、求めた結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する（Ｓ８，Ｓ９）ことを特徴とする排水管路設計検証方法。
【請求項２】
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧の変化要因を変数として表わされる演算式を求めてあり、求めた演算式から演算する前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する排水管路設計検証装置（１００）であって、
求めた演算式を記憶する記憶手段（１０８）と、前記演算式に対する変数値を入力する入力手段（１０４）と、該入力手段（１０４）による入力結果を前記記憶手段（１０８）に記憶された演算式に代入することによって前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧を演算する演算手段（１０１）と、該演算手段（１０１）による演算結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段（１０１）とを備えることを特徴とする排水管路設計検証装置（１００）。
【請求項３】
前記排水管路を構成する各部分は、配管部材又は該配管部材を複数組み合わせたものであることを特徴とする請求項２に記載の排水管路設計検証装置（１００）。
【請求項４】
前記演算手段（１０１）は、前記演算式に基づいて、前記所定の排水状態の経時的な変化に応じた前記管路内空気圧の変動を正規分布と看做してその標準偏差を演算する第１演算手段（Ｓ７２）と、該第１演算手段（Ｓ７２）による演算結果及び予め設定された棄却率に基づいて前記管路内空気圧の変動幅を演算する第２演算手段（Ｓ７３）と、該第２演算手段（Ｓ７３）による演算結果に基づいて前記管路内空気圧の最大値及び最小値を演算する第３演算手段（Ｓ７４）とを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の排水管路設計検証装置（１００）。
【請求項５】
前記排水管路の部分についてその管路内空気圧を改善することができる代案を記憶する代案記憶手段（１０９）を更に備え、前記検証手段（１０１）は、前記演算手段（１０１）により演算された前記排水管路の各部分の管路内空気圧が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段（Ｓ８，Ｓ９）と、該判定手段（Ｓ８，Ｓ９）により管路内空気圧が前記所定範囲内でないと判定された場合に、前記代案記憶手段（１０９）から代案を取得する代案取得手段とを備えることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の排水管路設計検証装置（１００）。
【請求項６】
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態での管路内空気圧を変化させる変化要因を変数として表される演算式を用い、排水管路を構成する各部分について算出した管路内空気圧に基づき、前記排水管路の設計の適否を検証する排水管路設計検証装置（６００）であって、
前記変化要因に係る変数値、及び該変数値を前記演算式へ入力して算出される管路内空気圧を関連付けて記憶する記憶手段（６０８）と、変数値を入力する入力手段（６０４）と、入力された変数値に基づき前記記憶手段（６０８）が記憶する管路内空気圧を取得する取得手段（Ｓ２２，Ｓ２３）と、取得した管路内空気圧に基づき前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段（６０１，Ｓ２４）とを備えることを特徴とする排水管路設計検証装置（６００）。
【請求項７】
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する排水管路設計検証装置であって、
前記各部分における管路内空気圧の変化要因に係る変数値、及び前記各部分について実測した管路内空気圧の実測結果を関連付けて記憶する記憶手段と、変数値を入力する入力手段と、入力された変数値に基づき前記記憶手段が記憶する管路内空気圧を取得する取得手段と、取得した管路内空気圧に基づき前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段とを備えることを特徴とする排水管路設計検証装置。
【請求項８】
前記排水管路を構成する各部分は、配管部材又は該配管部材を複数組み合わせたものであることを特徴とする請求項６又は７に記載の排水管路設計検証装置（６００）。
【請求項９】
前記排水管路の部分についてその管路内空気圧を改善することができる代案を記憶する代案記憶手段（６０９）を更に備え、前記検証手段（６０１）は、前記取得手段（Ｓ２２，Ｓ２３）により取得した前記排水管路の各部分の管路内空気圧が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段（Ｓ２４）と、該判定手段により管路内空気圧が前記所定範囲内でないと判定された場合に、前記代案記憶手段（６０９）から代案を取得する代案取得手段とを備えることを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載の排水管路設計検証装置（６００）。
【請求項１０】
検証される前記排水管路に関する見積りを生成する見積生成手段（６０１）を更に備えることを特徴とする請求項２乃至９の何れかに記載の排水管路設計検証装置（６００）。
【請求項１１】
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧の変化要因を変数として表される演算式を求めてあり、コンピュータ（１００）に、求めた演算式から演算する前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させるためのコンピュータプログラム（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）であって、
コンピュータ（１００）を、与えられた変数値を予め記憶された前記演算式に代入することによって前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧を演算させる演算手段（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７）と、演算させた結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させる検証手段（Ｓ８，Ｓ９）として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１２】
前記排水管路を構成する各部分は、配管部材又は該配管部材を組み合わせたものであることを特徴とする請求項１１に記載のコンピュータプログラム（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）。
【請求項１３】
前記演算手段（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７）は、前記演算式に基づいて、前記所定の排水状態の経時的な変化に応じた前記管路内空気圧の変動を正規分布と看做してその標準偏差を演算する第１演算手段（Ｓ７２）と、該第１演算手段（Ｓ７２）による演算結果及び予め設定された棄却率に基づいて前記管路内空気圧の変動幅を演算する第２演算手段（Ｓ７３）と、該第２演算手段（Ｓ７３）による演算結果に基づいて前記管路内空気圧の最大値及び最小値を演算する第３演算手段（Ｓ７４）とを備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のコンピュータプログラム（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）。
【請求項１４】
前記検証手段（Ｓ７，Ｓ８）は、前記演算手段（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７）により演算された前記排水管路の各部分の管路内空気圧が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段（Ｓ８，Ｓ９）と、該判定手段（Ｓ８，Ｓ９）により管路内空気圧が前記所定範囲内でないと判定された場合に、その管路内空気圧を改善することができる予め記憶された代案を取得する代案取得手段（Ｓ１１）とを備えることを特徴とする請求項１１乃至１３の何れかに記載のコンピュータプログラム（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）。
【請求項１５】
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を変化させる変化要因を変数として表される演算式を用い、排水管路を構成する各部分について算出した管路内空気圧に基づき、コンピュータ（６００）に、排水管路の設計の適否を検証させるためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータ（６００）を、与えられた変数値に基づいて、変数値を前記演算式へ入力して算出した予め記憶された管路内空気圧を取得する取得手段（Ｓ２２，Ｓ２３）と、該取得手段（Ｓ２２，Ｓ２３）による取得結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段（Ｓ２４）として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１６】
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、コンピュータに、実測結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させるための排水管路設計検証のコンピュータプログラムであって、
コンピュータを、前記各部分における管路内空気圧の変化要因に係る与えられた変数値に基づき、前記各部分について実測した予め記憶されている管路内空気圧を取得する取得手段と、該取得手段による取得結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記排水管路を構成する各部分は、配管部材又は該配管部材を組み合わせたものであることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
前記検証手段（Ｓ２４）は、前記取得手段（Ｓ２２，Ｓ２４）により取得した前記排水管路の各部分の管路内空気圧が所定範囲内であるか否かを判定する手段（Ｓ２４）と、該判定手段（Ｓ２４）により管路内空気圧が前記所定範囲内でないと判定された場合に、その管路内空気圧を改善することができる予め記憶された代案を取得する代案取得手段（Ｓ２５）とを備えることを特徴とする請求項１５乃至１７の何れかに記載のコンピュータプログラム。
【請求項１９】
検証される前記排水管路に関する見積りを生成する見積生成手段（Ｓ２７）として更に機能させることを特徴とする請求項１１乃至１８の何れかに記載のコンピュータプログラム。
【請求項２０】
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧の変化要因を変数として表される演算式を求めてあり、コンピュータ（１００）に、求めた演算式から演算する前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させるためのコンピュータプログラム（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ）を記録してあるコンピュータ（１００）での読み取りが可能な記録媒体（１０２，Ｍａ，Ｍｃ）であって、
コンピュータ（１００）を、与えられた変数値を予め記憶された前記演算式に代入することによって前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧を演算させる演算手段（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ７）と、演算させた結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させる検証手段（Ｓ８，Ｓ９）として機能させるコンピュータプログラムが記録してあることを特徴とする記録媒体（１０２，Ｍａ，Ｍｃ）。
【請求項２１】
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を変化させる変化要因を変数として表される演算式を用い、排水管路を構成する各部分について算出した管路内空気圧に基づき、コンピュータ（６００）に、排水管路の設計の適否を検証させるためのコンピュータプログラムを記憶してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体（６１１）であって、
コンピュータ（６００）を、与えられた変数値に基づいて、変数値を前記演算式へ入力して算出した予め記憶された管路内空気圧を取得する取得手段（Ｓ２２，Ｓ２３）と、該取得手段（Ｓ２２，Ｓ２３）による取得結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段（Ｓ２４）として機能させるコンピュータプログラムが記録してあることを特徴とする記録媒体（６１１）。
【請求項２２】
排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、コンピュータに、実測結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させるための排水管路設計検証の記録媒体であって、
コンピュータを、前記各部分における管路内空気圧の変化要因に係る与えられた変数値に基づき、前記各部分について実測した予め記憶されている管路内空気圧を取得する取得手段と、該取得手段による取得結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段として機能させるコンピュータプログラムが記録してあることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水管路内空気圧を考慮した集合住宅等の建築物における排水管路の設計最適化を支援するための排水管路設計検証方法、該方法を実施する際に使用する装置、コンピュータを該装置として機能させるためのコンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを記録する記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２５は、集合住宅における排水管路の構成の代表例を示す模式図である。図２５に示す排水管路は、ＨＡＳＳ（空気調和・衛生工学会規格）２１８の「排水能力試験法」に規定されている標準的な形態であって、図２５においては、１４階層の高層住宅の例を示し、各階を“Ｆ”付きの数字で示してある。一般に集合住宅における排水管路は、住宅建物を上下方向の略全体部分に亘って貫通する「立て管系」と、該立て管系の下端部（脚部）に脚部ベンドＢを介して連結され、水平方向へ這わせた「横主管系」との２つの配管系から構成されている。
【０００３】
まず、立て管系は、１本が各階の階高に略一致させた長さを有し、主に上下方向へ一列に各階に配置された複数の立て管１０，１０，…と、最上層階の立て管１０の上端部に給気用として連結された伸頂通気管１１と、各階の住戸の便所，流し，浴室，洗面所，及び洗濯場等に連結された枝管１２，１２，…と、各階の枝管１２を、対応する階の２本の立て管１０，１０の継ぎ目に合流させるための継手１３，１３，…とから主として構成されている。但し、最下層階の継手１３及び脚部ベンドＢの間には、適宜の長さ（図２５においては階高より短い）の立て管１０が介在されている。また、横主管系は、主に水平方向に沿って配された１本又は複数本の横主管２０と、該横主管２０の下流端に配され、公共下水路への合流点となる排水桝（図示せず）とから主として構成されている。
【０００４】
以上の如く構成された集合住宅用の排水管路において、各住戸からの排水は、その住戸の枝管１２，１２，…から各階の継手１３，１３，…を介してその下層階側の立て管１０，１０，…内へ流入する。流入した排水は重力により自然落下（流下）して脚部ベンドＢにて流下速度が低減されつつ横主管２０を水平方向へ流れ、その流速を更に低減されて前述した排水桝へと排出されるようになっている。また、このような排水の流れに伴って排水管内の空気が排水の流下方向へ流れ、これにより伸頂通気管１１から吸引された外気が、立て管１０，１０，…、脚部ベンドＢ、横主管２０へと流れる。
【０００５】
このようにして、排水管内の空気は排水の流下方向へ流れるが、排水の流入部では、排水が前記空気が通過する空間を塞ぐように流入するため、空気の通流が阻害され、これによって上層階では排水管内の空気圧（排水管内圧力）が負圧となる。また、最下層階に近い階では、脚部ベンドＢが空気の通流を阻害するため、これと反対に正圧となる傾向がある。
【０００６】
ところで、各住戸の便所，流し，浴室，洗面所，及び洗濯場等の排水口の直下の枝管１２の部分には、Ｓ字状等に屈曲されたトラップと呼ばれる管部材が介装されてある。該トラップは、この中途に滞留する水によって排水口側と立て管１０側との空気の流入出を封止し、これによって立て管１０内を流れる排水等の臭気，害虫，有毒ガス等を住戸側へ漏れないようにしている。
【０００７】
従って、前述の如く負圧となった階においては、枝管１２に接続された便器等の接続器具のトラップに溜まっている水が立て管１０，１０，…側へ吸引されて一時的に減少し、また、正圧となった階においては、トラップから排水（汚水）が住戸側へ逆流して噴出することがある。
【０００８】
集合住宅用の排水管路の設計は以上に説明した如き空気圧の影響を十分に考慮し、トラップ内の水が吸引されてトラップ内から流出したり、押し出されて住戸側へ噴出したりすること（以下、トラップの破封という）がないように実施すべきである。これは、排水管路内で管路内圧力の最大値及び最小値を求め、これらがトラップの破封が発生しない範囲内であるように設計することにより達成される。
【０００９】
ところで現在の排水管路の設計手順は、排水管系統図及び間取図をもとにして単位管路に分割し、ＨＡＳＳ２０６の「集合住宅の排水負荷計算法」に基づいて各階の接続器具の種類及び数量等に応じて立て管系及び横主管系の負荷流量を演算する。演算した立て管系の負荷流量を上回る許容流量の立て管系をＨＡＳＳ２１８に示されている試験方法をもとに選定し、ＨＡＳＳ２０６の横主管系の許容流量から横主管系の管径を算出する。次に、ＨＡＳＳ２１８には最も基本的な直線状の配管に関する立て管系についてのみしか示されていないため、排水管路に変形配管がある場合は、該変形配管の影響を考慮し、必要があれば接続器具等を選択し直してＨＡＳＳ２０６の横主管系の負荷流量を再演算し、再演算結果に基づいた負荷流量を許容することが可能なように横主管系の管径を決定するようになっている。
【００１０】
しかし上述したＨＡＳＳ規格は、排水管路を構成する配管部材の種類、及び複数の配管部材で構成された変形を有する排水管路の形状等、空気圧を変化させる他の変化要因についても考慮されていない。従って、このような変化要因を考慮した立て管系を選択する際においても、従来は選択者の経験及び勘に基づくところが多大である。しかしながら、選択者個人によって選択基準が異なる可能性があり、信頼性の高い安定した設計を実現することが困難であるという問題が生じる。
【００１１】
このように、空気圧の問題を設計の段階にて予測することが非常に困難であることから、現在では設計の段階にて対象となる排水管路を実験塔を用いて組み立て、この排水管路内に様々な排水条件で実際に排水を流して空気圧の問題を検証する試みがなされている。この検証方法にあっては、施工する排水管路と同一形態の排水管路で確認することができるため検証結果が非常に正確であるという利点がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した如き従来の排水管路設計検証方法においては、実験塔に実際に排水管路の全体部分を組み立てる必要があり、特に、実験結果に空気圧の問題が発生した場合には、排水管路を組み立て直して排水実験を繰り返す必要がある等、その手間及びコストが甚大であった。
【００１３】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、排水管路について排水実験を実施し、実験結果から予測されるパラメータを変更することが可能なように演算式を導き出し、この演算式に基づいて対象となる排水管路の全体部分の管路内空気圧の挙動を予測演算することにより、選択者の経験及び勘によることなく、また排水管路の全体部分を設計毎に実際に組み立てる必要なく、この全体部分の管路内空気圧の挙動を正確に予測することが可能な排水管路設計検証方法、該方法の実施に使用する装置、コンピュータを該装置として機能させるためのコンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを記録する記録媒体を提供することを目的とする。
【００１４】
また、実験式又は理論式等の演算式を用いて予め種々のパラメータ値について演算した演算結果をデータベース等に格納しておき、検証対象である排水管路に関するパラメータ値に基づいて前記データベースを参照し、前記排水管路の設計の適否を検証することにより、前述と同様、個人の選択及び勘に依ることなく、また排水管路の全体部分を設計毎に実際に組み立てる必要なく、この全体部分の管路内空気圧の挙動を正確に予測することが可能な排水管路設計検証装置、コンピュータを該装置として機能させるためのコンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを記録する記録媒体を提供することを目的とする。
【００１５】
また、排水管路について排水実験を多数実施し、該実験結果を前記排水実験に係るパラメータ値に関連付けてデータベース等に格納しておき、検証対象である排水管路に関するパラメータ値に基づいて前記データベースを参照し、前記排水管路の設計の適否を検証することにより、前述と同様、個人の経験及び勘に依ることなく、また排水管路の全体部分を設計毎に実際に組み立てる必要なく、この全体部分の管路内空気圧の挙動を正確に予測することが可能な排水管路設計検証装置、コンピュータを該装置として機能させるためのコンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを記録する記録媒体を提供することを目的とする。
【００１６】
また、検証する対象である排水管路について、各配管部材、配管ユニット、排水管路全体部分等に関する見積りを出力することにより、例えば排水管路の部材の金額に関する見積りを出力する場合は、排水管路の設計検証において金額を一つの判断基準とすることが可能であり、設計に基づいて工事を行う施工者等へ、設計の検証と同時に金額見積りを提示することが可能である排水管路設計検証装置、及びコンピュータを該装置として機能させるためのコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る排水管路設計検証方法は、排水能力に影響する排水管路内の空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する排水管路設計検証方法であって、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧の変化要因を変数として表わされる演算式を求め、与えられた変数値を前記演算式に代入することによって前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧を求め、求めた結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証することを特徴とする。
【００１８】
第２発明に係る排水管路設計検証装置は、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧の変化要因を変数として表わされる演算式を求めてあり、求めた演算式から演算する前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する排水管路設計検証装置であって、求めた演算式を記憶する記憶手段と、前記演算式に対する変数値を入力する入力手段と、該入力手段による入力結果を前記記憶手段に記憶された演算式に代入することによって前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧を演算する演算手段と、該演算手段による演算結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
第３発明に係る排水管路設計検証装置は、第２発明に係る排水管路設計検証装置において、前記排水管路を構成する各部分は、配管部材又は該配管部材を複数組み合わせたものであることを特徴とする。
【００２０】
第４発明に係る排水管路設計検証装置は、第２又は第３発明に係る排水管路設計検証装置において、前記演算手段は、前記演算式に基づいて、前記所定の排水状態の経時的な変化に応じた前記管路内空気圧の変動を正規分布と看做してその標準偏差を演算する第１演算手段と、該第１演算手段による演算結果及び予め設定された棄却率に基づいて前記管路内空気圧の変動幅を演算する第２演算手段と、該第２演算手段による演算結果に基づいて前記管路内空気圧の最大値及び最小値を演算する第３演算手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第５発明に係る排水管路設計検証装置は、第２乃至第４発明の何れかに記載の排水管路設計検証装置において、前記排水管路の部分についてその管路内空気圧を改善することができる代案を記憶する代案記憶手段を更に備え、前記検証手段は、前記演算手段により演算された前記排水管路の各部分の管路内空気圧が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により管路内空気圧が前記所定範囲内でないと判定された場合に、前記代案記憶手段から代案を取得する代案取得手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
第６発明に係る排水管路設計検証装置は、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態での管路内空気圧を変化させる変化要因を変数として表される演算式を用い、排水管路を構成する各部分について算出した管路内空気圧に基づき、前記排水管路の設計の適否を検証する排水管路設計検証装置であって、前記変化要因に係る変数値、及び該変数値を前記演算式へ入力して算出される管路内空気圧を関連付けて記憶する記憶手段と、変数値を入力する入力手段と、入力された変数値に基づき前記記憶手段が記憶する管路内空気圧を取得する取得手段と、取得した管路内空気圧に基づき前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
第７発明に係る排水管路設計検証装置は、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する排水管路設計検証装置であって、前記各部分における管路内空気圧の変化要因に係る変数値、及び前記各部分について実測した管路内空気圧の実測結果を関連付けて記憶する記憶手段と、変数値を入力する入力手段と、入力された変数値に基づき前記記憶手段が記憶する管路内空気圧を取得する取得手段と、取得した管路内空気圧に基づき前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
第８発明に係る排水管路設計検証装置は、第６又は第７発明に係る排水管路設計検証装置において、前記排水管路を構成する各部分は、配管部材又は該配管部材を複数組み合わせたものであることを特徴とする。
【００２５】
第９発明に係る排水管路設計検証装置は、第６乃至第８発明の何れかに記載の排水管路設計検証装置において、前記排水管路の部分についてその管路内空気圧を改善することができる代案を記憶する代案記憶手段を更に備え、前記検証手段は、前記取得手段により取得した前記排水管路の各部分の管路内空気圧が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により管路内空気圧が前記所定範囲内でないと判定された場合に、前記代案記憶手段から代案を取得する代案取得手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
第１０発明に係る排水管路設計検証装置は、第２乃至第９発明の何れかに記載の排水管路設計検証装置において、検証される前記排水管路に関する見積りを生成する見積生成手段を更に備えることを特徴とする。
【００２７】
第１１発明に係るコンピュータプログラムは、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧の変化要因を変数として表される演算式を求めてあり、コンピュータに、求めた演算式から演算する前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、与えられた変数値を予め記憶された前記演算式に代入することによって前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧を演算させる演算手段と、演算させた結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させる検証手段として機能させることを特徴とする。
【００２８】
第１２発明に係るコンピュータプログラムは、第１１発明に係るコンピュータプログラムにおいて、前記排水管路を構成する各部分は、配管部材又は該配管部材を組み合わせたものであることを特徴とする。
【００２９】
第１３発明に係るコンピュータプログラムは、第１１又は第１２発明に係るコンピュータプログラムにおいて、前記演算手段は、前記演算式に基づいて、前記所定の排水状態の経時的な変化に応じた前記管路内空気圧の変動を正規分布と看做してその標準偏差を演算する第１演算手段と、該第１演算手段による演算結果及び予め設定された棄却率に基づいて前記管路内空気圧の変動幅を演算する第２演算手段と、該第２演算手段による演算結果に基づいて前記管路内空気圧の最大値及び最小値を演算する第３演算手段とを備えることを特徴とする。
【００３０】
第１４発明に係るコンピュータプログラムは、第１１乃至第１３発明に係るコンピュータプログラムにおいて、前記検証手段は、前記演算手段により演算された前記排水管路の各部分の管路内空気圧が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により管路内空気圧が前記所定範囲内でないと判定された場合に、その管路内空気圧を改善することができる予め記憶された代案を取得する代案取得手段とを備えることを特徴とする。
【００３１】
第１５発明に係るコンピュータプログラムは、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を変化させる変化要因を変数として表される演算式を用い、排水管路を構成する各部分について算出した管路内空気圧に基づき、コンピュータに、排水管路の設計の適否を検証させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、与えられた変数値に基づいて、変数値を前記演算式へ入力して算出した予め記憶された管路内空気圧を取得する取得手段と、該取得手段による取得結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段として機能させることを特徴とする。
【００３２】
第１６発明に係るコンピュータプログラムは、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、コンピュータに、実測結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させるための排水管路設計検証のコンピュータプログラムであって、コンピュータを、前記各部分における管路内空気圧の変化要因に係る与えられた変数値に基づき、前記各部分について実測した予め記憶されている管路内空気圧を取得する取得手段と、該取得手段による取得結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段として機能させることを特徴とする。
【００３３】
第１７発明に係るコンピュータプログラムは、第１５又は第１６発明に係るコンピュータプログラムにおいて、前記排水管路を構成する各部分は、配管部材又は該配管部材を組み合わせたものであることを特徴とする。
【００３４】
第１８発明に係るコンピュータプログラムは、第１５乃至第１７発明の何れかに記載のコンピュータプログラムにおいて、前記検証手段は、前記取得手段により取得した前記排水管路の各部分の管路内空気圧が所定範囲内であるか否かを判定する手段と、該判定手段により管路内空気圧が前記所定範囲内でないと判定された場合に、その管路内空気圧を改善することができる予め記憶された代案を取得する代案取得手段とを備えることを特徴とする。
【００３５】
第１９発明に係るコンピュータプログラムは、第１１乃至第１８発明の何れかに記載のコンピュータプログラムにおいて、検証される前記排水管路に関する見積りを生成する見積生成手段として更に機能させることを特徴とする。
【００３６】
第２０発明に係る記録媒体は、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧の変化要因を変数として表される演算式を求めてあり、コンピュータに、求めた演算式から演算する前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させるためのコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体であって、コンピュータを、与えられた変数値を予め記憶された前記演算式に代入することによって前記排水管路を構成する各部分の管路内空気圧を演算させる演算手段と、演算させた結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させる検証手段として機能させるコンピュータプログラムが記録してあることを特徴とする。
【００３７】
第２１発明に係る記録媒体は、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を変化させる変化要因を変数として表される演算式を用い、排水管路を構成する各部分について算出した管路内空気圧に基づき、コンピュータに、排水管路の設計の適否を検証させるためのコンピュータプログラムを記憶してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体であって、
コンピュータを、与えられた変数値に基づいて、変数値を前記演算式へ入力して算出した予め記憶された管路内空気圧を取得する取得手段と、該取得手段による取得結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段として機能させるコンピュータプログラムが記録してあることを特徴とする。
【００３８】
第２２発明に係る記録媒体は、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、コンピュータに、実測結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証させるための排水管路設計検証の記録媒体であって、コンピュータを、前記各部分における管路内空気圧の変化要因に係る与えられた変数値に基づき、前記各部分について実測した予め記憶されている管路内空気圧を取得する取得手段と、該取得手段による取得結果に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証する検証手段として機能させるコンピュータプログラムが記録してあることを特徴とする。
【００３９】
本発明は、排水能力に影響する排水管路内の空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証するものであって、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧への予測され得る変化要因を変数として含めて表わされる演算式を求めておく。排水管路を構成する各部分について管路内空気圧に影響を及ぼすと考えられる配管形態及び排水負荷条件は以下の如きものである。
【００４０】
図２６は、排水管路を構成する各部分について管路内空気圧に影響を及ぼす配管形態を示す図表であり、図２７は、図２６に示す配管形態を示す模式図である。また、図２８は、排水管路を構成する各部分について管路内空気圧に影響を及ぼす排水負荷条件を示す図表である。
【００４１】
まず、図２６に示す如く、例えば、立て管系においては、伸頂通気管１１，立て管１０，継手１３，及び脚部ベンドＢ等の各配管部位（排水管路を構成する各部分）の形態によって管路内空気圧が影響を受けることが判っている。
【００４２】
伸頂通気管１１は、前述した如く、その開放端である通気口と最上層階の立て管１０とを連結する空気の導入路であって、その管径及び長さ等が管路内空気圧に影響を及ぼす。また、図２７においては、１本の伸頂通気管１１のみを示してあるが、この他、通気ヘッダの仕様及び有無等によっても管路内空気圧が左右される。
【００４３】
また、前記通気口は、空気の取入口となるものであって、最近の通気口では、屋上から上方へ突設されたものが一般的である。このような種類の通気口においては、その開口が上側を向いていることから、雨及びゴミ等の侵入を防ぐために、開口にベントキャップ１４と呼ばれるカバーが取り付けられる。従って、通気口からの空気の流入量は、通気口自体の管径にもよるが、これを覆うベントキャップ１４との隙間の大きさにも影響される。つまり、通気口にあっては、ベントキャップ１４の種類及び開口率等が管路内空気圧に影響を及ぼすのである。
【００４４】
さらに、傾斜した屋根を有した集合住宅等の高層建物が建設されることもあり、このような傾斜屋根には上述した如き形態では通気口を設けることができないことがある。そこで、建物の側壁から水平に突設させるが、このような構成の場合には、近傍の住宅に排水管路内の臭気等が漏れる虞がある。従って、このような場合には、開口部分に通気弁（図示せず）を設けて、所定の負圧が掛かると外気を吸入すべく開放され、それ以外のときには閉じるようになしてある。
【００４５】
立て管１０では、主として、その管径及び長さ等によって管路内空気圧が左右されるが、その長さは、高層建物の階数（図２７においては１４階）と、階高とに応じて定まる。階高は、図２７に示す如く、通常の高層建物では２．７ｍ（２７００ｍｍ）が標準であるが、ホテル及びホール等では比較的高く、３．５ｍ（３５００ｍｍ）のものがある。従って、階高は、２．６５ｍ〜３．５ｍ程度のものが多い。
【００４６】
また、高層建物によっては、立て管１０，１０，…の一部を曲げ継手１５，１５によりクランク状に屈曲させる所謂、オフセットを設ける場合がある（図２７中、１１階及び１２階の間を参照）。このようなオフセットも排水及び管内空気の流れを阻害するものであり、その影響度合は、オフセット部分の管径，上下位置，オフセット幅，曲げ継手１５の種類，及びバイパス通気管等によって左右される。なお、バイパス通気管は、排水が通る管路に通気を促進する目的で排水管路の適宜の箇所を接続する管路であって、その有無，接続箇所，及び管径等によってその管路内空気圧に及ぼす影響は異なる。また、オフセットには、上述した如きクランク状に９０°屈曲させるものと、９０°よりも小さい角度で屈曲させるものがあり、その例を図２７中、１階及び２階の間に曲げ継手１６，１６を用いて示してある。
【００４７】
また、１つの立て管系に、他の立て管系からの排水を合流させる場合がある。このように、１つの建物に複数の立て管系が設けられる場合もある。立て管系の合流は、一方の立て管系の下端を曲げ継手により屈曲させ、その屈曲させた先端部を、他方の立て管系の立て管１０に設けた合流継手１７により接続するものである。このような合流によっても管路内空気圧が左右され、その度合は合流階，合流までの長さ，合流継手１７の仕様，合流部管径，及びバイパス通気管等によって異なる。また、立て管１０，１０，…の適宜のものをバイパス通気管で接続することも考えられる。
【００４８】
また、立て管１０，１０，…同士を接続するとともに、立て管１０及び枝管１２を接続するための継手１３には、通常の合流継手の如き形態の在来継手と、立て管１０，１０，…内を落下する排水を一方向へ螺旋状に回転させることによって管中心部に空気の流動路を生成するための誘導羽が内装された特殊排水継手（所謂、集合管）とが少なくともあり、これらの仕様によって、また、これらの継手１３が設けられない階（例えば、最下層階及び中層階等）によって管路内空気圧が左右される。なお、継手１３が設けられない階があるのは、例えば、他の立て管系に枝管１２が接続されているからであって、継手１３の無い階は、例えば、１階層飛び及び２階層飛び等として適用される場合もある。
【００４９】
さらに、脚部ベンドＢの種類も様々であって、そのＲ寸法及び形状，並びに最下層階枝管１２と横主管２０との間の高さ等によって管路内空気圧の影響は異なる。また、一般的には立て管系と横主管系との管径は異なり、立て管系を落下して脚部ベンドＢに激突する排水の圧力を軽減するために、横主管系の方が管径を大きくされてある。従って、これらの管を接続するための脚部ベンドＢは、その中途で拡径されて両端が異径となっている。このようなことも、管路内空気圧に大きく影響する。
【００５０】
一方、図２６に示す如く、例えば、横主管系においても、横主管２０及び排水桝等の各配管部位の形態によって管路内空気圧が影響を受けることが判っている。
【００５１】
より詳しくは、横主管２０においても、立て管系の他の部位と同様に、管径，長さ，合流，及びバイパス通気管が管路内空気圧に影響を及ぼす。さらに、横主管２０おいては、排水を促す目的で上下方向に傾斜している、即ち勾配がついていることがあり、これも管路内空気圧を左右する。また、横主管２０においては、水平面内にてクランク状に屈曲される所謂、水平曲がり（図示せず）、及び図２７に示す如く曲げ継手２２，２２を介して鉛直面内にてクランク状に屈曲される所謂、垂直曲がり等が設けられる場合がある。このようなものも管路内空気圧を左右する。
【００５２】
また、他の立て管系と横主管２０の中途にて合流継手２１を介して合流する場合があり、このような場合には、例えば脚部ベンドＢからこの合流までの長さ，合流継手２１，及び合流部管径等によって管路内空気圧が左右される。
【００５３】
さらに、排水桝にも、密閉型及び開放型等の種類があり、その容量にも、在来型の桝（在来桝）及び小口径桝等があり、これらによっても管路内空気圧が左右される。
【００５４】
また、以上の如き配管形態によってだけでなく、排水負荷条件によっても管路内空気圧が左右される。これを図２８を用いて説明する。排水負荷条件には、排水流量，排水の種類，及び負荷分布等がある。排水流量は、便器，流し，浴室，洗面所，及び洗濯場等の枝管１２への接続器具の種類及び能力等によって左右される。また、排水流量は、これらの接続器具の個数によっても変動し、これは、主として各階層の接続住戸数によって定まる。
【００５５】
また、前述した如く、排水から発生する泡（気泡）の度合等、排水の種類によって管路内空気圧は大きく左右される。これは、一般的には清水（糞尿，汚物等が含まれていても清水と排水特性は略同一と考えられている）、又は主として界面活性体による泡を多く発生する洗濯排水（流しからの食器洗浄用洗剤も同様である）の何れかが考慮され、清水の成分条件についてはＨＡＳＳに規定がある。しかし、現段階においては、洗濯排水についてはＨＡＳＳに規定がない。
【００５６】
負荷が発生する階、即ち負荷分布については、一般的に図２５に示した如き配管形態で清水を排水した場合のものは、ＨＡＳＳ２１８において排水能力試験法が定められているが、上述の如き洗濯排水の規定がないので、実際には洗濯排水の成分を変える等して実験を行なうことが肝要である。
【００５７】
以上の如く各配管部位に応じた配管形態及び排水負荷条件をパラメータとし、適宜の配管部位を基本単位として排水実験を実施し、前記パラメータを変数として含んだ形態で管路内空気圧を求めるための演算式を得る。パラメータを変更しただけでは管路内空気圧を要求される精度で求められないような場合には、このような基本単位を複数種類用意する。そして、検証対象となる全体の配管形態に応じた複数の演算式を例えばデータベース等に記憶しておき、配管形態に応じた各部位のパラメータを変数値として、前記複数の演算式のうちの対応するものに代入していくことにより、全体の管路内空気圧を求める。なお、演算式によって得られる管路内空気圧は、上述した如き排水の流入出端に限定されるものではなく、適宜の箇所（例えば、トラップ等）の管路内空気圧を求めるように構成することが可能である。
【００５８】
このように、パラメータを含めた形態で管路内空気圧を求める演算式を用意しておくので、全ての配管形態に応じた数の演算式を用意しておく必要がなく、また、実用に供する正確な管路内空気圧を求めることができ、求めた管路内空気圧によって設計した排水管路（又は施工後の排水管路であってもよい）の適切な検証を行なうことが可能な排水管路設計検証装置を実現することができる。
【００５９】
また、本発明においては、排水管路を構成する各部分（配管部位）を、配管部材又は該配管部材を複数組み合わせたものとする構成としたので、例えば、演算式によって対象となる配管部位を伸頂通気管１１，立て管１０，継手１３，脚部ベンドＢ，横主管２０，及び排水桝等の排水部材又は配管部材とすることも可能であり、また、これらを適宜に組み合わせた部材ユニットとすることもできる。従って、全体として組み上げられる排水管路の例えば一部分の改良及び変更等にも容易に対応することができ、排水管路の様々なバリエーションに対応した排水管路の設計検証が可能である。
【００６０】
また、本発明においては、前述した管路内空気圧の演算を、まず、演算式に基づいて、所定の排水状態の経時的な変化に応じた管路内空気圧の変動を正規分布と看做してその標準偏差を演算し、この演算結果及び予め設定された棄却率に基づいて管路内空気圧の変動幅を演算し、この演算結果に基づいて管路内空気圧の最大値及び最小値を演算する構成としたので、実際には経時的に排水状態（排水流量，空気流動量等）に応じて変化する管路内空気圧の最大値及び最小値を求めることができ、より正確な排水管路の設計検証を実現することができる。
【００６１】
また、本発明においては、前述した管路内空気圧の検証にあって、演算した排水管路の各部分の管路内空気圧が許容できる所定範囲内（例えば、上述した如き最大値及び最小値を規定する範囲）であるか否かを判定し、管路内空気圧が所定範囲内でないと判定された場合に、管路内空気圧を改善することができる予め記憶してある代案を取得する構成としたので、排水管路を構成する各部分について管路内空気圧が前記所定範囲を満足しないものが存在した場合は、適宜部分に関して予め設定してある改良案をについて再検証することができる。
【００６２】
即ち、各部分について管路内空気圧の状態が改善されることが予め知られている代案の構成に差し替えることが可能となるので、より高度な排水管路の設計検証を行なうことが可能である。なお、ここでいう代案とは、バイパス通気管を付与する等の、管路内空気圧の改善が予め知られているものである。しかし、過剰設計のような場合には、これとは逆に管路内空気圧をよりタイトにするものを代案とすることも可能であって、これによって排水管路のコストを削減することができる。
【００６３】
また、取得した代案を、上述の如く配管部位の１つとして差し替え、排水管路の再設計検証を自動的に繰り返すことが可能であるほか、また、複数の代案を画面等へ出力し、オペレータがそれらから選択するように構成してもよい。
【００６４】
また、本発明においては、管路内空気圧の変化要因となる多数の変数値と、該変数値を実験式又は理論式等の演算式へ入力して算出した多数の管路内空気圧とを関連付けてデータベース等に予め記憶しておき、変数値を入力した場合に前記データベース等を参照し、一致又は近似する管路内空気圧を取得することにより、排水管路の適否を検証する際に、既存データを参照するだけで、遅延無くより高速に前記管路内空気圧を取得することができる。また、前記データベース等をインターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置により実現した場合は、携帯端末等のクライアント装置にて検証することができ、工事施工者との現場での話し合い時などであっても、その場で管路内空気圧を取得して排水管路の適否を検証することができる。
【００６５】
また、本発明においては、管路内空気圧に関する多数の実測結果を、実測時に設定した管路内空気圧の変化要因となる変数値に関連付けてデータベース等に予め記憶しておき、変数値を入力した場合に前記データベース等を参照し、一致又は近似する管路内空気圧を取得することにより、前述したのと同様に、排水管路の適否を検証する際に、既存データを参照するだけで、遅延無くより高速な管路内空気圧を取得することができる。また同様に、前記データベース等をインターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置により実現した場合は、携帯端末等のクライアント装置にて検証することができ、時間及び場所を選ばず、管路内空気圧を取得して排水管路の適否を検証することができる。
【００６６】
また、本発明においては、検証の対象である排水管路に関して、見積りを生成することにより、排水管路を実現するために必要な金額等の見積りを算出して出力し、工事施工主等に排水管路の検証と同時に見積りを提示することができる。
【００６７】
また、本発明においては、コンピュータに上述した如き排水管路設計検証を行わせるべくコンピュータプログラムを構成するため、インターネット等を介してダウンロードした前記コンピュータプログラムをコンピュータに読み取らせた場合であっても、以上に説明した如き排水管路設計検証装置として機能させることができる。
【００６８】
更に、本発明においては、前記コンピュータプログラムを記録媒体に記憶する構成としたので、この記録媒体をコンピュータに読み取らせて実行することによっても、以上に説明した如き排水管路設計検証装置の各機能をコンピュータにより実現することができる。
【００６９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る排水管路設計検証装置の実施の形態１における構成と、この排水管路設計検証装置が接続されたネットワークの構成とを示すブロック図である。図１において、１００は本発明に係る排水管路設計検証装置であり、該排水管路設計検証装置１００は、後述する通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）１０６を介してＬＡＮ３００に接続されている。該ＬＡＮ３００には、排水管路設計検証装置１００をオンラインで利用することが可能に構成されたコンピュータ２０１が接続されている。また、ＬＡＮ３００には、ルータ等から構成されたゲートウェイ装置４００を介してインターネット５００に接続されており、該インターネット５００に接続されたパーソナルコンピュータ又は携帯用の情報端末装置（ＰＤＡ）等のコンピュータ２０２からも、排水管路設計検証装置１００をオンラインで利用することが可能に構成されている。
【００７０】
排水管路設計検証装置１００は、ＣＰＵ１０１と、該ＣＰＵ１０１に接続されたＲＯＭ１０２，ＲＡＭ１０３，入力部１０４，出力部１０５，通信Ｉ／Ｆ１０６，単位管路仕様データベース（単位管路仕様ＤＢ）１０７，単位管路実験式データベース（単位管路実験式ＤＢ）１０８，代案パターンデータベース（代案パターンＤＢ）１０９，及び外部記憶読取部１１０とから構成されている。
【００７１】
ＣＰＵ１０１は、これに接続された排水管路設計検証装置のハードウェア各部を制御するだけでなく、ＲＯＭ１０２に記憶されたプログラム、及び例えば後述する外部記憶読取部１１０を介して読み取られ、ＲＡＭ１０３に一時記憶されたプログラムを実行する。
【００７２】
ＲＯＭ１０２は、ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，又はマスクＲＯＭ等を備え、ＣＰＵ１０１が実行する排水管路設計検証のプログラムを含む様々なプログラムを予め記憶している。
【００７３】
ＲＡＭ１０３は、ＳＲＡＭ等を備え、ＣＰＵ１０１のプログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。
【００７４】
入力部１０４は、排水管路設計検証装置１００を操作するために必要なキーボード，テンキー，マウス，及びスキャナ等を備えている。
【００７５】
出力部１０５は、ＣＲＴディスプレイ，ＬＣＤ，又はＴＦＴディスプレイ等の表示装置、及び電子写真方式等の印字装置等を備え、排水管路設計検証装置１００の動作状態等を表示及び印字する。なお、上述の出力部１０５の表示装置をタッチパネル方式とすることにより、前述した入力部１０４のキーボード，テンキー，及びマウス等の一部又は全部を代用することも可能である。
【００７６】
通信Ｉ／Ｆ１０６は、ＬＡＮ３００の１つのノードへ接続するためのインタフェースであり、これによって排水管路設計検証装置１００をＬＡＮ３００に接続された他の装置（例えば、コンピュータ２０１，２０２等）との通信を可能としている。また、通信Ｉ／Ｆ１０６として、モデム，ターミナルアダプタ等を備える構成としてもよい。
【００７７】
単位管路仕様ＤＢ１０７は、排水管路を構成する部分（本実施の形態においては単位管路と称する）の形状寸法，材質等の各情報をデータベース形式で記憶している。なお、単位管路は、前述した如く、例えば１つの継手１３のような配管部材を１つの単位管路とすることも可能であるが、本実施の形態においては、後で詳述するように、複数の配管部材を組み合わせたものを単位管路として構成してある。従って、単位管路仕様ＤＢ１０７には、上述した情報に加えて、単位管路を構成する各配管部材の部材番号（製品番号）及び部材名（製品名）等の属性情報も記憶されている。
【００７８】
単位管路実験式ＤＢ１０８は、単位管路仕様ＤＢ１０７に記憶されている単位管路毎に、実験塔等を用いて排水実験した結果としての管路内空気圧を求めるための実験式を記憶している。なお、前述した如くに、この実験式は、単位管路の寸法形状等、予め予想され得るバリエーションに応じたパラメータを変数として含めた形態で求められている。また、１つの実験式において、パラメータ変更によって得られる管理内空気圧の値が許容できない範囲である場合には、このようなものを別の単位管路として、個別の実験式を求めておくことが望ましい。また、本実施の形態では、単位管路実験式ＤＢ１０８として実験式を記憶するものを用いるが、該実験式に換え、又は該実験式に加えて理論的に求められる理論式或いは経験式等をデータベースに記憶して用いてもよい。
【００７９】
代案パターンＤＢ１０９は、単位管路仕様ＤＢ１０７に記憶されている単位管路に対して、管路内空気圧を増減することが予め知られている、例えばバイパス通気管を設ける等の改良案の仕様を記憶しており、これに応じた実験式は、単位管路実験式ＤＢ１０８に記憶されている。
【００８０】
外部記憶読取部１１０は、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等の如き記録媒体用のディスクドライブ装置を備え、これに装填される記録媒体からプログラムを読み取り、ＲＡＭ１０３にロードする。なお、ＲＯＭ１０２として、ＰＲＯＭ等の書き換え可能なものを用いている場合には、記録媒体から読み取ったプログラムをＲＡＭ１０３に代えてＲＯＭ１０２に記憶することが可能である。
【００８１】
本実施の形態の排水管路設計検証装置１００は以上の如きハードウェア構成を有しており、入力部１０４から直接的に、又はコンピュータ２０１，２０２からＬＡＮ３００等を介してオンラインで入力された排水管路に関する情報に基づいて、管路内空気圧の観点から、当該排水管路の設計を検証する機能を有している。次にこのような機能について詳述する。
【００８２】
図２及び図３は、単位管路の構成を説明するための説明図である。本実施の形態においては、建築物の一例としての集合住宅における排水管路の構成を、まず、立て管系と横主管系とに分類しており、脚部ベンドＢを立て管系に含めている。
【００８３】
図２に示す如く、立て管系は、伸頂通気管１１を含めた最上層階と、中層階と、脚部ベンドＢを含めた最下層階とに分類してある。各階層には、基本的には、１本の立て管１０と、枝管１２と、継手１３とが含まれているが、前述した如く、継手１３の無い階には継手１３が含まれず、また、オフセットがある階には複数の立て管１０，１０，…と、これらの立て管１０，１０，…を接続する曲げ継手１５，１６とが含まれ得る。
【００８４】
最上層階の単位管路は、図２において３種類を示す如く、（ａ）標準，（ｂ）通気ヘッダ有，及び（ｃ）通気弁有等がある。ここでは、便宜上、標準としたが、この標準の単位管路は、ベントキャップ１４を備えた１本の伸頂通気管１１と、該伸頂通気管１１の下端に接続された１つの継手１３（図２においては特殊排水継手としてある）と、該継手１３の下方に連結された１本の立て管１０と、前記継手１３の側方へ延設された枝管１２とから構成されている。また、通気ヘッダ有の単位管路は、複数の立て管系が夫々有する伸頂通気管１１，１１と共通になっている１つのベントキャップ１４を備えた構成であり、その他の構成は基本的には上述した標準の単位管路と同様である。さらに、通気弁有の単位管路は、伸頂通気管１１がその中途で屈曲され、建物の側壁で開口するように構成され、その開口部に通気弁が設けられており、その他の構成は基本的には上述した標準の単位管路と同様である。
【００８５】
中層階の単位管路は、図２において３種類を示す如く、（ａ）標準（オフセット無），（ｂ）オフセット有，及び（ｃ）オフセット有（９０°ベンド）等がある。ここでは、便宜上、標準としたが、この標準の単位管路は、１つの継手１３（図２においては特殊排水継手としてある）と、該継手１３の下方に連結された１本の立て管１０と、前記継手１３の側方へ延設された枝管１２とから構成されている。また、オフセット有の単位管路は、３本の短寸の立て管１０，１０，１０がそれらの間に夫々介在された２つの曲げ継手（９０°よりも小さい曲げ角度を有する）１６，１６により２回屈曲され、両端側の２つの立て管１０，１０が上下方向へ向くように構成されたものであって、その他の構成は基本的には上述した標準の単位管路と同様である。さらに、オフセット有り（９０°ベンド）の単位管路は、上述した屈曲が９０°ベンドの曲げ継手１５，１５によりなされてあり、その他の構成は基本的には上述した標準の単位管路と同様である。
【００８６】
最下層階の単位管路は、図２において２種類を示す如く、（ａ）標準（継手１３有）及び（ｂ）継手無等がある。ここでは、便宜上、標準としたが、この標準の単位管路は、１つの継手１３（図２においては特殊排水継手としてある）と、該継手１３の下方に連結された１本の短寸の立て管１０と、該立て管１０の下端に接続された脚部ベンドＢと、前記継手１３の側方へ延設された枝管１２とから構成されている。また、継手無の単位管路は、継手１３及び該継手に接続される枝管１２を備えておらず、前記短寸の立て管１０よりも継手１３だけ長い立て管１０と、脚部ベンドＢとからのみ構成されている。
【００８７】
図３に示す如く、横主管系は、本実施の形態においては、横主管２０のみから構成されている。実際には、排水桝によっても管路内空気圧が変動してくるが、ここでは説明の簡略化のために省略してある。横主管系において、横主管２０は基本的には１本であるが、前述した如く、水平曲がり又は垂直曲がり等がある場合には、複数の横主管２０，２０，…と、これらの横主管２０，２０，…を接続する曲げ継手２２，２２とが含まれ得る。
【００８８】
横主管系の単位管路は、図３において３種類を示す如く、（ａ）標準，（ｂ）水平曲がり有，及び（ｃ）垂直曲がり有等がある。ここでは、便宜上、標準としたが、この標準の単位管路は、１本の長寸の横主管２０のみから構成されている。また、水平曲がり有の単位管路は、３本の短寸の横主管２０，２０，２０がそれらの間に夫々介在された２つの曲げ継手（９０°ベンド）２２，２２により水平面内でクランク状に屈曲されて構成されたものである。さらに、垂直曲がり有の単位管路は、上述したクランク状の屈曲が垂直面内でなされてある。
【００８９】
本実施の形態の単位管路は以上に説明した如く構成されており、１つの最上層階の単位管路，１つ又は複数の中層階の単位管路，及び１つの最下層階の単位管路を選択的に組み合わせることによって１つの立て管系を表現することができる。また、１つ又は複数の立て管系と１つの横主管系（＝単位管路）とを選択的に組み合わせることによって集合住宅における排水管路の全体部分を表現することができる。なお、本発明においては、単位管路の分類及び構成は上述したものに限定するものではなく、組み合わせることによって全体として排水管路を表現することができるように構成されていればよい。次に、単位管路の変数（パラメータ）について詳述する。
【００９０】
図４は、立て管系における単位管路のパラメータについて説明するための説明図であり、図５は、横主管系における単位管路のパラメータについて説明するための説明図である。
【００９１】
図４（ａ）には、立て管系における単位管路の一例として、中層階における標準の単位管路を示してある。このような単位管路においては、立て管１０の長さ及び継手１３の長さからなる階高が１つのパラメータとなる。階高が大きければ大きいほど排水能力は低下する。また、立て管１０の管径も１つのパラメータとなるが、この管径は、排水立て管管路の総負荷流量によって定まる。排水立て管管路の総負荷流量は、各枝管１２からの排水負荷流量等によって定まる。このように定まる立て管１０の管径に応じて継手１３に必要な能力（仕様）が定まる。
【００９２】
図４（ｂ）には、立て管系における単位管路の他の例として、中層階におけるオフセット有の単位管路を示してある。このような単位管路においては、階高が１つのパラメータとなることは標準の単位管路と同様であって、基本的に階高はオフセット無の所謂、標準の単位管路と同一の階高となる。継手１３の仕様についても標準の単位管路と同様に定められるが、オフセットが有る分だけ能力が低下する。この度合は、最初の曲げ位置（オフセット位置），曲げ角度（２つの曲げ継手１６，１６の曲げ角度は基本的には同一である），及び両端の立て管１０，１０の水平方向のずれ量（オフセット幅）等に応じて変化する。
【００９３】
また、図５（ａ）には、横主管系における単位管路の一例として、水平曲がり有の単位管路を示してある。このような単位管路においては、主として、脚部ベンドＢ（又は立て管系）からの長さ，及び最初の曲げ継手２２（１曲がり）から次の曲げ継手２２（２曲がり）までの長さ等がパラメータとなる。同様に、図５（ｂ）に示す如く、垂直曲がり有の単位管路においては、主として、脚部ベンドＢ（又は立て管系）からの長さ，及び最初の曲げ継手２２から次の曲げ継手２２までの長さ（立ち下がり高さ）等がパラメータとなる。
【００９４】
以上に挙げたもの及び図２６乃至図２８に示したもの以外にも、単位管路の構成毎にその管路内空気圧に影響を与えると予想されるパラメータには様々なものが考えられる。従って、これらのパラメータを可及的に多く求め、これらのパラメータのうち検証精度を満足する程度のものを適宜に採用して次に説明する如き実験式に盛り込むことが望ましい。
【００９５】
実験式を求めるべく単位管路毎に実験塔等において排水実験を行なう。この排水実験の際の排水負荷条件については図２８において説明した通りである。一般的には、排水は、その所定量が或る無視できない長さの時間を経て排水管路内を流れるので、この時間の経過を考慮した管路内空気圧の平均値が結果として得られるように、上述の如く採用したパラメータを含めて実験式を求める。
【００９６】
図６及び図７は、本発明に係る排水管路設計検証装置１００のＣＰＵ１０１の処理内容を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、入力部１０４から入力される排水管路の配管図面を受け付け（ステップ１）、受け付けた排水管路を単位管路仕様ＤＢ１０７に記憶されている単位管路に対応する形態に分割する（ステップ２）。入力される配管図面としては、ＣＡＤ等で作製された電子化データであってもよく、また、入力部１０４のスキャナで読み取って電子化したデータであってもよい。また、単位管路への分割は、例えば、単位管路仕様ＤＢ１０７に記憶されている単位管路を基準として所定のパターンマッチング等で行なう構成としてもよい。
【００９７】
また、上述したステップ１及び２に代えて、ＣＰＵ１０１が、単位管路仕様ＤＢ１０７に記憶されている単位管路を選択し、選択した単位管路に応じたパラメータを入力する構成としてもよい（ステップ３）。なお、両者の何れの入力形態であっても、その入力は、排水管路設計検証装置１００で直接的になされてもよいし、また、オンラインでコンピュータ２０１，２０２から間接的になされてもよい。
【００９８】
次いで、ＣＰＵ１０１は、通気流速Ｖａを仮定し（ステップ４）、分割された各単位管路に対応する実験式を単位管路実験式ＤＢ１０８から読み込み、仮定した通気流速Ｖａに対して読み込んだ各実験式が全て成立するか否か、即ち、通気流速Ｖａを各実験式に代入した場合に演算結果が収束するか否かを判定する（ステップ５）。各実験式において成立しないものがある場合は、ＣＰＵ１０１は通気流速Ｖａを変更し（ステップ６）、再度、変更した通気流速Ｖａに対して全ての各実験式が成立するか否かを判定する。
【００９９】
ステップ５にて、仮定した通気流速Ｖａに対して全ての実験式が成立した場合は、予め設定された各ノードの最大圧力値及び最小圧力値を演算する（ステップ７）。なお、各ノードは、例えば各枝管１２のトラップであって、このようなノードにおける各管路内空気圧が求められるように実験式を求めておくことが望ましい。
【０１００】
ＣＰＵ１０１は、演算した結果に基づき、各ノードの最大圧力値の絶対値が第１閾値未満であり、かつ、各ノードの最小圧力値の絶対値が第２閾値未満であるか否かを判定する（ステップ８）。なお、前記第１閾値は、各ノードの管路内圧力の最大値が過大とならないよう設定された許容圧力値であり、また前記第２閾値は、各ノードの管路内圧力の最小値が過小とならないよう設定された許容圧力値である。
【０１０１】
ステップ８にて、各ノードの最大圧力値の絶対値が第１閾値未満であり、かつ、各ノードの最小圧力値の絶対値が第２閾値未満であると判定された場合は、各ノードの最大圧力値の絶対値が第３閾値未満であり、かつ、各ノードの最小圧力値の絶対値が第４閾値未満であるか否かを判定する（ステップ９）。なお、前記第３閾値は、各ノードの管路内圧力の最大値が過小となって過剰設計とならないよう設定された過剰設計判定値であり、また前記第４閾値は、各ノードの管路内圧力の最小値が過大となって過剰設計とならないよう設定された過剰設計判定値である。
【０１０２】
ステップ９にて、各ノードの最大圧力値の絶対値が第３閾値以上であり、かつ、各ノードの最小圧力値の絶対値が第４閾値以上であると判定された場合は、即ち、各ノードの管路内圧力が、許容圧力値及び過剰設計判定値の間の大きさを有することとなり、ＣＰＵ１０１は、対象となる単位管路を組み合わせてなる排水管路のどの位置においても管路内空気圧に問題がないと判定する。続いてＣＰＵ１０１は、ステップ７にて演算した各ノードの最大圧力値及び最小圧力値、並びに平均圧力値を出力部１０５又はオンラインにてコンピュータ２０１，２０２へ出力し（ステップ１０）、本処理を終了する。
【０１０３】
一方、ステップ８にて、各ノードの最大圧力値の絶対値が第１閾値以上、又は、各ノードの最小圧力値の絶対値が第２閾値以上であると判定された場合、或いは、ステップ９にて、各ノードの最大圧力値の絶対値が第３閾値未満、又は、各ノードの最小圧力値の絶対値が第４閾値未満であると判定された場合は、ＣＰＵ１０１は、現在検証対象としている排水管路の構成では管路内空気圧の値が好ましくないと判定し、代案パターンＤＢ１０９から、管路内空気圧の値を改善し得る単位管路の代案パターンを読み込み（ステップ１１）、ステップ４からの処理を繰り返す。なお、代案パターンＤＢ１０８から複数の代案パターンを出力部１０５へ出力し、又は通信Ｉ／Ｆ１０６を介してコンピュータ２０１，２０２へ出力し、オペレータに選択させるように構成してもよい。
【０１０４】
前述したように、排水は、その所定量が或る無視できない長さの時間を経て排水管路内を流れるため、本発明においてはステップ７の如くにこの時間の経過を考慮した管路内空気圧の平均値に加えて最大値及び最小値が結果として得られるようになしてある。次に、このような管路内空気圧の経時的な挙動を詳述する。
【０１０５】
図８は、排水実験により求めた各階層の所定時間内における管路内空気圧の最大値及び最小値並びに平均値を示すグラフである。また、図９は、図８に示した１４階の管路内空気圧の経時的な変動を示すグラフであり、図１０は、図９により得られた管路内空気圧のばらつきを示す度数分布である。
【０１０６】
ＨＡＳＳ２１８に規定された方法による排水実験によれば、各階の管路内空気圧の所定時間内における平均値は、図８に示す如き形態となる。即ち、最上層階では若干負圧となり、それ以下の数階層においては下層階に向かうに従って急激に負圧側へ漸減し、それ以下の階層においては下層階に向かうに従って徐々に正圧側へ漸増している。そして、最下層階を含む下層階にあっては、立て管系を流れる排水の脚部ベンドＢでの激突の衝撃から正圧となる傾向がある。
【０１０７】
ところが、図９に示す如くに所定時間内における管路内空気圧は脈動的に変動し、瞬間的には平均値から正圧側及び負圧側へ大きく振れることがある。このような短時間での管路内空気圧の変動であっても、その変動量が大きい場合には、前述した如くトラップでの問題が発生することになる。このため、前述したステップ７において最大値及び最小値を演算するのであるが、この演算方法について次に更に詳述する。
【０１０８】
なお、図９においてはその一例として１４階における経時的な管路内空気圧の変動を示したが、この所定時間（図９においては３．０ｓｅｃ）における管路内空気圧の分布は、図１０に示す如く正規分布になる。そこで、本実施の形態においては前述したステップ７を次のように実行する。
【０１０９】
図１１は、図７に示したステップ７の詳細を示すフローチャートである。初めに、ＣＰＵ１０１は、対応する実験式を単位管路実験式ＤＢ１０８から読み込み、夫々の実験式に基づいて各ノードにおける管路内空気圧（例えば、平均値）を演算する（ステップ７１）。
【０１１０】
続いてＣＰＵ１０１は、通気流速，排水流量，及び排水負荷階からの落下距離等を勘案して実験式に基づき、各ノードに関して標準偏差を演算する（ステップ７２）。更に、所定の棄却率を設定し（例えば９９％）、ステップ７１にて求めた平均値及びステップ７２にて求めた標準偏差に基づいて変動幅を求め（ステップ７３）、この変動幅を平均値に加減することにより最大圧力値（時間最大圧力値）及び最小圧力値（時間最小圧力値）を演算する（ステップ７４）。
【０１１１】
図１２及び図１３は、代案パターンＤＢ１０９に記憶されている代案パターンの具体例を示す模式図である。代案パターンは、前述した如く、少なくとも例えば実験結果等からその効果（管路内空気圧の増大又は減少の両方を含む）が知られているものを選択することが望ましい。
【０１１２】
例えば、図１２（ａ）に示す如く、立て管系においては、バイパス通気管（図中、破線で示す）を、上下に隣接する階層の継手１３，１３同士を直接的に接続するように、これらの継手１３，１３の間に介在された立て管１０をバイパスするように設けることが管路内空気圧の改善に有効であることが判っている。具体的には、６階及び７階の間にオフセットを設けたために、この間の空気の流れが悪くなるからであって、これをバイパス通気によって救済するのである。
【０１１３】
また、図１２（ｂ）には、立て管系における拡径による救済例を示してある。例えば、最下層階（１階）が継手（枝管）無しであり、１階の直上位置にてオフセットされており、また、脚部ベンドＢ１が拡径無しの構成を想定する。このような場合にも、このオフセットによって空気の流れが悪くなる虞があるのは当然のことであるが、バイパス通気管を設ける以外にも、例えば、１階及び２階の間にインクリーザ１８を設けて、φ１００（ｍｍ）の立て管１０をφ１２５（ｍｍ）に拡径することも可能である。
【０１１４】
また、図１３に示す如く、最下層階（１階）が継手（枝管）無しであり、脚部ベンドＢが１階及び２階の間に設けられる場合もある。この構成の場合には、横主管系に垂直曲がりが設けられている。このような場合にも、上述の２つの例のように、例えば、通流を妨げる垂直曲がりの２つの曲げ継手２２，２２をバイパス通気管（図中、破線で示す）により短絡することで救済が可能であり、また、垂直曲がりの直前にインクリーザ２３を設けて拡径することでも救済が可能である。
【０１１５】
以上の如き救済例を代案パターンとして代案パターンＤＢ１０９に記憶するのであるが、好ましくは、単位管路に応じた形態での代案パターンを記憶する。しかし、上述した如くに、複数の単位管路に亘った代案パターンを利用する場合には、このような複数の単位管路を組み合わせた形態に応じた実験式も合わせて単位管路実験式ＤＢ１０８に記憶しておく必要があることは云うまでもない。
【０１１６】
図１４は、本発明に係る記録媒体の構成を示すブロック図である。ここに例示するプログラムは、図６及び図７に示した適宜のステップの処理を含んでおり、以下に説明する記録媒体に記録されている。
【０１１７】
図１４において、排水管路設計検証装置１００とオンライン接続する記録媒体Ｍａは、排水管路設計検証装置１００の設置場所から隔たって設置される例えばＬＡＮ３００上のサーバコンピュータを用いてなり、記録媒体Ｍａには前述の如きプログラムＰａが記録されている。そして、記録媒体Ｍａから読み出されたプログラムＰａが排水管路設計検証装置１００を制御することにより、排水管路設計検証装置１００が前述の如き処理を実行する。
【０１１８】
排水管路設計検証装置１００の内部に設けられた記録媒体は、本実施の形態においてはＲＯＭ１０２として構成され、ＲＯＭ１０２には前述の如きプログラムＰｂが記録されている。そして、ＲＯＭ１０２から読み出されたプログラムＰｂが排水管路設計検証装置１００を制御することにより、排水管路設計検証装置１００が前述の如き処理を実行する。
【０１１９】
排水管路設計検証装置１００に設けられた外部記憶読取部１１０に装填して使用される記録媒体Ｍｃは、前述した如く、運搬可能な例えばＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いてなり、記録媒体Ｍｃには前述の如きプログラムＰｃが記録されている。そして、記録媒体Ｍｃから読み出されたプログラムＰｃが排水管路設計検証装置１００を制御することにより、排水管路設計検証装置１００が前述の如き処理を実行する。
【０１２０】
（実施の形態２）
図１５は、本発明に係る排水管路設計検証装置の実施の形態２における構成と、この排水管路設計検証装置が接続されたネットワークの構成とを示すブロック図である。図１５において、６００は本発明に係る排水管路設計検証装置であり、該排水管路設計検証装置６００は実施の形態１と同様、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）６０６を介してＬＡＮ３００に接続され、該ＬＡＮ３００には、排水管路設計検証装置６００をオンラインで利用することが可能に構成されたコンピュータ２０１が接続されている。また、ＬＡＮ３００には、ルータ等から構成されたゲートウェイ装置４００を介してインターネット５００に接続されており、該インターネット５００に接続されたパーソナルコンピュータ又は携帯用の情報端末装置（ＰＤＡ）等のコンピュータ２０２からも、排水管路設計検証装置６００をオンラインで利用することが可能に構成されている。
【０１２１】
排水管路設計検証装置６００は、ＣＰＵ６０１と、該ＣＰＵ６０１に接続されたＲＯＭ６０２，ＲＡＭ６０３，入力部６０４，出力部６０５，通信Ｉ／Ｆ６０６，単位管路仕様データベース（単位管路仕様ＤＢ）６０７，シミュレーション結果データベース（シミュレーション結果ＤＢ）６０８，代案パターンデータベース（代案パターンＤＢ）６０９，及び外部記憶読取部６１０とから構成されている。
【０１２２】
ＣＰＵ６０１は、これに接続された排水管路設計検証装置のハードウェア各部を制御するだけでなく、ＲＯＭ６０２に記憶されたプログラム、及び例えば後述する外部記憶読取部６１０を介して読み取られ、ＲＡＭ６０３に一時記憶されたプログラムを実行する。
【０１２３】
ＲＯＭ６０２は、ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，又はマスクＲＯＭ等を備え、ＣＰＵ６０１が実行する排水管路設計検証のプログラムを含む様々なプログラムを予め記憶している。
【０１２４】
ＲＡＭ６０３は、ＳＲＡＭ等を備え、ＣＰＵ６０１のプログラムの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。
【０１２５】
入力部６０４は、排水管路設計検証装置６００を操作するために必要なキーボード，テンキー，マウス，及びスキャナ等を備えている。
【０１２６】
出力部６０５は、ＣＲＴディスプレイ，ＬＣＤ，又はＴＦＴディスプレイ等の表示装置、及び電子写真方式等の印字装置等を備え、排水管路設計検証装置６００の動作状態等を表示及び印字する。なお、上述の出力部６０５の表示装置をタッチパネル方式とすることにより、前述した入力部６０４のキーボード，テンキー，及びマウス等の一部又は全部を代用することも可能である。
【０１２７】
通信Ｉ／Ｆ６０６は、ＬＡＮ３００の１つのノードへ接続するためのインタフェースであり、これによって排水管路設計検証装置６００をＬＡＮ３００に接続された他の装置（例えば、コンピュータ２０１，２０２等）との通信を可能としている。また、通信Ｉ／Ｆ６０６として、モデム，ターミナルアダプタ等を備える構成としてもよい。
【０１２８】
単位管路仕様ＤＢ６０７は、実施の形態１にて説明した単位管路仕様ＤＢ１０７と同様、単位管路の形状寸法，材質等の各情報をデータベース形式で記憶している。なお、単位管路は、前述した如く、例えば１つの継手１３のような配管部材を１つの単位管路とすることも可能であるが、本実施の形態においては複数の配管部材を組み合わせたものを単位管路として構成してある。従って、単位管路仕様ＤＢ６０７には、上述した情報に加えて、単位管路を構成する各配管部材の部材番号（製品番号）及び部材名（製品名）等の属性情報も記憶されている。
【０１２９】
シミュレーション結果ＤＢ６０８は、単位管路毎に管路内空気圧を求めるための各実験式に、単位管路の寸法形状及び流量等の予め予想され得るバリエーションに応じたパラメータへ多数の変数値を入力する（シミュレーションする）ことにより得られる管路内空気圧を、単位管路及び／又は変数値に関連付けられて記憶している。ここで、前記管路内空気圧として、時間最大圧力及び時間最小圧力の他、時間平均圧力，標準偏差について記憶している。また、前記管路内空気圧の他、管内通気流量等について記憶していてもよい。
【０１３０】
なお、管路内空気圧を算出する際に用いる各実験式は、排水管路全体を構成する各単位管路の組合せに基づいて、夫々の単位管路に適用すべき実験式を選択するのが望ましい。また、実験式が含むパラメータとしては、実施の形態１にて言及した如く、図２乃至図５、及び図２６乃至図２８に示すものの他、単位管路の構成毎にその管路内空気圧に影響を与えると予想されるものが種々考えられ、実験式は、これらのパラメータのうち検証精度を満足する程度のものを可及的に多く包含しているものが望ましい。また、パラメータへ変数値を入力してシミュレーションする場合は、各パラメータが取り得ると予想される範囲において、可及的に数多くの変数値に対してシミュレーションすることが望ましい。
【０１３１】
代案パターンＤＢ６０９は、単位管路仕様ＤＢ６０７に記憶されている単位管路に対して、管路内空気圧を増減することが予め知られている、例えばバイパス通気管を設ける等の改良案の仕様を記憶しており、これに応じた管路内空気圧は、シミュレーション結果ＤＢ６０８に記憶されている。
【０１３２】
外部記憶読取部６１０は、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等の如き記録媒体用のディスクドライブ装置を備え、これに装填される記録媒体６１１からプログラムを読み取り、ＲＡＭ６０３にロードする。記録媒体６１１は、本発明に係る排水管路設計検証装置６００としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムが記録している。なお、ＲＯＭ６０２として、ＰＲＯＭ等の書き換え可能なものを用いている場合には、記録媒体から読み取ったプログラムをＲＡＭ６０３に代えてＲＯＭ６０２に記憶することが可能である。
【０１３３】
本実施の形態の排水管路設計検証装置６００は以上の如きハードウェア構成を有しており、入力部６０４から直接的に、又はコンピュータ２０１，２０２からＬＡＮ３００等を介してオンラインで入力された排水管路に関する情報に基づいて、管路内空気圧の観点から、当該排水管路の設計を検証する機能を有している。次のこのような機能について詳述する。
【０１３４】
図１６は、本発明に係る排水管路設計検証装置６００を用いた排水管路設計の検証の流れを示すフローチャートである。初めにＣＰＵ６０１は、設計した排水管路を構成する単位管路について、種々のパラメータに関する変数値を受け付ける（ステップ２０）。パラメータには、設計対象となる建築物の負荷流量，継手・脚部ベンド等の種類，立管規模・階高・横主管径等の配管形態など、実施の形態１にて説明したものがあり、各パラメータについて変数値を受け付ける。
【０１３５】
図１７乃至図２３は、排水管路設計の検証を行う際に、出力部６０５、又はコンピュータ２０１，２０２のディスプレイに表示される内容を示す模式図であり、これを用いて前記単位管路のパラメータのうち負荷流量を受け付ける場合について説明する。排水管路設計検証装置６００を起動した場合、又は、コンピュータ２０１，２０２が本発明に係る排水管路設計検証を実現するためのコンピュータプログラムをダウンロードして起動した場合、図１７に示すメイン画面が表示される。
【０１３６】
メイン画面には、新規に設計検証を行う際に選択する「新規入力」アイコン、既存の設計を変更して検証する際に選択する「変更」アイコンの他、「削除」，「定型印刷」，「終了」等のアイコンが表示される。本実施の形態では、検証対象となる建築物の一つである集合住宅について新規に設計検証する。従って、「新規入力」アイコンを選択する。
【０１３７】
前記メイン画面で「新規入力」アイコンを選択した場合、図１８に示す画面が表示される。この画面には、設計対象となる物件に関して情報を変更する際に選択する「物件情報変更」アイコン、物件の設計案の名称を変更する際に選択する「物件名変更」アイコン、対象物件の設計に関して配管の条件を入力・変更する際に選択する「配管条件入力・変更」アイコンの他、「設計案追加」，「設計案比較」，「印刷」，「終了」等のアイコンが表示される。集合住宅について新規に設計検証する場合は、該設計に含まれる配管の条件を入力する必要があるため、「配管条件入力・変更」アイコンを選択する。
【０１３８】
「配管条件入力・変更」アイコンを選択した場合、図１９に示す画面が表示される。この画面には、集合住宅の各階の高さを入力する際に選択する「階高」アイコン、最下階で排水負荷が有るか否かを入力する際に選択する「最下階排水」アイコン、集合住宅に接続されている接続機器（例えば、トイレ、洗面、洗濯等）の種類及び個数又は前記集合住宅における負荷流量を入力する際に選択する「接続機器・負荷流量」アイコンの他、「集合管」，「脚部ベンド・専用横主管」，「変形配管」，「通気管」，「シミュレーション」，「終了」等のアイコンが表示される。また、集合住宅全体での立て管図及び横主管図が表示され、更に、前記各アイコンを選択して必要事項を入力した場合にその結果を表示すべく、立て管規模，立て管負荷流量，専用横主管負荷流量，集合管，脚部ベンド，システム最小圧力，システム最大圧力等の項目が表示される。ここでは、「接続機器・負荷流量」アイコンを選択する。
【０１３９】
「接続機器・負荷流量」アイコンを選択した場合、図２０に示す画面が表示され、負荷流量の入力方法として、接続機器の種類及び個数を入力することにより負荷流量を計算して入力するか、直接的に負荷流量を入力するかを選択する。負荷流量は、排水管路に接続する器具の種類及び個数等によりＨＡＳＳ２０６を用いて一義的に決定される。従って、前記負荷流量の入力に代え、前述したような接続器具の種類及び個数等を入力することによっても負荷流量を算出することができる。
【０１４０】
直接的に負荷流量を入力する方法を選択した場合は、図２１に示す画面が表示され、立て管負荷流量（Ｌ／Ｓ）及び専用横主管負荷流量（Ｌ／Ｓ）を直接入力する。また、接続機器の種類及び個数を入力する方法を選択した場合は、図２２に示す画面が表示され、集合住宅における各階ごとの接続機器の種類及び個数を入力する。なお、接続機器としては、トイレ（Ｗ），洗面（Ｓ），洗濯（Ｌ），風呂（Ｕ），キッチン流し（Ｋ），トイレ手洗い（手），食器洗浄機（食），シロップシンク（ＳＫ），シャワー（シャ）等がある。
【０１４１】
また、各階ごとの接続機器の種類及び個数を入力する方法の場合、入力された値に基づいて立て管負荷流量（Ｌ／Ｓ），専用横主管負荷流量（Ｌ／Ｓ），及び全階での接続機器の種類・個数が算出され、図２３に示す如く確認のため表示される。
【０１４２】
上述のようにしてステップ２０における単位管路パラメータについての入力が受け付けられる。また、他のパラメータについても同様にして数値を入力することができるが、実施の形態１と同様に、集合住宅の排水管路の配管図面を読み込み、読み込んだ配管図面に基づき、単位管路仕様ＤＢ６０７を参照して排水管路を単位管路に対応する形態に分割すると共に、単位管路仕様ＤＢ６０７に記憶されている各単位管路の形状寸法，材質等の各データを読み込むことにより、各パラメータに関する数値を取得することもできる。
【０１４３】
また、読み込まれる前記配管図面としては、ＣＡＤ等で作製された電子化データであってもよく、また、入力部６０４のスキャナで読み取って電子化したデータであってもよい。また、単位管路への分割は、例えば、単位管路仕様ＤＢ６０７に記憶されている単位管路を基準として所定のパターンマッチング等で行なう構成としてもよい。
【０１４４】
次にＣＰＵ６０１は、受け付けた各パラメータに関する数値に基づいてシミュレーション結果ＤＢ６０８を参照し（ステップ２１）、これらの入力数値に一致する数値に関連付けられた管路内空気圧として、単位管路毎の時間最大圧力及び時間最小圧力を取得する（ステップ２２）。なお、シミュレーション結果ＤＢ６０８に、一致する数値がない場合は、近似する数値に関連付けられている管路内圧力を取得する。また、近似する数値に関連付けられている管路内圧力を取得する場合は、安全を期すべく、より大きい側の近似値に関連付けられている管路内圧力を取得することが望ましい。
【０１４５】
単位管路毎に取得した時間最大圧力及び時間最小圧力に基づいて、立て管系全体における時間最大圧力及び時間最小圧力を取得する（ステップ２３）。図２４は、取得した単位管路毎の時間最大圧力・時間最小圧力、及び立て管系全体における時間最大圧力・時間最小圧力に基づき、管路内空気圧をシミュレーションした場合の画面を示す模式図である。図示する如く、検証の対象となる設計について、集合住宅の管路内空気圧に関する許容範囲（例えば、±４０ｍｍＡｑ）に対するシミュレーション結果の管路内空気圧の分布状況、前記排水管路全体として最大圧力又は最小圧力を有する階及びその値等のシミュレーション結果を表示する。
【０１４６】
次にＣＰＵ６０１は、ステップ２３にて取得した時間最大圧力及び時間最小圧力が、条件である前記許容範囲を夫々満たしているか否かを判別する（ステップ２４）。ここで、時間最大圧力に関する許容範囲は、例えばトラップ内の水が押し出されて住戸側へ噴出する場合の圧力を許容最大値として所定幅を持たせておくなどして、トラップの破封を防ぐと共に過剰設計とならないようにする。また、時間最小圧力に関する許容範囲についても同様に、例えばトラップ内の水が吸引される場合の圧力を許容最小圧力として所定幅を持たせておくなどして、トラップの破封を防ぐと共に過剰設計とならないようにする。なお、夫々の許容範囲としては最適なものとして他の基準を用いてもよいことは言うまでもない。
【０１４７】
ステップ２４にて所定の許容範囲内を満たしていないと判別した場合、ＣＰＵ６０１は、代案パターンＤＢ６０９から対応する単位管路の代案パターンを読み込み（ステップ２５）、ステップ２１からの処理を繰り返す。この処理を繰り返すことにより、前述したようにトラップの破封を防止すると共に過剰設計とならない最適な単位管路の組合せを選択する。更に、入力部６０４からの入力により見積りを出力すべき指示があった場合は（ステップ２６）、出力部６０５にて見積りに関するデータを表示し（ステップ２７）、又は出力部６０５の印字出力装置にて印字出力し、本処理を終了する。
【０１４８】
ところで、本実施の形態ではステップ２１にて参照するデータベースとして、実験式に種々のパラメータに関する多数の変数値を入力することによりシミュレーションして得られたデータを記憶した、シミュレーション結果ＤＢ６０８を用いたが、前記実験式に換え、又は該実験式に加えて理論的に求められた理論式或いは経験式等に多数の変数値を入力した結果得られるデータを記憶する理論結果データベース（理論結果ＤＢ）を参照するようにしてもよい。
【０１４９】
更に、単位管路毎にパラメータの各変数値に関して実験を行い、その結果から得られるデータを記憶する実験結果データベース（実験結果ＤＢ）を参照するようにしてもよい。この場合、各種単位管路に関連するパラメータについて、予め予想し得る変数値に関し、可及的に多くの実験を行うことが望ましい。
【０１５０】
なお、前記理論結果ＤＢ又は実験結果ＤＢを参照する場合は、図１５に示す排水管路設計検証装置６００において、シミュレーション結果ＤＢ６０８が、前記何れかのデータベースに置換され、また、図１６に示すフローチャートにおいて、ステップ２１で参照するデータベースが前記何れかのデータベースとなる。
【０１５１】
最後に、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするための参照符号を付してあるが、これによって本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【０１５２】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係る排水管路設計検証方法及びその実施に使用する装置並びに記録媒体においては、排水能力に影響する排水管路内の空気圧に基づいて前記排水管路の設計の適否を検証するものであって、排水管路を構成する各部分について所定の排水状態における管路内空気圧を実測し、実測結果に基づいて管路内空気圧への予測され得る変化要因を変数として含めて表わされる演算式（実験式，理論式，経験式等の何れか又は全部を含む）を求めておく。
【０１５３】
即ち、各配管部位に応じた配管形態及び排水負荷条件をパラメータとし、適宜の配管部位を基本単位として排水実験を実施し、前記パラメータを変数として含んだ形態で管路内空気圧を求めるための演算式を得る。パラメータを変更しただけでは管路内空気圧を要求される精度で求められないような場合には、このような基本単位を複数種類用意する。そして、検証対象となる全体の配管形態に応じた複数の演算式を例えばデータベース等に記憶しておき、配管形態に応じた各部位のパラメータを変数値として、前記複数の演算式のうちの対応するものに代入していくことにより、全体の管路内空気圧を求める。
【０１５４】
このように、パラメータを含めた形態で管路内空気圧を求める演算式を用意しておくので、全ての配管形態に応じた数の演算式を用意しておく必要がなく、また、実用に供する正確な管路内空気圧を求めることができ、求めた管路内空気圧によって設計した排水管路（又は施工後の排水管路であってもよい）の適切な検証を行なうことが可能な排水管路設計検証装置を実現することができる。
【０１５５】
また、本発明においては、排水管路を構成する各部分（配管部位）を、配管部材又は該配管部材を複数組み合わせたものとする構成としたので、例えば、演算式によって対象となる配管部位を伸頂通気管，立て管，継手，脚部ベンド，横主管，及び排水桝等の排水部材又は配管部材とすることも可能であり、また、これらを適宜に組み合わせた部材ユニットとすることもできる。従って、全体として組み上げられる排水管路の例えば一部分の改良及び変更等にも容易に対応することができ、排水管路の様々なバリエーションに対応した排水管路の設計検証が可能である。
【０１５６】
また、本発明においては、前述した管路内空気圧の演算を、まず、演算式に基づいて、所定の排水状態の経時的な変化に応じた管路内空気圧の変動を正規分布と看做してその標準偏差を演算し、この演算結果及び予め設定された棄却率に基づいて管路内空気圧の変動幅を演算し、この演算結果に基づいて管路内空気圧の最大値及び最小値を演算する構成としたので、実際には経時的に排水状態（排水流量，空気流動量等）に応じて変化する管路内空気圧の最大値及び最小値を求めることができ、より正確な排水管路の設計検証を実現することができる。
【０１５７】
また、本発明においては、実験式又は理論式等の演算式に基づいて算出した結果をデータベースに多数予め記憶しておき、検証の対象となる設計について、その構成要素たる単位管路に関するパラメータに変数値を入力した場合に前記データベースを参照して管路内空気圧を取得する構成としたので、より高速に検証することが可能となる。
【０１５８】
また、本発明においては、各種の単位管路について予め各パラメータの予想し得る変数値に関する実験をした結果をデータベースに多数記憶しておき、検証の対象となる設計について、その構成要素たる単位管路に関するパラメータに変数値を入力した場合に前記データベースを参照して管路内空気圧を取得する構成としたので、より高速な検証を実現することが可能となる。
【０１５９】
また、本発明においては、前述した管路内空気圧の検証にあって、演算した排水管路の各部分の管路内空気圧が許容できる所定範囲内（例えば、上述した如き最大値及び最小値を規定する範囲）であるか否かを判定し、管路内空気圧が所定範囲内でないと判定された場合に、管路内空気圧を改善することができる予め記憶してある代案を取得する構成としたので、排水管路を構成する各部分について管路内空気圧が前記所定範囲を満足しないものについて予め設定してある改良案を取得して再検証することができる。
【０１６０】
即ち、各部分について管路内空気圧の状態が改善されることが予め知られている代案の構成に差し替えることが可能であり、代案の構成への差し替え及び代案についての検証を繰り返すことにより、より高度な排水管路の設計検証を行なうことが可能である。なお、ここでいう代案とは、バイパス通気管を付与する等の、管路内空気圧の改善が予め知られているものである。しかし、過剰設計であるような場合には、これとは逆に管路内空気圧をよりタイトにするものを代案とすることも可能であって、これによって排水管路のコストを削減することができる。
【０１６１】
また、本発明においては、検証した設計に係る排水管路について、見積りを生成することができる構成としたので、前記排水管路を実現するために必要な金額等の見積りを算出して出力し、工事施工主等に排水管路の検証と同時に見積りを提示することが可能である。
【０１６２】
また、本発明においては、コンピュータに上述した如き排水管路設計検証を行わせるべくコンピュータプログラムを構成するため、インターネット等を介してダウンロードした前記コンピュータプログラムをコンピュータに読み取らせた場合であっても、以上に説明した如き排水管路設計検証装置として機能させることができる。
【０１６３】
さらに、本発明においては、前記コンピュータプログラムを記録媒体に記憶する構成としたので、この記録媒体をコンピュータに読み取らせて実行することにより、以上に説明した如き排水管路設計検証装置の各機能をコンピュータにより実現することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排水管路設計検証装置の実施の形態１における構成と、この排水管路設計検証装置が接続されたネットワークの構成とを示すブロック図である。
【図２】単位管路の構成を説明するための説明図である。
【図３】単位管路の構成を説明するための説明図である。
【図４】立て管系における単位管路のパラメータについて説明するための説明図である。
【図５】横主管系における単位管路のパラメータについて説明するための説明図である。
【図６】本発明に係る排水管路設計検証装置のＣＰＵの処理内容を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る排水管路設計検証装置のＣＰＵの処理内容を示すフローチャートである。
【図８】排水実験により求めた各階層の所定時間内における管路内空気圧の最大値及び最小値並びに平均値を示すグラフである。
【図９】図８に示した１４階の管路内空気圧の経時的な変動を示すグラフである。
【図１０】図９により得られた管路内空気圧のばらつきを示す度数分布である。
【図１１】図７に示したステップ７の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】代案パターンＤＢに記憶されている代案パターンの具体例を示す模式図である。
【図１３】代案パターンＤＢに記憶されている代案パターンの具体例を示す模式図である。
【図１４】本発明に係る記録媒体の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明に係る排水管路設計検証装置の実施の形態２における構成と、この排水管路設計検証装置が接続されたネットワークの構成とを示すブロック図である。
【図１６】本発明に係る排水管路設計検証装置を用いた排水管路設計の検証の流れを示すフローチャートである。
【図１７】排水管路設計の検証を行う際に表示される内容を示す模式図である。
【図１８】排水管路設計の検証を行う際に表示される内容を示す模式図である。
【図１９】排水管路設計の検証を行う際に表示される内容を示す模式図である。
【図２０】排水管路設計の検証を行う際に表示される内容を示す模式図である。
【図２１】排水管路設計の検証を行う際に表示される内容を示す模式図である。
【図２２】排水管路設計の検証を行う際に表示される内容を示す模式図である。
【図２３】排水管路設計の検証を行う際に表示される内容を示す模式図である。
【図２４】取得した単位管路毎の時間最大圧力・時間最小圧力、及び立て管系全体における時間最大圧力・時間最小圧力に基づき、管路内空気圧をシミュレーションした場合の画面を示す模式図である。
【図２５】集合住宅における排水管路の構成の代表例を示す模式図である。
【図２６】排水管路を構成する各部分について管路内空気圧に影響を及ぼす配管形態を示す図表である。
【図２７】図２６に示す配管形態を示す模式図である。
【図２８】排水管路を構成する各部分について管路内空気圧に影響を及ぼす排水負荷条件を示す図表である。
【符号の説明】
１００，６００    排水管路設計検証装置
１０１，６０１    ＣＰＵ
１０２，６０２    ＲＯＭ（記録媒体）
１０３，６０３    ＲＡＭ
１０４，６０４    入力部
１０５，６０５    出力部
１０６，６０６    通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）
１０７，６０７    単位管路仕様データベース（単位管路仕様ＤＢ）
１０８    単位管路実験式データベース（単位管路実験式ＤＢ）
１０９，６０９    代案パターンデータベース（代案パターンＤＢ）
６０８    シミュレーション結果データベース（シミュレーション結果ＤＢ）
Ｍａ，Ｍｃ，６１１  記録媒体
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ  プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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