(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各住戸に水道配管を介して蛇口及びスプリンクラヘッドが設けられ、受水タンクから供給される水道水が蛇口から流れる生活用水と、スプリンクラヘッドから放水される消火用水とに使用されるスプリンクラ消火設備において、
前記受水タンクの水量が消火に必要な最低の水量まで減水したことを検知する水位センサを設け、該消火に必要な最低の水量を、通常必要とされる最低の消火水量に火災の発生した住戸以外に送水されると予測される水量を加えた水量とし、前記水位センサが水量の減水を検知したときは、前記水道配管の基端部に設けられ、前記受水タンクに貯水された水を水道配管に供給する給水ポンプを停止することを特徴とするスプリンクラ消火設備。
【請求項２】
消火に必要な最低の水量を、受水タンクに貯水される全水量のほぼ１０％としたことを特徴とする請求項１記載のスプリンクラ消火設備。
【請求項３】
水位センサが水量の減水を検知したときは、各住戸に設けた住宅情報盤又は建物に設けた警報器により水道水の使用禁止警報を発することを特徴とする請求項１記載のスプリンクラ消火設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプリンクラ消火設備に係り、さらに詳しくは、マンションなどの共同住宅におけるスプリンクラ消火設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マンションなどの共同住宅においては、消火用水として水道水を使用するスプリンクラ消火設備が設けられており、このような設備においては、水道本管から給水されて受水タンクに貯水された水道水を水道配管を介して給水し、生活用水と消火用水の両者に使用するようになっている。
【０００３】
上記のようなスプリンクラ設備を備えた共同住宅においては、受水タンクには常時ある程度の水が貯えられており、火災が発生したときは、火災感知器からの火災信号により制御弁を開放して受水タンク内の水をスプリンクラヘッドに送水し、放水して消火する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水道本管が断水すると、その間は受水タンクに水が補給されない。また、受水タンクに残っている水は、各住戸で引続き生活用水を使用しているため、受水タンク内の水は著しく減少する。そして、受水タンクの水がある程度の水位まで低下したら、手動によってポンプを停止させ、水を供給できないようにしている。この際家庭によっては断水が復旧して水が流れ始めるのを確認するために、水道の蛇口等を開放したままにする場合や、水道工事の終了後に、その直後に流出する濁り水を排出するために、水道の蛇口等を開放したままにすることがあり、断水が復旧してもこれら開放された水道の蛇口等から多量の水が流出して、受水タンクには中々水が貯水されないことがある。
【０００５】
このため、発生した火災の規模が大きく、開栓されたスプリンクラヘッドの数が多い場合には、受水タンク内の水が不足して十分放水を行うことができないおそれがある。また、開放された多数の蛇口からも多量の水が出るので、断水時に火災が発生すると受水タンクの水は非常に減りが早い。このような場合には、水道配管の給水ポンプの下流側に設けられた送水口と、屋外に設けられた例えば消火栓などの給水源とを消防署員がホースで接続して消火用水を給水するなどしている。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、水道本管の断水時においても、火災発生時の消火用水を十分確保することのできる共同住宅におけるスプリンクラ消火設備を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、各住戸に水道配管を介して蛇口及びスプリンクラヘッドが設けられ、受水タンクから供給される水道水が蛇口から流れる生活用水と、スプリンクラヘッドから放水される消火用水とに使用されるスプリンクラ消火設備において、
前記受水タンクの水量が消火に必要な最低の水量まで減水したことを検知する水位センサを設け、該消火に必要な最低の水量を、通常必要とされる最低の消火水量に火災の発生した住戸以外に送水されると予測される水量を加えた水量とし、前記水位センサが水量の減水を検知したときは、前記水道配管の基端部に設けられ、前記受水タンクに貯水された水を水道配管に供給する給水ポンプを停止するするようにしたものである。
【０００８】
上記の消火に必要な最低の水量を、受水タンクに貯水される全水量のほぼ１０％とした。
【０００９】
上記の水位センサが水量の減少を検知したときは、各住戸に設けた住宅情報盤又は建物に設けた警報器により水道水の使用禁止警報を発するようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の１実施の形態に係るスプリンクラ消火設備を模式的に示した説明図である。図において、１は共同住宅の建物で、受水タンク２が設けられており、水道本管３から開閉弁４を介して水道水が給水され（この水道水は常時は生活用水、火災発生時は消火用水となるが、以下の説明では単に水と記す）、貯水される。５は受水タンク２内に設けられて、貯水された水のレベルを検出するボールタップで、受水タンク２内の水のレベルがある程度低下したときは、開閉弁４に信号を送って開閉弁４を開放し、貯水タンク２に補水して貯水タンク２内の水位をほぼ一定に維持する。６は受水タンク２の内部において、消火に必要な水量のレベル位置に設けられた水位センサである。
【００１２】
７は最上階まで設けられた水道配管である主配管で、基端部には受水タンク２に貯水された水を主配管７に供給するための給水ポンプ８が設けられている。９は建物１の各階ごとに主配管７から分岐した分岐管で、例えば床内に配管されている。なお、図には１つの階の一部だけを示してある。
１０ａ，１０ｂ，１０ｃはある階に設けられた住戸（以下、住戸を単に１０と記すことがある）、１１は複数の住戸１０（図には３戸の場合が示してある）ごとに分岐管９から分岐した立上り管で、その頂部（例えば天井裏）には複数の住戸にそれぞれ配管された枝管１２が接続されており、各住戸１０の枝管１２にはそれぞれ複数の閉鎖型スプリンクラヘッド１３が接続されている。
【００１３】
１４は立上り管１１に設けられた常閉の制御弁で、例えばメータボックスなどに設置される。１５は制御弁１４を開閉するモータ、１６は制御弁１５の下流側に設けられた逆止弁である。１７は分岐管９から分岐して各住戸１０ａ〜１０ｃに設けられた生活用水の蛇口である（以下、他の排水口を含めて蛇口等という）。
１８ａ，１８ｂ，１８ｃは各住戸１０ａ〜１０ｃの天井又は天井裏に設けられた１個又は複数個の火災感知器、１９ａ，１９ｂ，１９ｃは各住戸１０ａ〜１０ｃごとに設けられた住宅情報盤で、火災感知器１８ａ〜１８ｃにそれぞれ電源を供給すると共に、火災感知器１８ａ〜１８ｃから火災信号を受信する。
【００１４】
２０は住戸１０外に設けられた管理室で、住棟受信機２１及びポンプ操作盤２２等が設置されている。２３は各階又は複数の住戸毎に設けられた中継器、２４は各階の廊下などの共用スペースに設置され、例えば音声を発するスピーカの如き警報器、２５は各階の制御弁１４に対応して設けられた弁制御器である。なお、各住戸１０に設置された住宅情報盤１９は、警報器２４と同様の機能を有する警報部を備えており、住棟受信機２１からの制御信号によって、火災時や断水時などに所定の警報を音声などによって行う。
【００１５】
住棟受信機２１はポンプ操作盤２２及び各階の中継器２３との間で信号を授受し、また、ポンプ操作盤２２は水位センサ６からの信号を受信し、これに基いて給水ポンプ８に制御信号を送信する。
また、各住戸１０の火災感知器１８ａ〜１８ｃからの火災信号は、それぞれ住宅情報盤１９ａ〜１９ｃに送られ、住宅情報盤１９ａ〜１９ｃは部屋番号などのアドレス情報を付加してこの火災信号を中継器２３を介して住棟受信機２１に送信し、住棟受信機２１はこれに基いて中継器２３を介して火災住戸に対応する弁制御器２５に火災信号を送る。弁制御器２５はこの火災信号に基いてモータ１５に制御信号を出力し、制御弁１４を開閉するようになっている。なお、警報器２４は中継器２３に接続されている。
【００１６】
次に、上記のように構成した本実施の形態の作用を説明する。
監視時においては、受水タンク２にはボールタップ５の作用により、常時所定量の水が貯水されており、この水は給水ポンプ８により主配管７を経て各階の分岐管９に送られ、各住戸１０において生活用水として使用される。
一方、初期時において制御弁１４は開放されて、各分岐管９に設けた立上り管１１にも水が送られ、枝管１２から各スプリンクラヘッド１３は常時充水された状態となっている。なお、枝管１２及びスプリンクラヘッド１３に充水された水は、逆止弁１６により逆流が阻止されている。また、枝管１２に充水したのちは、制御弁１４は閉じられる。
【００１７】
いま、ある住戸（例えば１０ａ）に火災が発生すると、火災感知器１８ａがこれを検知してその火災信号を住宅情報盤１９ａに送り、これを受けた住宅情報盤１９ａは火災発生の信号を中継器２３を介して住棟受信機２１に出力する。住棟受信機２１はこれに基いて中継器２３を介して弁制御器２５に信号を送り、その出力によりモータ１５を駆動して制御弁１４を開放する。また、中継器２３は火災発生階及び直上階の警報器２４及び住宅情報盤１９に信号を送り、音声、ブザー等により火災の発生を知らせる。
【００１８】
一方、住宅情報盤１９ａからの火災信号に基づく中継器２３からの信号が住棟受信機２１を経てポンプ操作盤２２に送られる。ここで、若しポンプ８が停止状態にある場合は、ポンプ操作盤２２は火災信号によって給水ポンプ８に制御信号を送ってこれを駆動し、受水タンク２内の水を分岐管９、立上り管１１、枝管１２を経てスプリンクラヘッド１３に圧送し、火災によって開栓したスプリンクラヘッド１３から放水して、消火する。
【００１９】
ところで、水道本管３の断水等があっても受水タンク２内の水が使用可能な間は、各家庭では依然として蛇口１７等を開放して生活用水を使用しているため受水タンク２内の水が減水し、ボールタップ５が作動しても補水されないために、消火に必要な水量が不足してしまうおそれがある。
また、断水時に火災が発生すると、前述のように開放されている蛇口１７等から流水するため、不足した受水タンク２の水量だけでは、スプリンクラヘッド１３から十分な水量を放水できない。
【００２０】
このような場合、本実施の形態においては、受水タンク２内の水が消火に必要な量まで減少したときは、火災が発生していない状態では給水ポンプ８を停止して各住戸１０に送水できないようにし、受水タンク２に常に消火に最低限必要な所定量の水量を確保するようにしたものである。
すなわち、受水タンク２内の水が消火に必要な量まで減水したときは、水位センサ６がこれを検知してその検知信号をポンプ操作盤２２に送り、これを受けたポンプ操作盤２２は給水ポンプ８に停止信号を出力して給水ポンプ８を停止させる。これにより、各住戸１０は受水タンク２の水が使用できない完全な断水状態になる。
【００２１】
このように、断水等で受水タンク２の水位が低下して、消火に必要な水量になっている状態で火災が発生した場合には、給水ポンプ８が停止しているので、中継器２３からの火災信号によってポンプ制御盤２２は給水ポンプ８に制御信号を送り、給水ポンプ８を駆動して受水タンク２内の水をスプリンクラヘッド１３に圧送し、消火する。
【００２２】
一方、水位センサ６から水位低下の信号を受信したポンプ操作盤２２は、住棟受信機２１を介して中継器２３に信号を送る。中継器２３はこれに基いて警報器２４及び住宅情報盤１９に使用禁止の警報信号を送り、例えば、「ただ今から断水しますので、水道は使用できません」というような音声を発し、住居者に断水を報知する。このとき、同時に「各家庭では蛇口等を締めて下さい」という主旨の音声を発してもよい。
【００２３】
このように、本実施の形態においては、水道本管３の断水時に受水タンク２内の水量があらかじめ定めた水量まで減水すると、給水ポンプ８を停止して各住戸１０の生活用水を断水し、受水タンク２内に火災時に必要な水量を常に確保するようにしたので、若し断水時に火災が発生しても消火水量に不足をきたすようなことがなく、このため主配管７に送水口を設ける必要もない。
【００２４】
上記の説明では、各住戸１０に、枝管１２に接続されたスプリンクラヘッド１３と、天井に設置した火災感知器１８を設けた場合を示したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば火災感知器１８を省略し、火災感知機能を備えたスプリンクラヘッドを用いてもよい。
また、上記の説明では、信号の授受を中継器２３を介して行う場合を示したが、火災の発生した住戸の住宅情報盤１９が直接住棟受信機２１に火災信号を送信し、住棟受信機２１が弁制御器２５、警報器２４あるいは住宅情報盤１９に信号を送出するようにしてもよい。
【００２５】
次に、上述の受水タンク２に貯水される消火に必要な水量はどの程度なのかについて考察する。法令では、共同住宅における消火に必要な水量は４ｍ3（４，０００ｌ）以上と定められているが、発明者らは安全を考慮して、消火に必要な水量を、４，０００ｌ×２．５＝１０，０００ｌとした。
この１０，０００ｌの水をスプリンクラヘッドにより放水する時間を求めると、３０ｌ／ｍｉｎの水量を放出するスプリンクラヘッドが４個同時に開栓した場合は、
１０，０００ｌ÷（３０ｌ×４）≒８０（分）
となるが、一応６０分を目安とした。
【００２６】
しかし、前述のように断水時に、復旧した際に水の流れ始めるのを確認するためなどの理由で、蛇口等を開放したままの住戸があるため、火災時にスプリンクラヘッドから放水するのに必要な水以外に、これら開放された蛇口等から流水する水の量も考慮しなければならない。
いま、例えば３５０戸の共同住宅において、その半数の住戸が蛇口等の開放により水が流出すると仮定すると、その流出量は、
３５０（戸／２）×３５０（ｌ／人）÷１５（ｈｒ）×４（人／戸）＝１６，２７５（ｌ／ｈｒ）
となる。ここで、３５０ｌ／人は１日における１人あたりの水の使用量、１５ｈｒは１日における水を使用する平均時間、４人／戸は１住宅当りの平均居住人員とする。これにより、火災が発生した住戸以外に送水される水量を１６，２７５ｌ／ｈｒと想定した。
【００２７】
このような検討結果から、受水タンクに貯水する火災時に必要な水量を、火災が発生した住戸以外に送水される水量を含めて、
１０，０００ｌ＋１６，２７５ｌ×１（ｈｒ）＝２６，２７５ｌ
とした。ここで、先程１０，０００ｌの水で１時間放水できるとしたので、流水量１６，２７５ｌ／ｈｒに使用時間として１時間を乗じた。
【００２８】
いま、例えば３５０戸の共同住宅において、１戸あたり４人の住人が居り、１人１時間当りの水の使用量を３０ｌとすれば、受水タンクに貯水される全水量は、
３５０（戸）×４（人／戸）×３０（ｌ／人・ｈｒ）×６（ｈｒ）
＝２５２，０００ｌ
となる。ただし、６（ｈｒ）は定数。
よって、上記火災時に必要とされる水量２６，２７５ｌは、受水タンクに貯水される全水量の約１０％となる。
【００２９】
本発明においては、上記の検討結果に基いて、貯水タンク２の満水時のほぼ１０％の位置に水位センサ６を設け、断水時において、各住戸１０で水を使用することにより減水した場合、水量が全水量の１０％程度まで低下したときは、水位センサ６がこれを検知して給水ポンプ８を停止させ、それ以降住戸１０に送水しないようにしたので、若し水道本管３の断水時に火災が発生しても、火災が発生した住戸以外から流出する水量を含めて、火災の消火に必要な水量を十分に確保することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、受水タンクから供給される水道水を生活用水と消火用水とに使用するスプリンクラ消火設備において、受水タンクの水量が消火に必要な最低の水量まで減水したことを検知する水位センサを設け、消火に必要な最低の水量を、通常必要とされる最低の消火水量に火災の発生した住戸以外に送水されると予測される水量を加えた水量とし、水位センサが水量の減水を検知したときは、水道配管の基端部に設けられ、受水タンクに貯水された水を水道配管に供給する給水ポンプを停止するようにしたので、受水タンク内に消火に必要な水量を常に余裕をもって確保することができ、予知しない大きな火災が発生した場合でも十分対応することができる。
【００３１】
上記の消火に必要な最低の水量を、受水タンクに貯水される全水量のほぼ１０％としたので、上記と同様の効果が得られると共に、消火に必要な水量の設定が容易である。
【００３２】
上記の水位センサが水量の減水を検知したときは、各住戸に設けた住宅情報盤又は建物に設けた警報器により水道水の使用禁止警報を発するようにしたので、断水を周知させると共に、蛇口等の開け放しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態に係るスプリンクラ消火設備を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
１  建物、２  受水タンク、３  水道本管、６  水位センサ、７  主配管、８給水ポンプ、９  分岐管、１０  住戸、１１  立上り管、１２  枝管、１３  スプリンクラヘッド、１７  蛇口等、１８  火災感知器、１９  住宅情報盤、２１  住棟受信機、２２  ポンプ操作盤、２３  中継器、２４  警報器、２５  弁制御器。
【図１】
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