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新技術調査レポート

真空式排水集水システム（一財）建築コスト管理システム研究所・新技術調査検討会用いられている排水方式である。圧送システム

１ はじめに（ポンプアップ方式）の系統図を図１に示す。

これまでは、地階にトイレ等を設ける場合は、汚水槽を設け汚水ポンプでポンプアップする圧送システムが一般的であった。しかし、この方法では汚水槽に最低限の汚水が残り、悪臭発生（ビルピット問題）の原因ともなっていた。また、既存の施設にトイレなど水場を設置する場合に、下階

図１の使用状況や排水管の勾配を確保することが困難であることにより、断念することもあった。

圧送システムの系統図

真空式排水集水システムは、真空を形成する真このような問題を解消すべく、圧送システムに空ポンプ、負圧に保たれ汚水を吸引する真空集水代わる機械排水システムとして、真空（完全な真タンク、真空を保ち安定した吸引を行うための真空でなく、減圧状態の意味）を利用した排水シス空排水弁及び真空排水弁と集水タンクを結ぶ真空テムが考案されている。しかし、多くがリフト集水管より構成される。

アップ対応から気液混合吸引している真空式下水

このシステムは、空気を吸引しないように吸引道システムを応用しているため、騒音・振動が発圧力と真空排水弁の開閉時間を制御している。そ生し建物内排水設備としては採用されていないののため、排水量が一定量であるロータンク式便器が現状であった。

は、排水管に真空排水弁を直接接続した真空式排このほど、空気を吸引しない方式により、騒水集水システムとすることが可能である。

音・振動問題を解消できる真空式排水集水システ

なお、シンク、洗濯機排水、浴槽など不定量なムが開発された。今後、建築物のストックの有効排水の場合には検知桝を設置して一定量を吸引す利用の観点から、リノベーションやコンバージョることにより同様の機能を発揮させることが可能

ン対応の排水設備システムとしての導入が見込まである。

れる真空式排水集水システムの導入事例を、圧送システムとの比較を交えて紹介する。

２ 真空式排水集水システムの概要
圧送システムは、汚水貯留槽に集まった汚水をポンプにて屋外の桝に排水する方式であり、広く44建築コスト研究

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ロータンク方式（タンク密結床上排水便器）の系統図及び動作説明を図２に示す。

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図２

真空式排水集水システムの系統図（ロータンク方式）

３ 真空式排水集水システムの特徴③

排水場所に動力電源が不要真空ポンプにのみ動力が必要で、排水場所にポンプなどの動力機器を使用しなくてよい。

圧送システムと比較した真空式排水集水システ④

ムの特徴を以下に示す。

使用する動力機器が、真空ポンプのみであるため、保守管理が容易である。

⑤（１）メリット

真空集水タンクが床上のため外部より点検が①

汚水槽が不要容易、かつ負圧であるため補修が容易である。
⑥

水回りには、検知桝のみでよいので改修工事

真空集水管口径が小口径である。
真空集水管は50Ａと小口径のため、施工性がにおける躯体工事が容易となる。
②

真空集水管の勾配が不要よい。
⑦

消泡性がある。

真空集水管の勾配は若干の先下がりが望まし洗剤などを含む排水でも、圧送式の場合の排いが、汚水を真空にて吸引するため、基本的に水ポンプなどによる撹拌を伴わないため、泡がは不要である。

発生せず排水性がよい。

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真空ポンプの間欠運転による真空保持のた瞬時的に大気開放弁より吸引音が発生するのめ、動力の稼働時間が少ない。
⑨で、真空集水タンクの設置場所によってはサイ汚水、臭気の漏れが発生しづらい。
真空集水管内は負圧のため汚水の飛散及び臭レンサーが必要となる。
④

気が漏れづらい。

真空集水管内の負圧を利用し、大気圧により汚水を押し込むので、吸引揚程は最大でも8.0ｍ程度となる。

（２）デメリット①⑤

連続排水する場合、対応が必要となる。

停電時には排水できない。
改修工事にて設置する場合における真空式排真空集水タンク内に吸引された汚水は、ある水集水システム（検知桝方式）と圧送システム一定量になると、大気開放弁及び排水電動弁が（ポンプアップ方式）との比較一覧を表１に示開き排水されるが、この時、真空集水タンクのす。

真空は破壊され、吸引不可能となる。
このため、真空集水タンクの並列設置や検知桝による容量の余裕が必要となる。
②

汚水（汚物）が、圧送式のポンプ吐出管と同様に常時立ち上がり配管内に滞留する。

③

真空集水タンクの真空破壊時に吸気音が発生する。
表１46

なお、真空式排水集水システムでは、タンク密結床上排水便器のみを使用するエリアは、図２に示すロータンク方式の真空式排水集水システムを採用することにより床下ピットが不要となる。また、流し台の排水、床の高低差を利用して検知桝を床上に設置できる場合も排水ピットは不要である。

排水システム比較表

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写真を図５に示す。

４ テストプラント概要

実機では大便器と検知桝を併用することを想定し、本テストプラントでは両方式を用いている。

研究・開発用に作られたテストプラントの系統を図３に示す。

また、テストプラントの真空集水タンクは、大容量の試験を考慮し、大きな容量となっている。

真空集水タンクの写真を図４に、真空集水管の図３

図４真空集水タンク

テストプラントの系統図

図５

真空集水管路

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５ テストプラント計測結果（２）真空度と騒音両方式の各位置での各真空度設定値における騒音値を表３に示す。

便器及び流し台等の排水の流れも通常通りであり、便器内のトラップ水位も安定していた。

表３

真空度と騒音値※１

便器、真空排水弁、真空集水管の位置が近いため便器より前方

テストプラントでは真空集水管の主要な部分に透明アクリル樹脂を使用しているため、汚水及び汚物の吸引水の状況を確認できた。
立管部は塊りとしての満水状態で吸引され、横管部では塊りが崩れ、液体の一部は真空集水タンクに流入している。 真空集水管内に残った固形物及び液体も数回の排水により真空集水タンクに流入した。

１ｍ、上方１ｍの位置で測定したデータある。

便器排水時の騒音は、表３に示す通り70dB台（１）真空度と吸引速度であり、従来型の重力式排水と同程度であった。

過去の実験から、本システムは吸引速度を2.5

なお、大気開放弁開放時の騒音値は、大気開放ｍ/ｓ～ 3.0ｍ/ｓ程度に設定することにより、汚弁の前方１ｍ、上方１ｍの位置で約104dBであっ物が付着しない、騒音の少ない安定した集水がでた。

きることが確認されている。一般に、吸引揚程＋約１ｍ程度の真空度にすることによりこの吸引速度となる。ここでは、真空度と吸引速度の関係を示し、適切な真空度設定値を確認した。
表２

真空度と速度※１

吸引揚程約３ｍ※２

立管部の速度は、汚物＋汚水が１ｍ上昇する時間より計算して（３）きょう雑物流下試験結果
便器にきょう雑物を投入し、吸引させた結果を表４に示す。
表４

きょう雑物流下結果いる。
※３

横管部の速度は、汚水が１ｍ移動する時間より計算している。

一般の使用においては、表２を基に概略設定を※１ 「良」と記載されているきょう雑物に関しては、数回の排水により真空集水タンクに流入し、特に支障とならないことが確認された。

行い、運用時に吸引量等を確認し、微調整を行い、システムとして最適な状態に設定している。
その際、真空排水弁の作動に必要な負圧を確実に確保することも必要である。

（４）逆勾配・凸凹配管
排水器具より必要揚程吸引し、若干の勾配にて真空集水タンクへ汚水を流し込み集水するのを理想としている。

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テストプラントでは、故意に1/100の逆勾配や300㎜の凸凹配管を設定しての排水実験を行い、６ 導入事例

逆勾配や凹部においても問題なく汚水は吸引され排水されることを確認したが、汚水が管内に滞留

既存駅舎に職員休息室用のトイレ及び風呂等を設置するにあたり、真空式排水集水システムを導することとなる。
真空式排水集水システムは、管路が大気に開放入した海浜幕張駅舎の系統図を図６に示す。

されていないため、液体の蒸発による汚物の堆積

システム対象室は女子休息室で、排水負荷が少は一般の重力排水より少ないと思われるが、使用ないこと及び使用人数が限られているため、検知条件等を十分確認する必要がある。

桝ユニット（検知桝、電極、通気弁、真空排水弁、操作盤等をユニット化したもの。以下同様）を有効高さ１ｍ程度のピット内に設置する方式とした。また、単独タンクの真空ユニット（真空集水タンク、真空ポンプ、弁類等をユニット化したもの。以下同様）は、改札階床下に設置した。

図６

海浜幕張駅舎の真空式排水集水システム系統図

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７ おわりに真空式排水集水システムは、真空集水管の勾配が不要、かつ、利用場所に動力電源を必要としないため、水場の場所を選ばない。そのため、既存建物の用途変更や模様替えに対し、自由な計画ができるほか、次のような利用及び効果が期待できる。
図７

海浜幕張駅舎改札階下の真空ユニット設置状況（１）地下街のトイレ設置

真空ユニットの設置状況の写真を図７に示す。

既存の地下街に排水ピットを設置することは一

海浜幕張駅舎にての本システムを導入した経緯

般に困難である。新たなトイレの設置、多機能トは、次の通りであった。

イレを一般トイレと離れた場所に設ける場合等に新たに設ける職員休息室が半地下のため、自然有効な場合がある。

勾配を利用した排水設備の設置は不可能であった。また、圧送システムを採用した場合に、汚水（２）介護用トイレへの採用

槽及びポンプの保守、臭気対策についての不安を病院や介護施設等の個室において、本システム払拭できなかったことが、導入の最大理由であっを導入することにより、従来のポータブル便器にた。

替わり、ベッドの直近に洋風便器を設けることがイニシャルコスト抑制の観点から真空集水タンクを１基としたため、真空集水タンクの排水時は可能となる。また、真空集水管と真空排水弁を増設することにより移設・増設も可能となる。

システム停止となる。この排水開始から設定真空度作成までの約２分間に、洋風便器（洗浄水量８（３）超節水トイレシステムへの展開

Ｌ）４回分以上にあたる34Ｌの排水が可能となる

真空排水弁を用いたトイレシステムを開発する

電極設定にすることで利用者の了承が得られたたことにより、理論上は従来の便器のように汚物吸め２タンク方式とはしていない。

引（サイホン作用）に必要な洗浄水を必要とせこのような利用上の制約はあるが、休息室には特別の説明もなく、通常の重力式排水同様の利用ず、配管内の洗浄効果も期待できることから、更なる節水便器の開発が期待される。

がされているが、設置後1.5年経過した現在、臭気、騒音の問題は発生していない。

最後に、本調査にあたり東日本旅客鉄道株式会

本設備は、改修工事一括工事の一部として発注

社殿、日本管材センター株式会社殿に現地調査及され、ごくわずかの電力使用料で運用されていび資料の提供等のご協力いただいたことに対し、る。

感謝の意を表します。

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