給水装置工事主任技術者 独学ガイド

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令和6年度 給水装置計画論 問33 を解説(鉛直区間は管長にも入れる)

令和6年度 学科試験1 問33は、口径20mmの給水管に30L/minを流したときの、管路A〜F間の総損失水頭を求める問題です。5つの値から、最も近いものを1つ選びます。

この問題のポイント

答えは8mです。

この型のただし書きは「総損失水頭は管の摩擦損失水頭と高低差のみの合計」と断っています。足すものが2つに限定されるので、式は短く済みます。

※ 問題文そのものは、公益財団法人 給水工事技術振興財団が公開している過去5年間の試験問題で確認できます。

正解:選択肢3(8m)

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ×(誤り) 5m
2 ×(誤り) 6m
3 正解 8mです
4 ×(誤り) 10m
5 ×(誤り) 12m

選択肢3のポイント(ここが正解)

式は2つの足し算です。

総損失水頭を求める型の式

総損失水頭 = 管の摩擦損失水頭 + 高低差

手順は3つです。

やること
1流量の単位をL/minからL/sへ直す(60で割る)。この問題は30L/min=0.5L/s
2図-2で口径の線と流量の交点から動水勾配を読み、1000で割って管長全体を掛ける
3そこに高低差を足す

つまずくのは手順2の管長です。設問は「A〜B、C〜D、E〜Fは水平方向に、B〜C、D〜Eは鉛直方向に配管されている」と断っています。

摩擦損失水頭を求める管長には、鉛直区間も含めます。鉛直区間は管長として1回、高低差として1回、役割を変えて2度出てくるためです。水平区間だけを足すと管長が足りず、答えが小さく出ます。

この問題の条件を整理します。

項目
口径20mm
流量30L/min=0.5L/s
水平区間6m+7m+6m
高低差(=鉛直区間)3m+1m

この型は令和3年にも同じただし書きで出ており、口径25mm・48L/min・水平区間5m+7m+5m・高低差2m+1mで答えは6mでした。条件の並べ方まで同じです。

もう一つの型(吐水圧を求める型)と混同しないことも要点です。

足すもの
総損失水頭摩擦損失水頭 + 高低差(水道メーター・給水用具類は配管内に無い
吐水圧立ち上がり高さ + 必要な圧力 + 逆止弁の損失水頭 + 摩擦損失水頭

詳細は水頭の計算問題の解き方は?吐水圧と総損失水頭の2つの型を整理で扱っています。

覚え方

  • 総損失水頭 = 管の摩擦損失水頭 + 高低差の2つだけ
  • ★最初にL/minをL/sに直す(60で割る)。30L/min=0.5L/s。図-2の横軸はL/s
  • ★★摩擦損失水頭の管長には鉛直区間も含める。鉛直区間は管長として1回、高低差として1回出てくる
  • 動水勾配は図-2で口径の線と流量の交点から読み、1000で割って管長を掛ける
  • もう一つの型=吐水圧(立ち上がり高さ+必要な圧力+逆止弁の損失水頭+摩擦損失水頭)

理解度チェック

Q.

総損失水頭を求める型では何を足すか。

管の摩擦損失水頭と高低差だけです。水道メーターや給水用具類は配管内に無いという条件が付きます。

Q.

摩擦損失水頭を求める管長に鉛直区間は含めるか。

含めます。鉛直区間は管長として1回、高低差として1回、役割を変えて出てきます。

Q.

30L/minは何L/sか。

0.5L/sです。図-2の横軸はL/sなので、60で割ってから読みます。

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法令・基準は改正されることがあります。最新の内容は国土交通省およびe-Gov法令検索でご確認ください。給水装置の設置条件や施工方法は水道事業者ごとの基準によります。

参考資料

  • 公益財団法人 給水工事技術振興財団「令和6年度 給水装置工事主任技術者試験 学科試験1 問題」および同財団が公表した正答番号。本記事の正誤の判定は同正答番号(問33=(3))によります。設問文が「最も近い値はどれか」であることを確認したうえで各肢を判定しました。問題文・選択肢は掲載していません。
  • 国土交通省「給水装置標準計画・施工方法」(PDF)。口径決定の考え方と動水勾配の定義は同資料2.4によります。
  • 図-2(ウエストン公式による給水管の流量図)から読み取る動水勾配の具体的な数値は、本記事では扱っていません。グラフから読む値であり、問題冊子の図を見ずに数値を示すことができないためです。読み取りの手順(口径の線と流量の交点から動水勾配を読み、1000で割って管長を掛ける)のみを記載しています。実際の受験では配布された図を用いてください。
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給水装置工事主任技術者の用語・過去問を、国土交通省の給水装置標準計画・施工方法など一次資料にあたって整理しています。

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