給湯設備とは、風呂場や洗面所、台所などに加熱した水を供給するための設備である。水を加熱するための熱源としては、ガスや電気がある。

(1) 給湯方式

 給湯方式には局所方式と中央給湯方式（セントラル方式）に分類することができる。

① 局所給湯方式

 局所給湯方式は、湯を必要とする箇所ごとに小型の給湯器を設ける方式である。

② 中央給湯方式

 中央給湯方式は、セントラル方式ともいい、建物の屋上や地下の機械室に熱源機器と貯湯タンク（給湯器）を設け、建物各所へ配管して給湯する方式である。中央給湯方式は給湯器を住戸単位で設けるか住棟単位で設けるかによってさらに分けることができる。

(a) 住戸セントラル方式

 給湯器を住戸単位で設ける方法を住戸セントラル方式という。マンションでは一般的にこの方式が採用されている。

(b) 住棟セントラル方式

 給湯器を住棟単位で設ける方法を住棟セントラル方式という。共用の機械室などに大型のボイラーや貯湯槽、ポンプなどを設けて、各住戸の湯を必要とする箇所に配管で給湯する方式である。

(2) 加熱方法

 加熱方法は、貯湯式と瞬間式に分けることができる。

① 貯湯式

 貯湯式は、電気温水器によって水を加熱してから貯湯槽にためておき、この湯を配管によって必要箇所に給湯する方法である。貯湯式給湯器には、料金の安い深夜電力を利用し、夜間に一定量の水を加熱して貯湯する方式のものがある（深夜電力利用温水器）。

 貯湯式給湯器は、給湯器に入る水の圧力を下げるため、一般に水道減圧弁を介して給水管に直結される。この弁には逆止め機構が内蔵されており、湯が逆流しない構造となっている。また、貯湯式給湯器には、出口側に逃がし弁（機体内の圧力を減圧する弁）を設置しなければならない。これは、給湯器内の圧力をコントロールするためのもので、湯沸し時などに給湯器内の圧力が一定以上になると弁が作動して蒸気や湯などを放出する。

 東日本大震災で貯湯式の給湯設備に被害が多かったことから、告示（平成12年建設省告示第1388号）が改正され、人が危害を受けるおそれのない場合等を除き、設置場所、満水時の質量、アスペクト比ごとに、建築物の部分等に固定するアンカーボルトの種類・本数などが規定された。

② 瞬間式

 瞬間式は、ガス瞬間式給湯器によって、必要時に水を加熱して湯を給湯する方法である。ガス瞬間式給湯器は、ガスで水を直接加熱する給湯器である。

 ガス瞬間式給湯器には、常に最良の空気・ガスの比率で燃焼させる空燃比制御方式や、種火のないダイレクト着火方式のものがある。

ガス給湯器の給排気方式には、密閉式で送風機を用いない自然給排気式（BF式）や、密閉式で送風機を用いる強制給排気式（FF式）がある。密閉式とは、給湯器は屋内に設置するが、給排気は屋外に向けて開口した専用給排気筒を使用して行うものである。これに対して、屋内の空気を給気して排気は屋外にするものを半密閉式、屋内で給排気とも行うものを開放式という。給湯器自体を屋外に設置する屋外設置式もある。

 自動湯温安定式のガス瞬間式給湯器には、60℃以上の固定された出湯温が得られる固定湯温式と、出湯温度の設定が可変の可変湯温式がある。

ガス瞬間式給湯器の能力表示に用いられる単位の1号は、毎分流量１ℓの水の温度を25℃上昇させる能力をいい、1.74kWに相当する。

 ガス瞬間式給湯器には元止め式と先止め式とがあり、住戸セントラル方式に用いられるのは先止め式である。元止め式とは、給湯器本体にある栓を操作することにより給湯する方式であり、先止め式とは、給湯器本体から給湯配管をし、その末端の蛇口などの水栓を操作することにより給湯する方式である。

(3) 省エネタイプの給湯機

① 潜熱回収型ガス給湯器（エコジョーズ）

 省エネタイプのガス給湯器として、潜熱回収型ガス給湯器（エコジョーズ）がある。

 潜熱回収型ガス給湯器とは、従来のガス給湯器の燃焼ガス排気部に給水管を導き、燃焼時に熱交換して昇温してから、これまでと同様に燃焼部へ水を送り再加熱するものである。

② 自然冷媒ヒートポンプ給湯器（エコキュート）

 省エネタイプの電気給湯器として、自然冷媒ヒートポンプ給湯器（エコキュート）がある。

 ヒートポンプ給湯器とは、エアコンの暖房と同じ原理で大気熱を利用して水を加熱する給湯器であるが、自然冷媒ヒートポンプ給湯器とは、冷媒にフロンなどを使用せずに、二酸化炭素を利用したヒートポンプ給湯器である。

 自然冷媒ヒートポンプ給湯器の加熱効率（COP）（加熱量［ｋWh］／ヒートポンプ入力電力量［ｋWh］）は、年間平均でほぼ3である。つまり、電力のみで水を加熱する場合に比べて電力消費量が約3分の1で済むということである。

(4) 配管方式・水栓

① さや管ヘッダー方式

 さや管ヘッダー方式とは、マンションなど共同住宅で採用される給湯・給水配管方式のひとつである。各種の給湯・給水器具への配管を途中で分岐させることなく、給湯器付近に設けたヘッダーとよばれる部分で給湯・給水管を分岐させ器具まで直接配管する。また、さや管とよばれるパイプの中に樹脂管を通管する構造となっている。樹脂管のため腐食や赤水の発生がない。補修等で配管の更新が必要になったときも、ヘッダー部分でその配管部分のみ給湯・給水を止めるだけでよく、樹脂管の取り換えも容易に行うことができる。また、配管口径が適切であれば、水栓同時使用時の流量変動は小さく、湯待ち時間も短縮できる。

② サーモスタット式混合栓

 サーモスタット式混合栓とは、湯と水を混合して1つの蛇口から流し出す構造の水栓のうち、サーモスタットにより温度調節ができるものである。浴室や洗面台などで使用される。サーモスタット式混合栓を用いると、混合栓での設定温度と混合栓に供給される湯温の差にかかわらず、安定した出湯温度が得られる。

 建物内の排水設備は、洗面所や台所からの排水を流す雑排水管と、便器からの排水を流す汚水管、それらを一時的に貯留する雑排水槽や汚水槽および排水ポンプ、および通気管で構成されている。

(1) 排水の種類

 排水は、汚水、雑排水、雨水に大別される。

① 汚水

 汚水とは、し尿を含む排水のことで、おもにトイレからの排水である。

② 雑排水

 雑排水とは、排水のうち汚水および雨水を除くものであり、台所・浴室・洗面所などからの排水はすべて雑排水である。

③ 雨水

 雨水とは、降雨や雪解けなど自然現象に起因する水のことである。

(2) 排水の方式と分類

 排水の方式にはいくつかの分類方法がある。

① 排水系統による分類

 排水の方式は、異なる種類の排水を同一の系統で排水するか別々の系統により排水するかにより、合流式と分流式に分類することができる。ただし、それが、敷地内の排水方式か公共下水道の排水方式かで内容がやや異なる。

(a) 敷地内の排水方式

 敷地内では、雨水はかならず汚水や雑排水とは別の排水系統で排水する。

(b) 公共下水道の排水方式

② 敷地内から公共下水道への排水方式による分類

 排水の方式は、敷地内から公共下水道への排水の放流方法により、重力式排水方式と機械式排水方式に分類することができる。

(a) 重力式排水方式

 重力式排水方式は、建物の排水横主管が公共下水道より高所にある場合に採用される。液体は高いところから低いところへ流れるという性質を利用し、勾配をつけた排水横主管で下水を自然流下させて公共下水道に放流する方式である。

(b) 機械式排水方式

 機械式排水方式は、地下階など建物の排水設備などが公共下水道よりも低い位置にあって重力式排水方式を採用することが困難な場合に採用される。地下階に排水槽などを設けていったん下水を貯留し、これをポンプでくみ上げて公共下水道に放流する方式である。

(3) 排水管

 排水管には、排水横管と排水立て管がある。

 排水管の材料としては、硬質ポリ塩化ビニル管、耐火二層管、配管用炭素鋼管、ノンタールエポキシ塗装鋼管、硬質塩化ビニルライニング鋼管などがある。

(4) 排水トラップ

 排水トラップとは、衛生器具または排水系統中の装置として、その内部に封水部を有し、排水の流れに支障を与えることなく排水管中の空気が室内に侵入してくることを阻止することができるものをいう。直接排水をする場合に、排水管を通じて虫や臭気、ガスなどが器具や屋内に侵入することを防ぐために設置される。

① 排水トラップの構造

 排水トラップはその機能が有効となるよう、一定の構造が要求されている（昭50建設省告示1597号第2）。

 排水トラップは、排水管内の臭気、衛生害虫等の移動を有効に防止することができる構造でなければならない。排水トラップ内のたまり水のことを封水という。この封水によって、排水管内の虫や臭気、ガスなどの侵入を防いでいる。

 排水トラップのウェア（あふれ面下端）とディップ（浸水部上端）との間の垂直距離を封水深という。

 排水トラップの封水深は、5㎝以上10㎝以下（阻集器を兼ねる排水トラップについては5㎝以上）としなければならない。なお、阻集器とは、汚水中にガソリンや土砂など配管を損傷するおそれのある物質を含むときに、これらの物質を除去する装置のことである。

排水トラップは、阻集器を兼ねるものを除き、汚水に含まれる汚物等が付着し、または沈澱しない構造としなければならない。また、容易に掃除ができる構造としなければならない。

Point 排水トラップの封水深は、浅いと破封しやすく、深いと自浄作用がなくなる。

② 二重トラップの禁止

 二重トラップとは、1つの排水系統に排水トラップを直列に2個以上設けることをいう。排水トラップは、二重トラップとならないように設けなければならない（昭50建設省告示1597号第2）。二重トラップにすると、トラップ間が閉塞状態となり、汚水を円滑に流下することができなくなってしまうからである。とくに、トラップ間に空気が閉じ込められて汚水の流下を妨げる現象を、エアーロック現象という。

③ 排水トラップの種類

(a) 管トラップ

 管トラップとは排水管の途中を曲げることにより水をためるようにしたものである。管トラップは、サイフォン式ともよばれ、満水状態で排水を流下させると、サイフォン作用により排水と一緒に汚物も押し流すため、封水部分に汚物が付着するのを防ぐことができる（トラップの自然浄化作用）。ただし、封水が破られやすいという欠点もある。

 管トラップは、その形状により、さらに分類することが可能である。おもなものに、Ｓトラップ、Ｐトラップ、Ｕトラップがある。一般に、洗面所には、ＳトラップまたはＰトラップが使用される。

(b) ドラムトラップ

 ドラムトラップは、封水部分が筒状（ドラム状）をしている。封水部分に多量の水をためるために封水は破られにくい。しかし、自己洗浄作用がないため沈殿物がたまりやすい。そのため、上部にふたが付いており、これを取り外してトラップ内を容易に清掃・点検できる構造になっている。

Point ドラムトラップは、封水の安定度が高く、台所の流し等に使用される。

(c) ベルトラップ

 ベルトラップは、わんトラップともよばれ、封水部分がベル状（椀をふせた形状）をしているので、この名がある。ワントラップは封水深が規定より浅いものも多く、一般に封水の量も少ないので、封水が破られやすい。封水部分に汚物がたまりやすいので、ベル状の部分を取り外して、定期的に清掃を行う必要がある。このベル状部分を取り外すと、トラップとしての機能は失われる。台所の流しや、浴室の洗い場・洗濯機置き場などの床の排水口に用いられる。

④ 破封の原因

 破封とは、排水トラッブ内の封水が破れる（封水が失われる）現象をいう。封水が破れると、封水部分に空気が通り、排水トラップは、その機能を果たすことができない。排水管の管径を適正なものにし、通気管を設けたり、定期的に管内の清掃をしたりすることでこれを防ぐことができる。

 破封は、排水立て管の通気性不足に起因する吸い出し・はね出し現象や、自己サイフォン・毛管現象（毛細管現象）・蒸発などにより発生する。

(a) 吸出し現象

 排水立て管の上部から満水状態の排水があると、排水立て管内の圧力が負圧（大気圧よりも低い圧力）となって、封水が排水立て管側に引っ張られて吸引されることで封水が破られる。これを誘導サイフォン現象ともいう。

(b) はね出し現象

 排水立て管の下部が瞬間的に満水状態のときに、排水立て管の上部から満水状態の排水があると、その中間階の排水立て管内の圧力が正圧（大気圧よりも高い圧力）となって、空気とともに中間階の封水が室内側に飛び出すことで封水が破られる。

 排水管内に正圧または負圧が生じたときの排水トラップの封水保持能力を封水強度という。封水強度が弱いと、封水が破られやすい。

(c) 自己サイフォン作用

 洗面器のように水をためて使用する器具から大量の排水が行われると、配管内が満水となって、器具・トラップ・排水管の配管全体がサイフォン管となり、封水も一緒に排出されてしまうことで封水が破られる。

(d) 毛細管現象

 排水トラップのあふれ部に毛髪や糸くず、布くずなどが垂れ下がったままになっていると、毛細管現象により、これらが徐々に封水を吸出してしまうことで封水が破られる。

(e) 蒸発

 長期間水を流さない場合や、高温の排水を流した場合は、封水が蒸発してなくなってしまうことで封水が破られる。

(5) 通気管（ベントパイプ）

 通気管はベントパイプともよばれ、これを排水トラップや排水管に設けることで排水管内に自由に外気が出入りするようにして、排水によって管内に圧力差が生じないようにするためのものである。これにより、封水が破られるのを防ぐことができる。この他に、通気管があることで、排水管内の流水が円滑となり、また、排水系統内の換気を行うことができる。

 通気管にはいくつかの種類があるが、主なものとして伸頂通気方式がある。また、伸頂通気方式の一種として特殊継手排水システムがある。

① 伸頂通気方式

 伸頂通気方式は、排水立て管の先端を延長した通気管（伸長通気管）を、屋上等で大気に向けて開口する方式である。伸頂通気管の管径は、排水立て管の管径より小さくしてはならない。5階建てくらいまでの中層建築物で採用される。

② 特殊継手排水システム

 特殊継手排水システムは、伸長通気方式の一種であり、一般に伸頂通気管のみを有する。排水横枝管と排水立て管の接合部に排水用特殊継手を用いる。この継手は、排水横枝管から排水立て管へ合流した排水が、立て管の外側を回転しながら流下するように作られているため、立て管内の排水の流下速度は減少する。また立て管の中心部には通気が確保されるので、管内の圧力変動も減少されることになる。