用語説明
水撃作用配管の中を勢いよく流れていた水が急に止められたり流れる速さが一気に変わったりした時に管内で強い圧力変動が起こる現象を水撃作用といいます。水道や給湯やポンプ設備の現場で重要視される用語であり住宅内でも蛇口を急に閉めた直後にドンという衝撃音が出る配管が震える夜間に壁の中で大きな音がするなどの形で気づくことがあります。単なる音の問題として見過ごされやすいものの内部では配管や継ぎ手へ負担がかかっていることがあり放置すると水漏れや器具の故障へつながるため水道修理の場面でも意味を知っておくことが役立ちます。
●定義
水撃作用は流体が急速に流れている状態から急停止した時や流速が急変した時にその運動エネルギーが圧力の変動へ変わって配管内へ衝撃のように伝わる現象を指します。水は押される力を受けると配管の中でその影響を伝えるため止水の瞬間に圧力が跳ね上がりその反動が音や振動となって現れます。家庭ではレバー水栓を強く戻した時や洗濯機の給水が止まった時に起こりやすく見えない配管の中で短時間に大きな力が発生している点が特徴です。
●発生原因
水撃作用はさまざまな場面で発生します。たとえば水道管で急にバルブを閉める場合や水の流量が急変する場合やポンプが停止または起動する場合や配管内の空気だまりが移動してつぶれる場合などです。住宅ではシングルレバー混合水栓や洗濯機の自動給水や食洗機や電磁弁付きの設備でも起こることがあり配管が長い建物や水圧が高い住まいでは衝撃が大きくなりやすい傾向があります。普段は気づきにくくても機器の入切のたびに繰り返していることがあるため発生のきっかけを見分けることが大切です。
●影響
水撃作用が起こると配管や継ぎ手や止水栓や給湯器まわりの接続部に強い負担がかかります。衝撃が続くとナットのゆるみやパッキンの傷みやフレキ管の劣化が進みにじみや水漏れの原因になることがあります。配管の固定が弱い現場では壁内や床下で大きな振動音が出ることもあり使用者に不安を与えるだけでなく長く続けば金属疲労や部材の損傷へつながるおそれもあります。トイレや洗面台や屋外水栓でも発生することがあり設備全体の安定使用に影響する現象として考える必要があります。
●制御と軽減
水撃作用を抑えるには配管設計と器具の選定と日常の使い方の見直しが重要です。たとえば急閉止しにくい水栓を使う方法や水撃防止器や圧力調整弁を設ける方法や配管をしっかり固定して振動を逃がしにくくする方法があります。給水圧が高すぎる住まいでは減圧の調整が有効な場合もありポンプ設備では起動停止の制御を整えることで衝撃を和らげやすくなります。利用者側でも蛇口を勢いよく閉めないことが負担軽減につながるため日常の操作も無関係ではありません。
●安全性
水撃作用は配管設備の安全性と耐久性に関わるため大規模な水道設備だけでなく一般住宅でも注意したい現象です。衝撃音が何度も出るのにそのまま使い続けると見えない場所で接続部がゆるみ漏水が進むことがあります。蛇口を閉めた直後に毎回大きな音が出る給湯器の作動時に配管が震える壁の中から打つような音が返ってくるといった症状がある時は早めに点検を受けたほうが安心です。自分でできる初期対応としては勢いよく開閉する設備を特定して使用を控え水圧の異常やにじみがないか確認し異常が続くなら水道業者へ相談する流れが望ましいです。
水撃作用は流体力学の考え方に基づいて研究と対策が進められている現象であり大きな水供給設備だけでなく住宅の水まわり修理でも関係してきます。配管設計や制御やメンテナンスを適切に行うことで衝撃の影響を抑えやすくなり設備の寿命や安全性の維持にもつながります。使用時の音や振動を見逃さず小さな違和感の段階で確認することが漏水や破損の予防につながるため症状が繰り返す時は早めの相談が大切です。
