building-services について
建築家が基本設計段階で HVAC を検討するためのリファレンススキルです。各方式の空間要件、エネルギー、騒音、適用建物、制約を比較できます。
主な機能
- 01複数の HVAC 方式を比較
- 02機械室・シャフト・天井の必要空間を説明
- 03エネルギーと騒音の指標を提示
- 04適用例と方式ごとの制約を整理
活用シーン
- 01基本設計段階で HVAC 方式を比較
- 02機械室やシャフトの空間を見積もる
- 03建築レイアウトと設備要件を調整
インストール
コマンドをコピーしてターミナルで実行します。
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npx skills add https:/インストール後、Claude Code で/building-servicesを入力して読み込まれたか確認します。
同梱ファイルreferences/hvac-systems.mdreferences/mep-coordination.md
詳細
建築家のための建築設備
セクション 1：建築家のための HVAC システム
機械換気、暖房、冷房システムは、主要構造体に次いで、建物の容積を最も多く占めます。基本設計段階で建築家が行う HVAC の選択、つまりシステムの種類、機械室の位置、立てシャフトの配置、天井懐の深さは、ほとんど後戻りできません。このセクションでは、建築家が十分な情報に基づいて選択し、空間への影響を理解できるようにします。
必要面積：延床面積に対する機械設備の割合
| 建物の種類 | 機械設備（延床面積に対する割合） | 備考 |
|---|---|---|
| 商業オフィス（空調あり） | 5-8% | 高級仕様や実験室仕様では上限寄り |
| 商業オフィス（ミックスモード） | 3-5% | 機械設備を削減 |
| 病院／医療施設 | 8-12% | 大規模な空調設備、医療ガス、冗長性 |
| ホテル | 5-7% | 中央設備＋各室の FCU |
| 住宅（集合住宅） | 2-4% | 個別システムなら中央設備は最小限 |
| 小売（ショッピングセンター） | 4-6% | 大型テナントは独自の設備を備えることが多い |
| 学校／大学 | 3-5% | 換気方式によって異なる |
| 実験室 | 8-15% | 高換気回数、ドラフトチャンバー、特殊排気 |
| データセンター | 25-40% | 冷却が主体で、大規模な設備が必要 |
システムの種類 1：自然換気
- 説明：開閉可能な窓、換気用スリット、換気シャフトを通じ、風力と浮力による気流を利用します。機械冷房はありません。暖房にはラジエーター、床暖房、またはコンベクターを使用します。
- 建築空間への影響：
- 基準階の奥行き：最大 12-15m（一方向換気では床から天井までの高さの 2.5 倍、通風では最大 5 倍）
- ダクト用の天井懐は不要 — 配管・配線の露出分として 50-150mm のみ
- AHU 機械室は不要
- 浮力換気には換気シャフト／スタックが必要な場合があります（スタック 1 基あたり 0.5-1.5m²）
- 暖房機械室：延床面積の 0.5-1.0%（ボイラー室）
- エネルギー性能：換気エネルギーは 0 kWh/m²/yr（暖房エネルギーは 30-60 kWh/m²/yr）
- 騒音評価：NR 25-35（外部騒音によって異なり、交通量の多い道路沿いでは問題になります）
- 適した建物の種類：低層住宅、学校（温帯気候）、郊外や農村部の低層オフィス
- 制約：湿度を制御できません。外部条件に左右されます。奥行きのある平面計画、騒音の大きい敷地、汚染環境、または 28C を超える気温が長期間続く気候には適しません。
システムの種類 2：ミックスモード／ハイブリッド換気
- 説明：外部条件が許す場合は自然換気を使い、自然換気だけでは不十分な場合に機械換気と冷房を作動させます。自動制御ファサード（電動窓／ルーバー）と BMS との連携が必要です。
- 建築空間への影響：
- 基準階の奥行き：12-18m（機械換気によるバックアップがあるため、純粋な自然換気より広くできます）
- 天井懐：200-400mm（補助運転モードではダクトを縮小）
- AHU 機械室：延床面積の 1.5-3%
- 立てシャフト：全面空調方式より小規模 — 立てシャフト 1 系統あたり、各階 0.5-1.0m²
- エネルギー性能：40-70 kWh/m²/yr（HVAC 全体のエネルギー）、全面空調方式より 30-50% 少ない
- COP：可変 — 機械運転の割合によって異なる
- 適した建物の種類：オフィス（先進的な施主）、大学、図書館、市民施設
- 事例：The Hive, Worcester（2012）；Bloomberg HQ, London（2017）
システムタイプ 3：ファンコイルユニット（FCU）＋外気
- 説明：集中式の外気供給（AHU 経由）では、換気用の空気のみを供給します（通常、1 人あたり 10～12 L/s）。各室の天井に設置されたファンコイルユニットが、中央プラントから供給される冷温水を使用して局所的に暖房・冷房を行います。4 管式システム（暖房回路と冷房回路を分離）が、商業ビルでは標準です。
- 建築への空間的な影響：
- 天井懐：350～500mm（AHU ダクト：300～400mm の矩形ダクト、FCU：高さ 200～300mm、配管：100～150mm）
- AHU 機械室：GFA の 2～3%
- 冷凍機プラント（屋上または地下）：GFA の 1～2%
- 立管シャフト：各階 0.5～0.8m²（4 本の配管＋外気ダクト）
- 天井の FCU 点検口：1 台あたり 600x600mm、3～6m 間隔
- ダクト寸法：外気主管ダクト：400x300mm～800x400mm（対象床面積による）。各 FCU への分岐：200x150mm のフレキシブルダクト。
- 配管寸法：冷水（CHW）／温水（HHW）主管：直径 50～100mm。FCU への分岐：直径 15～22mm。
- エネルギー性能：COP 3.5～5.0（冷凍機）。HVAC の総エネルギー消費量：80～120 kWh/m²/年。
- 騒音評価：NR 35～40（FCU の騒音は静かな空間で問題になる場合があります。低騒音ユニットを指定してください）
- 適した建物タイプ：ホテル（客室ごとの制御）、集合住宅（中央プラントを備えたもの）、商業オフィス、病院（患者の病室）
システムタイプ 4：可変風量（VAV）
- 説明：集中式の AHU からダクトネットワークを通じて調整済み空気を供給します。各ゾーンの VAV ターミナルボックスが、暖房・冷房の需要に合わせて風量を調整します。風量が大きいため、大型のダクトが必要です。
- 建築への空間的な影響：
- 天井懐：500～800mm（大型主管ダクト：600x400mm～1200x600mm、分岐ダクト：300x250mm～500x300mm、VAV ボックス：300x400x800mm）
- AHU 機械室：GFA の 3～5%（AHU は大型で、一般的なユニットの寸法は 2.0x1.5x3.0m、対象面積は 1000～2000m²）
- 立管シャフト：各階 1.0～2.0m²（大容量の給気・還気ダクト）
- 還気：天井プレナムまたはダクト還気（ダクト式の場合、天井懐の深さが増します）
- ダクト寸法：給気主管ダクト：800x400mm～1500x800mm。分岐ダクト：300x200mm～600x300mm。還気ダクト：給気ダクトの 70～80% のサイズ。
- エネルギー性能：COP 3.5～5.5（冷凍機）。ファンのエネルギー消費量が大きくなりますが、可変速駆動により 30～50% 削減できます。HVAC の総エネルギー消費量：90～140 kWh/m²/年。
- 騒音評価：NR 30～40（適切な設計の場合）、NR 40～50（不適切な設計の場合。ダクト内風速が重要です）
- 適した建物タイプ：大規模なオープンプランオフィス（各階 >2000m²）、実験室（換気回数が多い場所）、クリーンルーム、トレーディングフロア
- 制約：大型のダクトにより階高が増加します。小さなゾーンが多い個室型オフィスには効率的ではありません。水ベースのシステムよりファンのエネルギー消費量が多くなります。
システムタイプ 5：チルドビーム（アクティブ型・パッシブ型）
- 説明：天井レベルに設置したフィン付きチューブに冷水を循環させます。パッシブ型チルドビームは自然対流を利用します。アクティブ型チルドビームは、中央AHUからの一次空気を使ってコイルに室内空気を誘引します。
- 建築への空間的な影響：
- 天井裏空間：300～450mm（アクティブ型チルドビーム：高さ200～300mm＋一次空気ダクト150～200mm）
- AHU機械室：GFAの2～3％（VAVより小型のAHUで済みます。一次空気のみ）
- 立管シャフト：各階0.6～1.0m²（CHW配管＋一次空気ダクト）
- チルドビームユニット：幅300～600mm×長さ1200～3000mm。天井グリッドに面一で設置するか、露出設置します。
- 配管寸法：CHW主管：直径40～80mm。ビームへの分岐管：直径15～22mm。一次空気ダクト：250x200mm～500x300mm。
- エネルギー性能：優れています。水は単位体積あたり、空気の4倍のエネルギーを運びます。COP 4.0～6.0。HVAC全体：60～90 kWh/m²/yr。
- 騒音評価：NR 25～30（パッシブ型ビームは無音、アクティブ型ビームにはわずかな誘引音があります）
- 最適な建物タイプ：静かな運転と低エネルギー消費を重視するオフィス（高級仕様）、学校、大学、博物館
- 制約：結露のリスクがあります。冷水温度は露点以上（通常14～16C）に保つ必要があります。潜熱負荷が高い場所（キッチン、プール）には適しません。冷却能力に限りがあります：80～120 W/m²（FCU/VAVは150+ W/m²）。
システムタイプ 6：可変冷媒流量方式（VRF/VRV）
- 説明：1台の屋外凝縮ユニットから冷媒配管を介して複数の屋内ファンコイルユニットに接続する、直接膨張式の冷媒システムです。熱回収型（3配管式）では、異なるゾーンで冷房と暖房を同時に行えます。
- 建築への空間的な影響：
- 天井裏空間：250～350mm（屋内ユニット：高さ200～250mm。冷媒配管：直径15～30mm）
- 中央AHU機械室は不要（大幅な省スペース）
- 屋外凝縮ユニット：屋上または地上レベルに設置。1台あたり800x300x900mm（1システムあたり3～6台）
- 立管シャフト：小規模。各階0.2～0.4m²（冷媒配管のみ。別途外気の供給が必要）
- 外気供給：別途DOASまたは熱回収換気ユニットが必要
- 冷媒配管：液管は直径6.35～15.88mm、ガス管は直径12.7～28.58mm。最大配管長：165m（メーカーによって異なります）。
- エネルギー性能：COP 3.5～5.5。HVAC全体：70～110 kWh/m²/yr。
- 騒音評価：NR 30～35（屋内ユニット）。屋外ユニットは55～65 dBAになる場合があります（遮音スクリーンを設置するか、騒音に敏感なファサードから離して配置してください）。
- 最適な建物タイプ：複数ゾーンがある建物（テナントの特性が多様なオフィス）、既存建物の改修（配管が細く、既存建物に適しています）、ホテル、個別計量を行う住宅
- 制約：居住空間における冷媒充填量に制限があります（Fガス規制）。最大配管長によって建物の規模が制限されます。非常に大きなフロアプレートには適しません。冷媒漏えい検知が必要です。
システムタイプ 7：置換換気
- 説明：床面または低い位置に設置した壁面ディフューザーから、低速の調和空気を供給します。空気は居住者や設備から熱を吸収しながら、浮力によって自然に上昇します。天井レベルで排気します。温度成層が形成され、居住域は涼しく、天井付近は暖かくなります。
- 建築への空間的影響：
- 二重床：250-400mm（二重床下に給気プレナムを設置）
- 天井裏：200-300mm（還気のみ。従来システムより小規模）
- 床ディフューザー：旋回流式、直径200-300mm、4-6m²あたり1台
- AHU 機械室：GFA の2-3%
- ダクト寸法：二重床プレナムを通して床下から給気するため、天井上部に給気ダクトは不要です。天井の還気ダクト：400x300mm～600x400mm。
- エネルギー性能：天井吹出し混合換気より15-30%効率的です。給気温度は18-20C（混合換気では12-14C）です。HVAC 全体：55-85 kWh/m²/yr。
- 騒音評価：NR 25-30（風速が低く、非常に静かです）
- 最適な建物タイプ：講堂、劇場、コンサートホール（着席した観客による浮力が生じる空間）、二重床を備えたオープンプランオフィス、アトリウム
- 制約：給気温度は最低18Cに制限されます（それより低いとドラフトが発生します）。冷却能力は40-60 W/m²に限られます。天井が高く、温度成層によるメリットがない空間には適していません。
システムタイプ 8：専用外気処理システム（DOAS）
- 説明：集中型 AHU が外気100%（換気用）を処理し、中性の温度と湿度に調整します。別のシステム（放射天井、チルドビーム、ファンコイル、アクティブチルドスラブ）が局所的な暖房・冷房負荷を処理します。換気と温熱調整を分離するシステムです。
- 建築への空間的影響：
- DOAS AHU：従来型 AHU より小型（換気用の空気のみを処理）。機械設備用スペースは GFA の1.5-2.5%
- 天井裏：局所システムによって異なります（放射式：100-200mm、チルドビーム：300-450mm）
- 縦配管スペース：DOAS ダクトと局所システムの配管用に、各階0.6-1.2m²
- エネルギー性能：HVAC 全体のエネルギー消費量：50-80 kWh/m²/yr（放射式システムと組み合わせた場合）
- 最適な建物タイプ：高性能オフィス、パッシブハウスに準じる設計、超低エネルギーを目指すすべての建物
- 事例：Bullitt Center、シアトル（2013）；One Angel Square、マンチェスター（2013）
システムタイプ 9：地域冷暖房
- 説明：断熱した地下配管を通じて、集中型の地域エネルギー施設から建物へ熱エネルギーを供給します。建物は機械室内の熱交換器（エネルギー移送ステーション、ETS）を介して接続します。
- 建築への空間的影響：
- ボイラーや冷凍機の設備は敷地内に不要です（大幅な省スペース：GFA の2-4%を削減）
- ETS 機械室：GFA の0.5-1.0%（熱交換器、ポンプ、メーター）
- 地下または地上階に地下配管の引込口が必要です
- 建物内の配管：ETS からの標準的な LTHW/CHW 配管
- エネルギー性能：地域熱源によって異なります。CHP の効率は80-90%です。廃熱回収では、ほぼゼロカーボンを実現できます。地中熱ヒートポンプネットワークの COP は3.5-5.0です。
- 最適な建物タイプ：都市部の複合用途開発、大学や病院などのキャンパス開発、マスタープラン規模のプロジェクト
- 事例：コペンハーゲンの地域暖房（市内の98%に供給）；ロンドン・オリンピックパーク（2012）；Battersea Power Station の再開発
セクション 2：給排水衛生設備
給水・給湯システム
冷水供給システム：
- 直結方式：すべての給水箇所に水道本管の圧力で給水します。低層住宅で一般的です。引込本管の口径：25-32mm（住宅）、50-80mm（集合住宅）、80-150mm（商業施設）。
- 高置水槽方式：水道本管から屋上の貯水槽に給水し、各給水箇所へ重力で供給します。ピーク需要に備えた貯水と圧力調整が可能です。貯水槽容量の目安：1人1日あたり115 litres（オフィス）、1人1日あたり135 litres（住宅）。
- 加圧方式：高層建築で水道本管の圧力が不足する場合に、ポンプで給水します。地下に受水槽を設置し、加圧ポンプを使用します。上層階には屋上水槽または圧力容器を設置します。高さ30-40mごとに圧力ゾーンを設けます。
給湯システム：
- 局所給湯器：電気式の瞬間給湯器または小型貯湯式給湯器（6-15 litres）です。配管を最小限に抑えられます。離れた給湯箇所に適しています。
- 中央式貯湯槽：ボイラーまたはヒートポンプで加熱する貯湯槽です。容量の目安：1人あたり40-60 litres（住宅）、1人あたり5-10 litres（オフィス）。機械室に設置します。
- プレート式熱交換器＋蓄熱槽：貯湯槽より効率的です。地域熱供給への接続で一般的です。
- レジオネラ菌の予防：貯湯温度は最低60C、給湯温度は最低55C、返湯温度は最低50Cに保ちます。滞留枝管は3m未満にするか、トレースヒーティングを設置します。
配管口径（一般的な目安）
| 配管の用途 | 標準的な口径 |
|---|---|
| 個別給水箇所（洗面器、WCタンク） | 15mm |
| 枝管（2-5か所に給水） | 22mm |
| サブメイン（1フロアまたは複数箇所に給水） | 28-35mm |
| 立て管（冷水、給湯往き・返り） | 35-54mm |
| 引込本管（集合住宅） | 50-80mm |
| 引込本管（商業施設） | 80-150mm |
排水システム
汚水排水（汚水 — WC、小便器）：
- WC枝管：口径100mm（勾配は最小1:40、またはそれ以上）
- 汚水立て管（垂直）：口径100mm（住宅で最大10階まで対応）
- 建物排水管（地中の水平配管）：100-150mm（勾配1:40～1:80）
雑排水（洗面器、シャワー、シンク、浴槽）：
- 個別排水管：32mm（洗面器）、40mm（浴槽／シャワー／シンク）
- 雑排水枝管：50mm（複数箇所）
- 汚水・雑排水合流立て管：100mm（雑排水と汚水の両方を受ける場合）
雨水排水：
- 屋根排水口の口径：降雨強度に基づいて設定します（英国の設計基準は75mm/hr、熱帯地域は150mm/hr）。
- 雨水立て管：75mm（屋根面積55m²まで）、100mm（屋根面積130m²まで）、150mm（屋根面積300m²まで）
- サイホン式排水：より小口径の配管で高い排水能力を得られますが、専門的な設計が必要です。口径56mmのサイホン式配管は、従来方式の口径100mmに相当します。
排水勾配
| 配管口径 | 最小勾配 | 最大勾配 |
|---|---|---|
| 50mm雑排水管 | 1:40（1メートルあたり25mm） | 1:20 |
| 75mm雑排水管／雨水管 | 1:40～1:50 | 1:20 |
| 100mm汚水管／排水管 | 1:40（WCが1台の場合）～1:80（WCが5台以上の場合） | 1:20 |
| 150mm排水管 | 1:80～1:150 | 1:40 |
水回りの上下階配置の原則
浴室、キッチンなどの水回りは、水平排水管の長さを最小限に抑えるため、建物内で上下階の位置を揃えて配置します。水平排水管には勾配（1メートルあたり25-40mm）が必要で、床下スペースの高さを圧迫します。水回りの位置が上下階で揃っていない場合、次の問題が生じます。
- 配管が長くなる
- 勾配を確保するため、床下スペースが深くなる
- 構造部材を貫通する箇所が増える
- 使用中の空間の上部で漏水するリスクが高まる
設計ルール：すべての水回りは、汚水・雑排水立て管から水平方向に3m以内に配置します。
立て管スペースの寸法
| 設備 | 標準的な立て管スペース | 備考 |
|---|---|---|
| 冷水（住宅、8-10戸あたり） | 150x150mmのシャフト（口径35-54mmの配管＋断熱材） | 結露防止のため断熱材を設置 |
| 給湯（住宅、8-10戸あたり） | 150x150mmのシャフト（口径35-54mmの配管＋断熱材） | 往き管・返り管 |
| 汚水・雑排水立て管（浴室グループごと） | 150x150mmのシャフト（口径100mmの配管） | 各階に点検口が必要 |
| 複合設備立て管（住宅） | 600x400mmのシャフト | CW、HW、汚水、雑排水、雨水、ガス |
| 雨水立て管 | 100x100mmのシャフト（口径75-100mmの配管） | 屋内または屋外 |
セクション3：電気システム
配電の階層
- 受電設備：電力会社の変圧器または敷地内変電所から受電します。電圧：400V 3相（英国／EU）または480V 3相（米国）。引込ケーブル：通常、地下ダクトを通して地上階または地下階の主電気室に引き込みます。
- 主配電盤（MSB）：主電気室に設置します。垂直バスバー立ち上がりまたはケーブル立ち上がりを介して、幹線分電盤に電力を供給します。
- 幹線分電盤：各階（または集合住宅では2～3階ごと）に設置します。サイズ：通常、壁掛けパネルで800x2000mmです。
- 末端分電盤：各テナントまたはゾーンの近くに設置します。最終回路（照明、小電力、専用機器）に給電します。
- 最終回路：リング回路（英国：32A、床面積100m²に対応）または放射状回路（米国：20A、床面積50～80m²に対応）。
建物タイプ別の一般的な電気負荷
| 建物タイプ | 小電力（W/m²） | 照明（W/m²） | 総電気負荷（W/m²） | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 商業オフィス（標準） | 25-35 | 10-12 | 50-80 | IT負荷を含む |
| 商業オフィス（トレーディングフロア） | 50-80 | 10-12 | 80-150 | 高密度のIT |
| 住宅（アパート） | 15-25 | 5-8 | 30-50 | 住戸あたり |
| ホテル（客室） | 10-15 | 5-8 | 20-40 | 客室あたり |
| 小売（一般） | 15-25 | 12-18 | 40-60 | 照明負荷が高い |
| 病院（一般エリア） | 20-30 | 8-12 | 50-80 | 専門機器を除く |
| 病院（手術室） | 50-100 | 15-20 | 100-200 | 専門機器の負荷が高い |
| 学校／大学 | 15-25 | 8-12 | 30-50 | IT室では高くなる |
| 研究所 | 40-80 | 10-15 | 80-150 | 種類によって大きく異なる |
| データセンター | 500-2000 | 5-10 | 500-2000+ | IT負荷が主体 |
| 倉庫／産業施設 | 5-15 | 5-10 | 15-30 | プロセス負荷を除く |
非常用電源
- 非常用発電機：停電時にバックアップ電源を供給するディーゼル発電機です。容量：建物の総負荷の30～50％（人命安全設備＋重要システム）。設置場所：地下階または屋上（燃料貯蔵、排気煙道、防音囲いを備えます）。必要スペース：100 kVAあたり1.0～2.5m²。一般的なオフィス用発電機：200～500 kVA（発電機室は5～10m²）。
- 無停電電源装置（UPS）：重要負荷（IT、医療機器、セキュリティ）への無瞬断電源供給を実現するバッテリーバックアップです。一般的なバックアップ時間は5～30分です。バッテリー室：100 kVAあたり0.5～2.0m²。
- 重要回路：人命安全照明、火災報知設備、排煙ファン、消防用エレベーター、スプリンクラーポンプには、二次電源（発電機またはバッテリー）が必要です。
避雷設備
- 要件：BS EN 62305のリスク評価によって必要性を判断します。一般に、高さ20mを超える建物、在館者数の多い建物、または精密機器を備えた建物に必要です。
- 構成要素：受雷部網（屋根上に10～20m間隔の導体を配置）、引下げ導線（外周に10～20m間隔で配置）、接地極（基礎レベルの環状接地）。
- 空間への影響：引下げ導線はファサードの内側または外側に設置します。カーテンウォールの設計と調整してください。地上1.5mの高さに試験用接続端子が必要です。
電気シャフトのサイズ
| 建物タイプ | 電気シャフトのサイズ（各階） | 備考 |
|---|---|---|
| 住宅（アパート8～10戸あたり） | 400x200mm | バスバー立ち上がりまたはケーブルトレイ |
| 商業オフィス（床面積1000m²の各階） | 600x400mm | バスバーまたはケーブルラック |
| 病院（各階） | 800x400mm | 非常用回路と一般回路を分離 |
照明電力密度の目標値（ASHRAE 90.1／CIBSE）
| 空間タイプ | ASHRAE 90.1 LPD（W/m²） | CIBSEの目標値（W/m²） | 維持照度（lux） |
|---|---|---|---|
| オープンプランオフィス | 9.8 | 8-10 | 300-500 |
| 個室オフィス | 10.1 | 8-10 | 300-500 |
| 小売（一般） | 11.8 | 12-15 | 300-500 |
| 小売（アクセント／ディスプレイ） | 16.1 | 15-20 | 500-1000 |
| 教室 | 10.5 | 8-10 | 300-500 |
| 病棟 | 8.1 | 6-8 | 100-300 |
| 廊下／通路 | 5.4 | 4-6 | 100-150 |
| 駐車場 | 1.8 | 2-3 | 75-100 |
| 倉庫 | 6.0 | 5-8 | 150-300 |
セクション4：垂直交通
エレベーターの種類
| 種類 | 仕組み | 機械室 | 最高速度（m/s） | 最大移動距離（m） | 適した用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| トラクション式（ギヤード） | モーター＋ギアボックス＋ロープ | シャフト上部 | 2.5 | 60 | 中層建築、5～20階 |
| トラクション式（ギヤレス） | 直結モーター＋ロープ | シャフト上部 | 10+ | 500+ | 高層建築、急行エレベーター |
| 機械室レス（MRL） | シャフト上部にモーター | なし（モーターはシャフト内） | 4.0 | 75 | 現在最も一般的、最大25階 |
| 油圧式 | 油圧ラム | シャフト下部（ポンプ室） | 1.0 | 18 | 低層建築、2～6階、貨物用エレベーター |
| ダブルデッキ | 上下に配置された2つのかご | シャフト上部 | 10+ | 500+ | 超高層建築、高密度利用 |
エレベーターの台数算定式
必要なエレベーター台数：
n = (P x RTT) / (300 x HC)
ここで：
- P = 対象となるピーク時の利用者数（オフィスでは通常、5分間に到着する建物人口の80％）
- RTT = 往復時間（秒）（1回の完全な運転サイクルにかかる時間：乗車＋上昇＋停止＋降車＋下降）
- 300 = 300秒（5分間のピーク時間）
- HC = 1台あたりの輸送能力（通常は定格容量の80％。例：1600kgのエレベーターでは、80％ x 21人 = 17人）
RTTの概算（簡易式）： RTT = 2 x H/V + (S x ts) + 2 x P x tp
ここで：
- H = 総移動高さ（m）
- V = 定格速度（m/s）
- S = 停止回数（予測値）— およそ N x (1 - ((N-1)/N)^P)。N = 階数
- ts = 停止時間（ドアの開閉＋加速／減速）≈ 8～12秒
- P = 1回あたりの乗客数
- tp = 乗客の乗降時間 ≈ 1.2秒
目標性能（英国オフィス向けBCO基準）：
- 待ち時間：<25秒（グレードAオフィス）、<30秒（グレードB）
- 輸送能力：5分間に建物人口の12～15％
- 目的階までの所要時間：<90秒（待ち時間を含む）
エレベーターシャフトの寸法
| 定格荷重（kg） | 定員 | かご内寸法（mm）幅 x 奥行 | シャフト内寸法（mm）幅 x 奥行 | ドア幅（mm） | ピット深さ（mm） | 最上階より上の頂部空間（mm） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 630 | 8 | 1100 x 1400 | 1700 x 1900 | 800 | 1400 | 3600 |
| 1000 | 13 | 1350 x 1600 | 1950 x 2100 | 900 | 1400 | 3800 |
| 1275 | 17 | 1600 x 1600 | 2200 x 2100 | 1000 | 1400 | 3800 |
| 1600 | 21 | 1600 x 2100 | 2200 x 2600 | 1100 | 1500 | 4200 |
| 2000 | 26 | 2000 x 2100 | 2600 x 2600 | 1200 | 1500 | 4200 |
| 2500（貨物用） | — | 2100 x 2700 | 2700 x 3400 | 1300 | 1500 | 4500 |
注記：シャフト寸法には構造壁（各側150～200mmのコンクリート）が含まれます。シャフト後部にはカウンターウェイト用のスペースがあります。MRLエレベーターでは頂部空間をやや高くする必要があります（400～600mm追加）が、機械室は不要です。
エスカレーターの寸法
| 項目 | 標準（30度） | 高層用（35度） |
|---|---|---|
| ステップ幅 | 1000mm（標準）または800mm（狭幅） | 1000mm |
| 全幅（欄干を含む） | 1200mm（800mmステップ）または1400mm（1000mmステップ） | 1400mm |
| 傾斜角度 | 30度 | 35度 |
| 速度 | 0.5 m/s | 0.5 m/s |
| 輸送能力 | 6000～9000人／時（1000mmステップ） | 6000～9000人／時 |
| ピット深さ | 1000～1200mm | 1000～1200mm |
| 頂部空間（最小） | すべてのステップ上に2300mm以上の空間 | 2300mm |
| 階高（標準） | 3500～6000mm | 3500～6000mm |
| 上下端の水平延長部 | 傾斜部の前に800～1000mmの水平ステップ | 600～800mm |
| 構造開口（上り＋下りの1組） | 幅2800～3200mm x 長さは変動 | 左記と同じ |
計画上の目安：30度で階高が4000mmの場合、水平長さ ≈ 4000/tan(30) = 6930mm。延長部1600mmを加えると、計画上の全長は8530mmです。
荷物用エレベーターの寸法
| 用途 | 定格荷重（kg） | かご内寸法（mm）幅 x 奥行 x 高さ | ドア幅 x 高さ（mm） |
|---|---|---|---|
| サービス用エレベーター（配膳カート） | 300-500 | 1000 x 1200 x 2100 | 800 x 2000 |
| ベッド用エレベーター（病院） | 2000-2500 | 1400 x 2400 x 2300 | 1300 x 2100 |
| 荷物・家具用エレベーター | 2000-3000 | 2100 x 2700 x 2400 | 1800 x 2200 |
| 自動車用エレベーター（車両輸送） | 3000-5000 | 2700 x 5500 x 2200 | 2500 x 2100 |
| 消防用エレベーター | 1000-1600 | BS EN 81-72 に準拠 | 800-1100 x 2000 |
セクション 5：防火設備
スプリンクラー設備
| 種類 | 説明 | 用途 | 作動 |
|---|---|---|---|
| 湿式 | 配管に常時水が満たされている | 暖房された建物（最も一般的） | 個々のヘッドが定格温度（57-74C）で作動 |
| 乾式 | 配管に圧縮空気を充填し、作動時に水を供給 | 暖房のない空間（駐車場、荷捌き場）、凍結のおそれがある場所 | 個々のヘッドが作動し、空気の放出後に配管へ水が流入 |
| 予作動式 | 乾式配管。火災検知システムも作動した場合にのみ水を供給 | 高価値の収蔵物がある場所（博物館、サーバールーム、アーカイブ） | 検知とヘッド作動の両方（ダブルインターロック） |
| 開放式 | すべてのヘッドが開放状態（感熱部なし）。検知時にゾーン全体へ放水 | 高危険度の産業施設、航空機格納庫、変圧器室 | 検知システムが作動 |
スプリンクラーの間隔に関する規則（BS EN 12845 / NFPA 13）：
- 軽危険度（オフィス、ホテル、住宅）：ヘッド間の最大距離 4.6m、ヘッド1個あたりのカバー面積 12m²、ヘッド1個あたり 21m²（NFPA の住宅用）
- 中危険度（小売店、駐車場、工場）：ヘッド間の最大距離 4.0m、ヘッド1個あたりのカバー面積 12m²
- 高危険度（倉庫、産業用保管施設）：ヘッド間の最大距離 3.7m、ヘッド1個あたりのカバー面積 9m²
スプリンクラーヘッドのクリアランス：天井から下方へ 25-30mm（最小）。ヘッドは天井下面の高さから 150mm 以内に設置する必要があります。障害物に関する規則：ヘッドから障害物までの距離は、天井から障害物までの距離の 3 倍以上にする必要があります。
システムの寸法設定：
- 軽危険度の設計散水密度：運転対象の最大想定面積 84m² に対して 2.25 mm/min
- 中危険度：144-360m² に対して 5.0 mm/min（OH グループによる）
- 立管のサイズ：65mm（軽危険度、小規模エリア）、100mm（中危険度）、150mm（高危険度／大規模建物）
- 消火ポンプ：水道本管の圧力／流量が不足する場合に必要です。通常、軽危険度では 100-300 L/min、中危険度／高危険度では 500-2000 L/min です。ポンプ室：15-25m²。
貯水量：
- タンクの容量設定：流量 x 継続時間。軽危険度：30 分、中危険度：60 分、高危険度：90 分。
- 一般的なタンク：20-50m³（軽危険度のオフィス）、100-300m³（倉庫）
火災検知・警報システム
| 種類 | 検知器の種類 | カバー範囲 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 非アドレス型 | ゾーン単位で配線されたポイント型検知器 | 50m² あたり煙検知器 1 個、30m² あたり熱検知器 1 個 | 小規模建物、低予算 |
| アドレス型 | ループ上の各検知器に個別のアドレスを割り当て | 非アドレス型と同じカバー範囲。より迅速な特定が可能 | 商業施設の標準 |
| アナログアドレス型 | 検知器がアナログ値を報告し、受信機がしきい値を設定 | 感度が向上。事前警報に対応 | 高級オフィス、病院、歴史的建造物 |
| 吸引式（VESDA） | サンプリング配管のネットワークと中央レーザー検知器 | 天井に配管ネットワークを設置。200-500m² あたり 1 台 | 高価値の施設（データセンター、クリーンルーム、博物館） |
| ビーム型検知器 | 空間を横切る IR ビーム | 大規模な開放空間では 500-1000m² あたり 1 本 | 倉庫、アトリウム、教会、格納庫 |
| 線形熱検知 | ケーブルに沿った温度を検知 | ケーブルルート、駐車場、トンネルに沿って設置 | ケーブルトレイ、トンネル、コンベヤーベルト |
排煙制御システム
| 種類 | 仕組み | 用途 | 空間への影響 |
|---|---|---|---|
| 自然排煙 | 屋根の排煙口／開閉可能な窓から、浮力によって煙を排出します | 平屋建ての建物、小規模なアトリウム | 屋根開口部：床面積の2-5％；排煙口1か所あたり最小1.5m² |
| 機械排煙 | 動力ファンで火災区画から煙を排出します | 複数階建ての建物、地下、大規模なアトリウム | 排煙ファン：区画あたり3-10 m³/s；ダクト：直径600-1200mmまたは同等 |
| 排煙垂れ壁 | 電動式の布製障壁を天井から降下させます | アトリウム、オープンプランのフロア、ショッピングセンター | 天井部の収納箱：100-200mm；天井から3m下まで降下 |
| 加圧 | ファンで避難階段／ロビーを加圧し、煙の侵入を防ぎます | 高層建築物（>30m）の階段コア、地下階段 | 給気ファン：階段あたり1-5 m³/s；専用シャフトまたはダクト |
設計基準：
- BS 7346（構成部品）、BS EN 12101（システム）、BS 9999（設計指針）
- 階段加圧：すべてのドアを閉じた状態で正圧50 Pa；ドアを1枚開いた状態で10 Pa。開いたドアを通過する気流速度：最低0.75 m/s。
- 煙溜まりの深さ：自然換気空間では屋根の下に最低2.5-3.0m；煙層の下の有効高さ：2.5-3.0m。
消火設備（専門設備）
| システム | 消火剤 | 用途 | 空間への影響 |
|---|---|---|---|
| ガス消火（FM-200、Novec 1230） | クリーンエージェントガス | サーバールーム、書庫、博物館 | シリンダー保管スペース：室容積50m³あたり1-2m²；室内の密閉が必要 |
| CO2消火 | 二酸化炭素 | 電気開閉装置、産業施設 | 人命に危険 — ロックアウトシステムが必要；放出後に換気 |
| 水ミスト | 微細な水滴（<1mm） | 歴史的建造物、トンネル、タービン室 | スプリンクラーより細い配管（25-50mm）；高圧（40-200 bar） |
| 泡消火 | AFFF（水成膜泡消火薬剤） | 航空機格納庫、燃料貯蔵施設、自動車ショールーム | 泡タンク、混合装置、泡放出口 |
セクション6：MEPの調整
空間調整戦略
MEP調整の基本原則はゾーン配分です。定められた階層に沿って、床／天井内の空間に構造体、設備、仕上げ用の深さをそれぞれ確保します。
垂直方向のゾーン配分（構造スラブから下方向）：
- 構造ゾーン：梁のせい（またはフラットスラブの下面）。構造エンジニアの承認なしに構造体を貫通してはなりません。
- 主要設備ゾーン：大型ダクト、幹線ケーブルトレイ、主管。主要構造に対して直交する方向、または沿う方向に配置します。
- 二次設備ゾーン：分岐ダクト、二次ケーブルトレイ、スプリンクラー主管。主要設備に対して直交する方向に配置します。
- 末端設備ゾーン：スプリンクラーの枝管、照明器具、FCUユニット、冷水ビーム、末端回路。天井に最も近い位置に配置します。
- 天井仕上げ：石こうボード、吊りタイル、露出設備（該当する場合）。
天井内の標準的な空間深さ
| 建物の種類 | 最小空間（mm） | 標準的な空間（mm） | 最大空間（mm） | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 住宅（アパート） | 200 | 300-400 | 500 | 設備が単純；下がり天井を設けたフラット天井の場合もあります |
| ホテル（客室） | 250 | 350-450 | 550 | FCU＋外気ダクト＋スプリンクラー |
| 商業オフィス（標準） | 400 | 500-700 | 900 | VAVまたはFCU＋ケーブルトレイ＋スプリンクラー |
| 商業オフィス（高級仕様） | 350 | 450-600 | 700 | 冷水ビーム＋ダクトの縮小 |
| 小売店舗（スケルトン区画） | 400 | 600-800 | 1000 | 冷房負荷が大きいため、大型のHVACダクトが必要 |
| 病院（一般病棟） | 600 | 800-1000 | 1200 | 設備が多く、医療ガス、アクセス要件があります |
| 病院（手術室） | 800 | 1000-1500 | 2000 | 層流、手術室用ペンダント、二重床内空間 |
| 学校／大学 | 300 | 400-600 | 700 | 混合モード方式により空間を縮小できる場合があります |
| 研究室 | 600 | 800-1200 | 1500 | 局所排気、特殊ガス、可変風量 |
干渉チェックのプロセス
ステージ 1：設計調整（BIM 干渉チェック前）
- 各設備の断面内の確保寸法を示したゾーン割り当て図に合意します
- 優先順位を定義します：重力排水 > 主ダクト > 主配管 > ケーブルトレイ > 二次分岐管 > 端末機器
- 調整が必要な「重点箇所」を特定します：ライザー、機械室、天井ふところの交差部、天井高が低い箇所、梁貫通部
ステージ 2：BIM 干渉チェック
- 合意した LOD（Level of Development）に従って、すべての設備をモデル化します：
- LOD 200（概念設計）：おおよその寸法とルート
- LOD 300（設計展開）：具体的な寸法、材料、接続部。調整に十分な詳細度です。
- LOD 350：具体的な寸法に加え、支持材、ハンガー、保守スペースを含みます
- LOD 400（施工）：製作に対応したモデル
- 自動干渉チェックを実行します（Navisworks、Solibri、BIM Collab）
- 干渉を分類します：ハード（物理的な交差）、ソフト（クリアランス違反）、ワークフロー（施工順序）
- 毎週の調整会議を通じて解決します
ステージ 3：施工調整
- 重要箇所の設備調整断面図を作成します（縮尺 1:20 または 1:25）
- 各天井ゾーンの統合設備図（CSD）を発行します
- 施工順序に合意します：躯体 → 主ケーブルトレイ → 主ダクト → 主配管 → 分岐管 → 端末機器 → 天井
ライザーシャフトの寸法
| 設備ライザー | 階あたりの寸法（m²） | 備考 |
|---|---|---|
| 電気（バスバー＋ケーブルトレイ） | 0.4-0.6 | 一般的な寸法は 600x800mm。水設備とは分離します |
| データ／通信 | 0.2-0.4 | 400x600mm。電気設備とまとめられる場合があります |
| 冷水 | 0.2-0.3 | 300x400mm。保温管とバルブの点検スペースが必要です |
| 温水（往き＋戻り） | 0.2-0.3 | 300x400mm。保温管 |
| 汚水／排水立て管 | 0.2-0.3 | 300x400mm。各階に点検口を設置します |
| 雨水 | 0.1-0.2 | 200x200mm（屋内縦管） |
| HVAC（給気＋排気ダクト） | 0.5-2.0+ | 大きく変動します。システムの種類と対象床面積によって異なります |
| ガス | 0.1-0.2 | 200x200mm。各階で防火処理します |
| 消火スプリンクラー立て管 | 0.2-0.3 | 300x300mm。各階にバルブセットを設置します |
| 排煙シャフト | 0.5-2.0 | 建物ごとに異なります。耐火構造とします |
ライザーの統合方針：
- 種類別にライザーをまとめます：湿式ライザーは一緒に（給水、スプリンクラー、排水）、乾式ライザーも一緒に（電気、データ、HVAC）
- ライザーの最小寸法：点検用に奥行き 600mm（保守作業時に人が入れる寸法）
- 点検扉：各階に最小 600x600mm、小型ライザーには 450x450mm
- 防火区画処理：耐火床および耐火壁を貫通するすべての箇所は、貫通される部材の耐火性能に合わせて防火処理する必要があります
機械室の寸法目安
| 機械室 | 面積（GFA に対する割合） | 一般的な設置場所 |
|---|---|---|
| 主機械設備（AHU、ボイラー、チラー） | 3-6%（オフィス）、5-10%（病院） | 地下および／または屋上 |
| チラー設備 | 0.5-1.5% | 屋上（空冷式）または地下（水冷式。冷却塔は屋上） |
| ボイラー設備 | 0.3-0.8% | 地下または地上階（ガス供給へのアクセス、屋上までの煙道ルート） |
| 主電気室 | 0.3-0.5% | 地上階または地下（電力会社との接続） |
| 発電機室 | 0.3-0.5% | 地下（屋外までの排気煙道を設置）または地上階 |
| UPS／バッテリー室 | 0.1-0.3% | IT／サーバールームに隣接 |
| 水槽室 | 0.2-0.5% | 屋上（重力給水）または地下（加圧給水） |
| スプリンクラーポンプ室 | 0.1-0.2% | 地上階または地下（水源の近く） |
| エレベーター機械室（該当する場合） | エレベーター群あたり 10-15m² | 昇降路の上部 |
| BMS／制御室 | 10-20m² | 建物中央部、各階 |
地中埋設サービス
建物の地下から引き込む外部サービス：
- 上水道本管：直径80-150mm、深さ750mm以上（凍結深度）、メーター位置から引き込みます
- ガス供給：直径50-100mm、深さ450mm以上、メーター／ガバナー位置から引き込みます
- 電力供給：変電所からの高圧ケーブル、または変圧器からの低圧ケーブルを管路内に敷設し、深さ600mm以上とします
- 通信／データ：複数の管路引き込み口を設け、深さ450mm以上とします
- 汚水排水：直径100-225mm、深さ600mm以上で、公共下水道または処理施設に接続します
- 雨水排水：直径100-300mmで、公共下水道、浸透施設、または調整槽に接続します
- 地域冷暖房：断熱済みプレインシュレート管（DN50-DN200）を深さ600mm以上に敷設します
調整：設計前に地中埋設サービスの調査（PAS 128）を実施することが不可欠です。サービスは基礎の下を横断しないようにしてください。種類の異なる並行サービス間には、1mの離隔を確保してください。サービス用溝は、建物の基礎を掘削せずにアクセスできるようにしてください。
屋上設備の目隠し
屋上に設置する設備（チラー、AHU、冷却塔、発電機、排気ファン）には、通常、音響面および視覚面の目隠しが必要です：
- 防音囲い：設備の騒音が最寄りの配慮対象受音点における計画基準を超える場合に必要です。通常、10-25 dB(A)の減衰が求められます。吸音材を内張りしたルーバー付き囲いを設けます。
- 視覚的な目隠し：最も高い設備を完全に隠せる高さとします（通常2.0-3.0m）。建物の意匠に合う素材を選びます（パンチングメタル、エキスパンドメタル、木製ルーバー、壁面緑化）。
- アクセス：すべての設備に保守用のアクセスルートを確保します。設備と目隠しの間には、幅800mm以上の空間を確保してください。設備交換用にクレーンのアクセス経路またはハッチを設けます。
- 構造荷重：屋根構造は設備荷重に対応できるよう設計する必要があります。一般的な荷重は、チラーが4点支持で100-300 kN、AHUが50-200 kN、冷却塔が50-150 kNです。防振架台が必要です。
- 計画への影響：屋上設備と目隠しは建物の高さに算入されます。目隠しの高さを計画申請に含める必要があります。自治体によっては、地上からの45度視線解析が必要です。
再生可能エネルギーの統合
建築家は、敷地内の再生可能エネルギーシステムに必要な空間および構造要件を調整する必要があります：
- 太陽光発電（PV）パネル：必要な屋根面積 — kWpあたり6-8m²。一般的なオフィスの発電量は、英国でパネル面積1m²あたり年間150-180 kWh、米国南部／地中海地域で250-350 kWhです。重量は架台込みで12-20 kg/m²です。設置方位は、南向き、傾斜角30-35度が理想ですが、東西向きの平置きアレイでも発電量の85-90%を確保できます。保守用にパネル下部に300mm以上の隙間を設けてください。屋上設備による影を避けるため、PVの配置は設備の目隠しと調整します。
- 太陽熱：給湯用として住戸あたり2-4m²が必要です。給湯ではPVよりも単位面積あたりの発熱量が多い一方、暖房への適用範囲は限られます。屋上から機械室まで配管を敷設します（断熱材付き銅管、15-22mm）。
- 風力タービン：建物設置型の小型タービンは、一般に性能が低くなります。屋上設置型または建物一体型の垂直軸タービンは1-10 kWです。振動や騒音が構造体に伝わることが重大な問題となります。最も効果的なのは、風にさらされる場所に独立マストで設置する方式です。
- ヒートポンプ（ASHP/GSHP）：HVAC セクションを参照してください。機械室に必要なスペースはGFAの1.5-2.5%です。屋外ユニットは敷地境界からの防音離隔が必要です。
- 蓄電池：PVの蓄電またはデマンドレスポンス用のリチウムイオン蓄電池アレイです。必要なスペースは10 kWhあたり0.5-1.0m²です。重量は10 kWhあたり100-200 kgです。換気および消火設備はNFPA 855に準拠する必要があります。温度管理：運転範囲は15-25Cです。
ビル管理システム（BMS）とスマート制御
BMSは、すべての建物設備を単一の監視・制御プラットフォームに統合します。空間およびインフラの要件は以下のとおりです。
- BMSのヘッドエンド／サーバールーム：10-20m²（集中型PC／サーバー、UPS、ネットワークスイッチ）
- BMSのフィールドコントローラー：各階またはゾーンに1台設置し、設備シャフト内の収納部または天井裏に設置します（コントローラーユニットは300x200x100mm）。
- ケーブル配線：各フィールドコントローラーまでCat 6Aまたは光ファイバーのバックボーンを敷設します。プロトコルはBACnet/IPまたはModbusを使用します。電力ケーブルとは分離した専用配線経路（50x50mm～100x100mmの配線ダクト）が必要です。
- センサー：温度（各ゾーン）、CO2（人が利用する空間）、湿度（重要ゾーン）、在室／PIR（照明および換気制御）、照度（昼光連動調光）を計測します。有線または無線を選択できます。無線は配線経路を減らせますが、ゲートウェイ機器が必要です。
- 統合ポイント：HVACコントローラー、照明コントローラー（DALI）、ブラインド／日よけ、入退室管理、火災報知設備（監視のみ）、エレベーター（監視のみ）、エネルギーメーター（配電盤レベルでのサブメーター）。
- スマートビルディングプラットフォーム：近年の建物では、BMS層の上位にIoTプラットフォームを導入し、データ分析、予知保全、在室状況分析、テナント向けアプリに活用するケースが増えています。堅牢なWi-Fi 6／5Gインフラとエッジコンピューティングノード（2～3階ごとに1台）が必要です。
建物用途別の設備設計ベンチマーク
| パラメーター | 住宅 | オフィス | 病院 | 学校 | ホテル |
|---|---|---|---|---|---|
| 暖房負荷（W/m²） | 40-60 | 30-50 | 50-80 | 40-60 | 40-60 |
| 冷房負荷（W/m²） | 30-50 | 60-100 | 80-150 | 30-60 | 50-80 |
| 外気量（L/s/人） | 8-12 | 10-12 | 10-15 | 5-8 | 10-12 |
| コンセント電力（W/m²） | 15-25 | 25-35 | 20-30 | 15-25 | 10-15 |
| 照明電力（W/m²） | 5-8 | 8-12 | 8-12 | 8-10 | 5-10 |
| 給湯需要量（L/人/日） | 40-60 | 3-5 | 50-80 | 3-5 | 100-150 |
| 機械室（GFA比） | 2-4 | 5-8 | 8-12 | 3-5 | 5-7 |
| 天井裏スペース（mm） | 200-400 | 500-800 | 800-1200 | 400-600 | 350-500 |
| 設備シャフト面積（床面積比） | 1.0-1.5 | 1.5-2.5 | 2.5-4.0 | 1.0-2.0 | 1.5-2.5 |
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