給水用に使用される亜鉛めっき管のサイズはどれですか？

公称パイプサイズ（NPS）と亜鉛めっき鋼管の寸法の理解

公称管径（NPS）とは何ですか？

ノミナルパイプサイズ（NPS）として広く知られる規格は、北米全域で配管をその内径に基づいて分類するための標準的な測定方法です。これは外径ではなく内径を基準とするものです。例えば、NPS 2とラベル付けされた一般的な2インチの亜鉛めっき鋼管を考えてみましょう。内径は予想通り約2インチですが、実際の外径は約2.375インチになります。これはパイプ自体の壁に材料の厚みが必要なためです。このような規格は、給水システムのさまざまな部品を接続する際に非常に重要です。何十年にもわたって定着しているこの業界標準に従うことで、配管工はバルブ、エルボ、チーズその他継手類を簡単に組み合わせることができ、サイズの不一致を心配する必要がありません。

NPSと亜鉛めっき鋼管の実際の直径との関係

NPS番号は、実際の管の外径（OD）と一致しません。NPS 14以下の管の場合、製造業者は構造的に健全な状態を保つために、公称サイズよりも実際の外径が特定の増分で大きくなるように設計しています。たとえば、1/2インチNPSの亜鉛めっき鋼管は、実際に測定すると約0.84インチになり、4インチNPSの管は横幅が約4.5インチになります。この標準化により、スケジュール40やスケジュール80に応じて異なる肉厚を可能にし、概ね150～300 PSIの圧力等級を維持できます。より厚い壁は高い圧力を安全に扱えるため、理にかなっています。

標準的な亜鉛めっき鋼管サイズ表：1/2インチから4インチNPSまで

水道用途の亜鉛めっき鋼管は、予測可能なサイズ規格に従っています。

これらの寸法にスケジュール40または80の壁厚を組み合わせることで、流量容量と耐腐食性のバランスが実現され、住宅用および市区町村用の水道システムにおいて長期的な性能をサポートします。

一般的な亜鉛めっき鋼管のサイズとその水道システムにおける用途

小径亜鉛めっき鋼管（1/2インチ～1インチ）による家庭用配管

1960年代以前に建設された住宅では、配管工が通常、公称直径が1/2インチから1インチのパイプを家全体にわたって設置していました。これらの標準サイズは、圧力損失をそれほど引き起こすことなく、洗面台、トイレ、シャワーなどのすべての浴室設備に水を供給するのにかなり適していました。これらの古いパイプのねじ式継手は、乾式壁の裏側や床板の下など、スペースが限られた狭い場所でも設置が可能でした。業界の多くの人々は、亜鉛めっき鋼管は一般的に約40年間使用できるものの、交換が必要になるまで実際に稼働する期間は内部の錆の蓄積によって大幅に短くなることを知っています。また、時間の経過とともに水流もシステム内を通る速度が遅くなります。

分岐管用の中径パイプ（1 1/4〜2インチ）

直径1 1/4インチから2インチの亜鉛めっき鋼管は、給水システム全般で重要な役割を果たしています。これらの管は、主配管から建物内のさまざまな器具へ接続する分岐管や、多階建て構造物内で各階を貫通する立上り管に頻繁に使用され、また水需要が自然と高くなる商業施設でもよく見られます。この中程度のサイズのパイプは、毎分8〜15ガロンの流量を処理でき、十分な水量を確保しつつも施工時に取り扱いやすいという点で、多くの配管工が理想的なバランスを提供すると評価しています。特に目立つのは表面の防護用亜鉛層であり、何十年にもわたり適切なメンテナンスが行われていない古い配管設備でよく見られるスケール（堆積物）の蓄積問題に対抗する効果があります。

主給水管用の大口径亜鉛めっき管（2インチ以上）

都市の政府機関や工場は、主水道管を設置する際に、少なくとも2インチ以上の直径を持つ亜鉛めっき鋼管を使用する傾向があります。これは長期間にわたり耐久性が高く、地下埋設時や過酷な気象条件への露出による損傷に対して強いからです。このような大口径パイプは大量の水流を処理できるように設計されており、通常1分間に50ガロン以上を送水できます。この容量は、迅速な給水が最も重要な消火システムなどの重要な用途に最適です。また、継続的な水供給を必要とする製造工場や、多くの住民が安定したサービスに依存する大規模住宅プロジェクトにも非常に適しています。

給水用の適切な亜鉛めっき鋼管サイズを選ぶ際の主な要因

水圧および流量の要件

家庭の配管システムで良好な水圧と流量を維持するためには、適切なパイプ径を選定することが非常に重要です。ほとんどの住宅では、½インチの亜鉛メッキ鋼管を使用した場合、40～60psiの圧力で通常1分間に約4～6ガロンの水が流れます。一方、1インチの大きなパイプでは、代わりに約9～12ガロン／分の流量が得られます。パイプ径が大きすぎると水流が遅くなり、時間の経過とともに沈殿物が蓄積しやすくなります。逆に、パイプ径が小さすぎると、圧力損失が15％を超えることが多くなり、特に複数階建ての住宅ではその影響が顕著になります。この点について、米国配管エンジニア協会（American Society of Plumbing Engineers）は2022年の設計指針で適切な設計手法として指摘しています。

需要量および使用パターンに基づくパイプ径の選定

システムの性能にとって、適切な管径を選択することは非常に重要です。管の直径は、同時に使用される器具の数に基づいて算出される「ピーク時給水需要量」に合っている必要があります。住宅用途の場合、ほとんどの家庭では2インチの亜鉛めっき鋼管で十分であり、これは毎日使う洗面台、シャワー、トイレなどすべてを含めて約36ユニットの器具に対応できます。しかし、商業施設やレストランのように規模が大きくなると、配管工は通常3インチの管を使用します。これは最大90ユニットもの器具に対応しなければならないためです。また、連続使用されるような状況も見逃せません。こうしたケースでは、小さな管だと水流速度が高くなりすぎて圧力条件下で腐食問題が生じやすいため、さらに大口径の管が必要になることが多いのです。

内部腐食が長期的性能に与える影響

亜鉛メッキ鋼管は、数十年にわたり内部にミネラルや錆が蓄積されるため、徐々に収縮し、水流が制限される傾向があります。使用後わずか20年で内径が0.5mmからほぼ1.5mmまで減少することがあり、その結果水が通過する際により大きな抵抗を受けることになります。エンジニアはこの現象が徐々に進行することを認識しているため、こうした古いシステムを設計する際には余裕を持たせて設置することが一般的です。そのため、伝統的な亜鉛メッキ配管システムは、銅管やPEXチューブなど新しい配管材と比べて通常12〜15％ほど大きめに設計されています。これらの新素材は同様の内部劣化の問題が生じないからです。

現代における入手可能性と亜鉛メッキ鋼管の代替品

新規亜鉛メッキ鋼管供給の減少：市場動向

飲料水システム用の亜鉛めっき鋼管は、1980年代に生産が本格的に減少して以来、かつての地位を失っています。最近ではほとんどの企業が時間と費用を節約できるより優れた選択肢を求めています。確かにこうした従来型の配管は約40年間持つ可能性がありますが、適切に設置するために必要な手間を誰も望まなくなっています。そのため、今日新築される住宅ではほとんど見かけなくなりました。業界の最近の統計を見ると、北米全体の給水管設置工事において亜鉛めっき管が占める割合は5％未満です。残っているわずかな需要も、他の選択肢が適さない古い工場や僻地の農場に限られています。

亜鉛めっき管の規格およびサイズにおける地域差

パイプのサイズ規格は国によって異なり、国境を越えるプロジェクトでは混乱を招く可能性があります。北米では、亜鉛めっき鋼管のサイズにASME B36.10Mが広く用いられていますが、欧州では一般的にISO 65:1981の規格に従っています。これらの規格の違いにより、地域間でわずかではあるが重要な寸法の差異が生じます。例えば公称直径2インチのパイプの場合、ISO規格では外径が60.3ミリメートルですが、ASME規格に従う地域では実際には60.5ミリメートルになります。こうした微細な相違があるため、複数の国にまたがる設置工事では、エンジニアが仕様を注意深く確認する必要があります。

新築工事における亜鉛めっきパイプの一般的な代替品

2024年の配管材料ガイドに記載されているように、耐久性、設置の容易さ、凍結損傷に対する耐性により、PEXは現在住宅の改修工事の68%で使用されています。銅管はコストが高めですが、給湯システムにおいて依然として好まれる選択肢であり、一方でCPVCは腐食性の強い化学物質を扱う特殊な環境向けに選ばれます。

よくある質問

公称管径（NPS）とは何ですか？

公称管径（NPS）とは、北米で採用されている標準的なパイプの規格であり、外径ではなく内径に基づいてパイプを分類するために使用されます。

亜鉛めっき鋼管の一般的なサイズは何ですか？

亜鉛めっき鋼管の一般的なサイズには、1/2インチ、3/4インチ、1インチ、2インチ、および4インチの公称管径（NPS）パイプが含まれます。

適切な管径を選択することが重要な理由は何ですか？

正しい管径を選択することで、適切な水圧と流量を維持でき、配管システム内の圧力損失や堆積物の蓄積を防ぐことができます。

亜鉛めっき鋼管の代替品にはどのようなものがありますか？

代替品にはPEX、銅管、CPVCパイプがあり、それぞれ凍結耐性、細菌耐性、塩素耐性という異なる利点を提供します。