ウォーターハンマー現象の原因と対策を徹底解説

ウォーターハンマー現象は、水道の使用中に「ゴンッ」「ドンッ」といった衝撃音が配管から聞こえるトラブルです。この現象は、急に水を止めたときに発生する圧力の変化が原因で、配管に大きな振動やダメージを与えることがあります。放置すると配管の破損や水漏れの原因にもなりかねません。この記事では、ウォーターハンマー現象の原因とその具体的な対策について詳しく解説します。正しい知識を持って、配管のトラブルを未然に防ぎましょう。

ウォーターハンマー現象4つの原因

ウォーターハンマー現象は、主に水の流れを急激に止めたときに発生します。以下に、その具体的な原因を紹介します。

1. 急激な水の停止による圧力変化

ウォーターハンマーの最も一般的な原因は、水の流れを急激に止めたときに配管内で圧力が急上昇することです。例えば、蛇口を勢いよく閉めたり、洗濯機や食器洗い機の自動バルブが急に閉じたときに発生します。

• 発生メカニズム: 水は流れ続ける性質があるため、急に止められるとその勢いで配管内部に強い衝撃が生じます。これがウォーターハンマー音として伝わり、配管を振動させます。

• 影響: この衝撃が繰り返されると、配管の接続部分が緩んだり、パッキンが摩耗して水漏れの原因となることがあります。

2. 配管内の空気が不足している

配管内に適量の空気が入っていると、ウォーターハンマー現象を緩和する役割を果たします。しかし、空気が不足している場合、圧力変化が直接配管に伝わり、衝撃が増幅されます。

• 発生メカニズム: 配管内の空気は、衝撃を吸収するクッションのような役割を果たしますが、長期間使用しているうちに配管の中から空気が押し出されてしまうことがあります。

• 影響: 空気不足の状態でウォーターハンマーが発生すると、衝撃が直接配管に伝わり、振動や破損のリスクが高まります。

3. 配管の固定不足や取り付け不良

配管がしっかりと固定されていない場合や、施工時の取り付け不良が原因で、ウォーターハンマー現象が発生しやすくなります。

• 発生メカニズム: 配管が固定されていないと、ウォーターハンマーによる衝撃で配管が大きく揺れ、音や振動が増幅されます。特に、天井や壁の中を通っている配管では、この揺れが大きな音となって伝わります。

• 影響: 配管が揺れ続けることで、配管自体の摩耗や接続部の緩みが生じ、最悪の場合は水漏れや破損の原因になります。

4. 高水圧の設定

水道の水圧が高すぎると、ウォーターハンマーの発生リスクが高まります。特にマンションの高層階や水圧が強い地域では、この現象が発生しやすいです。

• 発生メカニズム: 水圧が高いほど水の勢いが強くなり、急に水が止まることで発生する圧力の変化も大きくなります。これにより、ウォーターハンマーが頻発します。

• 影響: 高水圧が続くと、配管やバルブへの負担が大きくなり、早期の劣化や故障を引き起こす可能性があります。

ウォーターハンマー現象の具体的な対策

ウォーターハンマー現象は、適切な対策を講じることで防ぐことが可能です。以下に、具体的な対処法を紹介します。

1. 空気室を設置する

空気室（エアチャンバー）は、配管内に適度な空気を保持し、衝撃を吸収する役割を果たす装置です。これを配管の適切な位置に設置することで、ウォーターハンマーの影響を大幅に減らせます。

• 設置手順:

  1. 配管の衝撃が大きい場所（蛇口の近くや電気製品のバルブ付近）に空気室を設置します。
  2. 空気室が配管と直角に接続されるように取り付けます。
  3. 空気室が正しく機能するように、定期的にメンテナンスを行い、空気の状態をチェックします。

• 注意点: 空気室は使用しているうちに水が溜まって機能しなくなることがありますので、定期的に水を抜いて空気を補充する必要があります。

2. 水撃防止器（ウォーターハンマーレスト）の導入

水撃防止器は、ウォーターハンマー現象を軽減するために設計された専用の装置です。内部にバネやゴムが入っており、圧力の変化を吸収して衝撃を和らげます。

• 設置手順:

  1. 水撃防止器を蛇口やバルブ付近の配管に取り付けます。
  2. 配管の径や水圧に合わせて適切なサイズの防止器を選びます。
  3. 取り付けた後は、しっかり固定されているか確認し、動作をチェックします。

• 注意点: 設置は比較的簡単ですが、水撃防止器の効果を最大限に発揮させるため、正しい場所に取り付けることが重要です。不安な場合は専門業者に依頼することをおすすめします。

3. 配管の固定と補強

配管がしっかりと固定されていないと、ウォーターハンマーの衝撃で配管が揺れ、大きな音や振動を引き起こします。配管をしっかりと固定し、揺れを防ぐことが重要です。

• 対策方法:

  1. 配管をサポートクランプや配管支持具でしっかりと固定します。固定する位置は、配管が振動しやすい場所（角や曲がり部分）を重点的に行います。
  2. 配管の長さが長い場合は、複数箇所で固定し、しっかりと支えます。

• 注意点: 配管の固定は、素材に合ったサポート具を使用することが重要です。また、配管を傷つけないように柔らかいクランプを使うと安心です。

4. 水圧の調整

水圧が高すぎる場合、ウォーターハンマーのリスクが増します。水圧を適切なレベルに調整することで、衝撃を緩和できます。

• 調整手順:

  1. 水圧調整バルブ（減圧弁）を設置し、適切な水圧に設定します。標準的な水圧は0.2〜0.3MPa（メガパスカル）程度が推奨されます。
  2. 設定後は、配管や蛇口を実際に操作して、ウォーターハンマーの発生が改善されているか確認します。

• 注意点: 減圧弁の設置は、配管の状態や使用する水圧によって調整が必要です。専門業者に依頼すると、確実に安全な調整ができます。

5. 蛇口やバルブの操作方法を見直す

蛇口やバルブを急激に閉めることがウォーターハンマーの主な原因となるため、操作方法を見直すだけでも効果があります。

• 対策方法:

  1. 蛇口はゆっくりと閉め、急な圧力変化を避けるようにします。
  2. 洗濯機や食器洗い機のバルブを手動で調整する場合も、急に閉じないように気をつけましょう。

• 注意点: 普段から意識して操作することで、ウォーターハンマーの発生を減らすことができます。

ウォーターハンマー現象3つの予防策

ウォーターハンマー現象を防ぐためには、日頃のメンテナンスや予防策が重要です。以下に、簡単にできる予防策を紹介します。

1. 定期的な配管の点検と清掃

配管の内部に汚れや異物が溜まっていると、圧力の変化が増幅されやすくなります。定期的に配管の状態を点検し、異常がないかを確認しましょう。

• 点検方法:
  1. 配管の接続部や固定具が緩んでいないか確認します。
  2. 異音や振動がある場合は、配管を開けて内部をチェックし、必要に応じて清掃を行います。

2. 空気室のメンテナンス

空気室が正しく機能しているか、定期的にメンテナンスを行いましょう。空気が不足している場合は補充し、水を抜いて空気のクッションを保つようにします。

• メンテナンス手順:
  1. 空気室のバルブを開けて水を抜きます。
  2. 水を抜いた後、空気が補充されるように調整します。

3. プロの点検を受ける

ウォーターハンマー現象が頻発する場合や、自分での対策に限界を感じる場合は、専門業者による点検と修理を依頼することも有効です。配管の状態をプロの目で確認してもらい、必要な対策を提案してもらいましょう。

まとめ

ウォーターハンマー現象は、急激な水の停止や配管の状態によって引き起こされる衝撃現象です。放置すると配管の損傷や水漏れの原因となるため、早めの対策が重要です。空気室の設置や水撃防止器の導入、水圧の調整など、適切な方法で対処することで、ウォーターハンマーの発生を大幅に減らすことができます。また、日常的なメンテナンスやプロの点検を受けることで、安心して水回りを使用できる環境を整えましょう。この記事を参考にして、ウォーターハンマー現象の対策を実践し、配管のトラブルを未然に防いでください。