雨どい容量計算ツール

屋根のピーク流出量の式

この計算ツールは「5インチ雨どい」のような呼び名ではなく、必要流量から検討を始めます。A は評価対象の雨どい・排水口系統に割り当て済みの屋根の有効集水面積、i は利用者が入力する設計降雨強度です。不透水性の屋根では、計画用の流出係数を 1.0 とします。

メートル法では：

設計流量の合計 (L/s) = A (m²) × i (mm/h) ÷ 3,600

1 m²に1 mmの雨が降ると1 Lになるため、この式が成り立ちます。米国慣用単位では：

設計流量の合計 (US gpm) = A (ft²) × i (in/h) × 0.0103896

どちらも同じ物理的流量を表すため、単位を変えても結果は変わりません。

ここでいう「有効集水面積」

屋根全体の傾斜した仕上げ面積ではなく、評価対象の系統へ排水される水平投影面積を基準にします。同じ水平投影面に垂直に降る雨は、屋根勾配が急になっただけでは増えません。採用基準が勾配係数、立上り壁の加算、その他の固有補正を求める場合は、その基準に従って設計面積を求め、補正後の有効面積を入力してください。同じ補正を二重にかけないでください。

複雑な屋根は、計算ツールを使う前に排水を受け持つ区画へ分けます。谷部、上屋から下屋への排水、パラペット、ドーマー、壁、集中型の吐出口などは流れを偏らせます。排水口が複数あっても、採用基準と実際の形状が裏付けない限り、総面積を均等に割ることはできません。対象の雨どい・排水口群に割り当てられた最大の有効受け持ち面積を入力するか、各系統を個別に計算してください。このツールは、受け持ち区画、排水口数、間隔、流向、雨どい延長の影響を推定しません。

地域で正しい設計降雨強度を使う

年間平均降水量や通常の雨の総雨量では、屋根排水設備の能力を決められません。必要なのは、継続時間と再現期間、または年超過確率に対応する設計降雨強度です。採用条件は地域、建物用途、あふれた場合の影響によって異なります。所管行政庁、設計仕様または有資格設計者が要求する値を入力してください。

例えばSMACNAの屋根排水手法は短時間の設計降雨を参照し、最新の強度データを手入力できます。他の基準では、異なる降雨継続時間、再現期間、能力表、オーバーフロー確認を用います。この計算ツールに州・都市・郵便番号のプリセットがないのはそのためです。隠れた初期値や広域平均を使うと、精密に見える結果が誤った設計降雨に基づくおそれがあります。

プロジェクト記録には、データの出典、継続時間、再現期間を残してください。このツールは入力値の計算を確認しますが、その値がプロジェクトを支配するかどうかは判断できません。

同じ必要流量を2つの公称能力と比較する

結果 Q は、入力した有効受け持ち面積に対するピーク必要流量の合計です。排水口が複数あるという理由でQを減らすことはありません。複数の排水口や雨どい区間が別々の区画を受け持つ場合は、採用基準に従ってツール外で各有効面積を決め、それぞれの割当面積で系統を評価します。

屋根排水の能力は、最も弱い部分で決まります。同じ必要流量を、対象雨どいの正確な能力と、排水口・縦どい系統全体の合計能力に分けて比較します。

雨どいの余裕 = 雨どいの公称能力 − ピーク必要流量

排水口系統の余裕 = 排水口・縦どいの合計公称能力 − ピーク必要流量

能力使用率 (%) = 必要流量 ÷ 公称能力 × 100

余裕が0以上なら、入力した公表能力が計算上の計画負荷を上回ります。ただし、法令適合や現場性能を証明するものではありません。雨どいは合格しても排水口系統が不足する場合も、排水口合計には余裕があっても雨どい形状が必要流量を運べない場合もあります。2つを別々に確認してください。

検討する系統そのものの能力値を使います。能力は、雨どいの形状・寸法・材質・勾配・延長・余裕高・排水口の位置と形状・口数・縦どい寸法・入口詳細、さらに満流または非満流のどちらを想定した試験かによって変わります。排水口側の値には、入力した受け持ち区画を処理する配置全体の試験済みまたは宣言済み合計能力を用いてください。製品資料と採用基準が認めていない限り、縦どい1本の値を仮定上の均等配分で単純に掛けないでください。雨どいの出口が流量を支配することがあるため、縦どいの呼び断面積だけでは系統能力を判断できません。

根拠のある能力値がない場合、算出ピーク流量は各系統と比較する最低必要能力として扱い、雨どいの呼び幅、縦どい径、排水口数の推奨値とはしないでください。

計算例

採用基準により、評価対象の雨どい・排水口系統へ100 m²の有効面積が割り当てられ、地域の設計降雨強度が150 mm/hであるとします。

Q = 100 × 150 ÷ 3,600 = 4.167 L/s

選定した雨どい構成の公表能力が4.8 L/s、その面積を受け持つ排水口・縦どい配置全体の公表合計能力が4.5 L/sなら：

• 雨どいの余裕：4.8 − 4.167 = 0.633 L/s
• 排水口系統の余裕：4.5 − 4.167 = 0.333 L/s
• 雨どい能力使用率：約 86.8%
• 排水口系統の合計能力使用率：約 92.6%

この比較は製品の予備選定に役立ちますが、100 m²が正しい有効受け持ち面積であり、公表能力が実際の形状・勾配・排水口配置全体と一致する場合に限ります。200 m²の屋根に排水口が2つあっても、採用基準と実際の排水形状が同じ100 m²ずつを割り当てない限り、単純に半分にはできません。このツールはその配分を行わず、地域の余裕高、オーバーフロー、施工要件も確認しません。

施工前に確認すべき限界

• 必要な降雨継続時間、再現期間または年超過確率と、指定された有効面積の算定方法を地域で確認してください。このツールは降雨データを提供せず、建築基準を解釈しません。
• 対象メーカー製品そのものの試験済みまたは宣言済み能力を確認してください。雨どいの呼び幅、縦どい径、一般的な屋根面積早見表は、系統流量の能力値と同じではありません。
• 安全なオーバーフロー経路を確保してください。主系統が詰まった場合や設計を超える降雨時に、壁、出入口、基礎、弱い屋根納まりへ水を滞留させてはいけません。
• ごみ、落ち葉よけ、氷雪、勾配不足、たわみ、継手、排水口ストレーナー、曲がり、保守不足は実能力を低下させたり流れを集中させたりします。
• 谷部、パラペット、立上り壁、上屋からの排水、排水口ごとの不均等な受け持ち面積は個別に扱います。採用基準で最大の受け持ち・有効面積を求め、排水口が複数あるだけで屋根が均等分割されると仮定しないでください。
• 縦どいの排水先が、法令に適合する設備または建物から離れた安定した地表経路であることを確認してください。地下排水管、浸透設備、貯留槽、洗掘防止は計算対象外です。
• 内どい・箱どい、隠蔽排水、大規模または特殊形状の屋根、重要建物、厳しい気候、オーバーフロー経路が不明な場合、軽微な外部あふれを超える被害が想定される場合は、敷地条件に応じた専門設計を依頼してください。

米国で認知された板金工事の算定方法は、SMACNAの縦どい・雨どい寸法計算ツールを参照してください。米国EPAの湿気対策ガイダンスは、屋根面積、勾配、降雨強度、地域要件、正味能力の重要性を示しています。USDA NRCSの屋根雨どい・縦どい設計表では、形状、寸法、勾配、余裕高、適合する縦どいが能力に与える影響を確認できます。FloPlast雨水排水システムガイドのようなメーカー資料からも、排水口位置と雨どい勾配を能力値の条件に合わせる必要性が分かります。