幹線設備の設計｜集合住宅の幹線需要率と幹線計算方法について詳しく解説

マンションの幹線計算で、「全戸の容量を足したら、とんでもなく太いケーブルになった」ことはありませんか。集合住宅では、全部の住戸が同時に最大の電力を使うことはありません。そこで戸数に応じた総合需要率を掛けて、幹線の容量を現実的な大きさにします。ここでは、1戸の容量の決め方から、需要率の表の読み方、電流・遮断器・CVTまでの計算、系統ごと・引込ごとにどの戸数で読むか、表が使えない場合まで、順に確かめます。

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なぜ需要率を掛けてよいか ― 全戸が同時に最大は使わない

1戸ごとの容量をそのまま足すと、全部の住戸が同じ瞬間に最大の電力を使う前提になります。実際には、留守の家もあれば、エアコンだけの家もあります。戸数が増えるほど、ピークは重ならなくなります。この「同時に使う割合」を戸数ごとにまとめたのが、集合住宅の総合需要率です。

一般の建物では、需要率は用途や使い方で変わるため、計画段階で根拠を出すのが難しい値です。その点、集合住宅は内線規程の資料に戸数ごとの値が示されているので、計画段階から根拠をもって使えます。

ペン太

集合住宅の幹線って、全戸の容量を単純に足し算して決めるんですか？

ハリタ

それだと過大になります。戸数に応じた総合需要率を掛けて、想定最大負荷を出すんです。

1戸の容量 ― 40VA/㎡×床面積＋1,000VA

需要率を掛ける前に、1戸あたりの容量を決めます。内線規程の資料では、P＝40VA/㎡×床面積＋1,000VAで想定し、原則として3kVA以上とします。機器の容量を積み上げて決めてもかまいませんが、この式の値を下回らないようにします。

需要率の表に並んでいる「想定最大負荷」「電流」「遮断器」「CVT」は、1戸4kVAで計算した値です。75㎡を超える広い住戸では1戸の容量が4kVAを超えるので、需要率だけを表から読み、容量は自分で計算し直します（8章）。

総合需要率の表 ― 戸数が増えるほど下がる

総合需要率は、その幹線の先につながる戸数で読みます。1〜5戸は100％で、6戸から下がり始め、10戸で70％、20戸で54％、40戸で46％です。20戸を過ぎると下がり方はゆるやかになります。

計算の流れ ― 想定最大負荷から電流へ

計算は3行です。想定最大負荷＝1戸の容量×戸数×総合需要率、電流＝想定最大負荷÷200V（単相3線式）、そして電流以上の直近上位で遮断器を選び、遮断器の定格以上の許容電流があるケーブルを選びます。

単相3線式で「÷200V」としてよいのは、住戸を2つの電圧線に振り分けて、負荷がほぼ平衡していると見るからです。片寄りが大きいときは、多いほうの線の電流で確かめます。

ペン太

需要率を小さめに取れば、ケーブルが細くなってコストが下がりますよね？

ハリタ

表の値より小さく取る根拠はありません。細くしすぎると、竣工後に容量不足で困ります。表の値で計算しましょう。

早見表 ― 戸数から遮断器とCVTの目安まで

内線規程の資料には、1戸4kVAのときの想定最大負荷・電流・遮断器の定格電流・CVTの最小サイズが戸数ごとに並んでいます。1〜40戸をまとめました。

CVTの欄は最小サイズです。縦幹線が長い高層の建物では、電圧降下で1〜2サイズ上がることがよくあります。表は「これより細くしない」ための目安として使います。

系統ごとに戸数で読む ― 選定点が変われば需要率も変わる

幹線は、建物の中でいくつかの系統に分かれます。需要率は建物に1つではなく、ケーブルの太さを決める点（選定点）ごとに、その先につながる戸数で読みます。4系統・合計41戸の例で見てみます。

1つの系統が途中で分岐するなら、分岐のたびに戸数が変わり、需要率も読み直します。縦幹線を各階で分岐する場合は、区間ごとに下流の戸数で読み、区間ごとに太さを決めることもできます。

引込は全戸数で読み直す ― 足し算しない

4つの系統は、最後に引込開閉器盤で1つにまとまります。その1次側の幹線は、各系統の想定最大負荷を足すのではなく、全41戸で需要率を読み直して計算します。

ここで注意したいのが、41戸は表の範囲外だということです。表は40戸までで、40戸の値は46％です。戸数が増えるほど需要率は下がるので、41戸以上でも40戸の46％を使えば安全側になります（35〜39戸の47％を使う必要はありません）。引込の方式や容量は、電力会社との協議で決まる部分もあるので、早めに確認しておきます。

ペン太

系統ごとに出した容量を足せば、引込の容量になりますよね？

ハリタ

足すと過大になります。集まった所では、全戸数で需要率を読み直すんです。41戸なら40戸の46％を使えば安全側です。

表の外にあるもの ― 40戸超・4kVA超・オール電化・共用部

この表は、1戸4kVA・1〜40戸・オール電化を除く・住戸の分だけの値です。これに当てはまらない4つは、別に考えます。

1戸が4kVAを超える場合は、たとえば1戸5kVA・20戸なら5×20×0.54＝54kVA、電流は270Aです。表の「43.2kVA・225A」は使えません。オール電化の住戸は、電気温水器やIHの負荷が重なるため、この表とは別の考え方で検討します。エレベーター・給排水ポンプ・共用灯などの共用部は、住戸の需要率とは別に加算します。

最後の確認 ― 許容電流と電圧降下で太さを決める

需要率で決まるのは「流れる電流の出発点」です。ケーブルの太さは、そこから許容電流（布設方法・条数による低減も含めて）と電圧降下の両方で決めます。高層の縦幹線は、電圧降下で太さが決まることが多くなります。

電圧降下の考え方は電圧降下の許容範囲と幹線サイズ、許容電流によるサイズ選定は幹線設備の設計マニュアル③ 幹線サイズの選定で扱っています。計算そのものはマンション幹線計算ツールの使い方の手順で、ブラウザでもできます。

まとめ ― 取り違えやすいところ

この記事を書いた人：ハリタ

電気設備設計の実務者。引込・高圧受変電・幹線・接地を「設計者の視点」で解説しています。プロフィール詳細