【新人講座 第11回】負荷容量と需要率・不等率 ― 「全部同時には使わない」から計算は始まる
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📚 この記事は連載「図解＆会話で学ぶ 電気設備設計の基礎」の1本です。→ 全カリキュラム（目次）はこちら
こんにちは、HARITAの設計室です。今回から第4部「設計計算の基礎」——いよいよ“手を動かす”設計の世界へ。初回は容量計算の第一歩、需要率と不等率です。難しい式は出てきません。核心はたったひとつ、「全部同時には使わない」。
先輩、第10回で作った負荷表、合計90kWでした。じゃあトランスも主幹も90kW分用意すればいいんですよね？
そう思うよね。でも実際の建物で、照明もコンセントも空調も全部が同時にフル稼働する瞬間って、あると思う？ 1日の電気の使われ方を見てみよう。
ペン太変圧器の容量って、全部の負荷の合計で選べばいいんですよね？
ハリタ全部同時には使いません。負荷カーブを見ると、合計とピークは全然違うんです。
この3つ、すぐ答えられますか
- 負荷表の合計が90kWなら、トランスも90kW分そろえるべきでしょうか。
- 照明とコンセントで需要率が違うのはなぜでしょうか。
- 需要率と不等率は、どこが違うのでしょうか。
この記事でわかること
- 負荷カーブ ― 合計とピークがずれる理由
- 需要率と不等率 ― 2段階の現実補正
- 実務での使いどころ ― 容量の根拠を説明する
- 素朴なギモン ― 係数は誰が決める、低すぎるとどうなる
- 深掘りQ&A ― 負荷率、増設余裕、不等率の測り方
- 注意ポイント ― 合計で選ばない、根拠を残す
第4部のはじまり。核心はひとつ、「全部同時には使わない」です。
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1日の負荷カーブ ― 合計とピークは全然違う
ほんとだ…深夜はほぼゼロで、ピークでも合計の6割。じゃあ90kW分の設備を用意したら作りすぎなんですね。
その「実際に使う割合」を係数にしたのが需要率＝最大需要電力÷設備容量。図の例なら60÷100＝0.6。設備は合計じゃなく実際のピークに合わせて選ぶ——これが容量設計の出発点。過大設計はお金の無駄、過小設計は危険。需要率はそのバランスを取る道具なんだ。
ペン太需要率と不等率って、同じ意味の言葉じゃないんですか？
ハリタ需要率は1グループ内のピーク比、不等率はグループ間のズレ。例では合計100kWでピーク60kWです。
ここまでのポイント
- 照明もコンセントも空調も、全部が同時にフル稼働する瞬間はない。
- 図1の例では、設備合計100kWに対して実際のピークは60kW。深夜はほぼゼロ。
- 需要率＝最大需要電力÷設備容量。図の例なら60÷100＝0.6。
- 過大設計は費用の無駄、過小設計は危険。需要率はそのバランスを取る道具。
需要率で圧縮し、不等率で調整する
コンセントの需要率0.4って低いですね。なんで負荷によって違うんですか？
負荷の“性格”が違うから。照明は営業中ほぼ全灯つくから高め、コンセントは口数のわりに同時に使う機器が限られるから低め、空調は真夏のピークにほぼ全開になるから高め。負荷の使われ方を想像して係数を選ぶのが設計者の仕事で、標準値は設計資料に用途別でまとまってるよ。
「不等率」っていうのは…needs率と何が違うんですか？あ、需要率と、です（笑）
（笑）いい質問。需要率は1つのグループの中の話。不等率はグループ同士のピークがずれることを表す係数だ。1階の盤は昼がピーク、レストランのある2階は夜がピーク——全体のピークは「各盤ピークの合計」より小さくなる。だから上位の幹線やトランスは単純合計より細く・小さくできる。需要率で圧縮して、不等率で調整——2段階の“現実補正”なんだ。
| 係数 | 何を表すか | どこに効くか | 値が大きいと |
|---|---|---|---|
| 需要率 | 1つのグループの中の、ピーク÷設備容量 | そのグループの機器選定 | 設備容量の合計に近い容量が必要になる |
| 不等率 | グループ同士のピークのズレ | 上位の幹線・トランス | ピークがずれるほど上位設備は小さくできる |
| 負荷率 | 平均÷ピーク | 設備の使われ方の評価 | 設備投資の効率が良い建物といえる |
ここまでのポイント
- 照明はほぼ全灯つくから高め、コンセントは口数のわりに同時使用が限られるから低め、空調は真夏にほぼ全開で高め。
- 不等率はグループ同士のピークがずれることを表す係数。1階は昼、2階のレストランは夜がピーク。
- 全体のピークは各盤ピークの合計より小さくなるので、上位の幹線やトランスは単純合計より細く・小さくできる。
- 需要率で圧縮して、不等率で調整する2段階の現実補正。
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💼 実務でこう生きる
ここまでのポイント
- 「なぜこの容量か」を、設備容量→需要率→最大需要→力率と将来増設、の順で説明できるようにしておく。
- 容量の数字には必ずストーリーがある。それを組み立てるのが設計計算。
- 既存ビルの契約電力の見直しやデマンド管理も同じ考え方。実測の最大需要と設備容量を見比べる。
🐣 いまさら聞けない素朴なギモン
ここまでのポイント
- 需要率は設計者が根拠を持って選ぶ。内線規程や設計資料に用途別・負荷種別の標準値がある。
- 標準値をベースに、建物の実態をヒアリングして補正する。「なぜその値か」を説明できることが大事。
- 低く見積もりすぎるとブレーカーが頻繁に落ちる・トランスが過負荷になる。高すぎると過大投資。
- 迷ったら安全側に寄せつつ、実態データがあればそれを優先する。
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🔎 深掘りQ&A ― 会話だから、もっと分かる
ここまでのポイント
- 需要率＝ピーク÷設備容量、負荷率＝平均÷ピーク。負荷率は設備がどれだけムラなく使われているかを表す。
- 将来増設は、需要率で圧縮した値に余裕（例えば2割）を上乗せしてから機器容量を選ぶのが定石。
- 余裕の積みすぎは過大設計。将来計画をヒアリングして根拠のある余裕にする。
- 不等率は新築では測れないので用途別の実績データや設計資料の値を使う。既存建物ならデマンドデータから実測できる。
⚠️ 新人がやりがちな注意ポイント
- 設備容量の合計で機器を選ばない：合計はスタート地点。需要率・不等率で現実の値に補正してから選定。
- 係数の根拠を残さない：計算書に「需要率0.6（○○資料の事務所ビル標準値）」のように出典と判断を書く。
- 専用回路・特殊負荷を一括りにしない：大型機器・医療機器など「必ず動く負荷」は需要率1.0で見るなど個別判断を。
ペン太係数は、どうやって決めればいいんですか？
ハリタ設計資料の標準値を建物実態で補正し、出典と理由を計算書に。増設余裕2割もお忘れなく。
| ステップ | やること | 計算書に残すもの |
|---|---|---|
| ① 標準値を引く | 用途別・負荷種別の標準値を設計資料から選ぶ | 使った資料と選んだ値 |
| ② 実態で補正する | 建物の使われ方をヒアリングして寄せる | 補正した理由 |
| ③ 特殊負荷を分ける | 必ず動く負荷は個別に扱う | 個別判断の対象と考え方 |
| ④ 増設余裕を乗せる | 将来計画に応じて余裕を上乗せする | 余裕の根拠にした将来計画 |
ここまでのポイント
- 設備容量の合計はスタート地点。需要率・不等率で現実の値に補正してから機器を選ぶ。
- 計算書に「需要率0.6（○○資料の事務所ビル標準値）」のように出典と判断を書く。
- 大型機器・医療機器など「必ず動く負荷」は需要率1.0で見るなど、専用回路・特殊負荷は個別に判断する。
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まとめ ― 今日の1枚
容量設計の核心は、合計ではなくピークに合わせること。合計はスタート地点で、そこから2段階の現実補正を通してはじめて機器の容量になります。
| 段階 | 見ている数字 | ここでの問い |
|---|---|---|
| 負荷表の合計 | 設備容量 | どれだけの設備があるか |
| 需要率をかける | グループの最大需要 | 実際にどれだけ同時に使うか |
| 不等率で調整する | 建物全体の最大需要 | 各グループのピークはずれているか |
| 余裕を乗せる | 選ぶ機器の容量 | 将来の増設をどこまで見込むか |
出発点と需要率
- 核心は「全部同時には使わない」。設備は合計でなく実際のピークに合わせる。
- 需要率＝最大需要÷設備容量。負荷の性格で値が変わる（照明高め・コンセント低め・空調高め）。
不等率とその効果
- 不等率＝グループ同士のピークのズレ。上位設備は単純合計より小さくできる。
- 既存建物ならデマンドデータから実測でき、新築では用途別の実績データや設計資料の値を使う。
根拠を残す
- 係数には根拠を。出典と判断を計算書に残すのがプロ。
- 「需要率0.6（○○資料の事務所ビル標準値）」のように、出典と判断をセットで書き残す。
容量の数字は、誰かに聞かれたときに理由を答えられてはじめて設計になります。第4部はその理由を組み立てる練習です。
次回・第12回は、決まった容量を安全に流すために——幹線・ケーブルサイズの選び方（許容電流）。「電流→サイズ」の決定フローを図解します。お楽しみに！
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