JP2022144879A - 消火設備管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】インターネット上の機器と通信可能なスマートメーターを設け、設備動作の状況から設備の劣化度合等の状態を判定して報知する。【解決手段】消火設備管理システムにおいて、消火設備１０は、消火ポンプ１１からの給水本管１６の階別に流水検知装置２４を介して引き出した分岐管２１にスプリンクラーヘッド２６を接続し、末端に遠隔末端試験弁３０を接続する。スマートメーター４０は、給水本管の圧力と流量を計測し、サーバ４６に送信する。点検時に遠隔末端試験弁３０を開放すると、給水本管の圧力が低下して消火ポンプが起動し、分岐管から排水管３３に消火用水を流して試験放水する。点検中の圧力と流量を、スマートメーターで計測し、サーバに送信して記憶する。サーバは、２回目以降の点検時に、初回点検と今回点検の圧力と流量の差分を分岐系統毎に求めて各分岐系統の劣化を判定し、差分の総和から消火設備全体の劣化を判定し、結果を報知する。【選択図】図１

Description

本発明は、スプリンクラーヘッドを設けた消火設備の経年変化を監視する消火設備管理システムに関する。

従来、一般ビル向けの消火設備として、スプリンクラー消火設備が知られている。スプリンクラー消火設備は、水による初期消火を目的として、火災感知から消火まで全て自動で行う消火設備である。

スプリンクラー消火設備は、消火ポンプを備えた加圧送水設備から建物の高さ方向に給水本管が立ち上げられ、給水本管から階別に分岐管が流水検知装置を介して引き出され、流水検知装置の二次側の分岐管に火災により作動して放水する閉鎖型のスプリンクラーヘッドが接続されている。

スプリンクラー消火設備の全配管内には加圧された消火用水が充満されており、火災の熱気流を受けてスプリンクラーヘッドが作動して放水が開始されると、放水に伴う流水により流水検知装置が開いて流水検知信号（火災検出信号）を出力し、給水本管内の圧力低下をポンプ起動用圧力タンクの圧力スイッチで検出することで消火ポンプを起動して消火用水を加圧供給し、毎分８０リットル以上の水を連続放水して消火することができる。

このような消火設備は年２回の定期点検が義務付けられている。定期点検においては、分岐管の末端に設けられた末端試験弁を開放操作することでスプリンクラーヘッド１台の作動に相当する消火用水を排水管に流す実放水試験を行い、末端試験弁の開放による流水で流水検知装置が開いて流水検知信号（火災検出信号）を出力し、給水本管内の圧力低下をポンプ起動用圧力タンクの圧力スイッチで検出することで消火ポンプを起動して消火用水を加圧供給させ、末端圧力（実放水試験の圧力）を圧力計で見ることにより消火設備が正常に動作していることを確認している。

定期点検により正常に動作しなかった場合には、原因となった機器の修理や交換といった対応で設備機能を回復させ、設備の信頼性を維持している。

特開２０１３－０８５９１４号公報 特開２０１５－１４６８４０号公報

しかしながら、このような消火設備は、一度設置すると、設置した建物の耐用年数に相当するような長期間に亘り運用されることとなり、運用期間の増加に伴い設備機器及び配管の劣化が進むが、設備機器や配管の劣化がどの程度進んでいるか分からず、定期点検の際に動作不良が多発したような場合に、設備の劣化が原因ではないかと想定して対処する程度に留まっており、運用期間の増加に伴う設備の劣化度合いが分からないために設備の経年変化を考慮した運用管理が十分にできず、万一、火災が発生した場合に消火設備が正常に動作しないという事態の発生が懸念される。

本発明は、インターネット上の機器と通信接続可能なスマートメーターを設けることで、定期点検等に伴う設備動作の状況から設備の劣化度合等の状態を判定して報知可能とする消火設備管理システムを提供することを目的とする。

（消火設備管理システム）
本発明は、消火設備管理システムであって、
消火設備で計測した所定の計測情報をサーバに送信するスマートメーターが設けられ、
サーバは、スマートメーターから送信された計測情報に基づき消火設備の状態を判定して報知することを特徴とする。

ここで、スマートメーターとは、センサの検出機能に加え、通信機能を備えたメーターを意味する。

（消火設備の劣化判定）
スマートメーターは、消火設備の点検時に、消火ポンプの吐出側から立ち上げられた給水本管の圧力及び流量を含む計測情報をサーバに送信し、
サーバは、消火設備の点検終了時に、初回点検の計測情報と今回点検の計測情報の比較に基づいて消火設備の劣化の度合を判定して報知する。

（点検動作と圧力及び流量の計測）
消火設備は、給水本管から所定の防護区画毎に流水検知装置を介して分岐された分岐管にスプリンクラーヘッドを接続すると共に分岐管の末端に末端試験弁を接続しており、
消火設備の点検は、末端試験弁の開放により分岐管から排水管に消火用水を流し、給水配管の圧力低下に基づき消火ポンプを起動して実放水試験を行っており、
スマートメーターは、末端試験弁の開放から消火ポンプの起動及び末端試験弁の閉鎖を経て消火ポンプの停止に至るまでの給水本管の圧力と流量を計測情報として計測してサーバに送信しており、
サーバは、消火設備の初回点検とその後の点検に分け、且つ、各点検につき分岐管の系統毎に分けて圧力と流量を記憶する。

（圧力と流量の差分に基づく劣化判定）
サーバは、分岐管系統毎に、圧力と流量の何れか一方又は両方につき初回点検と今回点検との差分積分値を生成し、差分積分値に基づいて分岐管系統毎の劣化の度合を判定して報知すると共に、差分積分値の総和に基づいて消火設備の劣化の度合を判定して報知する。

（点検中の一定時間の圧力と流量による劣化判定）
サーバは、末端試験弁の開放から消火ポンプの起動を含む所定時間の圧力と流量の何れか一方又は両方に基づいて初回点検と今回点検との差分積分値を生成して劣化度合を判定する。

（圧力と流量の応答遅れに基づく劣化判定）
サーバは、分岐管系統毎に、末端試験弁の開放により低下した圧力と流量の何れか一方又は両方がポンプ起動により所定値に達するまでの初回点検と今回点検の応答時間の差分時間を生成し、差分時間に基づいて分岐管系統毎の劣化の度合を判定して報知すると共に、差分時間の総和に基づいて消火設備の劣化の度合を判定して報知する。

（圧力と流量の応答時間）
サーバは、
圧力の応答時間として、末端試験弁の開放により低下した圧力がポンプ起動により所定圧力に回復するまでの時間を検出し、
流量の応答時間として、末端試験弁の開放により流れ出した流量がポンプ起動により所定流量に安定するまでの時間を検出する。

（流水検知装置の１次側及び２次側圧力）
スマートメーターは、消火設備に設けた流水検知装置の１次側圧力と２次側圧力を含む計測情報をサーバに送信し、
サーバは、スマートメーターから送信された流水検知装置の１次側圧力と２次側圧力に基づき消火設備の状態を判定して報知する。

（温度、ｐＨ、比重、振動、加速度、導電率の計測）
スマートメーターは、消火設備の温度、消火用水のｐＨ、消火用水の比重、消火用水の伝導率、配管の振動又は配管の加速度の少なくとも何れかを含む計測情報をサーバに送信し、
サーバは、スマートメーターから送信された消火設備の温度、消火用水のＰＨ、消火用水の伝導率、消火用水の比重、配管の振動又は配管の加速度の何れかに基づき、消火設備の状態を判定して報知する。

（基本的な効果）
本発明の消火設備管理システムによれば、スマートメーターにより消火設備で計測された所定の計測情報がサーバに送信されることで、消火設備の設置現場に出向くことなく、リアルタイムで又は必要なタイミングで、サーバで消火設備の計測情報から消火設備の状態を知ることができ、故障等の異常を例えば予兆現象の段階で知って必要な対処を可能とし、消火設備の運用と維持管理を効率良く進めることができる。

（消火設備の劣化判定の効果）
また、消火設備の定期点検による実放水試験で生じた給水本管の圧力と流量をスマートメーターで計測してインターネット上のサーバに送信することで、サーバ上で初回点検と今回点検の計測情報を比較することで、現時点での設備の劣化の度合が判定され、運用期間の増加に伴う消火設備の劣化度合が定量的に示されることで、消火設備の劣化度合を知り、例えば、消火設備の機器の交換等のリニューアル計画を適切な時期に策定して対処することで、火災時には確実に動作するという消火設備の信頼性を確保した維持管理を可能とする。

（点検動作と圧力及び流量の計測による効果）
また、末端試験弁の開放により実質的にスプリンクラーヘッド１台が作動したことに相当する実放水試験による給水本管の圧力と流量を計測してサーバ側に送信して記憶させることができ、また、計測情報を初回点検とそれ以降の点検毎に分け、且つ、点検を個別に行う分岐管系統毎に分けて記憶することで、記憶した計測情報に基づく消火設備の劣化判定を行い易くすることができる。

（圧力と流量の差分に基づく劣化判定の効果）
また、消火設備は劣化が進むと設備機器の動きが鈍くなり、このため給水本管の圧力と流量は、初回点検とそれ以降との点検では、劣化に応じて差が広がる傾向にあることから、劣化度合を示す値として、例えば圧力と流量の両方につき初回点検と今回点検との差分積分値を生成し、差分積分値が大きくなるほど劣化が進んでいる評価することができることから、差分積分値に基づき劣化の度合を判定することができる。

また、差分積分値を分岐管系統毎に生成することで、分岐管系統毎に、劣化の度合を判定でき、更に、分岐管系統毎に生成した差分積分値の総和から消火設備全体としての劣化の度合を判定することができる。

（点検中の一定時間の圧力と流量による劣化判定の効果）
また、末端試験弁の開放による点検開始から点検終了までの点検時間は、例えば、末端試験弁を手動操作した場合には、大きくばらつくが、末端試験弁の開放から所定時間の例えば圧力と流量から差分積分値を生成して劣化度合を判定することで、点検動作の時間的なばらつきによる影響を受けることなく、高い精度で設備の劣化度合を判定することができる。

（圧力と流量の応答遅れに基づく劣化判定の効果）
また、定期点検で消火ポンプを起動したときの給水本管の圧力及び流量の応答時間は、消火設備の劣化が進むほど長くなって応答遅れを生じることから、初回点検と今回点検の圧力と流量の応答時間を検出して比較することで、消火設備の劣化度合を判定することができる。

（圧力と流量の応答時間による効果）
また、設備の劣化により大きく影響を受ける消火ポンプの起動に伴う圧力と流量の変化から応答時間を正確に検出して設備の劣化度合を適切に評価して判定できる。

（流水検知装置の１次側及び２次側圧力の計測による効果）
また、建物の高さ方向に設置した給水本管から階別に引き出した分岐管に設けた流水検知装置の１次側圧力（給水本管側圧力）は、水頭に応じて最下階で最も高く、階が上がるにつれて減少する広い圧力範囲にあり、この１次側圧力の関係が崩れた場合に、流水検知装置の１次側の異常を判定して必要な対処ができる。

また、流水検知装置の２次側の圧力は階に依存することなく１次側に設けた減圧弁又は流水検知装置に一体化した減圧機構により一定圧力となり、２次側圧力が例えば低下していることで、２次側配管の漏水等の異常を判定して必要な対処ができる。

また流水検知装置の１次側圧力と２次側圧力との差圧を監視することで、流水検知装置の１次側の異常や２次側配管の漏水等を判定して必要な対処ができる。

（温度、ｐＨ、導電率、比重、振動、加速度の計測による効果）
また、消火設備の温度が例えばスプリンクラーヘッドの標示温度（作動温度）に対応した環境最高温度を超える状態が続く場合には、スプリンクラーヘッドの熱による誤作動や腐食による誤作動の可能性が高くなることを判定し、換気等の対策により環境最高温度以下に抑える対処ができる。

また、配管に充水している消火用水のｐＨは、酸性域でのｐＨの減少とともに鉄製配管の腐食速度が増加し、アルカリ性域ではｐＨの増加とともに腐食速度が減少する関係にあり、消火用水のｐＨを監視することで、配管の腐食状況を知り、消火用水のｐＨを中性或いはアルカリ性域に調整するといった対処を可能とする。

また、消火用水の伝導率は、伝導率が高くなるほど腐食性が高くなる関係にあり、消火用水の伝導率を監視することで、配管の腐食状況を知り、消火用水の伝導率を下げるための対処を可能とする。

また、消火用水の比重は、不純物が混入するほど比重が増加して腐食性が高くなる関係にあることから、消火用水の比重を監視することで、配管の腐食状況を知り、消火用水の比重を下げるための対処を可能とする。

また、配管の振動や加速度は、配管に加わる機械的なストレスを示し、配管の振動や加速度を監視することで、配管の接続部やスプリンクラーヘッドの接続部等に対する影響を判定して必要な対処を可能とする。

消火設備管理システムの概略を示した説明図である。 図１に設けられたスマートメーターとサーバの機能構成を示したブロック図である。 定期点検の実放水試験による給水本管の圧力と流量、及び末端試験弁と消火ポンプの動作を示したタイムチャートであり、図３（Ａ）に計測値を示し、図３（Ｂ）に遠隔末端試験弁３０の動作を示し、図３（Ｃ）に消火ポンプ１１の動作を示す。 スマートメーターで計測されてサーバに記憶される消火設備の計測情報のレコード構成を示した説明図であり、図４（Ａ）はレコード形式を示し、図４（Ｂ）は点検動作に伴い生成された一連の計測情報を示す。 消火設備の劣化判定に用いられる複数回の定期点検で得られた消火設備の流量と圧力を示したタイムチャートである。 図５の計測情報から生成される差分積分値に基づく劣化度合の経年変化を示したタイムチャートであり、図６（Ａ）は分岐管系統（５系統）の経年変化を示し、図６（Ｂ）は消火設備全体としての経年変化を示す。 設備の劣化判定に用いる消火設備の流量と圧力の応答時間を分岐管系統毎に分けて示したタイムチャートである。

［消火設備管理システム］
（消火設備の概要）
図１に示すように、消火設備１０は、建物の地下階などのポンプ室に加圧送水装置として消火ポンプ１１を設置し、モータ１２で駆動する。モータ１２はポンプ制御盤１４により起動・停止の運転制御を受ける。モータ１２で駆動された消火ポンプ１１は水源水槽１５からの消火用水を吸込み、建物の高さ方向に配置した給水本管１６に加圧した消火用水を供給する。

消火ポンプ１１に対してはポンプ始動用圧力スイッチ２０を備えたポンプ起動用の圧力タンク１８を設け、ポンプ始動用圧力スイッチ２０は給水本管１６の管内圧力が規定圧力以下に低下したときに作動してポンプ制御盤１４に圧力低下検出信号を出力し、モータ１２を駆動して消火ポンプ１１を始動する。

給水本管１６からは建物の例えば階別の防護区画毎に分岐管２１を引き出している。１Ｆを例にとると、分岐管２１の分岐部分には仕切弁２２に続いて流水検知装置２４を設け、その２次側の分岐管２１に閉鎖型のスプリンクラーヘッド２６を接続している。

分岐管２１の末端側には手動操作で開閉する手動末端試験弁２８を設け、手動末端試験弁２８と並列に、外部からの信号により開閉制御する遠隔末端試験弁３０を接続する。遠隔末端試験弁３０は電動弁又は電磁弁である。

手動末端試験弁２８と遠隔末端試験弁３０の２次側は、スプリンクラーベッド２６の１台作動に相当する流量を流すオリフィス３２を介して排水管３３に接続している。消火ポンプ１１、給水本管１６及びスプリンクラーヘッド２６に至る配管内には消火用水が充水している。

流水検知装置２４は通常の監視状態で弁体を閉じており、１Ｆでの火災によりスプリンクラーヘッド２６が開放作動して消火用水を放水すると、放水に伴う水流により弁体を開き、弁体の動きに連動して流水検知スイッチをオンし、消火制御盤３４に流水検知信号を出力して作動表示を行わせ、更に、消火制御盤３４から火災受信機３６に移報信号を送信して火災警報を出力させる。また流水検知装置２４は減圧機構を一体に備え、設置階に応じて広範囲で変化している１次側圧力を減圧して所定の２次側圧力を得るようにしている。このような流水検知装置２４の構成と機能は２Ｆの流水検知装置２４を含む他の階の流水検知装置についても同様となる。

また、本実施形態の消火制御盤３４は、定期点検の際に、点検操作に基づき自動点検制御を行う。消火制御盤３４の自動点検制御は、階別に順次行われ、まず、１Ｆの遠隔末端試験弁３０を開制御し、オリフィス３２で決まるスプリンクラーヘッド２６の１台作動の放水量に相当する毎分８０リットル以上の消火用水を排水管３３に流して実放水試験を開始する。

実試験放水を開始すると、流水により流水検知装置２４の弁体が開放して流水検知信号（火災検出信号）を出力し、消火制御盤３４で作動表示を行い、火災受信機３６に移報信号を出力するが、点検時には移報停止を設定しているので、火災警報は出力しない。

また、遠隔末端試験弁３０の開放で試験放水を開始すると、給水本管１６内の圧力が低下し、圧力低下を圧力タンク１８のポンプ始動用圧力スイッチ２０が作動（オン）し、ポンプ制御盤１４がモータ１２の始動により消火ポンプ１１を駆動して消火用水を加圧供給し、毎分８０リットル以上の消火用水を開放した遠隔末端試験弁３０から排水管３３に流す試験放水を行う。

続いて、消火制御盤３４は所定の点検時間が経過すると、遠隔末端試験弁３０を閉鎖制御して試験放水を停止し、続いて、ポンプ制御盤１４にポンプ停止を指示し、モータ１２の駆動停止により消火ポンプ１１の運転を停止する。以下、同様に、残りの階別に自動点検制御を繰り返す。

［スマートメーター］
図１の消火設備１０の消火ポンプ１１を含む加圧送水側にはスマートメーター４０を設けている。スマートメーター４０は、消火ポンプ１１の２次側で圧力Ｐと流量Ｑを計測して計測情報を生成し、アンテナ７６から基地局７８及びインターネット４２を経由してサーバ４６に送信する通信機能を備える。

また、各階の流水検知装置２４には１次側圧力Ｐ１と２次側圧力Ｐ１を検出する圧力センサー７０，７２を設け、圧力センサー７１，７２の圧力検出値をアダプタ７４でまとめてスマートメーター４０に送信する。このためスマートメーター４０は、圧力Ｐと流量Ｑに、各階の流水検知装置２４の１次側圧力Ｐ１と２次側圧力Ｐ２を加えた計測情報を生成し、サーバ４６に送信する。

図２に示すように、スマートメーター４０は、圧力センサー４８、流量センサー５０、メーター制御部５２、メーター通信部５４で構成する。メーター制御部５２は、ＣＰＵ、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路で構成する。

圧力センサー４８は消火ポンプ１１の２次側の給水本管１６に充水された消火用水の圧力Ｐを検出し、流量センサー５０は給水本管１６を流れる消火用水の流量Ｑを検出する。

メーター制御部５２は、圧力センサー４８からの圧力検出信号Ｅ１、流量センサー５０からの流量検出信号Ｅ２、消火制御盤３４からの通常状態か点検かを示すステータス信号Ｅ３、消火制御盤３４からの階別の分岐管系統毎に設けた遠隔末端試験弁３０の開閉を示す末端試験弁信号Ｅ４、ポンプ制御盤１４からの消火ポンプ１１の起動と停止を示す消火ポンプ運転信号Ｅ５、流水検知装置２４の圧力センサー７０，７２からの１次側圧力検出信号Ｅ６及び２次側圧力検出信号Ｅ７を入力する。

これらの信号Ｅ１～Ｅ７を入力したメーター制御部５２は、所定のサンプリング周期毎に、設備ＩＤ、分岐系統ＩＤ、圧力Ｐ、流量Ｑ、末端試験弁、ポンプ運転、ステータス、１次側圧力Ｐ１、２次側圧力Ｐ２を含む計測情報を生成し、メーター通信部５４に指示してサーバ４６に送信する制御を行う。

図１に示すように、消火設備１０の送水口２５は建物の外側に設置しており、本実施形態ではスマートメーター４０のアンテナ７６を送水口２５に設け、図２のメーター通信部５４との間はアンテナ線で接続し、建物の外側にアンテナ７６を簡単に設置可能としている。

［サーバ］
（サーバの概要）
図２に示すように、サーバ４６は、サーバ通信部５６、サーバ制御部５８、ディスプレイを用いた表示部６０、キーボード、マウス等の入出力部を備えた操作部６２及び記憶部６４で構成する。サーバ制御部５８は、ＣＰＵ、メモリ、各種入出力ポート等を備えたコンピュータ回路であり、ＣＰＵによるプログラムの実行により、計測情報管理部６６と劣化判定部６８の機能を実現する。

計測情報管理部６６は、消火設備１０のスマートメーター４０が送信した計測情報を受信して記憶し、必要に応じて読み出す管理制御を行う。劣化判定部６８は、消火設備１０の初回の点検終了時は判定処理を行わず、２回目以降の点検終了時に、初回点検の計測情報と今回点検の計測情報の比較に基づいて消火設備１０の劣化の度合を判定し、表示部６０に表示するなどして報知する制御を行う。また、劣化判定部６８は、点検時又は人的な操作タイミングで、計測情報から消火設備１０の状態を判定して報知する制御を行う。

（消火設備の点検による計測情報）
消火設備１０の定期点検の動作は、図３に示すように、時刻ｔ１で遠隔末端試験弁３０を開制御して試験放水の開始を開始すると、図３（Ａ）に示す給水本管１６内の圧力Ｐが低下し、時刻ｔ２で所定の設定圧力Ｐｔｈに低下すると図１に示した圧力タンク１８のポンプ始動用圧力スイッチ２０がオンし、消火ポンプ１１を始動して運転状態とし、これにより低下した圧力Ｐが回復し、連続的に試験放水を行う。このとき給水本管１６の流量Ｑは例えば毎分８０リットル以上となる試験放水の流量に増加し、これを維持する。

所定の点検時間が経過して時刻ｔ４に達すると遠隔末端試験弁３０を閉制御し、続いて時刻ｔ５で消火ポンプ１１の運転を停止し、給水本管１６の流量Ｑは零となり、また、圧力Ｐは若干上がって安定し、この分岐管系統の点検を終了する。

（定期点検時の計測情報の送信と記憶）
図４（Ａ）に示すように、スマートメーター４０で生成し、且つサーバ４６に記憶する計測情報７０は、インデックス（Ｉｎｄｅｘ）、設備ＩＤ、分岐系統ＩＤ、圧力Ｐ、流量Ｑ、末端試験弁、ポンプ運転、ステータスを含む。なお、流水検知装置２４の１次側圧力Ｐ１と２次側圧力Ｐ２は省略している。

インデックス（Ｉｎｄｅｘ）は、計測情報７０の順番を示すものであり、タイムスタンプでも良い。設備ＩＤは図１に示したように、サーバ４６は複数の消火設備１０を管理することから、消火設備１０を識別するために設定する。分岐系統ＩＤは、遠隔末端試験弁３０の制御により定期点検を行う分岐管系統を識別するために設定する。

圧力Ｐは圧力センサー４８で検出した圧力ＰをＡＤ変換したデジタル圧力値ＤＰであり、流量Ｑは流量センサー５０で検出した流量ＱをＡＤ変換したデジタル流量値ＤＱである。末端試験弁はその開閉状態を示す。ポンプ運転は運転か停止かを示す。ステータスは通常か点検かを示す。なお、計測情報７０の形式は、これに限定されず、圧力Ｐ、流量Ｑを含むものであれば、適宜の形式とすることができる。

図１に示す分岐管系統の点検動作を行った場合、図４（Ｂ）に示す一連の計測情報７０をスマートメーター４０が生成し、サーバ４６に送信して記憶する。図４（Ｂ）の計測情報は、所定のサンプリング周期で離散的に生成しており、左側に図３の時刻ｔ１，ｔ２，ｔ４，ｔ５の計測タイミングを示す。

このようにスマートメーター４０で計測し、サーバ４６に送信して記憶した計測情報７０を対象に、サーバ４６の劣化判定部６８は、図３に示す遠隔末端試験弁３０を開制御する点検開始時刻ｔ１から消火ポンプ１１を始動した後の時刻ｔ３まで所定時間Ｔの計測情報を読み出して消火設備１０の劣化判定を行う。

［計測値の差分に基づく劣化判定］
（劣化判定に用いる計測情報）
図５に示すように、圧力Ｐ１と流量Ｑ１は初回点検で計測した時間分布であり、図３に示した遠隔末端試験弁３０を開放した時刻ｔ１から所定時間Ｔが経過した時刻ｔ３までの所定時間Ｔの圧力と流量の計測結果を、設備の劣化判定のために読み出す。

ここで、圧力Ｐ１は、遠隔末端試験弁３０の開放で低下した後に、消火ポンプ１１の起動により回復する時間変化を示す。また、流量Ｑ１は、遠隔末端試験弁３０の開放で流量が増加した後に消火ポンプ１１の起動により回復して所定の流量を保つまでの時間変化を示す。

圧力Ｐ２と流量Ｑ２は、２回目の定期点検の計測結果であり、初回の圧力Ｐ１と流量Ｑ１の立ち上りに対し、２回目の圧力Ｐ２と流量Ｑ２の立上りは、設備の経年変化の影響を受けて時間遅れを生じている。

圧力Ｐ３と流量Ｑ３は３回目の定期点検の計測結果、圧力Ｐ４と流量Ｑ４は４回目の定期点検の計測結果であり、それぞれ前回の計測結果に対し立上りに時間遅れを生じている。

なお、消火設備の定期点検は半年に１回行われ、この程度の期間毎の定期点検では図５に示す顕著な圧力と流量の立上り部分での時間遅れは必ずしも起きないが、運用年数が数年を超えると、初回に対する圧力と流量の立上り部分の時間遅れは顕著になることが想定され、図５にあっては、説明を容易にするため、１回目から４回目の点検で時間遅れが生じたものとして示している。

（圧力と流量の差分に基づく劣化判定）
図２に示したサーバ４６の劣化判定部６８は、２回目以降の定期点検が終了し、計測情報管理部６６により記憶部６４に初回点検と２回目点検の計測情報が記憶された状態で、例えば、担当者による設備劣化判定の処理要求の操作を受けたとき、図５に示した初回点検の圧力Ｐ１と流量Ｑ１の所定時間Ｔ分の計測情報と２回目点検の圧力Ｐ２と流量Ｑ２の所定時間Ｔ分の計測情報を読み出して初回点検と２回路点検との差分積分値を生成し、差分積分値に基づいて分岐管系統毎の劣化の度合を判定して報知する。

具体的には、劣化判定部６８は分岐管系統毎に分けて劣化を判定する。ここで、分岐管系統をｉ＝１，２，・・・ｎとすると、劣化判定部６８は、初回点検の圧力Ｐ１ｉと流量Ｑ１ｉの所定時間Ｔ分の計測情報と、２回目点検の圧力Ｐ２ｉと流量Ｑ２ｉの所定時間Ｔ分の計測情報を読み出して差分積分値
ΣΔＰ１２＝Σ（Ｐ１ｉ－Ｐ１ｉ）
ΣΔＱ１２＝Σ（Ｑ１ｉ－Ｑ１ｉ）
を生成し、例えば両者の加算値（ΣΔＰ１２＋ΣΔＱ１２）に基づいて分岐管系統毎の劣化の度合を判定して報知する。

ここで、圧力の差分積分値ΣΔＰ１２は図５に示した初回と２回目の圧力Ｐ１，Ｐ２の間の面積を示し、また、流量の差分積分値ΣΔＱ１２は図５に示した初回と２回目の流量Ｑ１，Ｑ２の間の面積を示し、面積の大きさが初回点検時に対し２回目の点検時に劣化が進んでいる度合いを表す。なお、分岐管系統毎の劣化判定は、圧力の差分積分値（ΣΔＰ１２）と流量の差分積分値（ΣΔＱ１２）に分けて個別に判定しても良い。

また、劣化判定部６８は、分岐管系統毎の劣化判定で生成された圧力及び流量の差分積分値の総和を求め、圧力及び流量の差分積分値の総和に基づき消火設備１０の全体としての劣化度合を判定して報知しても良い。この場合にも、圧力の差分積分値の総和と流量の差分積分値の総和に分けて消火設備１０全体としての判定度合を判定しても良い。

（設備の劣化度合）
図６（Ａ）に示すように、分岐管系統における差分積分値で与えられる劣化度合は、例えば１０年までは、劣化度合の増加は僅かであるが、１０年を超えると増加割合が大きくなり、２０年前後では、予め設定した劣化度合の閾値ＴＨ１を超えており、閾値ＴＨ１以上となった分岐管系統の劣化警報を報知することで、劣化警報となった設備機器や配管を交換修理する計画の策定を促す。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の各分岐管系統の劣化度合の総和を示しており、同様に１０年を超えると増加割合が大きくなり、２０年を超えると、予め設定した劣化度合の閾値ＴＨ２を超えており、設備の劣化警報を報知することで、設備機器や配管を交換修理するリニューアル計画の策定を促す。

［圧力と流量の応答遅れに基づく劣化判定］
図２に示したサーバ４６の劣化判定部６８の他の実施形態として、定期点検における圧力Ｐと流量Ｑの応答時間に基づき設備の結果度合を判定して報知する。

（応答時間の検出）
図７に示すように、圧力Ｐ１～Ｐ４と流量Ｑ１～Ｑ４は初回から４回目までの点検で計測した圧力と流量の時間分布であり、本実施形態の劣化判定部６８は、消火設備１０の２回目以降の定期点検が終了して担当者による劣化判定の処理要求操作を受けたときに、図３に示した遠隔末端試験弁３０を開放した時刻ｔ１から所定時間Ｔが経過した時刻ｔ３までの所定時間Ｔの圧力と流量の計測結果を、設備の劣化判定のために読み出す。

例えば、２回目の定期点検を終了して担当者による劣化判定の処理要求操作を受けたとき、劣化判定部６８は、図７に示す初回点検の圧力Ｐ１及び流量Ｑ１と、２回目点検の圧力Ｐ２と流量Ｑ２の計測情報を読み出す。

劣化判定部６８は、初回点検の圧力Ｐ１について、時刻ｔ１で遠隔末端試験弁３０を開放してから低下した圧力が消火ポンプ１１の始動により所定圧力に回復するまでの時間を圧力応答時間ＰＴ１として検出する。

また、劣化判定部６８は、初回点検の流量Ｑ１については、遠隔末端試験弁３０を開放してから流量が増加した後に消火ポンプ１１の始動による所定の流量に安定するまでの時間を流量応答時間ＱＴ１として検出する。

また、劣化判定部６８は、２回目点検の圧力Ｐ２と流量Ｑ２についても、同様にして、圧力応答時間ＰＴ２と流量応答時間ＱＴ２を検出する。２回目の定期点検による圧力応答時間ＰＴ２と流量応答時間ＱＴ２は、初回の定期点検の圧力応答時間ＰＴ１と流量応答時間ＱＴ１に対し、設備の経年変化の影響を受けて時間遅れを生じている。

なお、圧力Ｐ３と流量Ｑ３は３回目の定期点検の計測結果であり、劣化判定部６８はそれぞれ応答時間ＰＴ３，ＱＴ３を検出し、また、圧力Ｐ４と流量Ｑ４は４回目の定期点検の計測結果であり、劣化判定部６８はそれぞれの応答時間ＰＴ４，ＱＴ４を検出することになる。

（応答時間に基づく劣化判定）
続いて、劣化判定部６８は、分岐管系統毎に分けて圧力と流量の応答時間に基づき劣化を判定する。ここで、分岐管系統をｉ＝１，２，・・・ｎとすると、劣化判定部６８は、初回点検の圧力応答時間ＰＴ１ｉと流量応答時間ＱＴ１ｉとの時間差分
ΔＰＴ１２＝（ＰＴ１ｉ－ＰＴ２ｉ）
ΔＱＴ１２＝（ＱＴ１ｉ－ＱＴ２ｉ）
を生成し、例えば両者を加算した時間差分
ΔＴ１＝（ΔＰＴ１２＋ΔＱＴ１２）
に基づいて分岐管系統毎の劣化の度合を判定して報知する。

ここで、初回点検と２回目点検の応答時間の時間差分が大きい程、初回点検時の設備に対し２回目の点検時の設備の劣化が進んでいると判定することができる。なお、分岐管系統毎の劣化判定は、圧力時間差分（ΔＰＴ１２）と流量時間差分（ΔＱＴ１２）に分けて個別に判定しても良い。

また、劣化判定部６８は、分岐管系統毎の劣化判定で生成された圧力時間差分及び流量時間差分の総和を求め、圧力時間差分及び流量時間差分の総和に基づき消火設備１０の全体としての劣化度合を判定して報知する。この場合にも、圧力時間差分の総和と流量時間差分の総和に分けて消火設備１０全体としての判定度合を判定しても良い。

［流水検知装置の１次側圧力及び２次側圧力の計測と判定］
図１に示すように、スマートメーター４０は、消火設備１０に設けた流水検知装置２４の１次側圧力Ｐ１と２次側圧力Ｐ２を計測情報に含めてサーバ４６に送信している。図２に示したサーバ４６の計測情報管理部６６はスマートメーター４０からの１次側圧力Ｐ１と２次側圧力Ｐ２を含む計測情報を受信して記憶し、必要に応じて読み出す。

サーバ６８の劣化判定部６８は、スマートメーター４０から送信された流水検知装置２４の１次側圧力Ｐ１と２次側圧力Ｐ２に基づき消火設備１０の状態を判定して報知する。

例えば、建物の高さ方向に設置した給水本管１６から階別に引き出した分岐管２１に設けた流水検知装置２４の１次側圧力Ｐ１は、水頭に応じて最下階で最も高く、階が上がるにつれて減少する広い圧力範囲にある。このためサーバ４６は、各階の流水検知装置２４の１次側圧力Ｐ１を読み出し、階に応じて変化する１次側圧力Ｐ１の関係が崩れた場合に、流水検知装置２４の１次側の異常を判定して報知し、流水検知装置２４の点検等の必要な対処を可能とする。

また、流水検知装置２４の２次側の圧力は階に依存することなく１次側に設けた減圧弁又は流水検知装置２４に一体化した減圧機構により所定圧力となる。このためサーバ４６は、２次側圧力Ｐ２が所定圧力から低下していることで、２次側の分岐管２１の漏水等の異常を判定して報知することで、必要な対処を可能とする。

また、サーバ４６は流水検知装置２４の１次側圧力Ｐ１と２次側圧力Ｐ２との差圧（Ｐ１－Ｐ２）を求めて監視し、差圧（Ｐ１－Ｐ２）が階ごとに異なる所定値から外れたときに、流水検知装置２４の１次側の異常や２次側配管の漏水等を判定して報知し、必要な対処を可能とする。

［温度、ｐＨ、比重、振動、加速度、導電率の計測と判定］
（追加する計測情報）
図１の消火設備１０に設けたスマートメーター４０は、前述した給水本管１６の圧力Ｐと流量Ｑ、流水検知装置２４の１次側圧力Ｐ１と２次側圧力Ｐ２以外に、消火設備の温度Ｔ、消火用水のｐＨ、消火用水の伝導率、消火用水の比重Ｇ配管の振動又は配管の加速度を、対応するセンサで検出して生成した計測情報をサーバ４６に送信しても良い。

サーバ４６は、スマートメーター４０が送信した消火設備１０の温度、消火用水のｐＨ、消火用水の伝導率、消火用水の比重、配管の振動又は配管の加速度に基づき、消火設備の状態を判定して報知する。

これ以外にもスマートメーター４０で適宜の計測情報を生成してサーバ４６に送信し、設備状況を判定して報知する場合を含む。

（温度による設備状態の判定）
サーバ４６は、スマートメーター４０から受信した計測情報に含まれる温度センサで検出した消火設備１０の温度Ｔを監視し、例えばスプリンクラーヘッド２６の作動温度である標示温度に対応した環境最高温度を超える状態が続く場合には、スプリンクラーヘッド２６の熱による誤作動や腐食による誤作動の可能性が高くなることを判定して温度異常を報知する。これにより換気等の対策により設備温度を環境最高温度以下に抑える対処ができる。

（消火用水のｐＨによる設備状態の判定）
サーバ４６は、スマートメーター４０から受信した計測情報に含まれるｐＨセンサで検出した配管に充水している消火用水のｐＨを監視し、消火用水のｐＨに基づき設備状態を判定して報知する。

配管に充水している消火用水は、酸性域でのｐＨの減少とともに鉄製の配管の腐食速度が増加し、アルカリ性域ではｐＨの増加とともに腐食速度が減少する関係にある。そこでサーバ４６は消火用水のｐＨを監視し、酸性域でのｐＨの減少を判定して配管の腐食が進んでいることを報知する。これにより例えば配管の消火用水を排水して新たな消火用水に入れ替えることで、消火用水のｐＨを中性或いはアルカリ性域に調整するといった対処を可能とする。

（消火用水の導電率による設備状態の判定）
サーバ４６は、スマートメーター４０から受信した計測情報に含まれる導電率センサで検出した配管に充水している消火用水の伝導率を監視し、消火用水の伝導率に基づき設備状態を判定して報知する。

配管に充水している消火用水の伝導率は、伝導率が高くなるほど腐食性が高くなる関係にある。そこでサーバ４６は消火用水の伝導率を監視し、伝導率が高くなったことを判定して配管の腐食性が高まったことを報知する。これにより例えば配管の消火用水を排水して新たな消火用水に入れ替えることで、消火用水の伝導率を正常に戻すといった対処を可能とする。

（消火用水の比重による設備状態の判定）
サーバ４６は、スマートメーター４０から受信した計測情報に含まれる比重センサで検出した配管に充水している消火用水の比重を監視し、消火用水の比重に基づき設備状態を判定して報知する。

配管に充水している消火用水の比重は、不純物が混入するほど比重が増加し、不純物によっては腐食性が高くなる関係にある。そこでサーバ４６は消火用水の比重を監視し、比重が高くなったことを判定して配管の腐食性が高まったことを報知する。これにより例えば配管の消火用水を排水して新たな消火用水に入れ替えることで、消火用水の比重を正常に戻すといった対処を可能とする。

（配管の振動や加速度による設備状態の判定）
サーバ４６は、スマートメーター４０から受信した計測情報に含まれる振動センサや加速度センサで検出した配管の振動や加速度を監視し、配管の振動や加速度に基づき設備状態を判定して報知する。

消火設備１０の配管の振動や加速度は、配管に加わる機械的なストレスを示しており、継続的に強い振動が加わったり、地震等により大きな加速度の衝撃が加わると、配管の接続部やスプリンクラーヘッド２６の接続部等に弛みが生じて漏水し、また大きな衝撃を受けてクラック等の破損か起きる可能性がある。

そこでサーバ４６は消火設備の振動や加速度を監視し、継続的に強い振動が加わったり、地震等により大きな加速度の衝撃が加わったことを判定して報知する。これにより消火設備の点検を行うことで異常個所を発見し、修理交換といった対処を可能とする。

［本発明の変形例］
（末端試験弁）
上記の実施形態は、分岐管２１の末端に設けた手動末端試験弁２８と並列に遠隔末端試験弁３０を設け、定期点検時に消火制御盤３４からの制御により開放して放水試験を開始しているが、遠隔末端試験弁３０を設けていない場合には、手動末端試験弁２８を点検員が現場に出向いて開操作することで放水試験を行うようにしても良い。

この場合、消火制御盤３４は、手動末端試験弁２８の開操作は検知できないことから、これに代えて流水検知装置２４の流水検知スイッチのオンによる流水検知信号を計測情報に設定する。

（計測情報の記憶）
上記の実施形態にあっては、スマートメーター４０で所定のサンプリング周期で計測して送信された計測情報を全てサーバ４６で記憶するようにしているが、これに限定されず、例えば、消火制御盤３４で点検モードを設定している場合、点検モードが設定されている間にスマートメーター４０から受信した計測情報のみを記憶し、これによりサーバ４６における計測情報の記憶量を低下させることができる。

（定期点検）
上記の実施形態は、消火設備の定期点検時に設備の劣化を判定しているが、これに限定されず、定期点検以外の点検時、或いは、必要に応じて行う放水試験を伴う適宜の点検時に消火設備の劣化を判定しても良い。

（他の消火設備）
上記の実施形態は、２次側配管に加圧水を充填した湿式のスプリンクラー消火設備を対象としたが、２次側配管に加圧空気を充填した乾式スプリンクラー消火設備、２次側配管に加圧水を充填した湿式予作動スプリンクラー消火設備や負圧湿式予作動スプリンクラー消火設備、２次側に加圧空気を充填した乾式予作動スプリンクラー設備を対象としても良い。

（加圧送水装置）
上記の実施形態は、加圧送水装置として消火ポンプ設備を例にとるものであったが、これ以外に、高架水槽の落差を利用して送水するための圧力を得る高架水槽方式、加圧した水槽により給水する圧力水槽方式としてもよい。

（その他）
また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：消火設備
１１：消火ポンプ
１２：モータ
１４：ポンプ制御盤
１５：水源水槽
１６：給水本管
１８：圧力タンク
２０：ポンプ始動用圧力スイッチ
２１：分岐管
２２：仕切弁
２４：流水検知装置
２５：送水口
２６：スプリンクラーヘッド
２８：手動末端試験弁
３０：遠隔末端試験弁
３２：オリフィス
３３：排水管
３４：消火制御盤
３６：火災受信機
４０：スマートメーター
４２：インターネット
４６：サーバ
４８，７１，７０：圧力センサー
５０：流量センサー
５２：メーター制御部
５４：メーター通信部
５６：サーバ通信部
５８：サーバ制御部
６０：表示部
６２：操作部
６４：記憶部
６６：計測情報管理部
６８：劣化判定部
７０：計測情報
７４： アダプタ
７６：アンテナ
７８：基地局

Claims (9)

1. 消火設備で計測した所定の計測情報をサーバに送信するスマートメーターが設けられ、
   前記サーバは、前記スマートメーターから送信された前記計測情報に基づき前記消火設備の状態を判定して報知することを特徴とする消火設備管理システム。
   
2. 請求項１記載の消火設備管理システムに於いて、
   前記スマートメーターは、前記消火設備の点検時に、消火ポンプの吐出側から立ち上げられた給水本管の圧力及び流量を含む計測情報をサーバに送信し、
   前記サーバは、前記消火設備の点検終了時に、初回点検の前記計測情報と今回点検の前記計測情報の比較に基づいて前記消火設備の劣化の度合を判定して報知することを特徴とする消火設備管理システム。
   
3. 請求項１記載の消火設備管理システムにおいて、
   前記消火設備は、前記給水本管から流水検知装置を介して分岐された分岐管にスプリンクラーヘッドを接続すると共に前記分岐管の末端に末端試験弁を接続しており、
   前記消火設備の点検は、前記末端試験弁の開放により前記分岐管から排水管に消火用水を流し、前記給水本管の圧力低下に基づき前記消火ポンプを起動して試験放水を行っており、
   前記スマートメーターは、前記末端試験弁の開放から前記消火ポンプの起動及び前記末端試験弁の閉鎖を経て前記消火ポンプの停止に至るまでの前記給水本管の圧力と流量を前記計測情報として計測して前記サーバに送信し、
   前記サーバは、前記消火設備の初回点検とその後の点検に分け、且つ、前記各点検につき前記分岐管の系統毎に分けて前記圧力と前記流量を記憶することを特徴とする消火設備管理システム。
   
4. 請求項３記載の消火設備管理システムにおいて、
   前記サーバは、前記分岐管系統毎に、前記圧力と前記流量の何れか一方又は両方につき初回点検と今回点検との差分積分値を生成し、前記差分積分値に基づいて前記分岐管系統毎の劣化の度合を判定して報知すると共に、前記差分積分値の総和に基づいて前記消火設備の劣化の度合を判定して報知することを特徴とする消火設備管理システム。
   
5. 請求項４記載の消火設備管理システムに於いて、前記サーバは、前記末端試験弁の開放から前記消火ポンプの起動を含む所定時間の前記圧力と前記流量の何れか一方又は両方に基づいて前記初回点検と今回点検との差分積分値を生成して劣化度合を判定することを特徴とする消火設備管理システム。
   
6. 請求項４記載消火設備管理システムに於いて、前記サーバは、前記分岐管系統毎に、前記末端試験弁の開放により低下した前記圧力と前記流量の何れか一方又は両方が前記ポンプ起動により所定値に達するまでの初回点検と今回点検の応答時間の差分時間を生成し、前記差分時間に基づいて前記分岐管系統毎の劣化の度合を判定して報知すると共に、前記差分時間の総和に基づいて前記消火設備の劣化の度合を判定して報知することを特徴とする消火設備管理システム。
   
7. 請求項６記載の消火設備管理システムに於いて、
   前記サーバは、
   前記圧力の応答時間として、前記末端試験弁の開放により低下した前記圧力が前記ポンプ起動により所定圧力に回復するまでの時間を検出し、
   前記流量の応答時間として、前記末端試験弁の開放により流れ出した前記流量が前記ポンプ起動により所定流量に安定するまでの時間を検出することを特徴とする消火設備管理システム。
   
8. 請求項１記載の消火設備管理システムにおいて、
   前記スマートメーターは、前記消火設備に設けた流水検知装置の１次側圧力と２次側圧力を含む計測情報を前記サーバに送信し、
   前記サーバは、前記スマートメーターから送信された前記流水検知装置の１次側圧力と２次側圧力に基づき前記消火設備の状態を判定して報知することを特徴とする消火設備管理システム。
   
9. 請求項１記載の消火設備管理システムに於いて、
   前記スマートメーターは、前記消火設備の温度、消火用水のｐＨ、消火用水の伝導率、消火用水の比重、配管の振動又は配管の加速度の少なくとも何れかを含む計測情報を前記サーバに送信し、
   前記サーバは、前記スマートメーターから送信された前記消火設備の温度、消火用水のＰＨ、消火用水の伝導率、消火用水の比重、配管の振動又は配管の加速度の何れかに基づき、前記消火設備の状態を判定して報知することを特徴とする消火設備管理システム。

Images