消防設備士甲種1類「基礎的知識（機械・電気）」出題ポイント解説

消防設備士甲種1類の「基礎的知識（機械・電気）」分野の頻出論点を整理。水理・ポンプ・材料力学といった機械分野と、オームの法則・三相・力率・絶縁抵抗といった電気分野を、消火栓・スプリンクラー設備の理解につながる形で体系的に学べます。

※受験料・試験日程・合格基準・法令の数値は改定される場合があります。最新情報は必ず一般財団法人消防試験研究センターの公式サイトでご確認ください。

水理（流体）の基本

1類は水系設備を扱うため、水理は最重要の土台です。放水圧力や全揚程の計算に直結します。

パスカルの原理：密閉された流体に加えた圧力は、そのまま流体の各部に等しく伝わる。水圧機（ジャッキ）や加圧送水装置の考え方の基礎。
静水圧：水深 h における圧力は p = ρgh（ρ＝密度、g＝重力加速度）。深さに比例して増加します。
圧力と水頭の換算：1MPa ≒ 102m の水頭（0.1MPa ≒ 約10.2m）。放水圧力0.17MPaは約17m、0.25MPaは約25mの水頭に相当し、ポンプ全揚程の見積りで使います。
連続の式：非圧縮性流体では A₁v₁ = A₂v₂。管が細くなると流速が増します。
ベルヌーイの定理：圧力水頭＋速度水頭＋位置水頭の和が一定。エネルギー保存の考え方で、配管の各点の状態を関係づけます。
管摩擦損失：管内を水が流れると摩擦で圧力が失われる。損失は管が長いほど、流速が速いほど、管径が小さいほど大きくなります。全揚程には実揚程に加えてこの摩擦損失を見込みます。

消火栓・スプリンクラーの加圧送水はポンプ方式が基本で、渦巻ポンプが多用されます。

渦巻ポンプ：羽根車の回転で水に運動エネルギーを与え、ケーシングで圧力に変換する遠心ポンプ。消防用に広く用いられます。
全揚程：ポンプが水をくみ上げ・押し出すのに必要な高さの総和で、＝実揚程（吸込＋吐出の高さ）＋管摩擦損失水頭＋放水に必要な圧力水頭。屋内消火栓のポンプ全揚程には号別の加算値（1号＝+17m、2号＝+25m）を見込みます。
キャビテーション：吸込側の圧力が飽和蒸気圧以下に下がると水中に気泡が発生・消滅し、振動・騒音・羽根車の壊食を招く現象。吸込揚程を大きくとりすぎると発生しやすい。
ウォーターハンマー（水撃）：弁の急閉などで流れが急変すると管内に圧力の急上昇が生じ、衝撃音や配管損傷の原因となる現象。
呼水装置（フート弁）：ポンプが水源より高い位置にある場合、吸込管とポンプを常に水で満たしておくための装置。吸込管先端のフート弁（逆止弁付ストレーナ）が水の落下を防ぎ、呼水槽で水位を保ちます。