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【現場仮設】仮設電力の容量計算と需要率・同時使用率の選定実務

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建設現場の立ち上げ(乗り込み前)において、現場代理人が最初に取り組む最も重要な実務の1つが仮設電力の容量計算です。

仮設電力の計画を誤ると、タワークレーンやエレベーターと溶接機が同時に動いた瞬間にメインブレーカが飛んで現場全体がストップしたり、逆に容量を過大に見積もりすぎて電力会社への基本料金(契約電力)を無駄に払い続けたりする原因になります。

この記事では、現場に搬入される各種建設機械の設備容量(kW・kVA)から、適切な需要率(不等率)および同時使用率を考慮して、最適な受電契約容量(kVA)を算出する具体的な手順と実務数値を解説します。

この記事には例として各機器の消費電力が記載されています。あくまで参考値ですので、本来使用する機器の消費電力や使用頻度は現場ごとに調整してください。

目次

1. 仮設電力容量計算の基本ステップ

現場で動く全機器の定格容量を単純に足し算すると、膨大な数値になってしまいます。実際の現場では全ての機器が常にフルパワーで同時に稼働することはないため、以下のステップで最大需要電力(ピーク時の電力)を算出します。

[1. 全仮設機器の定格容量集計] ➔ [2. 各機種の需要率乗算] ➔ [3. 同時使用率の乗算] ➔ [4. 力率・効率補正] ➔ [5. 受電契約容量(kVA)の決定]

需要率とは機器が定格容量(最大出力)に対して、実際に平均してどれくらいの出力で稼働しているかを示す割合です。また、同時使用率は現場に存在する同種または異種の複数の機器が、同じ時間帯に同時に動く確率を示す割合です。

2. 機器別(揚重機・溶接機・照明・仮設コンセント)の需要率および同時使用率一覧

仮設電力計算で用いられる主な建設機器の容量算出用データです。現場の規模や工種に応じて選定します。

機器・設備分類主な該当機器設備容量の単位需要率の目安同時使用率の目安
重機・揚重機タワークレーン、ロングスパンエレベーター、工事用エレベーターkW0.6 〜 0.70.5 〜 0.7
揚重機(軽作業)ウインチ、荷揚げホイスト、ベビーホイストkW0.5 〜 0.60.4 〜 0.5
溶接器具交流アーク溶接機、自動溶接機kVA0.3 〜 0.40.3 〜 0.5
仮設照明投光器、ハイブリッドバルーン、坑内・仮設階段照明kW1.0(100%)0.8 〜 1.0
仮設事務所エアコン、PC・複合機、電子レンジ、電気温水器kW0.7 〜 0.80.7 〜 0.8
電動工具・汎用コンセントバイブレーター、高速切断機、ハンマドリル、バイブロハマーkW / kVA0.3 〜 0.50.3 〜 0.4

3. 仮設電力容量の計算公式

現場の受電設備(仮設トランスや仮設キュービクル)の定格容量(kVA)および電力会社との契約電力を決める理論式です。

設備容量(kW)から皮相電力(kVA)への換算公式

電動機(モータ)主体の機器は、機械出力(kW)に対して電気的ロスが生じるため、力率 cosθ および モータ効率 η を考慮して kVA 換算を行います。

入力皮相電力 PkVA=軸出力 PkW力率 (cosθ)×効率 (η)\text{入力皮相電力 } P_{\text{kVA}} = \frac{\text{軸出力 } P_{\text{kW}}}{\text{力率 } (\cos\theta) \times \text{効率 } (\eta)}

一般的に、建設現場の仮設モータ機器群の平均値としては 力率 cosθ = 0.8$(80%)効率 η = 0.85(85%) として計算します(分母は 0.8 × 0.85 = 0.68 となります)。

なお、溶接機のように最初から入力容量が kVA 表記されている機器や、電熱器・照明のように 力率 1.0 とみなせる機器は、そのままの数値を使用します。

合成最大需要電力の算出式

各機器グループごとに「定格容量 × 需要率 × 同時使用率」を計算し、それらを合算して全体の需要電力を導き出します。

4. 【実践例】中規模建設現場での仮設受電容量の計算ステップ

RC造5階建ての建設現場を想定し、実際に必要な仮設受電容量(kVA)を計算してみましょう。

現場搬入機材のスペック条件一覧

区分・機器名数量・定格容量需要率同時使用率算定時の換算条件
ロングスパンエレベーター37 kW × 1台0.651.00モータ系(力率 0.8、効率 0.85)
荷揚げウインチ7.5 kW × 2台0.500.50モータ系(力率 0.8、効率 0.85)
交流アーク溶接機30 kVA × 4台0.350.40電源入力定格(kVA表記)
仮設LED照明・投光器群15 kW × 1式1.000.90電灯系(力率 1.0)
現場事務所・電動工具群20 kW × 1式0.700.70電灯・小型工具系(力率 1.0)

ステップ1:揚重機グループ(モータ系)の容量算出

ロングスパンエレベーターとウインチの合計需要出力(kW)を算出します。

エレベーター

37kW×0.65×1.00=24.05kW37\text{kW} \times 0.65 \times 1.00 = 24.05\text{kW}

ウインチ

(7.5kW×2)×0.50×0.50=3.75kW(7.5\text{kW} \times 2) \times 0.50 \times 0.50 = 3.75\text{kW}

揚重機小計

24.05+3.75=27.80kW24.05 + 3.75 = 27.80\text{kW}

これを力率 0.8、効率 0.85 で kVA に換算します。

27.80kW0.8×0.85=27.800.68=40.88kVA\frac{27.80\text{kW}}{0.8 \times 0.85} = \frac{27.80}{0.68} = 40.88\text{kVA}

ステップ2:溶接機グループ(kVA系)の容量算出

アーク溶接機は入力容量(kVA)表記のため、需要率と同時使用率をそのまま掛け合わせます。

(30kVA×4)×0.35×0.40=16.80kVA(30\text{kVA} \times 4\text{台}) \times 0.35 \times 0.40 = 16.80\text{kVA}

ステップ3:照明・事務所グループ(電灯系)の容量算出

電灯系は力率 1.0 として計算します。

仮設照明

15kW×1.00×0.90=13.50kW15\text{kW} \times 1.00 \times 0.90 = 13.50\text{kW}

事務所・工具

20kW×0.70×0.70=9.80kW20\text{kW} \times 0.70 \times 0.70 = 9.80\text{kW}

電灯系小計

13.50+9.80=23.30kW23.30kVA13.50 + 9.80 = 23.30\text{kW} \rightarrow 23.30\text{kVA}

ステップ4:合成最大需要電力(kVA)と余裕率の決定

各グループの皮相電力を合算します。

40.88kVA+16.80kVA+23.30kVA=80.98kVA40.88\text{kVA} + 16.80\text{kVA} + 23.30\text{kVA} = 80.98\text{kVA}

ここへ、大型モータ始動時の突入電流や将来のピーク重ね合わせに備え、15% の安全率(マージン:1.15倍)を加算します。

80.98kVA×1.15=93.13kVA80.98\text{kVA} \times 1.15 = 93.13\text{kVA}

【結論】

計算結果の 93.13kVA に対し、仮設トランス・受電キュービクルの標準規格(50kVA、75kVA、100kVA、150kVA等)から、「100kVA」の受電設備容量を選定するのが実務上最も安全かつ合理的な判断となります。

5. おわりに:現場で失敗しないためのアドバイス

この記事を通じて、単に機材のワット数を足し算するのではなく、「需要率・同時使用率・力率補正」を正しく組み合わせて理論的に仮設容量を割り出すスキルが身についたはずです。

最後に、数値計算を完璧にこなした上で、実際の現場で代理人が特に注意すべき3つの落とし穴をお伝えします。

大型モータの「始動突入電流」を侮らないこと

タワークレーンやロングスパンエレベーターは、起動瞬間に定格電流の5倍〜7倍近い突入電流が流れます。計算上の定格容量に余裕があっても、複数の大型重機が「同時に起動」するとメインブレーカが遮断する可能性があります。重機の始動タイミングをずらす運用指示や、ブレーカの動作特性(中長時間形等)の確認をしておきましょう。

単相負荷(100V/200V)の「相不平衡(偏り)」に注意すること

三相電源から仮設照明や事務所の単相電源を取り出す際、特定の1相にばかり負荷を集中させてしまうと、全体のkVA計算には余裕があっても「その相のブレーカだけが過負荷で落ちる」トラブルが発生します。相バランス(R-S、S-T、T-R)を均等に割り振る配線計画を立ててください。

夏場・冬場の「空調ピーク」をあらかじめ見込むこと

真夏の現場事務所のエアコン全開稼働や、冬場のジェットヒーター・電気ストーブの持ち込みは、計算外の電気消費を生み出します。季節変動の大きい現場では、マージン(余裕率)を20%程度高めに確保しておくと安心です。

根拠のある計算と現場での細やかな配慮を両立させ、電源トラブルのないスムーズな施工計画を進めていきましょう。

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この記事を書いた人

10年以上の電気工事経験のノウハウや知識を皆様に提供しています。
所有資格:第二種電気工事士・第一種電気工事士・1級電気工事施工管理技士

所属している北海道の電気工事会社『(株)佐々木電設』にて、高圧受電設備の更新や新設工事を承っております。ホームページからご連絡ください。
https://sasaki-dennsetsu.com/

また、私は電気工事に従事する仲間の技術習得や現場作業や電気学の知識・理解向上、キャリアアップを目的として当サイトを運営しています。

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