志太消防本部 第5回消防技術研究会 区画内火災トレーニング

静岡県の中央部に位置する焼津市と藤枝市の2市を守る志太消防本部では、職員の自発的な探究心を促し、個々の意識改革と組織全体の底上げを図ることを目的に「消防技術研究会」を開催している。5回目となる今回は「区画内火災」をテーマに実施され、実科訓練については各種燃焼実験や火災理論など幅広く独自研究しYouTubeでも一部公開している消防防災研究会との合同訓練とし、知識や技術の共有化を図るとともに、交流を深め消防知見の拡充が図られた。
近年、消火分野の大きな話題となっているのが、火災を「燃焼現象」として捉え、燃える原理から逆算して消す原理を導き出すといった取り組みだ。日本の住宅は木造が主流であり、燃焼スピードが早いことから大量放水で戦うのが基本とされてきた。しかし、同じ木造住宅でも現在は外壁材や天井材が大幅に進化。高気密・高断熱化が進んでいる。これにより、建物構造だけでなく発生する火災も欧米化が加速しているといえる。そこで、グローバルスタンダードな消火活動について注目されるようになってきたのだ。

ガスクーリングという発想

煙は熱分解により放出された可燃性ガスであり、これが上昇(拡散)、滞留した後、一定温度で着火しフラッシュオーバーに至る。また、火元の燃焼のみによる影響と考えてしまいがちだが、実際には様々な現象が複雑に絡み合う。まずは火元から一次ガスが出る。高温のガスは上昇し、天井や壁体を炙ることで二次ガスが発生。ここで一気にボリュームが上がり、300度程度の高温ガスとなって隣接区画に流入し、三次ガスを発生させる。住民はドアを開いたまま避難している場合が多く、消防隊現着時は三次ガスの状態で流れ出し、玄関から火炎噴出というパターンが多い。さらに、現場状況が急変し、突然フラッシュオーバーが発生するのはこうした展開によるものだ。可燃性ガスは約300度で有炎で燃える。そこで、それ以下に温度を下げて不活性化させるためにガス冷却(ガスクーリング)を実施する。これにより高温な可燃性ガスが天井や壁、収容物を加熱して熱分解を促進させるのを抑え、さらにフラッシュオーバーの発生も遅らせることができるというわけだ。

過熱水蒸気という脅威

諸外国の消防では、水蒸気こそ火災現場最大の活動危険という考えが定着しつつある。水蒸気は乾いた空気と比べて大きな熱エネルギーを持つ。例えば、100度を超えるドライサウナに入っても火傷はしないが、沸騰するヤカンの口から吹き出す水蒸気に触れれば簡単に火傷する。ドライな環境であれば燃焼区画にも進入可能だが、不用意な注水により水蒸気が発生してしまえば受傷事故を招くことになる。また、「過熱水蒸気」という存在も問題になる。水蒸気をさらに過熱すると150度を越え、紙なども燃やしてしまう。調理家電の「スチームオーブン」はこの原理を応用し、300度以上の過熱水蒸気で食品を「焼いて」調理するもの。つまり、活動する区画内に過熱水蒸気が充満すれば、もはやオーブンの中にいるのと同じ状況になるというわけなのだ。この過熱水蒸気はランダムに襲い掛かってくるため、しころと顔面保護板のみで防護することは不可能。そこで、諸外国では防火フードを必須アイテムとしているのである。
理化学的なデータによれば、可燃性ガスに30%程度の水を当てれば冷却され、不活性化するという。理論上はガスが縮むのでニュートラルゾーン(中性帯)が上がり、視界が開けるはずなのだが、実際には水蒸気が発生してしまうためそうはならない。この状態では天井や壁体が最も熱く炙られ炭化しており、温度は1000度を越えている可能性がある。そこに水が当たればたちまち過熱水蒸気となって返ってくる。そこで、燃焼区画に到達するまでのガスクーリングでは可燃性ガスに30%の水を当て、天井や壁体に当たる水は70%以下に抑えるのがカギとなる。この条件をクリアできれば、冷却による可燃性ガス縮小と水蒸気の発生という相反する現象のバランスが保たれ、中性帯は上りも下がりもせず、可燃性ガスや水蒸気は進入隊員のオーバーヘッドで抜けていくのだ。

注水とドアコン

玄関から噴出する火炎や隣室区画(廊下など)の天井ガスはパルス注水で冷却する。この時、水が天井などへ接触すると水蒸気が爆発的に発生する。そこでノズル開度を40~60度、レンジを110Lに設定し、1パルス2秒程度の瞬間的な噴霧注水を行う。
出火区画へ到達したならば、ストレート注水が基本となる。噴霧では水流が周辺の空気も巻き込むため乱流が起こる。また、噴霧では水蒸気が発生しやすい。そこで、ターゲットに対しストレートで狙い撃つのだ。日本では棒状=大量に水を撃ち込むというイメージがあるが、欧米では水を撃ち続けるのではなく、パルス注水と同じく素早い開閉操作により水の塊を投げ込むように撃つ方法を常用。状況を見極めながら水蒸気の発生を最小限に抑えることができ、数発の注水で火源を叩くことができるという。
これら注水方法と合わせて行う手法がドアコントロールだ。可燃性ガスを含んだ煙や火炎が隣接区画へ拡散するのを防ぐため、燃焼区画へ隊員が進入したらホースが通過する隙間程度を残しドアを閉鎖するのだ。内開きドア(燃焼区画方向へ開くドア)の場合、ドアノブを直に掴んで開閉していたのでは、隊員が相応の熱暴露を受け続けてしまう。これを防ぐスタンダードな手法がスリングを使用したドア開閉コントロール方法だ。ドアノブにスリングを設定し、引き綱とする。これを引けばドアが閉まると言わけだ。逆に、開く際は足で押し開くことでコントロールを行う。
現代住宅で起こりうる火災という燃焼現象を理解し、それに攻する注水などの活動手法を学んだ今回の「消防技術研究会」。可燃性ガスの抑制や注水が現場環境に及ぼす危険な影響など、これまで日本ではあまり注目してこなかった視点をもとに、座学や訓練を通して学びを深めたわけだが、若手はもちろん、ベテランにとっても目からウロコの発見が多く得られたようだった。時代の変化とともに高気密・高断熱化住宅は確実に増加していく。そうした中で、区画内火災への対応能力を向上させることは急務となっている。時代にマッチした活動スキルを模索することで、要救助者はもちろん活動隊員の安全も考慮した最善の活動を目指す。志太消防本部ではこうした取り組みを今後も継続していくこととしている。

 


 

  • パルス注水。ノズル開度を40~60度とし約2秒間で開閉を行うイメージ。
  • ストレート注水。ストレート状にし、こちらも開閉操作は約2秒間で行うイメージ。
  • ドアコントロールを行うためノブにスリングをセットする。
  • ドアコントロールの実施状況。ノブにセットしたスリングと自らの足でドア開閉を行う。
  • 熱伝導の違いを体感するため事前に片手のみ濡らしておく。
  • 木製パレット7枚を燃焼させ室内の環境変化に注目する。
  • 進入口となるドア部分により双方向換気がなされている状態。
  • 実火災体験型訓練施設内に再現された燃焼区画の環境。天井の高温になった可燃性ガスをパルス注水で冷やす。
  • ガスクーリングを行う。床面も輻射熱により高温となり蒸発しきらなかった消火水が床に落ちそこで水蒸気に化ける。
  • 水蒸気から頭部を守るには防火フードが不可欠だ。
  • 高さにより温度がどの程度違うかも体感する。

 


 

本記事は訓練などの取り組みを紹介する趣旨で製作されたものであり、紹介する内容は当該活動技術等に関する全てを網羅するものではありません。
本記事を参考に訓練等を実施され起こるいかなる事象につきましても、弊社及び取材に協力いただきました訓練実施団体などは一切の責任を負いかねます。

 


 

取材協力:志太消防本部 消防技術研究会 / 消防防災研究会

写真・文:木下慎次

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