車両火災と構造物の被害等鈴木淳一国土技術政策総合研究所建築研究部防火基準研究室 1 建築火災の概要(建築物の火災安全設計) • 建築物の防火規定の火災安全上の目的 • 出火防止：日常的な出火防止 • 火災時の避難安全：地上などの避難場所へ安全に避難 • 周辺への危害の防止：類焼や倒壊等を抑制 • 市街地火災の抑制：一定の受害防止 • 円滑な消防活動：消防活動上の設備・経路・活動拠点の確保廊下 • 火災初期 (火気設備、内装制限、消火設備、排煙規定等) 廊下事務室事務室 • 火災成長の抑制 • 廊下などへの煙の拡散防止 • 火盛り期廊下事務室防火設備(延焼防止) 崩壊・倒壊防止 (防火区画、構造体の耐火性能要求等) • 非火災室への延焼の抑制 • 階段室等への煙の拡散防止 • 構造体の崩壊・倒壊防止廊下火災室出火防止・火災成長の抑制 2 建築火災の進展状況(火災フェーズと温度) 火災温度くん焼火災初期火災盛期火災減衰耐火設計用の火災性状フラッシュオーバー現実の火災時間躯体の耐火性建築基準法避難安全感知・通報救助・本格消火消防法 3 建築火災の進展状況(実大火災実験等) 部屋の隅角部での火災の成長(ルームコーナー実験) 不燃内装区画火災開口噴出火炎 4 想定される火源（身近な可燃物の燃焼性状） 1分後 7分後 6分後 6分30秒後 9分後 8分後 2分後 5 建築火災の進展状況(ビデオ映像) 6 建築火災室内の温度と試験温度 1600 Temperature (℃) 1400 1200 1000 800 600 400 Standard Fire(ISO834) Hydrocarbon Modified Curve RABT-ZTV(car) Experimental results 200 0 0 10 20 ISO834:建築火災用 30 40 Hydrocarbon Curve(Eurocode1) RABT-ZTV(train) RWS (Rijkswaterstaat) S2-A avg. 50 60 70 time (min) HC:石油火災等用 80 90 100 110 120 RABT:車輌火災用 7 建築屋外加熱度(JIS A 1301) * 1400 1級加熱 2級加熱 3級加熱 Temperature (℃) 1200 1000 800 600 400 200 0 0 5 10 15 time (min) 20 25 30 加熱試験温度 (JIS A1301 建築物の木造部分の防火試験方法) *試験法が国際標準化される以前の防火構造の試験温度 8 建築基準法の要求耐火時間最上階から4階分 1時間耐火構造の部材上から5～14階分 2時間耐火構造の部材上から15階以上 3時間耐火構造の部材建築基準法の要求耐火時間 9 車輌の身近な可燃物の燃焼性状 ①車輌1台の燃焼、複数台の燃焼燃焼時の発熱速度周囲への放射熱 ②駐車場内等での燃焼構造体への影響構造物への影響、燃焼時間 10 車輌燃焼実験の概要(既往の実験) • 駐車場などの火災外力 • 自走式駐車場、立体駐車場、地下駐車場等 • 実験車両の例 • • • • • • バイク軽自動車中型乗用車大型乗用車ＲＶ車ワンボックス車大型フードガスサンプリング CO, 圧力、温度 CO2, O2 熱電対架台実験車両ステ－ジロ－ドセル＆球座参考文献：例えば、原田和典他, 自動車燃焼,日本建築学会学術講演梗概集, 2003 松山賢他, 自動二輪車の可燃物量と燃焼性状日本建築学会学術講演梗概集, 2003 11 バイクの燃焼性状(スクータータイプ) 6000 スクータータイプ [中型] 発熱速度 [kW] 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 300 471sec(7m51s) 508sec(8m28s) ) 座面燃焼時後部燃焼時 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 時間 [sec] 662sec(11m02s) 1200sec(20m00s) 最大発熱速度時 12 車の燃焼性状中型乗用車軽乗用車 1BOX ワゴン車 13 発熱速度HRRと総発熱量THR 6000 6000 5000 5000 4000 4000 3000 3000 2000 2000 1000 ＴＨＲ（ＭＪ）ＨＲＲ（ｋＷ）ワンボックス 1000 軽自動車 0 0 0 10 20 30 40 Time(min) 50 60 14 実験車両の重量減少等の一覧車両総重量（kg）最大発熱速度（MW）可燃物の割合（％）火災継続時間軽自動車 573 2.8 14.8 約30分大型乗用車1 1,660 3.8 14.1 約60分大型乗用車2 1,728 5.0 13.8 約60分大型乗用車3 1,716 6.8 16.5 約60分 RV－1 1,742 3.4 11.5 約50分 RV－2 1,704 5.2 13.7 約50分 1BOXﾜｺﾞﾝ 1,428 4.7 13.6 約40分車内の内装、バンパ－等の外装、エンジンル－ムの配線、オイル、タイヤ等々の可燃物が燃焼 15 駐車場の実大火災実験 • • • • • 3層4段駐車場建築面積：約600m2 延べ面積：約1100m2 鉄骨造車輌：12台/階 Large Scale Fire Tests of a 4-Story Type Car Park Part 2: Analysis of the thermal stresses and deflections Hirashima, Uesuzi 16 駐車場の実大火災実験/着火の状況 17 トンネル火災事例(車両、鉄道) 国内トンネル火災年例発生場所概要 1940 西城線（現桜島線）安治川口駅死者180，負傷者32，ガソリン車脱線横転ディーゼル転換契機 1947 1951 近鉄国鉄生駒山トンネル桜木町駅死者28，負傷者64，電車の抵抗器の加熱死者106，負傷者93，弛緩架線にパンタ接触，破損 1956 南海高野線18号トンネル全3両全焼死者１，負傷者42，電車の抵抗器の加熱 1967 国鉄中央線新宿脱線したタンク車からジェット燃料流出引火 1968 営団日比谷線車両１両全焼，２両焼損，11名負傷，走行中抵抗器から出火 1972 1979 国鉄北陸トンネル東名高速道路日本坂トンネル下り車線 7人死亡 2人負傷 1980 国鉄武蔵野線高架下の古タイヤ５万本燃焼，復旧に７ヶ月，５億円投入 1987 近鉄生駒トンネル死者１，負傷者57，高圧ケーブルから出火，列車停止 1988 ＪＲ上越線越後中里気動車エンジン消音器内部に滞留していた油に引火 2011 ＪＲ石勝線第1ニニウトンネル脱線した気動車がトンネル内で火災，全６両全焼西浦和駅構内海外トンネル火災年 1995 1996 死者30，負傷者714，食堂車から出火・停止例発生場所ｱｾﾞﾙﾊﾞｲｼﾞｬﾝﾊﾞｸｰ市営地下鉄ユーロトンネル概要死者約300，負傷者約270，走行中の地下鉄車両で出火負傷者8，貨物シャトル列車上のトラックから出火 1999 モンブラントンネル死者39名、負傷者27名 2000 2002 2003 2008 ｵｰｽﾄﾘｱｶﾌﾟﾙﾝ山岳鉄道エジプトカイロ郊外韓国大邱市地下鉄（中央路駅）ユーロトンネル死者155，ケーブルカーのトンネル内火災死者約370，車内給湯用ガス器具爆発，出火後の列車停車の遅れ死者133，放火による火災，対向列車へも延焼負傷者14，貨物シャトル列車上のトラックから出火貨物トラックから出荷コンクリートの高温特性とコンクリート構造物の耐火性能に関する研究委員会報告書 JCI 2012 18 構造部材の火害 RC構造柱, 梁, 床激しい火害を受けた柱の爆裂激しい火害を受けた梁の爆裂激しい火害を受けた床スラブの爆裂 19 構造部材の火害金属系構造梁の残留変形鋼材の変形デッキプレートの変形出展: 建物の火害診断及び補修・補強方法 2004, AIJ 20