教科書

講義の予定
はじめて学ぶ建物と火災
第１章建物火災に対する安全
第２章火災は意外と多いｰ火災の実態
第３章ものが燃えるｰ火災の現象
第４章火災の被害を小さくするために
第５章火・煙から人をまもるｰ避難安全
第６章火災の拡大を防ぐｰ延焼防止
第７章火災に耐える建物をつくる
教科書と参考書
第５章火・煙から人を守る
－火災時の避難安全－
５-１
５-２
５-３
５-４
５-５
５-６
人を安全に避難させる
人の動きを知る
煙の怖さを知る
煙の動きを知る
煙を制御する
避難安全性能を確かめる
５-１人を安全に避難させる
・火災時の建物利用者の避難対策：
建物を計画する上で最優先することの一つ，
火災時の実効性を重視させる
・避難計画：
建物内のどこで火災が発生しても，
人々が安全な場所に避難できる
・安全区画：
出火した部屋と防煙的に区画された廊下
や部屋，第１次と第２次の安全区画がある
建物の安全区画
避難安全性能の条件
５-１-２避難経路の計画
・２方向避難の確保：
建物利用者が居る場所から安全な場所に
至る経路を独立に２つ確保
・避難経路の連続性と明快性：
「居室→廊下→階段」など連続性と明快性を
持たせて，避難中に迷わなくさせる
・特別避難階段：
火や煙に安全性の高い階段で，廊下との
間に付室やバルコニーがある階段
２方向避難の例
避難階段の例
特別避難階段の例
５-１-３脱出手段の計画
・避難器具：
避難はしご，避難タラップ，救助袋，
緩降機，避難橋，避難ロープ，すべり台
など
・緩降機：
体重や降下高さに関わらず自重で一定
の速度で降下し，着地のショックも無い
避難器具の例
５-２人の動きを知る
・避難者心理：
非常時には，避難者が興奮状態となり
本能あるいは感情的に行動する
・日常動線志向型：
日頃から使い慣れた経路や階段を
使って逃げようとする
・帰巣性（きそうせい）：
入ってきた経路を戻って逃げようとする
５-２-１避難者の特性と心理
・向光性：
明るい方向を目指して逃げようとする
・危険回避性：
火災や煙など危険現象からできるだけ
遠ざかるように逃げようとする
・追従性：
避難先頭者や多くの人が逃げる方向
に逃げようとする
火災時の避難者の危険性
建物の用途と在館者の状態
５-２-２在館者の密度と速さ
・建物利用者の歩行速度：
一般的に 1.0～1.3(m/s) 程度だが，
群集密度の増加で減少
・階段の水平投影の歩行速度：
0.5(m/s) 程度 ← 階段の寸法に影響
・出入り口などの滞留解消時間：
出入り口の幅１ｍ当り1.5人／秒
← この値を流動係数という
非難時の
群集による
流れ特性
在館者の密度
群集密度と歩行速度
群集での
出口通過
速度
（１ｍ幅）
５-２-３災害弱者への配慮
・災害弱者：
避難能力が十分でなく逃げ遅れる可能性
がある人 → 高齢者・乳幼児・障害者
・水平避難方式：
階段移動が困難な人を同じ階で火煙
の伝播から守られた区画へ移動
・外気に開放されたバルコニー：
災害弱者の一時待機用スペースに利用
人の
行動能力
の比較
災害弱者
健常者
階段室での避難者の滞留
水平避難方式の概念
バルコニー
への避難
５-３煙の怖さを知る
・火災の死因：
① 放火自殺，② 火傷（やけど）
③ 一酸化炭素中毒や窒息
・一酸化炭素ガス： CO
炭素を含んだ物質の不完全燃焼時に
発生する気体，無色無臭
・COガス中毒：肺に入るとヘモグロビンと
強く結合するので，酸素不足になる
火災による死因別死者数
●
●
●
●
●
●
一酸化炭素濃度と人体ダメージ
５-３-２煙中での視覚
・減光係数Cs(1/m)：
煙の濃度を表す指標，大きくなると
見透かし距離が低下する
・Cs = 1.0 ：ほとんど前が見えない状態
・Cs = 0.5 ：手探り状態
・Cs = 10 ：暗闇状態
減光係数と見透かし距離
減光係数と見透かし距離
煙の刺激と見透かし距離
５-３-３煙中での行動
・人が動揺する煙濃度：
減光係数 Cs = 0.1(1/m)以上
・煙濃度と思考力：
減光係数の増加に伴って思考力は低下する
しかし，記憶力はあまり変化しない
・煙濃度と歩行速度：
刺激性の強い煙は目を刺激し，視野を狭くする
ので，歩行速度は急に遅くなる
心理的動揺と減光係数
思考力・記憶力と減光係数
歩行速度と減光係数
0.5
５-４煙の動きを知る
・火災プルーム：
着火した可燃物の真上に形成される燃焼熱
による上昇気流
・火源上の構成：着火可燃物から，
連続火炎域→間歇火炎域→プルーム域
・煙層の天井からの降下速度：
火源の大きさ，火災室の広さや高さで，
予測することが可能
火源での温度の高さ分布
煙層降下のモデル
煙層降下の実験結果
５-４-２天井を流れる煙
・天井流：
着火可燃物の上昇気流は天井衝突後に
天井面に沿って，同心円状に拡がる
・開口部からの煙の流出量：
空間圧力差分布の中性帯高さより上方から
煙は流出する
・廊下天井面の煙の伝播速度：
一般的に 0.5～1.0(m/s) ← 歩行速度より遅い
火源での天井流
圧力の中性帯高さ
排出
給気
天井近傍の温度分布
廊下での煙伝播
５-４-３竪穴を上昇する煙
・煙突効果：
空間内では温度が高い気体が浮力で
上方へ移動し排出する現象 ←建物通気
・竪穴空間の煙の伝播速度：
煙突効果により 3～5(m/s) 程度
← 水平伝播より５倍も速い
煙が階段室に流入した時の
上層階への煙伝播
煙突効果と開口の大きさ
高層建物の煙突効果
５-５煙を制御する
（１）煙制御の方法：
・防煙：他空間への煙の流出を防ぐ
・排煙：煙を外へ排出する
（２）煙制御の基本概念：
①区画化（防煙区画） ②排煙（外部へ）
③遮煙（圧力差の利用）
④蓄煙（建物内に溜める） ⑤希釈
煙制御の方法
５-５-２区画化
・防煙区画する面積：
床面積500㎡以内ごとを防煙壁で区画
・防煙壁：
不燃材で造られ(覆われ)た間仕切壁
または天井から50 cm以上垂れ下がった垂壁
・排煙口：外気または排煙風道に直結
防煙区画の各部から30 m 以内毎に
・排煙風道：120㎥／分以上の能力の排煙機
防煙壁の構造
防煙垂壁
間仕切壁
ガラススクリーンでも良い
排煙設備の構造
排煙口
５-５-３排煙
・煙の方式：
自然排煙方式（煙の浮力を利用）
機械排煙方式（排煙機を利用）
・給気口：
効率よく外部へ排煙するためには，
部屋の下部に設けることが重要
・機械排煙方式：
ダクト方式（排煙ダクト），
天井裏チャンバー方式，壁付排煙口方式
自然排煙方式
浮力を利用
給気口
機械排煙方式
排煙機のダクト
給気口
排煙
方式
の概念
５-５-４遮煙
・遮煙の考え方：
避難経路や消防活動拠点などの空間を
機械的に加圧給気して圧力差で排煙する
・遮煙の欠点：
①加圧された空間から火災室へ新鮮空気
が供給されるので火勢を増すことがある
②加圧した空間に面する扉面に圧力が
作用して扉が開けにくくなる
加圧システムによる遮煙
機械的
に排煙
機械的に
加圧給気
加圧した空間に面する扉の圧力
第６章火災の拡大を防ぐ
－建物内での延焼防止－
６-１火災が延焼拡大する危険
６-２火災はどのように延焼拡大するか
６-３延焼拡大を防ぐには
６-４具体的な延焼拡大防止対策
６-１火災が延焼拡大する危険
・室内火災：
室内の家具，衣料や寝具などの可燃物に
着火 → 拡大 → フラッシュオーバー
・建物火災：
室内全体に拡大した火災が壁，床，扉等
を越えて隣接室や上階に延焼
・人命の危険：
避難通路や階段に煙や熱気が流入する
と避難不可能 → 消防隊の救助を待つ
・建物自体の損害：
内装材の焼失や煙汚損，構造体の変形
などで，火災後の修復は長期化する
・建物の機能停止：
公共施設なら公的サービス，生産ライン
工場なら生産活動が不可能に
・建物の修復期間：
焼失面積が大きいほど損傷が激しく修復
や機能回復まで長くかかる
６-２火災はどのように延焼拡大するか
・木造住宅：
火災発生後短時間で，壁や上階の床が
燃え抜け，隣接室や上階に延焼
・ＲＣ造（鉄筋コンクリート造）の床：
材料は燃えることはないが，床厚が薄い
と熱が伝導し上階の可燃物に着火
・Ｓ造（鉄骨造）の壁パネルや床パネル：
軽量鉄骨下地が熱変形して，パネルに
隙間が生じ，火炎や煙が噴出
鉄骨造の壁・床パネルからの延焼
隙間
隙間
隙間
６-２-２扉等などを通して延焼拡大する
・鋼製扉の変形：
扉が熱膨張で変形して，枠との間に隙間
が生じ，火炎が噴出
・鋼製扉の放射熱：
火災室が高温になると鋼板は赤熱し，
反対側の放射熱や熱気流で着火する
・防火扉やシャッターの閉鎖障害：
防火扉や防火シャッターが故障や不適切
な使用で閉鎖しなかった（直下の物品等）
扉の熱気流や放射熱からの延焼
防火シャッターが閉鎖しなかった例
６-２-３配管・ダクト等の貫通部から延焼
・区画貫通部：
防火区画を構成する壁や床を配管，
ダクト，電線などが貫通する部分
・壁や床を貫通する可燃物：
塩化ビニル製の配管やダクト，
電線の被覆材や絶縁材（ポリエチレン製）
・貫通孔との隙間：
可燃材を耐火充填材で被覆し，隙間は
モルタル等で充填して延焼を防ぐ
外壁と床の隙間からの延焼の例
床の配管貫通部から延焼した例
６-２-４竪穴を介して延焼拡大する
・竪穴：
階段室，エレベーターシャフト，吹抜け，
パイプスペース，ダクトスペース等
・煙突効果：
下階の火災の煙や熱気が竪穴に流入する
と浮力のため激しい上昇気流になる
・竪穴上部階への延焼：
竪穴で大きな圧力分布が生じ，上部階には
強い正圧が作用して煙が上階へ噴出
６-２-４竪穴を介して延焼拡大する
・竪穴内温度と開口面積：
わずかな開口でも竪穴内温度が上昇
すれば多量の煙が噴出，
下部の開口が大きいと速度が更に増す
・空調ダクトによる延焼：
ダクトスペースに煙が流入し，上部階
の空調機から煙が噴出（千日ビル火災）
火災室内の圧力分布
上部には強い
正圧が作用し
煙が噴出
竪穴における煙突効果
煙突効果：
下階から，火災の煙や
熱気が竪穴に流入する
↓
浮力のため激しい
上昇気流になる
エレベータシャフトによる漏煙
竪穴内温度とガス流出温度
千日ビル火災の概要
１９７２年５月２２時頃３階の電気工事で
起こった火災の煙と有毒ガスが，階段，
エスカレータ，エレベータシャフト等を経て，
約１０分で７階まで上昇，１１８人が死亡
千日ビル火災出火階
エスカレータ
工事の火災
階段
エレベータシャフト
千日ビル火災７階での被害者
竪穴内の
煙の流出
６-２-５建物外部から延焼する
・板ガラス：
耐火性は乏しく，200℃近くになると破損
← 防火ガラスは網入りとする
・開口部からの上階延焼：
板ガラスが破損し火炎が外部へ噴出して，
放射熱などで上階に延焼
・スパンドレル：
上下階の窓と窓の間の壁，または，それに
使われるアルミやステンレスの金属板
開口部からの噴出火炎
開口部からの噴出火炎
ベランダと階段室の延焼例
６-３延焼拡大を防ぐには
６-３-１建物に応じた対策が必要
・防火壁の設置：
床面積1000㎡以上の木造建築物は防火壁
で区画（屋根や外壁から50cm以上突出）
・隔壁の設置：
木造の長屋や共同住宅の界などは小屋裏
や天井裏に達する隔壁を設置
木造建物の防火壁
・耐火構造物：
主要構造を耐火構造とした建物で，延焼
範囲（１階：3m，２階：5m）には防火ガラス
・耐火構造：
ＲＣ造やレンガ造など，柱・梁・床・耐力壁
の構造部材が耐火性能を持つ
・耐火性能：
通常の火災の終了まで構造耐力上支障が
ある変形・溶融・破壊等はしない
・準耐火構造物：
主要構造が準耐火構造の建物＋防火ガラス
隣接建物による延焼範囲
防火ガラスは網入り板ガラスが一般的
６-３-２一定の床面積で区画
・面積区画：
耐火構造物：床面積1500㎡以内ごとを区画
準耐火構造物： 500㎡～ 1500㎡ごとを区画
・部屋の用途による防火区画：
火気を使用する部屋，貴重品を収蔵する部屋
・高層区画：
はしご車が届かない11階以上の階が対象
内装と下地が不燃材料：500㎡以内ごと
準不燃材料：200㎡以内ごとを区画
６-３-２鉛直方向などの延焼を防止
・竪穴区画：
竪穴（階段室，吹抜け，パイプスペース，
ダクトスペース等）を他の部分と区画
・層間区画：
出火階から上階への延焼を防止するため
の区画 → 床と外壁を耐火構造化
・異種用途区画：
不特定多数の人が利用する建物は，
建物の用途ごとに区画
建物の防火区画の例
建物の防火区画の例
建物の防火区画の例
防火防煙シャッターによる区画
随時閉鎖式
防火シャッ
ター
特定防火設備による区画
随時閉鎖式
防火扉
遮煙性能のある扉による区画
防火エレベータ扉
エレベーターホールによる区画
随時閉鎖式
防火扉
エスカレーターの竪穴区画
層間区画のスパンドレル
６-３-３建物の延焼拡大防止設計法
① 防火区画の計画：
建物の用途や使用状況等から，どの位置
で延焼を防止するかを決定
② 区画部材の構造を計画：
床と壁，扉とシャッター，貫通する配管類
やケーブルの部分
③区画部材の標準火災加熱時間の算定：
防火区画内の火災の継続時間から算定
６-３-３建物の延焼拡大防止設計法
④ 区画部材の保有耐火時間の算定：
数値計算や耐火試験から
⑤ 区画部材の保有耐火時間が，
等価火災継続時間以上であることを確認
⑥ 建物の外部からの火災により建物が
延焼しないことを確認
延焼拡大防止設計法
吹き抜け内での出火
吹抜け隣接室内での出火
防火区画の要求性能
６-４-２床や壁に要求される性能
・非損傷性：
鉛直荷重を支持する床や耐力壁は，火災時
も変形，溶融，破壊せず荷重を支持する
・遮熱性：
火災室と反対側の表面に接触している
可燃物の着火を防止する → 最高160℃
・遮炎性：
火炎が外部に噴出しないように，外壁を
貫通する亀裂などを生じさせない
６-４-３床や壁の遮熱性の評価方法
・耐火試験：床や壁を試験体として試験炉
に用いて，非損傷性，遮熱性や遮炎性を評価
・標準加熱温度曲線：フラッシュオーバー後を
模擬，30分842℃，60分945℃，180分1110℃
・非損傷性の評価：
試験体の主要な各部が長期許容応力度を
作用させてもひび割れしない
・遮熱性の評価：
試験体の裏側温度が可燃物燃焼温度以下
標準加熱温度曲線
防火床と防火壁
防火壁の実験
６-４-３開口部材の種類
・防火扉：
鋼板製が多いが，鋼板枠かアルミ合金枠に
網入りガラスか耐熱ガラスでもOK
・防火シャッター：
鋼板製が多いが，セラミックを用いた
クロスシャッターが出現
・水膜式延焼防止装置：
避難経路に高圧で水を放出して水膜を形成
して延焼を防止する
耐熱ガラスを用いた防火扉
防火シャッターのスラット形状
水膜式延焼防止装置
円筒状の防火区画
トンネル状の防火区画
６-４-３開口部材に要求される性能
・開口部の遮炎性：
火災時に開口部材が高熱により変形
して，枠との隙間に火炎が噴出を防ぐ
・遮炎性の耐火試験：
壁と同じ耐火試験で，反対側に10秒
以上の火炎噴出がないかを確認
鋼製シャッターの放熱量
防火スクリーンシャッター
６-４-7 区画貫通部の種類と性能
・区画貫通部の可燃材：
塩化ビニル製の配管やダクト，電線の被覆材
や絶縁材
・貫通孔との隙間：
可燃材を耐火充填材で被覆し，
隙間はモルタル等で充填して延焼を防ぐ
・防火ダンパー：
冷暖房設備や換気用のダクト（風洞）の
貫通孔付近に設置，高温で閉鎖
床を配管が貫通する例
ケーブルが床を貫通する例
配管の防火区画貫通部の例
ケーブルの区画貫通部の例
防火ダンパーの例
建物の火災拡大防止対策
建物の火災拡大防止対策

Download Report