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41。 火災

チャプターエディター:  ケイシー・C・グラント


 

目次 

図表

基本概念
ドゥーガル・ドライズデール

火災の危険源
タマス・バンキー

防火対策
ピーター・F・ジョンソン

パッシブ防火対策
イングベ・アンダーバーグ

積極的な防火対策
ゲイリー・テイラー

防火のための組織化
S.デリ

テーブル類

以下のリンクをクリックして、記事のコンテキストで表を表示します。

1. 空気中での可燃性の下限と上限
2. 液体燃料と固体燃料の引火点と発火点
3. 着火源
4. 不活性化に必要な各種ガス濃度の比較

フィギュア

サムネイルをポイントすると、図のキャプションが表示されます。クリックすると、記事のコンテキストで図が表示されます。

FIR010F1FIR010F2FIR020F1FIR040F1FIR040F2FIR040F3FIR050F4FIR050F1FIR050F2FIR050F3FIR060F3

木曜日、24月2011 18:15

基本概念

火の化学と物理学

火災は、制御されていない燃焼の現れです。 これには、私たちが生活し、仕事をし、遊ぶ建物の中で私たちの周りに見られる可燃性物質と、産業や商業で遭遇するさまざまな気体、液体、固体が含まれます。 それらは一般に炭素ベースであり、まとめて次のように呼ばれることがあります。 燃料 この議論の文脈で。 これらの燃料は、化学的状態と物理的状態の両方で多種多様ですが、火の中では、それらすべてに共通する特徴を共有しています。 発砲のしやすさに違いがあります (点火)、発火率 (延焼)、発電できる電力(熱放出率)、しかし、火災の科学に対する理解が深まるにつれて、火災の挙動を定量化および予測し、知識を一般的な火災安全に適用できるようになります。 このセクションの目的は、基礎となる原則のいくつかを確認し、火災プロセスを理解するためのガイダンスを提供することです。

基本概念

私たちの身の回りには可燃物があふれています。 適切な状況が与えられれば、それらを火にかけることによって燃やすことができます。 発火源 自己持続的な反応を開始することができます。 このプロセスでは、「燃料」が空気中の酸素と反応してエネルギー (熱) を放出すると同時に、有害な燃焼生成物に変換されます。 発火と燃焼のメカニズムを明確に理解する必要があります。

日常の火災のほとんどは、固体材料 (木材、木材製品、合成ポリマーなど) に関係していますが、気体燃料や液体燃料も珍しくありません。 基本的な概念のいくつかを説明する前に、気体と液体の燃焼について簡単に説明しておくことが望ましいです。

拡散炎と予混合炎

可燃性ガス(例、プロパン、C3H8) は XNUMX つの方法で燃焼することができます: パイプからのガスの流れまたは噴流 (空気入口を閉じた単純なブンゼン バーナーを参照) に点火し、ガスとして燃焼します。 拡散炎 気体燃料と空気が拡散プロセスによって混合する領域で燃焼が発生します。 このような炎は特徴的な黄色の光度を持ち、不完全燃焼の結果として形成された微細なすす粒子の存在を示します。 これらのいくつかは炎の中で燃えますが、他のものは炎の先端から現れて形になります .

ガスと空気が点火前に密接に混合されている場合、ガス/空気混合物が下限と上限で囲まれた濃度範囲内にある場合、予混合燃焼が発生します。 可燃限界 (表 1 を参照)。 これらの制限外では、混合物は不燃性です。 (注意してください 予混合炎 空気入口が開いている場合、ブンゼン バーナーの口で安定します。) 混合物が可燃性である場合、電気火花などの小さな発火源によって着火することができます。 の 化学量論 混合気は最も着火しやすく、存在する酸素の量は、すべての燃料を二酸化炭素と水に燃焼させるのに適切な比率になっています (下記の式を参照してください。空気中ですが、反応には関与しません)。 プロパン (C3H8) は、この反応における可燃性物質です。

C3H8 + 5O2 + 18.8N2 = 3CO2 + 4H2O + 18.8N2

0.3 mJ 程度の小さな放電でも、図示の反応で化学量論的プロパン/空気混合物に点火するのに十分です。 これは、合成カーペットの上を歩き、接地された物体に触れた人が経験するような、かろうじて知覚できる静電気の火花を表しています。 水素、エチレン、エチンなどの特定の反応性ガスには、さらに少量のエネルギーが必要です。 純粋な酸素 (上記の反応のように、希釈剤として窒素が存在しない場合) では、さらに低いエネルギーでも十分です。

表 1. 空気中での可燃性の下限と上限

 

低燃焼性 
限界 (体積%)

上部燃焼性 
限界 (体積%)

一酸化炭素

12.5

74

メタン

5.0

15

プロパン

2.1

9.5

n-ヘキサン

1.2

7.4

n-デカン

0.75

5.6

メタノール

6.7

36

エタノール

3.3

19

アセトン

2.6

13

ベンゼン

1.3

7.9

 

気体燃料の流れに関連する拡散炎は、液体または固体燃料が炎上燃焼しているときに観察される燃焼モードを例示しています。 しかしながら、この場合、火炎は、凝縮相の表面で生成された燃料蒸気によって供給される。 これらの蒸気の供給速度は、拡散炎での燃焼速度と連動しています。 エネルギーは炎から表面に伝達され、蒸気を生成するのに必要なエネルギーを提供します。 これは液体燃料の単純な蒸発プロセスですが、固体の場合、燃料の化学分解を引き起こすのに十分なエネルギーを提供する必要があります。これにより、大きなポリマー分子が小さな断片に分解され、蒸発して表面から逃げることができます。 この熱フィードバックは、蒸気の流れを維持するために不可欠であり、したがって拡散炎をサポートします (図 1)。 炎は、さまざまな方法でこのプロセスを妨害することによって消すことができます (以下を参照)。

図 1. 熱および物質移動プロセスを示す燃焼面の概略図。

FIR010F1

熱伝達

熱 (またはエネルギー) の移動を理解することは、火災の挙動と火災プロセスを理解するための鍵です。 この主題は注意深く研究する価値があります。 参照できる優れたテキストが多数ありますが (Welty、Wilson、および Wicks 1976; DiNenno 1988)、現在の目的では、伝導、対流、および放射の XNUMX つのメカニズムに注意を向けることだけが必要です。 定常熱伝達の基本方程式 () は次のとおりです。

伝導:   

対流:    

放射線:      

伝導は、固体を介した熱伝達に関連しています。 (k は熱伝導率 (kW/mK) として知られる材料特性であり、 l 温度が下がる距離 (m) T1 〜へ T2 (ケルビン度)。 このコンテキストでの対流とは、流体 (この場合は空気、炎、または火製品) から表面 (固体または液体) への熱の移動を指します。 h は対流熱伝達係数 kW/m2K) であり、表面の構成とその表面を通過する流体の流れの性質に依存します。 放射は可視光に似ていますが (ただし波長はより長く)、介在する媒体を必要としません (真空を通過できます)。 e は放射率 (表面が放射できる効率)、s はステファン・ボルツマン定数 () です。 熱放射は光速 (3 x 108 m/s) と、介在する固体オブジェクトが影を落とします。

燃焼速度と熱放出速度

火炎から凝縮した燃料 (液体および固体) の表面への熱伝達には、対流と放射の混合が関係しますが、火の有効直径が 1 m を超えると後者が支配的になります。 燃焼速度 (, (g/s)) は、次の式で表すことができます。

は炎から表面への熱流束 (kW/m2); は表面からの熱損失 (例えば、放射による、および固体を介した伝導による) であり、フラックス (kW/m2); A燃料 は燃料の表面積 (m2); そして Lv は気化熱(液体の蒸発潜熱に相当)(kJ/g)。 密閉された空間で火災が発生すると、火災から上昇する高温の煙のようなガス (浮力によって駆動される) が天井の下でそらされ、上面が加熱されます。 結果として生じる煙の層と高温の表面は、エンクロージャーの下部、特に燃料の表面まで放射状に広がるため、燃焼速度が増加します。

コラボレー は、エンクロージャの上部からの放射によって供給される余分な熱です (kW/m2)。 この追加のフィードバックにより、燃焼速度が大幅に向上し、火災を維持するのに十分な空気と燃料が十分に供給されている密閉空間でのフラッシュオーバー現象が発生します (Drysdale 1985)。

燃焼速度は、の値の大きさによって緩和されます。 Lv、ガス化の熱。 これは、液体の場合は低く、固体の場合は比較的高くなる傾向があります。 その結果、固体は液体よりもはるかにゆっくりと燃焼する傾向があります。

材料 (または材料の集合体) の発火挙動を決定する最も重要な単一パラメータは、 熱放出率 (RHR) は、次の式で燃焼速度に結合されます。

ここで、燃料の有効燃焼熱 (kJ/g) です。 さまざまな熱流束で RHR を測定するための新しい技術が利用できるようになりました (たとえば、コーン熱量計)。また、酸素消費量を使用する大規模な熱量計で、布張りの家具や壁の内張りなどの大きなアイテムの RHR を測定することが可能になりました。熱放出率を決定するための測定 (Babrauskas and Grayson 1992)。

火災の規模が大きくなるにつれて、熱放出率が増加するだけでなく、「火災製品」の生産率も増加することに注意してください。 これらには有毒で有毒な種と粒子状の煙が含まれており、建物のエンクロージャー内で発生した火災が換気不足になると、その発生量が増加します。

点火

液体または固体の点火には、蒸気が点火された後、火炎を維持するのに十分な速度で蒸気が発生するまで、表面温度を上げる必要があります。 液体燃料は、次のように分類できます。 引火点可燃性蒸気/空気混合物が表面に存在する最低温度 (すなわち、蒸気圧は可燃性の下限に対応します)。 これらは、標準的な装置を使用して測定できます。典型的な例を表 2 に示します。拡散炎を維持するのに十分な蒸気の流れを生成するには、わずかに高い温度が必要です。 これは、 火点. 可燃性固体の場合、同じ概念が有効ですが、化学分解が関与するため、より高い温度が必要です。 燃料にもよりますが、発火点は通常 300 °C を超えます。 一般に、難燃性材料は非常に高い発火点を持っています (表 2 を参照)。

表 2. 液体燃料と固体燃料の引火点と発火点

 

クローズドカップ引火点1 (°C)

ファイアポイント2 (°C)

ガソリン (100 オクタン) (l)

-38

n-デカン (l)

46

61.5

n・ドデカン(l)

74

103

ポリメチルメタクリレート

310

FR ポリメチルメタクリレート

377

ポリプロピレン

330

FR ポリプロピレン

397

ポリスチレン

367

FRポリスチレン

445

l = 液体; s = ソリッド。
1 Pensky-Martens クローズド カップ装置による。
2 液体:クリーブランドオープンカップ装置による。 固体: Drysdale と Thomson (1994)。
(難燃性種の結果は、37 kW/m の熱流束を参照していることに注意してください。2).

 

したがって、固体物質の着火のしやすさは、たとえば放射熱または高温ガスの流れにさらされることによって、その表面温度が発火点まで上昇しやすいかどうかに依存します。 これは、固体の厚さと物理的特性よりも分解プロセスの化学的性質に依存しません。 熱伝導率 (k), 密度 (r)と 熱容量 (c)。 木の削りくず (およびすべての薄い部分) などの薄い固形物は、熱質量が小さいため、つまり、温度を発火点まで上げるのに必要な熱が比較的少ないため、非常に簡単に着火できます。 ただし、熱が厚い固体の表面に伝達されると、一部が表面から固体の本体に伝導され、表面の温度上昇が緩和されます。 表面温度の上昇率は、 熱慣性 素材、つまり製品の クローク. 熱慣性が高い厚い材料 (例: オーク、固体ポリウレタン) は、同じ条件下で熱慣性が低い厚い材料 (例:ファイバー断熱ボード、ポリウレタンフォーム) はすぐに発火します (Drysdale 1985)。

着火源

点火は、図 2 に概略的に示されています (パイロット点火)。 点火を成功させるには、 発火源 表面温度を火点以上に上昇させるだけでなく、蒸気を発火させなければなりません。 衝突する炎は両方の能力で作用しますが、離れた場所から課せられた放射フラックスは、蒸気が発火することなく、火点を超える温度で蒸気を発生させる可能性があります。 ただし、発生した蒸気が十分に熱くなっている場合 (表面温度が発火点よりもはるかに高い必要があります)、空気と混ざり合って自然発火する可能性があります。 このプロセスは次のように知られています。 自然発火.

図 2. パイロット点火のシナリオ。

FIR010F2

多数の発火源を特定することができますが、共通点が 1991 つあります。それは、何らかの不注意または不作為の結果であるということです。 典型的なリストには、裸火、「喫煙者の材料」、摩擦加熱、電気機器 (ヒーター、アイロン、調理器具など) などが含まれます。 優れた調査が Cote (3) に見られるかもしれません。 これらの一部を表 XNUMX にまとめます。

 


表 3. 着火源

 

 


 

電動機器

電気ストーブ、ドライヤー、電気毛布など

直火ソース

マッチ、ライター、トーチなど

ガス燃料機器

ガス火、ストーブ、コンロなど

その他の燃料装備

薪ストーブなど

火のついたたばこ

葉巻、パイプなど

熱い物体

高温パイプ、機械火花など

加熱への暴露

隣接火災等

自然発熱

亜麻仁油を染み込ませたぼろ、石炭の山など

化学反応

希少例、グリセロールを含む過マンガン酸カリウム

 


 

くすぶっている紙巻たばこは、(一般的なガス燃料であっても)直接燃焼を開始することはできませんが、 くすぶり このタイプの燃焼を受ける傾向がある物質で。 これは、加熱すると焦げる材料でのみ観察されます。 くすぶりはチャーの表面酸化を含み、隣接する未燃燃料から新鮮なチャーを生成するのに十分な熱を局所的に生成します。 これは非常にゆっくりとしたプロセスですが、最終的に炎上に移行する可能性があります。 その後、火災は非常に急速に進行します。

くすぶりやすい材料は、自己発熱の現象を示すこともあります (Bowes 1984)。 これは、そのような材料が大量に保存され、ゆっくりとした表面酸化によって生成された熱が逃げることができず、塊内の温度が上昇する場合に発生します。 条件が正しければ、これは暴走プロセスにつながり、最終的には材料内の深部でくすぶり反応に発展する可能性があります。

延焼

火災の成長における主要な要素は、炎が隣接する可燃性表面に広がる速度です。 火炎の広がりは、火炎の前縁がまだ燃焼していない燃料の着火源として機能する前進する着火面としてモデル化できます。 拡散速度は、部分的には着火のしやすさを制御する同じ材料特性によって、また部分的には既存の炎と前面前方の表面との間の相互作用によって決定されます。 浮力によって炎が上向きに流れ、燃焼領域の上の表面が炎からの直接の熱伝達にさらされるため、上向きの垂直拡散が最も急速です。 これは、燃焼領域からの炎が表面から離れて垂直に上昇するときに水平表面上に広がることと対照的です. 実際、垂直方向の広がりが最も危険であることはよくあることです (例えば、カーテンやドレープ、ドレスやナイトガウンなどのゆったりとした衣服での炎の広がり)。

拡散率は、課せられた放射熱流束の影響も受けます。 部屋で火災が発生すると、火災が進行するにつれて蓄積される放射線レベルが増加するため、火災の範囲はより急速に拡大します。 これは、フラッシュオーバーの特徴である火の成長の加速に貢献します。

消火理論

消火・鎮火は、上記の火の理論の概要から考察することができます。 気相燃焼プロセス(すなわち、火炎反応)は、化学阻害剤に非常に敏感です。 いくつかの 難燃剤 材料の「燃焼特性」を改善するために使用される燃料蒸気は、燃料蒸気とともに放出される少量の抑制剤が炎の確立を抑制するという事実に依存しています。 難燃剤の存在は、可燃性物質を不燃性にすることはできませんが、着火をより困難にする可能性があります。着火源が小さい場合は、着火を完全に防ぐことができます。 ただし、難燃性材料が既存の火災に巻き込まれると、高熱流束が難燃剤の効果を圧倒するため、燃焼します。

火災の消火は、いくつかの方法で達成できます。

1.燃料蒸気の供給停止

2. 化学消火器による消火(抑制)

3. 火への空気(酸素)の供給を取り除く(窒息)

4.「ブローアウト」。

燃料蒸気の流れの制御

燃料蒸気の供給を停止する最初の方法は、燃料の供給を簡単に停止できるガスジェット火災に明らかに適用できます。 ただし、これは、凝縮した燃料が関係する火災を消火する最も一般的で安全な方法でもあります。 固体が関与する火災の場合、蒸気の流れが炎を維持するには小さすぎると、燃料の表面を発火点より下に冷却する必要があります。 これは、手動または自動システム (スプリンクラー、散水など) を使用して水を適用することによって最も効果的に達成されます。 一般に、液体火災はこの方法では対処できません。火点の低い液体燃料は十分に冷却できませんが、火点の高い燃料の場合、高温の液体と接触すると水が激しく気化します。表面が燃える可能性があり、コンテナから燃料が排出されます。 これは、消火活動をしている人々に非常に深刻な結果をもたらす可能性があります。 (自動高圧散水システムが後者のタイプの火災に対処するように設計されている特殊なケースがいくつかありますが、これは一般的ではありません。)

液体火災は通常、泡消火剤を使用して消火します (Cote 1991)。 これは、泡の濃縮物を水の流れに吸引することによって生成され、水の流れに空気を混入させる特別なノズルを介して火に向けられます。 これにより、液体の上に浮かぶ泡が生成され、閉塞効果と炎からの熱伝達から表面を保護することにより、燃料蒸気の供給速度が低下します。 泡は、液面を覆うように徐々にサイズが大きくなる「ラフト」を形成するために慎重に塗布する必要があります。 筏が成長するにつれて炎のサイズが小さくなり、同時に泡が徐々に崩壊し、表面の冷却を助ける水が放出されます. メカニズムは実際には複雑ですが、最終的な結果は蒸気の流れを制御することです。

利用可能なフォーム濃縮物は数多くありますが、保護する液体と適合するものを選択することが重要です。 オリジナルの「プロテイン フォーム」は、炭化水素液体火災用に開発されましたが、水溶性の液体燃料と接触すると急速に分解します。 遭遇する可能性のある液体火災の全範囲に対処するために、一連の「合成フォーム」が開発されました。 これらの XNUMX つである水性膜形成フォーム (AFFF) は、液体燃料の表面に水の膜を生成する多目的フォームであり、その効果を高めます。

炎を消す

この方法では、炎を消すために化学抑制剤を使用します。 炎の中で起こる反応にはフリーラジカルが含まれます。これは非常に反応性の高い種で、つかの間の存在しかありませんが、反応全体 (例えば、R1 タイプの反応) を進行させるのに十分な高濃度を維持する分枝鎖プロセスによって継続的に再生されます。高速で。 十分な量の化学抑制剤を適用すると、これらのラジカルの濃度が劇的に低下し、効果的に炎が消えます。 このように機能する最も一般的な薬剤は、ハロンと乾燥粉末です。

ハロンは炎の中で反応して、炎のラジカルが優先的に反応する他の中間種を生成します。 消火に必要なハロンの量は比較的少量であるため、伝統的に非常に望ましいと考えられていました。 消火濃度は「呼吸可能」です (ただし、炎を通過する際に生成される生成物は有害です)。 乾燥粉末も同様に作用しますが、特定の状況下でははるかに効果的です。 微粒子が火炎中に飛散し、ラジカル連鎖を停止させます。 粒子が小さく、多数であることが重要です。 これは、多くの専有ブランドの乾燥粉末の製造業者が、高温の炎にさらされたときに粒子が細かく砕ける粉末を選択することによって達成されます。

衣服に火がついた場合、粉末消火器が炎を制御し、その人を保護する最善の方法であると認識されています。 迅速な介入により迅速な「ノックダウン」が行われ、怪我が最小限に抑えられます。 ただし、粒子はすぐに地面に落ち、残りの炎はすぐに元に戻るため、炎を完全に消す必要があります。 同様に、ハロンは、局所濃度が維持されている場合にのみ有効です。 戸外で使用すると、ハロン蒸気は急速に分散し、炎が残っていると急速に再燃します。 さらに重要なことに、表面温度が十分に高い場合、抑制剤の損失に続いて燃料が再点火されます。 ハロンも乾燥粉末も、燃料表面に大きな冷却効果はありません。

空気の供給を取り除く

以下の説明は、プロセスを単純化しすぎています。 「空気の供給を取り除く」ことは確かに消火につながりますが、これを行うには、酸素濃度を臨界レベル以下に下げるだけで十分です。 よく知られている「酸素指数試験」は、燃焼をサポートする酸素/窒素混合物中の最小酸素濃度に従って可燃性物質を分類します。 多くの一般的な材料は、酸素濃度が周囲温度 (約 14°C) で約 20% まで低下し、熱伝達が課されない場合に燃焼します。 臨界濃度は温度に依存し、温度が上昇すると減少します。 したがって、しばらくの間燃え続けている火は、おそらく 7% という低い濃度でも炎を維持することができます。 ドアや窓を閉めたままにしておくことで酸素の供給が制限されている場合、部屋の火災は抑えられ、自己消火することさえあります. 燃焼は止むかもしれませんが、くすぶりは非常に低い酸素濃度で続きます。 部屋が十分に冷える前にドアを開けたり、窓を割ったりして空気が入ると、 バックドラフトまたは バックドラフト.

「空気抜き」が難しい。 しかし、大気は、窒素、二酸化炭素、または酸素が少なく酸素が多い燃焼プロセス(例えば、船のエンジン)からのガスなど、燃焼をサポートしないガスによる完全なフラッディングによって「不活性」になる場合があります。二酸化炭素中。 この技術は、火が完全に消えるか消火活動が開始されるまで、必要な濃度の「不活性ガス」を維持する必要があるため、密閉された空間でのみ使用できます。 総フラッディングには、船の船倉や図書館の珍しい本のコレクションなど、特別な用途があります。 不活性ガスの必要な最小濃度を表 4 に示します。これらは、火災が早期に検出され、スペースに過度の熱が蓄積する前にフラッディングが実行されるという仮定に基づいています。

表 4: 不活性化に必要なさまざまなガスの濃度の比較

エージェント

最小濃度 (体積%)

ハロン1301

8.0

ハロン1211

8.1

窒素

二酸化炭素

 

「空気の除去」は、消火器から抑制剤を局所的に適用することにより、小さな火災のすぐ近くで行うことができます。 二酸化炭素は、この方法で使用される唯一のガスです。 ただし、このガスはすぐに分散するため、火の攻撃中にすべての炎を消すことが不可欠です。 そうしないと、フレーミングが再確立されます。 二酸化炭素は冷却効果があったとしてもほとんどないため、再点火も可能です。 炎に同伴された細かい水噴霧は、液滴の蒸発 (燃焼ゾーンを冷却する) と水蒸気による希釈による酸素濃度の低下 (同じように作用する) の組み合わせの結果として消火を引き起こす可能性があることに注意する価値があります。二酸化炭素として)。 ハロンの代替として、細かい水しぶきやミストが検討されています。

ここで、ガスの流れをすぐに止められない限り、ガスの炎を消すことはお勧めできません。 そうしないと、かなりの量の可燃性ガスが蓄積して発火し、深刻な結果を招く可能性があります。

吹き消す

このメソッドは、完全を期すためにここに含まれています。 マッチの炎は、炎の近くで空気速度を臨界値以上に上げると、簡単に吹き消すことができます。 このメカニズムは、燃料の近くで火炎を不安定にすることによって作動します。 原則として、より大きな火災は同じ方法で制御できますが、通常、十分な速度を生み出すには爆薬が必要です。 油井火災は、この方法で消火することができます。

最後に、強調する必要がある一般的な特徴は、火が大きくなるにつれて、火を消すことができる容易さが急速に減少することです。 早期発見により、最小量の抑制剤で絶滅が可能になり、損失が減少します。 抑制システムを選択する際には、潜在的な火災発生率と、利用可能な検出システムの種類を考慮する必要があります。

爆発

爆発は、エネルギーの突然の放出によって特徴付けられ、遠隔損傷を引き起こす可能性がある衝撃波または爆風を生成します。 ソースには、XNUMX つの異なるタイプ、すなわち、高圧爆薬と圧力バーストがあります。 高性能爆薬は、トリニトロトルエン(TNT)やシクロトリメチレントリニトラミン(RDX)などの化合物に代表されます。 これらの化合物は非常に発熱性の種であり、分解してかなりの量のエネルギーを放出します。 熱的に安定していますが (それほど安定しておらず、安全に取り扱うために減感作が必要な場合もあります)、それらは爆発を誘発し、分解して固体中を音速で伝播する可能性があります。 放出されるエネルギー量が十分に高い場合、爆風が発生源から伝播し、離れた場所に重大な損害を与える可能性があります。

遠隔地の損傷を評価することで、爆発の規模を「TNT 相当量」(通常はトン単位) で見積もることができます。 この手法は、TNT の潜在的な損傷 (その多くは戦時中) について収集された大量のデータに依存しており、既知の量の TNT によって引き起こされた損傷の研究から開発された経験的尺度法を使用しています。

平時には、鉱業、採石、大規模な土木工事など、さまざまな活動で高性能爆薬が使用されています。 サイト上にそれらが存在することは、特定の管理を必要とする特定の危険を表しています。 ただし、「爆発」のもう XNUMX つの原因は、特に危険が認識されていない場合、同様に壊滅的な影響を与える可能性があります。 圧力バーストにつながる過圧は、プラント内の化学プロセスの結果、または純粋に物理的な影響の結果である可能性があります。これは、容器が外部から加熱されて過圧につながる場合に発生します。 用語 ブリーブ (沸騰した液体が膨張する蒸気爆発) の語源はここにあり、元々は蒸気ボイラーの故障を指しています。 現在では、LPG (液化石油ガス) などの液化ガスを含む圧力容器が火災で失敗し、可燃性内容物が放出され、それが発火して「火の玉」を生成するイベントを表すためにも一般的に使用されています。

一方、過圧は化学プロセスによって内部的に引き起こされる可能性があります。 プロセス産業では、自己発熱が暴走反応を引き起こし、圧力バーストを引き起こす可能性のある高温と圧力を生成する可能性があります。 ただし、最も一般的なタイプの爆発は、プラントのアイテム内、または実際には密閉構造またはエンクロージャ内に閉じ込められた可燃性ガス/空気混合物の発火によって引き起こされます。 前提条件は可燃性混合物の形成であり、これは適切な設計と管理によって回避する必要があります。 偶発的な放出が発生した場合、ガス (または蒸気) の濃度が可燃性の下限と上限の間にある場合はどこでも可燃性雰囲気が存在します (表 1)。 着火源がこれらの領域の 2,100 つに導入されると、予混合火炎が発火源から急速に広がり、燃料と空気の混合物が高温の燃焼生成物に変換されます。 これは 300 K にもなる可能性があり、最初は 7 K の完全に閉じたシステムでは、XNUMX バールの過圧が可能であることを示しています。 特別に設計された圧力容器だけが、このような過圧を抑えることができます。 通常の建物は、圧力リリーフ パネルや破裂板、または爆発抑制システムによって保護されていない限り、倒壊します。 建物内で可燃性混合物が形成された場合、爆発の初期段階で作成された開口部 (窓の破損など) から爆発が外部に放出されない限り、その後の爆発は重大な構造的損傷 (おそらく完全な破壊) を引き起こす可能性があります。

このタイプの爆発は、空気中の粉塵懸濁液の発火にも関連しています (Palmer 1973)。 これらは、建物内の棚、垂木、棚から取り除かれて雲を形成する「爆発性の」粉塵がかなり蓄積され、その後発火源(製粉工場、穀物エレベーターなど)にさらされる場合に発生します。 .)。 粉塵は (明らかに) 可燃性でなければなりませんが、すべての可燃性粉塵が周囲温度で爆発するわけではありません。 粉塵が爆発性かどうかを判断するための標準試験が設計されています。 これらは、ガスや蒸気の「可燃限界」と概念が似ている、爆発性粉塵が「爆発限界」を示すことを示すためにも使用できます。 一般に、粉塵爆発は、初期のイベントでより多くの粉塵が除去され、さらに大きな粉塵雲が形成され、必然的に発火してさらに大きな爆発を引き起こす可能性があるため、多大な損害を与える可能性があります。

爆発ベントまたは 爆発の救済、静止した可燃性混合物または爆発性の粉塵雲を通る予混合火炎の伝播に関連するなど、爆発の発生速度が比較的遅い場合にのみ正常に動作します。 爆発が関係している場合、爆発ベントは役に立ちません。 この理由は、圧力がまだ比較的低いイベントの初期段階で圧力逃がし開口部を作成する必要があるためです。 爆発が起きた場合、圧力が急激に上昇して安全を確保することができず、囲んでいる容器やプラントのアイテムは非常に高い内圧にさらされ、大規模な破壊につながります。 可燃性ガス混合物の爆発 混合物が長いパイプまたはダクト内に含まれている場合に発生する可能性があります。 特定の条件下では、予混合火炎の伝播により、乱流が増加する速度で未燃焼ガスが火炎前面の前に押し出され、それが伝播速度を増加させます。 これは、衝撃波が形成されるまで炎を加速させるフィードバック ループを提供します。 これは、燃焼プロセスと組み合わされて、1,000 m/s をはるかに超える速度で伝播するデトネーション波です。 これは、 基本燃焼速度 0.45 m/s の化学量論的プロパン/空気混合物の(これは、火炎が静止した (つまり、乱流のない) プロパン/空気混合物を伝播する速度です。)

このタイプの爆発の発生における乱気流の重要性を過小評価することはできません。 防爆システムの正常な動作は、早期のベントまたは早期の抑制にかかっています。 爆発の進行速度が速すぎると、保護システムが効果を発揮せず、許容できない過圧が発生する可能性があります。

爆発救済の代替手段は 爆発抑制. このタイプの保護では、爆発をできるだけ点火に近い非常に早い段階で検出する必要があります。 検出器を使用して、伝播する火炎の経路への抑制剤の急速な放出を開始し、周囲の境界の完全性が脅かされる程度まで圧力が上昇する前に爆発を効果的に停止します。 ハロンはこの目的で一般的に使用されてきましたが、これらが段階的に廃止されているため、高圧水噴霧システムの使用に注意が払われています. このタイプの保護は非常に高価であり、抑制剤を迅速かつ均一に分配できる比較的小さな容積 (可燃性蒸気または爆発性粉塵を運ぶダクトなど) でしか使用できないため、用途が限られています。

防火のための情報分析

一般的に言えば、火災科学は、安全性の問題を含む工学設計に関する合理的な決定の基礎となる知識ベースを提供できる段階にまで発展したのはごく最近のことです。 伝統的に、火災安全は アドホック 事案が発生した場合には、再発防止のための規制その他の制限を課すことにより、効果的に対応する。 多くの例を引用することができます。 たとえば、1666 年のロンドン大火は、やがて最初の建築規則 (またはコード) の確立と火災保険の開発につながりました。 1972 年と 1974 年にブラジルのサンパウロで発生した高層オフィスビルの火災などの最近の事件では、建築基準法に変更が加えられ、同様の多数の死者が出た火災が将来発生するのを防ぐように組み立てられました。 他の問題も同様の方法で対処されています。 米国カリフォルニア州では、特定の種類のモダンな布張り家具 (特に標準的なポリウレタン フォームを含むもの) に関連する危険性が認識され、最終的にその入手可能性を制御するための厳しい規制が導入されました。

これらは、火災の影響を観察した結果、火災発生時の個人と地域社会の安全を向上させることを目的とした一連の規則を課すことになった単純な事例です。 あらゆる問題に対する行動の決定は、火災事故に関する私たちの知識の分析に基づいて正当化されなければなりません。 問題が現実であることを示す必要があります。 サンパウロの火事のように、この演習は学問的なものもありますが、現代の家具が問題であることを「証明する」などの場合は、関連するコストが賢明に費やされるようにする必要があります。 これには、火災件数、死亡者数、特定のタイプの発火の発生率などの傾向を長年にわたって示すことができる、火災事故に関する信頼できるデータベースが必要です。傾向または変化が重要であり、適切な措置が講じられている。

多くの国では、消防隊は参加した各火災について報告書を提出する必要があります。 英国と米国では、担当官がレポート フォームに記入し、中央組織 (英国の Home Office、米国の National Fire Protection Association、NFPA) に提出します。所定の方法でデータを処理します。 その後、データは政府機関やその他の利害関係者による検査に利用できます。 これらのデータベースは、(たとえば) 主な着火源や最初に着火したアイテムを強調するのに非常に役立ちます。 死亡者の発生率と着火源との関係などを調べたところ、喫煙者の材料によって引き起こされた火災で死亡した人の数は、この方法で発生した火災の数とは著しく釣り合わないことが示されました。

これらのデータベースの信頼性は、消防士が火災調査を行うスキルに依存します。 火災調査は容易な作業ではなく、かなりの能力と知識、特に火災科学の知識が必要です。 英国の消防署には、参加したすべての火災について火災報告書を提出するという法定義務があり、これは担当官にかなりの責任を課しています。 必要な情報を十分に詳細に引き出す必要があるため、フォームの構成は非常に重要です。 NFPA が推奨する「基本インシデント レポート フォーム」は、 防火ハンドブック (コート 1991)。

データは 1980 つの方法で使用できます。1989 つは、火災の問題を特定するため、または公的または私的支出を必要とする可能性のある特定の一連の行動を正当化するために必要な合理的な議論を提供するためです。 長い間確立されたデータベースを使用して、実行されたアクションの効果を示すことができます。 次の 1991 点は、XNUMX 年から XNUMX 年までの NFPA 統計から収集されました (Cote XNUMX)。

1. 家庭用煙感知器は広く使用されており、非常に効果的です (ただし、検出器戦略には大きなギャップが残っています)。

2. 自動スプリンクラーは、生命と財産の損失を大幅に削減します。 携帯型暖房器具や地域暖房器具の使用の増加により、暖房器具が関係する住宅火災が急激に増加しました。

3. 焼夷弾や不審火は 1970 年代のピークから減少し続けましたが、関連する物的損害は減少を止めました。

4. 消防士の死亡事故の多くは、心臓発作や火事場から離れた場所での活動が原因です。

5. 農村地域は、火災による死亡率が最も高い。

6. 布張りの家具、マットレス、または寝具に着火する喫煙材料は、最も致命的な住宅火災のシナリオを生み出します。

7. 米国とカナダの火災死亡率は、すべての先進国の中で最高です。

8. 米国の旧南部の州は、火災による死亡率が最も高い。

9. 高齢者は、火事で死亡するリスクが特に高い。

 

もちろん、そのような結論は国によって異なりますが、いくつかの共通の傾向があります。 このようなデータを注意深く使用することで、地域社会の火災安全に関する健全な政策を策定する手段を提供できます。 ただし、これらは必然的に「積極的」ではなく「受動的」であることを覚えておく必要があります。 積極的な対策は、詳細な火災危険性評価の後にのみ導入できます。 このような一連の行動は、原子力産業から始まり、リスクが他の産業よりもはるかに容易に定義される化学、石油化学、オフショア産業に移行して、徐々に導入されています。 一般に、ホテルや公共の建物への適用ははるかに困難であり、火災の経過と、火災生成物が建物全体に広がって居住者に影響を与える方法を予測するために、火災モデリング技術を適用する必要があります。 このタイプのモデリングは大きな進歩を遂げていますが、これらの手法を自信を持って使用できるようになるまでには長い道のりがあると言わざるを得ません。 火災安全工学は、信頼できる火災危険性評価ツールが広く利用可能になる前に、火災安全科学の多くの基礎研究を必要としています。

 

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木曜日、24月2011 18:22

火災の危険源

火災 および 燃焼 さまざまな方法で定義されています。 私たちの目的のために、現象としての燃焼に関連する最も重要なステートメントは次のとおりです。

  • 燃焼は、物理的および化学的変換からなる自己持続的な反応の実行を表します。
  • 関連する材料は、周囲の酸化剤と反応し、ほとんどの場合、空気中の酸素と反応します。
  • 点火には好ましい開始条件が必要です。これは一般に、燃焼の連鎖反応の初期エネルギー需要をカバーするシステムの十分な加熱です。
  • 反応の結果はしばしば発熱性です。つまり、燃焼中に熱が放出され、この現象は目に見える燃焼を伴うことがよくあります。

 

点火 燃焼の自己維持プロセスの最初のステップと見なすことができます。 として発生する可能性があります パイロット点火 (または 強制点火) 現象が外部発火源によって引き起こされた場合、または次のように発生する可能性があります。 自動点火 (または 自己発火) 現象が可燃性物質自体で起こる反応の結果であり、熱放出と相まって発生する場合。

着火の傾向は、経験的パラメータによって特徴付けられます。 発火温度 (すなわち、試験によって決定される、発火のために材料を加熱する必要がある最低温度)。 このパラメーターが、特別なテスト方法で決定されるかどうかに応じて、着火源を使用して、 パイロット発火温度自動発火温度.

パイロット点火の場合、燃焼反応に関与する物質の活性化に必要なエネルギーは、点火源によって供給されます。 しかし、着火に必要な熱量と発火温度との間には直接的な関係はありません。可燃性システムの構成要素の化学組成は発火温度の重要なパラメーターですが、材料のサイズと形状に大きく影響されるためです。 、環境の圧力、気流の条件、着火源のパラメーター、試験装置の幾何学的特徴など。これが、自己発火温度とパイロット発火温度に関する文献で公開されているデータが大幅に異なる可能性がある理由です。

異なる状態の物質の発火メカニズムを簡単に説明することができます。 これには、固体、液体、または気体のいずれかとして材料を調べることが含まれます。

ブリッジ 固体材料 伝導、対流、または放射 (主にそれらの組み合わせによる) のいずれかによって、外部発火源からエネルギーを吸収するか、または表面で分解を開始する内部で発生する熱生成プロセスの結果として加熱されます。

着火させるには 液体、これらは燃焼可能な蒸気空間を表面上に形成する必要があります。 放出された蒸気と気体分解生成物は、液体または固体物質の表面上で空気と混合します。

混合物および/または拡散で発生する乱流は、酸素が表面上および表面上の分子、原子、およびフリーラジカルに到達するのを助けます。これらはすでに反応に適しています。 誘起された粒子は相互作用に入り、その結果、熱が放出されます。 プロセスは着実に加速し、連鎖反応が始まると、材料は発火して燃焼します。

固体可燃物の表面下層での燃焼を くすぶり、固体物質と気体の界面で起こる燃焼反応を 輝きます. 炎で燃やす(または 燃えるような) は、燃焼の発熱反応が気相で進行する過程です。 これは、液体と固体の両方の物質の燃焼に典型的です。

可燃性ガス 気相で自然燃焼します。 ガスと空気の混合物が特定の濃度範囲でのみ発火する可能性があるということは、重要な経験的声明です。 これは、液体の蒸気にも当てはまります。 ガスと蒸気の可燃性の下限と上限は、混合物の温度と圧力、発火源、および混合物中の不活性ガスの濃度によって異なります。

着火源

熱エネルギーを供給する現象は、その起源に関して 1979 つの基本的なカテゴリに分類できます (Sax XNUMX)。

1. 化学反応で発生する熱エネルギー(酸化熱、燃焼熱、溶解熱、自然発熱、分解熱など)

2. 電気熱エネルギー (抵抗加熱、誘導加熱、アークによる熱、電気火花、静電気放電、落雷による熱など)

3.機械的熱エネルギー(摩擦熱、摩擦火花)

4. 核分解によって発生する熱。

以下の議論では、最も頻繁に遭遇する着火源について説明します。

直火

直火は、最も単純で最も頻繁に使用される着火源です。 一般的に使用される多数のツールおよびさまざまなタイプの技術機器は、裸火で動作するか、裸火の形成を可能にします。 バーナー、マッチ、かまど、暖房器具、溶接トーチの炎、壊れたガスやオイルのパイプなどは、実質的に潜在的な発火源と考えられます。 裸火では、主な着火源自体が既存の自己持続燃焼を表しているため、着火メカニズムは本質的に燃焼が別のシステムに広がることを意味します。 裸火の着火源が発火を開始するのに十分なエネルギーを持っていれば、燃焼が始まります。

自然発火

自然に発熱する化学反応は、「内部着火源」として発火・燃焼の危険性を暗示しています。 しかし、自然発熱、自然着火しやすい物質は、二次発火源となり、周囲の可燃物に着火する可能性があります。

自然発火しやすい気体(リン化水素、水素化ホウ素、水素化ケイ素など)や液体(金属カルボニル、有機金属組成物など)もあるが、ほとんどの自然発火は固体物質の表面反応として起こる。 自然発火は、すべての発火と同様に、材料の化学構造に依存しますが、その発生は分散度によって決まります。 大きな比表面積は、反応熱の局所的な蓄積を可能にし、自然発火温度を超える材料の温度上昇に寄与します。

液体が比表面積の大きい固体物質上で空気と接触すると、液体の自然発火も促進されます。 脂肪、特に二重結合を含む不飽和油は、繊維材料やその製品に吸収されたり、植物や動物由来の織物に含浸されたりすると、通常の大気条件下で自然発火する傾向があります。 不燃性繊維または大きな特定の表面を覆い、油で汚染された無機材料から製造されたグラスウールおよびミネラルウール製品の自然発火は、非常に深刻な火災事故を引き起こしています。

自然発火は、主に固体物質の粉塵で観察されています。 熱伝導率の良い金属の場合、発火に必要な局所的な熱の蓄積には、金属を非常に細かく粉砕する必要があります。 粒子サイズが小さくなると、自然発火の可能性が高くなり、一部の金属粉塵 (鉄など) では自然発火が起こります。 石炭粉塵、細かい分布のすす、ラッカーおよび合成樹脂の粉塵を保管および処理する場合、およびそれらを使用して技術的な操作を行う場合は、自然発火の危険を減らすための防火対策に特別な注意を払う必要があります。

自然分解しやすい物質は、自然発火する特殊な能力を示します。 ヒドラジンは、表面積の大きい物質に付着すると、すぐに炎上します。 プラスチック産業で広く使用されている過酸化物は、自然に分解しやすく、分解の結果、危険な着火源となり、爆発的な燃焼を引き起こすことがあります。

特定の化学物質が互いに接触したときに発生する激しい発熱反応は、自然発火の特殊なケースと見なすことができます。 その例としては、濃硫酸とあらゆる有機可燃物との接触、塩素酸塩と硫黄またはアンモニウム塩または酸との接触、有機ハロゲン化合物とアルカリ金属との接触などが挙げられます。 (互換性のない材料)は、特に保管・共同保管の際や、消防法規の整備に細心の注意を払う必要があります。

このような危険なほど高い自然発熱は、場合によっては、不適切な技術的条件 (不十分な換気、低い冷却能力、メンテナンスとクリーニングの不一致、反応の過熱など) が原因であるか、それらによって促進される可能性があることに注意してください。

繊維状の飼料、油性種子、発芽穀物、加工産業の最終製品 (乾燥ビートルート スライス、肥料など) などの特定の農産物は、自然発火の傾向を示します。 これらの材料の自発的な加熱には特別な特徴があります。システムの危険な温度条件は、簡単に制御できない発熱性の生物学的プロセスによって悪化します。

電気着火源

電気エネルギーで作動する動力機械、機器、加熱装置、および変電機器や照明機器は、安全性と要件に関する関連規制に準拠して設置されている場合、通常、周囲に火災の危険をもたらすことはありません。規格の運用中に関連する技術的指示が守られていることを確認してください。 定期的なメンテナンスと定期的な監督により、火災や爆発の可能性が大幅に減少します。 電気機器および配線の火災の最も多い原因は以下のものです。 過負荷, 短絡, 電気火花 および 高い接触抵抗.

過負荷は、配線や電化製品が設計された電流よりも高い電流にさらされたときに発生します。 配線、デバイス、および機器を通過する過電流は、電気システムの過熱したコンポーネントが損傷または破損したり、古くなったり炭化したりして、コードやケーブルのコーティングが溶けたり、金属部分が白熱したり、可燃性の構造物が燃えたりするような過熱につながる可能性があります。ユニットが着火し、条件によっては周囲に火を広げます。 過負荷の最も頻繁な原因は、接続されているコンシューマーの数が許可されている数より多いか、その容量が規定値を超えていることです。

電気システムの動作の安全性は、短絡によって最も頻繁に危険にさらされます。 それらは常に損傷の結果であり、電気配線の部品または機器が同じ電位レベルまたはさまざまな電位レベルにあり、互いに絶縁され、アースから絶縁されている場合に発生します。 この接触は、金属同士の接触として直接発生する場合もあれば、電気アークによって間接的に発生する場合もあります。 短絡の場合、電気システムの一部のユニットが互いに接触すると、抵抗がかなり低くなり、その結果、電流の強度が非常に高くなり、おそらく数桁低くなります。 大規模な短絡による過電流時に放出される熱エネルギーは、短絡の影響を受けたデバイスで火災を引き起こし、周囲の材料や機器が発火し、建物に延焼する可能性があります。

電気火花は小さな性質の熱エネルギー源ですが、経験的に示されているように、発火源として頻繁に機能します。 通常の作業条件下では、ほとんどの電化製品は火花を放出しませんが、特定のデバイスの動作には通常火花が伴います。

スパークは、その発生ゾーンでガス、蒸気、または粉塵の爆発的な濃度が発生する可能性がある場所で、最も危険をもたらします。 したがって、動作中に通常火花を放出する機器は、火花が発火しない場所にのみ設置することが許可されています。 それ自体では、火花のエネルギー含有量は、環境内の物質の着火や爆発の開始には不十分です。

電気システムにおいて、電流が流れる構造単位間に完全な金属接触がない場合、この箇所で高い接触抵抗が発生します。 この現象は、ほとんどの場合、接合部の不完全な構造または非職人的な取り付けによるものです。 動作中のジョイントの外れや自然摩耗も、高い接触抵抗の原因となる場合があります。 抵抗が増加した場所を流れる電流の大部分は、熱エネルギーに変換されます。 このエネルギーを十分に放散できない場合 (およびその理由を排除できない場合)、極端に温度が上昇し、周囲を危険にさらす火災状態につながる可能性があります。

デバイスが誘導の概念に基づいて動作する場合 (エンジン、ダイナモ、変圧器、リレーなど)、適切に計算されていない場合、動作中に渦電流が発生する可能性があります。 渦電流により構造体(コイルとその鉄芯)が温まり、絶縁物に引火して機器が焼損する恐れがあります。 高電圧機器の周囲の金属構造ユニットでも、渦電流が発生し、これらの有害な結果が生じる可能性があります。

静電気火花

静電気帯電は、もともと電気的に中性である (そして電気回路から独立している) あらゆる物質が正または負に帯電するプロセスです。 これは、次の XNUMX つの方法のいずれかで発生する可能性があります。

1.      分離充電、減算極性の電荷がXNUMXつの物体に同時に蓄積するように

2.      通りすがりに充電、通過する電荷が反対の極性符号の電荷を残すように

3.      取り上げて充電、体が外部から電荷を受け取るように。

これらの XNUMX つの帯電方法は、接触後の分離、分割、切断、粉砕、移動、摩擦、パイプ内の粉体および流体の流れ、衝突、圧力の変化、状態の変化、光イオン化、熱イオン化、静電分布または高電圧放電。

上記のプロセスのいずれかの結果として、導電体と絶縁体の両方で静電気帯電が発生する可能性がありますが、ほとんどの場合、不要な電荷の蓄積は機械的プロセスが原因です。

静電気の帯電とそれに起因する火花放電による多数の有害な影響とリスクから、特に XNUMX つのリスクを挙げることができます。 .

電子機器は、充電による放電エネルギーが十分に高く、半導電性部品の入力が破壊されると、まず第一に危険にさらされます。 過去 XNUMX 年間の電子ユニットの開発に続いて、このリスクが急速に増加しています。

火災または爆発の危険性の発生には、XNUMX つの条件の空間と時間の一致が必要です: 可燃性媒体の存在と、発火能力のある放電です。 この危険は主に化学産業で発生します。 いわゆる基準に基づいて推定することができます。 危険物の火花感受性 (最小着火エネルギー)、充電の程度によって異なります。

これらのリスク、すなわち、技術的なトラブルから死亡事故を伴う大惨事に至るまで、さまざまな結果をもたらすリスクを軽減することが重要な課題です。 静電気帯電の影響を防ぐには、次の XNUMX つの方法があります。

1. 充電プロセスの開始を防止する (明らかですが、通常、実現するのは非常に困難です)

2. 危険な放電 (またはその他のリスク) の発生を防ぐために電荷の蓄積を制限します。

雷は自然界の大気電気現象であり、発火源と見なされる場合があります。 雲で生成された静電気は、地球に向かって均等化されます (落雷)、高エネルギー放電を伴います。 落雷した場所やその周辺の可燃物に引火し、燃え尽きるおそれがあります。 稲妻のいくつかのストロークでは、非常に強いインパルスが生成され、エネルギーはいくつかの段階で均等化されます。 場合によっては、長時間持続する電流が流れ始め、10 A のオーダーに達することもあります。

機械的熱エネルギー

技術的な練習は着実に摩擦と結びついています。 機械の動作中に摩擦熱が発生し、システム内に熱が蓄積する程度に熱損失が制限されると、システムの温度が環境にとって危険な値まで上昇し、火災が発生する可能性があります。

摩擦火花は通常、金属の技術的操作で大きな摩擦 (研削、チッピング、切断、打撃) が原因で発生するか、金属製の物体やツールが硬い床に落下または落下するため、または研削作業中に、研削の影響下で材料内の金属汚染が原因で発生します。 . 発生する火花の温度は通常、従来の可燃性物質の発火温度よりも高くなります (鋼からの火花では 1,400 ~ 1,500 °C、銅ニッケル合金からの火花では 300 ~ 400 °C)。 ただし、着火能力は、着火する物質と物質の全体の熱量と最低着火エネルギーにそれぞれ依存します。 摩擦火花は、可燃性ガス、蒸気、粉塵が危険な濃度で存在する空域での実際の火災の危険性を意味することが実際に証明されています。 したがって、このような状況下では、火花を発生しやすい材料の使用や、機械的な火花を発生させるプロセスは避ける必要があります。 このような場合、火花を出さない工具、つまり木、革、またはプラスチック材料で作られた工具、または低エネルギーの火花を生成する銅および青銅合金の工具を使用することによって、安全が確保されます。

高温の表面

実際には、機器やデバイスの表面は、通常または誤動作によって危険な程度に加熱される場合があります。 オーブン、炉、乾燥装置、廃ガス排出口、蒸気パイプなどは、爆発性のある空間で火災を引き起こすことがよくあります。 さらに、それらの高温の表面は、それらに近づいたり接触したりすることによって、可燃物に着火する可能性があります。 予防のために、安全な距離を守る必要があり、定期的な監督と保守により、危険な過熱の発生の可能性が減少します。

材料および製品の火災危険

可燃性システム内の可燃性物質の存在は、明らかな燃焼状態を表しています。 燃焼現象と燃焼プロセスのフェーズは、基本的に、関連する材料の物理的および化学的特性に依存します。 したがって、さまざまな材料や製品の性質や特性に関して、その可燃性を調査することは理にかなっているように思われます。 このセクションでは、材料のグループ化の順序付けの原則は、理論的な概念ではなく技術的な側面によって管理されます (NFPA 1991)。

木材および木製品

木材は、人間の環境で最も一般的な素材の XNUMX つです。 木材は、住宅、建築構造物、家具、消費財のほか、紙などの製品や化学産業でも広く使用されています。

木材および木材製品は可燃性であり、高温の表面に接触し、熱放射、裸火、またはその他の着火源にさらされると、燃焼の状態に応じて、炭化、グロー、発火、または燃焼します。 その応用分野を広げるためには、燃焼特性の向上が求められています。 木材から製造された構造単位を難燃性にするために、それらは通常、難燃剤で処理されます (例えば、飽和、含浸、表面コーティングの提供)。

各種木材の燃焼性の最も重要な特徴は着火温度です。 その値は、木材の特性のいくつかと測定の試験条件、すなわち木材サンプルの密度、湿度、サイズと形状、および発火源、暴露時間、暴露強度、および試験中の雰囲気に強く依存します。 . 興味深いことに、さまざまな試験方法によって決定される発火温度が異なることに注意してください。 経験上、清潔で乾燥した木材製品は発火する傾向が非常に低いことが示されていますが、換気が不十分な部屋にほこりや油の多い廃木材を保管することで自然発火による火災が発生することが知られています。 含水率が高いほど発火温度が上昇し、木材の燃焼速度が低下することが経験的に証明されています。 木材の熱分解は複雑なプロセスですが、その段階は次のように明確に観察できます。

  • 質量損失を伴う熱分解は、120 ~ 200 °C の範囲ですでに始まります。 水分が放出され、不燃性分解物が燃焼空間で発生します。
  • 200~280℃では着火源の熱エネルギーを吸収しながら主に吸熱反応が起こります。
  • 280 ~ 500 °C では、分解生成物の発熱反応が主要なプロセスとして着実に加速し、炭化現象が観察される場合もあります。 この温度域では、すでに持続燃焼が発達しています。 着火後は、炭化層の断熱性に優れているため、燃焼が安定しません。 その結果、より深い層のウォーミングアップは制限され、時間がかかります。 可燃性分解生成物の浮上が促進されると、燃焼が完了します。
  • 500 °C を超える温度では、木炭が残留物を形成します。 追加の発光中に、固体の無機物を含む灰が生成され、プロセスは終了します。

 

繊維・テキスタイル

人々の身の回りにある繊維素材から作られる織物の多くは可燃性です。 衣類、家具、建築環境の一部または全部がテキスタイルで構成されています。 それらがもたらす危険性は、製造、加工、保管中、および着用中に存在します。

テキスタイルの基本的な素材は、天然と人工の両方です。 合成繊維は、単独で、または天然繊維と混合して使用されます。 植物由来の天然繊維 (綿、麻、ジュート、亜麻) の化学組成は可燃性のセルロースであり、これらの繊維は比較的高い発火温度 (<< 400°C) を持っています。 高温にすると炭化するが溶けないという利点があります。 これは、火傷の負傷者の治療に特に有利です。

動物由来のタンパク質ベースの繊維 (羊毛、絹、髪) の火災危険性は、植物由来の繊維よりもさらに有利です。なぜなら、着火にはより高い温度 (500 ~ 600 °C) が必要であり、同じ条件で、それらの燃焼はそれほど集中的ではありません。

ポリマー製品の非常に優れた機械的特性を利用するプラスチック産業は、繊維産業でも注目を集めています。 アクリル、ポリエステル、および熱可塑性合成繊維(ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン)の特性の中で、燃焼に関連する特性は最も有利ではありません。 それらのほとんどは、発火温度が高い (<< 400-600 °C) にもかかわらず、熱にさらされると溶け、容易に発火し、激しく燃え、燃えると落下または溶け、かなりの量の煙と有毒ガスを放出します。 これらの燃焼特性は、天然繊維の添加によって改善される可能性があります。 混紡織物. さらに、難燃剤を使用して処理を行います。 産業用繊維製品や防熱服の製造には、無機の不燃性繊維製品 (ガラス繊維や金属繊維を含む) がすでに大量に使用されています。

テキスタイルの最も重要な火災危険特性は、発火性、火炎拡散、発熱、有毒な燃焼生成物に関連する特性です。 それらを決定するために、特別なテスト方法が開発されました。 得られた試​​験結果は、これらの製品の適用分野 (テントおよびフラット、家具、車両の室内装飾品、衣服、カーペット、カーテン、熱および天候に対する特別な保護服) に影響を与えるだけでなく、それらの使用におけるリスクを制限するための規定にも影響を与えます。 産業研究者の重要な仕事は、難燃剤で処理された高温に耐え(非常に燃焼性が高く、発火時間が長く、火炎伝播速度が遅く、熱放出速度が遅い)、少量の有毒な燃焼生成物を生成するテキスタイルを開発することです。 、およびそのような材料の燃焼による火災事故の悪影響を改善します。

可燃性および可燃性の液体

発火源が存在する場合、可燃性および可燃性の液体は潜在的な危険源です。 第1に、そのような液体の上の閉じたまたは開いた蒸気空間は、火災および爆発の危険をもたらす。 物質が蒸気と空気の混合物中に適切な濃度で存在する場合、燃焼、さらには爆発が起こる可能性があります。 このことから、次の場合、可燃性および可燃性液体のゾーンでの燃焼および爆発を防ぐことができるということになります。

  • 発火源、空気、酸素は除外されます。 また
  • 酸素の代わりに不活性ガスが周囲に存在します。 また
  • 液体が密閉容器または密閉システムに保管されている (図 1 を参照)。 また
  • 適切な換気により、危険な蒸気濃度の発生が防止されます。

 

図 1. 可燃性および可燃性の液体を貯蔵するための一般的なタイプのタンク。

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実際には、可燃性および可燃性液体の危険性に関連して、多数の材料特性が知られています。 これらは、クローズド カップとオープン カップの引火点、沸点、発火温度、蒸発速度、燃焼性濃度の上限と下限 (可燃性または爆発限界)、空気と比較した蒸気の相対密度、および燃焼に必要なエネルギーです。蒸気の発火。 これらの要因は、さまざまな液体の発火に対する感度に関する完全な情報を提供します。

ほぼ世界中で、大気条件下での標準試験によって決定されるパラメータである引火点が、液体 (および比較的低温で液体として振る舞う物質) をリスクのカテゴリに分類するための基礎として使用されています。 液体の保管、取り扱い、技術的プロセス、およびそれらのゾーンに設置される電気機器の安全要件は、可燃性と可燃性のカテゴリごとに詳しく説明する必要があります。 技術機器周辺のリスクゾーンも、各カテゴリで特定する必要があります。 システムの温度と圧力に応じて、XNUMX つの可燃限界の間の濃度範囲内で、火災と爆発が発生する可能性があることが経験的に示されています。

ガス

すべての物質は、特定の温度と圧力の下で気体になる可能性がありますが、実際に気体と見なされるのは、常温 (~20 °C) および通常の大気圧 (~100 kPa) で気体状態にある物質です。

火災および爆発の危険性に関して、ガスは XNUMX つの主なグループに分類されます。 燃料 および 不燃性ガス. 実際に受け入れられている定義によれば、可燃性ガスは、燃焼に必要な条件が存在する場合、通常の酸素濃度で空気中で燃焼するガスです。 発火は、特定の温度以上で、必要な発火温度で、特定の濃度範囲内でのみ発生します。

不燃性ガスとは、酸素中でも空気中でも燃焼しないガスのことです。 これらのガスの一部は燃焼をサポートし (酸素など)、残りの部分は燃焼を抑制します。 燃焼をサポートしない不燃性ガスは呼ばれます 不活性ガス (窒素、希ガス、二酸化炭素など)。

経済効率を達成するために、コンテナまたは輸送船で貯蔵および輸送されるガスは、通常、圧縮、液化、または冷却凝縮(極低温)状態にあります。 基本的に、ガスに関しては、容器に入っているときと容器から放出されたときの XNUMX つの危険な状況があります。

貯蔵容器内の圧縮ガスの場合、外部熱によって容器内の圧力が大幅に上昇し、極端な過圧によって爆発が生じる可能性があります。 気体貯蔵容器は、通常、気相と液相を含む。 圧力と温度の変化により、液相の拡張により蒸気空間がさらに圧縮されますが、液体の蒸気圧は温度の上昇に比例して増加します。 これらのプロセスの結果、非常に危険な圧力が発生する可能性があります。 貯蔵容器は、一般に、過圧除去装置の適用を収容する必要があります。 これらは、高温による危険な状況を緩和することができます。

貯蔵容器の密閉が不十分であったり、破損している場合、ガスは自由空気層に流出し、空気と混合し、その量と流れ方によっては、爆発的な大きな空気層を形成する可能性があります。 漏れのある貯蔵容器の周囲の空気は、呼吸に適さない可能性があり、一部のガスの毒性効果や酸素濃度の希釈により、近くにいる人々に危険を及ぼす可能性があります。

ガスによる潜在的な火災の危険性と安全な操作の必要性を念頭に置いて、特に産業消費者のために、貯蔵または使用されるガスの次の特徴について詳細な知識を得る必要があります。ガスの化学的および物理的特性、発火温度、可燃性の濃度の下限と上限、容器内のガスの危険パラメータ、屋外に放出されたガスによって引き起こされる危険な状況の危険因子、必要な安全地帯の範囲、およびとられるべき特別な措置消火に関連する可能性のある緊急事態の場合。

化学成分

化学物質の危険なパラメーターに関する知識は、安全な作業の基本条件の XNUMX つです。 火災の危険性に関連する物理的および化学的特性が考慮されている場合にのみ、火災に対する保護のための予防措置および要件を詳述することができます。 これらの特性のうち、最も重要なものは次のとおりです。 着火性; 他の物質、水または空気と反応する能力; 腐食の傾向; 毒性; そして放射能。

化学物質の特性に関する情報は、メーカーが発行するテクニカル データ シートや、有害化学物質のデータを含むマニュアルやハンドブックから入手できます。 これらは、材料の一般的な技術的特徴だけでなく、危険パラメータの実際の値(分解温度、発火温度、燃焼の限界濃度など)、それらの特別な挙動、保管および火災の要件に関する情報をユーザーに提供します。戦闘、および応急処置と医学的治療の推奨事項。

潜在的な火災の危険性としての化学物質の毒性は、XNUMX つの方法で作用する可能性があります。 第一に、特定の化学物質自体の高い毒性は、火災の際に危険である可能性があります. 第二に、火災ゾーン内にそれらが存在すると、消火活動が効果的に制限される可能性があります。

酸化剤 (硝酸塩、塩素酸塩、無機過酸化物、過マンガン酸塩など) は、それ自体が不燃性であっても、可燃性物質の着火や、激しい、場合によっては爆発的な燃焼に大きく寄与します。

不安定な物質のグループには、激しい発熱反応で自発的または非常に容易に重合または分解する化学物質 (アセトアルデヒド、エチレンオキシド、有機過酸化物、シアン化水素、塩化ビニル) が含まれます。

水や空気に敏感な素材は非常に危険です。 これらの物質(酸化物、水酸化物、水素化物、無水物、アルカリ金属、リンなど)は、通常の大気中に常に存在する水や空気と相互作用し、非常に高い発熱を伴う反応を開始します。 可燃物であれば自然発火します。 しかし、燃焼を開始する可燃成分が爆発し、周囲の可燃物に拡散する可能性があります。

腐食性物質(硫酸、硝酸、過塩素酸などの無機酸、およびフッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン)の大半は強力な酸化剤ですが、同時に生物に非常に強い破壊的影響を及ぼします。したがって、消火のために特別な措置を講じる必要があります。

放射性元素および化合物の危険な特性は、それらから放出される放射線がいくつかの点で有害であり、そのような物質自体が火災の危険性があるという事実によって増大します。 火災により、関連する放射性物体の構造的封じ込めが損傷した場合、λ線放射物質が放出される可能性があります。 それらは非常に強力な電離効果を持つことができ、生物を致命的に破壊することができます. 原子力事故は火災を伴うことがあり、その分解生成物は放射性 (α および β 放射) 汚染物質を吸着によって結合します。 これらが体内に侵入すると、救助活動に参加している人々に永久的な傷害を与える可能性があります。 このような物質は非常に危険です。なぜなら、影響を受けた人は感知器官によって放射線を感知せず、一般的な健康状態は悪化していないように見えるからです。 放射性物質が燃焼した場合、現場の放射能、分解生成物、および消火に使用される水を、放射性信号装置を使用して常に監視する必要があることは明らかです。 これらの要因の知識は、介入の戦略とすべての追加操作のために考慮されなければなりません. 放射性物質を取り扱い、保管する建物、および放射性物質を技術的に使用する建物は、耐火性の高い不燃材料で建設する必要があります。 同時に、火災を検知し、信号を出し、消火するための高品質の自動設備を提供する必要があります。

爆発物および発破剤

爆発物は、多くの軍事および産業目的で使用されています。 これらは化学物質および混合物であり、強い機械的力 (衝突、衝撃、摩擦) の影響を受けるか、発火を開始すると、非常に急速な酸化反応 (例: 1,000 ~ 10,000 m/s) によって突然大量のガスに変化します。 これらのガスの体積は、すでに爆発した爆発物の体積の倍数であり、周囲に非常に高い圧力をかけます。 爆発中、高温 (2,500 ~ 4,000 °C) が発生する可能性があり、爆発ゾーン内の可燃性物質の発火を促進します。

さまざまな爆発物の製造、輸送、および保管は、厳格な要件によって管理されています。 例としては、NFPA 495、爆発物コードがあります。

軍事および産業目的で使用される爆発物に加えて、誘導発破材料および火工品も危険物として扱われます。 一般に、爆発性物質の混合物(ピクリン酸、ニトログリセリン、ヘキソゲンなど)がよく使用されますが、爆発する可能性のある物質の混合物(黒色火薬、ダイナマイト、硝酸アンモニウムなど)も使用されています。 テロ行為の過程で、プラスチック材料はよく知られるようになり、本質的には、ブリサンと可塑化材料(さまざまなワックス、ワセリンなど)の混合物です。

爆発性物質の場合、火災に対する最も効果的な保護方法は、周囲から発火源を排除することです。 いくつかの爆発性物質は、水または酸化する能力を持つさまざまな有機物質に敏感です。 これらの材料については、保管条件の要件および他の材料と同じ場所に保管するための規則を慎重に検討する必要があります。

金属

ほぼすべての金属は、特定の条件下で大気中で燃焼することができることが実際に知られています。 構造的に厚い鋼とアルミニウムは、火災時の挙動に基づいて、不燃性として明確に評価されます。 ただし、アルミニウム、細かい分布の鉄、および細い金属繊維からの金属綿の粉塵は、容易に発火し、激しく燃焼する可能性があります。 アルカリ金属 (リチウム、ナトリウム、カリウム)、アルカリ土類金属 (カルシウム、マグネシウム、亜鉛)、ジルコニウム、ハフニウム、チタンなどは、粉末、ファイリング、または薄い帯の形で非常に簡単に発火します。 一部の金属は非常に感度が高く、空気とは別に、不活性ガス雰囲気または金属に対して中性の液体の下で保管されます。

可燃性金属および燃焼するように調整されたものは、可燃性および可燃性液体の燃焼から観察されるよりもかなり多量の熱を放出する高速酸化プロセスである非常に激しい燃焼反応を生成します。 沈降粉末の場合、白熱点火の予備段階に続く金属粉塵の燃焼は、急速燃焼に発展する可能性があります。 巻き上げられた粉塵や雲状の粉塵が発生すると、深刻な爆発が発生する可能性があります。 一部の金属 (マグネシウムなど) の燃焼活性と酸素への親和性は非常に高いため、着火後、可燃物から発生した消火に使用される特定の媒体 (窒素、二酸化炭素、蒸気雰囲気など) で燃焼し続けます。固体および液体。

金属火災を消火することは、消防士にとって特別な仕事です。 適切な消火剤の選択とそれを適用するプロセスは非常に重要です。

金属の火災は、非常に早期の発見、最も効果的な方法を使用した消防士の迅速かつ適切な行動、および可能であれば、燃焼ゾーンからの金属およびその他の可燃性物質の除去、または少なくともそれらの減少によって制御することができます。量。

放射性金属 (プルトニウム、ウラン) が燃焼するときは、放射線に対する保護に特別な注意を払う必要があります。 有毒な分解生成物が生体に浸透するのを防ぐために、予防措置を講じる必要があります。 たとえば、アルカリ金属は水と激しく反応するため、粉末消火剤のみで消火できます。 マグネシウムの燃焼は、水、二酸化炭素、ハロン、または窒素ではうまく消火できず、さらに重要なことに、これらの薬剤が消火に使用されると、危険な状況はさらに深刻になります. うまく適用できる唯一の薬剤は、希ガスまたは場合によっては三フッ化ホウ素です。

プラスチックとゴム

プラスチックは、合成または天然素材の改変によって生成される高分子有機化合物です。 重合反応、重付加反応、または重縮合反応によって生成されるこれらの高分子材料の構造と形状は、それらの特性に大きく影響します。 熱可塑性樹脂 (ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレートなど) の鎖分子は直鎖状または分岐状であり、エラストマー (ネオプレン、ポリスルフィド、イソプレンなど) は軽く架橋されていますが、熱硬化性プラスチックは(デュロプラスチック:ポリアルキド、エポキシ樹脂、ポリウレタンなど)は密に架橋されています。

天然カウチュークはゴム産業で原料として使用され、加硫後にゴムが製造されます。 天然のシャウチューと構造が似ている人工カウチューは、ブタジエンのポリマーおよびコポリマーです。

日常生活のほぼすべての分野で使用されるプラスチックとゴムから、製品の範囲は着実に広がっています。 このグループの材料の多種多様で優れた技術的特性を利用することで、さまざまな建築構造物、家具、衣服、日用品、車両や機械の部品などのアイテムが生まれます。

通常、有機物としてプラスチックやゴムなども可燃物とされています。 それらの火災挙動の説明のために、特別な方法でテストできる多くのパラメーターが使用されます。 これらのパラメーターの知識があれば、それらの適用分野 (決定、指摘、設定) を割り当てることができ、火災安全規定を詳しく説明することができます。 これらのパラメーターは、可燃性、着火性、発煙性、有毒ガスの発生しやすさ、燃えるドリップです。

多くの場合、プラスチックの発火温度は木材やその他の材料よりも高くなりますが、ほとんどの場合、より簡単に発火し、燃焼はより速く、より激しく行われます。 プラスチックの火災は、視界を著しく制限し、さまざまな有毒ガス (塩酸、ホスゲン、一酸化炭素、シアン化水素、亜硝酸ガスなど) を発生させる大量の濃い煙が放出されるという不快な現象を伴うことがよくあります。 熱可塑性材料は燃焼中に溶けて流れ、その場所 (天井に取り付けられている場合) によっては滴が生成され、燃焼領域に残り、下の可燃性材料に発火する可能性があります。

燃焼特性の改善は複雑な問題であり、プラスチック化学の「重要な問題」です。 難燃剤は燃焼性を阻害し、着火が遅くなり、燃焼速度が低下し、火炎伝播が遅くなります。 同時に、煙の量と光学密度が高くなり、生成される混合ガスの毒性が高くなります。

ダスト

物理的状態に関しては、ダストは固体物質に属しますが、その物理的および化学的性質は、コンパクトな形状の同じ物質とは異なります。 労働災害や災害は、粉塵爆発が原因であることが知られています。 金属などの通常の形では不燃性の物質は、低エネルギーであっても、発火源の影響を受けると、空気と混合した粉塵の形で爆発を引き起こす可能性があります。 爆発の危険性は、可燃性物質の粉塵にも存在します。

粉塵は、空中に浮いているときだけでなく、落ち着いたときにも爆発の危険があります。 ほこりの層では、熱が蓄積する可能性があり、粒子の反応能力が高まり、熱伝導率が低下する結果として、内部でゆっくりとした燃焼が発生する可能性があります。 すると、閃光によって粉塵が舞い上がり、粉塵爆発の可能性が高まります。

細かい分布の浮遊粒子は、より深刻な危険をもたらします。 可燃性ガスや蒸気の爆発特性と同様に、粉塵にも爆発が発生する可能性のある空気粉塵濃度の特別な範囲があります。 爆発濃度の下限値と上限値、および濃度範囲の幅は、粒子のサイズと分布によって異なります。 粉塵濃度が爆発に至る最高濃度を超えると、粉塵の一部が火によって破壊されずに熱を吸収するため、発生する爆発圧力は最大値未満のままになります。 空気の水分量も爆発の発生に影響します。 湿度が高いと、ほこりの雲の発火温度は、湿気の蒸発に必要な熱量に比例して上昇します。 不活性な異物が粉塵の雲に混入すると、粉塵と空気の混合物の爆発性が低下します。 燃焼に必要な酸素濃度が低くなるため、空気とダストの混合物に不活性ガスが混合されている場合でも、効果は同じです。

最小の着火エネルギーであっても、すべての着火源が粉塵雲に着火する可能性があることが経験的に示されています (裸火、電気アーク、機械的または静電火花、高温面など)。 実験室で得られたテスト結果によると、粉塵雲の発火に必要なエネルギーは、可燃性蒸気と空気の混合物の場合よりも 20 倍から 40 倍高くなります。

堆積した粉塵の爆発の危険性に影響を与える要因は、粉塵層の物理的および熱工学的特性、粉塵のグロー温度、および粉塵層によって放出される分解生成物の発火特性です。

 

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木曜日、24月2011 18:29

防火対策

歴史は、火が暖房や調理には役立ったが、多くの都市で大きな被害をもたらしたことを教えてくれます。 多くの家、主要な建物、時には都市全体が火事で破壊されました。

最初の防火対策の 872 つは、夜が明ける前にすべての火災を消火するという要件でした。 例えば、1978 年にイングランドのオックスフォードで、当局は日没時に外出禁止のベルを鳴らし、市民にその夜の屋内の火をすべて消すように命じた (Bugbee XNUMX)。 確かに、門限という言葉はフランス語に由来します 門限 これは文字通り「覆い焼き」を意味します。

火災の原因は、多くの場合、燃料と着火源を一緒にする人間の行動の結果です (例えば、暖房器具の隣に置かれた紙くずや裸火の近くで使用される揮発性可燃性液体)。

火災には、燃料、発火源、および燃料と発火源を空気または他の酸化剤の存在下で一緒にする何らかのメカニズムが必要です。 燃料負荷を減らし、発火源を排除し、燃料と発火の相互作用を防止するための戦略を立てることができれば、火災による損失と人間の死傷を減らすことができます。

近年、火災問題に対処する上で最も費用対効果の高い対策のXNUMXつとして、防火がますます重視されています。 多くの場合、火災が発生してから制御または消火するよりも、火災の発生を防ぐ方が簡単 (かつ安価) です。

これは、 防火概念ツリー (NFPA 1991; 1995a) 米国の NFPA によって開発されました。 火災安全の問題に対するこの体系的なアプローチは、職場での火災による死亡を減らすなどの目的が、火災の発火を防止するか、火災の影響を管理することによって達成できることを示しています。

防火は必然的に人間の行動を変えることを意味します。 これには、最新のトレーニングマニュアル、基準、およびその他の教育資料を使用して、管理者がサポートする火災安全教育が必要です。 多くの国では、そのような戦略は法律によって強化されており、企業は労働者に対する労働安全衛生への取り組みの一環として、法律で定められた防火目標を達成する必要があります。

火災安全教育については、次のセクションで説明します。 しかし、今では商工業において防火の重要な役割が明確に証明されています。 次の情報源が国際的に大いに活用されています。 プロセス産業における損失防止、第 1 巻および第 2 巻 (1980 年)。 NFPA 1 - 防火コード (1992); 労働安全衛生管理規程 (ECD 1992); と 防火ハンドブック NFPA の (Cote 1991)。 これらは、生命と財産の損失を最小限に抑えるために、各国政府、企業、保険会社によって開発された多くの規制、基準、トレーニング資料によって補完されています。

火災安全教育と実践

火災安全教育プログラムが効果的であるためには、安全に対する主要な企業方針のコミットメントと、次のステップを含む効果的な計画の策定が必要です。 (b) 設計および実装段階。 (c) プログラム評価フェーズ - 有効性の監視。

目標と目的

Gratton (1991) は、火災安全教育に関する重要な記事で、目標、目的、および実施の実践または戦略の違いを定義しました。 目標は、職場で「火災の数を減らし、それによって労働者の死傷を減らし、企業への経済的影響を減らす」と言える一般的な意思表示です。

全体的な目標の人材と財務の部分は相容れないものではありません。 現代のリスク管理慣行は、効果的な損失管理慣行を通じて労働者の安全を改善することは、会社に経済的利益をもたらし、地域社会に利益をもたらすことを実証しています。

これらの目標は、特定の企業とその従業員のための特定の火災安全目標に変換する必要があります。 測定可能でなければならないこれらの目標には、通常、次のようなステートメントが含まれます。

  • 労働災害とそれに伴う火災を減らす
  • 火災による死傷者を減らす
  • 会社の物的損害を軽減します。

 

多くの企業では、事業中断コストの削減や法的責任の最小化など、追加の目的が存在する場合があります。

一部の企業では、地元の建築基準法および基準に準拠していれば、火災安全の目的を確実に達成できると考える傾向があります。 ただし、このような規則は、火災が発生することを前提として、生命の安全に集中する傾向があります。

現代の火災安全管理は、絶対的な安全性は現実的な目標ではないと理解していますが、測定可能なパフォーマンス目標を次のように設定しています。

  • 効果的な防火により火災事故を最小限に抑える
  • 効果的な緊急設備と手順により、火災事故の規模と結果を制限する効果的な手段を提供する
  • 大規模な予期せぬ火災、特に地震や山火事などの自然災害から生じる火災を防ぐために、保険を使用してください。

 

設計と実装

防火のための防火教育プログラムの設計と実施は、十分に計画された戦略の策定と、人々の効果的な管理と動機付けに大きく依存しています。 火災安全プログラムを成功させるためには、その完全な実施に対する強力かつ絶対的な企業のサポートが必要です。

戦略の範囲は、Koffel (1993) と NFPA の 産業火災危険ハンドブック (リンビル 1990)。 それらには以下が含まれます:

  • すべての会社の従業員に火災安全に関する会社の方針と戦略を推進する
  • すべての潜在的な火災シナリオを特定し、適切なリスク軽減措置を実施する
  • 特定の業界におけるケアの標準を定義するすべての地域のコードと基準を監視する
  • 損失管理プログラムを運用して、パフォーマンス目標と比較するためにすべての損失を測定する
  • 適切な防火および緊急対応技術に関するすべての従業員のトレーニング。
  • 実施戦略の国際的な例には次のようなものがあります。
  • 英国の防火協会 (FPA) が運営するコースで、防火のヨーロッパ ディプロマ (Welch 1993) につながります。
  • 企業がリスク評価を行い、防火プログラムを開発するのを支援するために、スウェーデン防火協会の子会社である SweRisk を設立した (Jernberg 1993)
  • 日本の消防庁が開発した基準に合わせて、日本の防火に大規模な市民と労働者が関与している (Hunter 1991)
  • を使用した米国での防火訓練 消防教育ハンドブック (NFPA 1983) および 消防教育マニュアル (オスターハウス 1990)。

 

火災安全教育プログラムの有効性を測定することは非常に重要です。 この測定は、必要に応じて、さらなるプログラムの資金調達、開発、および調整の動機を提供します。

火災安全教育の監視と成功の最も良い例は、おそらく米国でしょう。 の やけどしないことを学ぶÒ 火災の危険性についてアメリカの若者を教育することを目的としたプログラムは、NFPA の公教育部門によって調整されています。 1990 年の監視と分析により、火災安全教育プログラムで学んだ適切な人命安全行動の結果、合計 194 人の命が救われたことが確認されました。 救われたこれらの命の約 30% は、 やけどしないことを学ぶÒ プログラム。

米国での住宅用煙探知器の導入と火災安全教育プログラムも、同国の住宅火災による死者数が 6,015 年の 1978 人から 4,050 年の 1990 人に減少した主な理由として示唆されている (NFPA 1991)。

産業用ハウスキーピングの実践

産業分野では、Lees (1980) が国際的権威です。 彼は、今日の多くの業界で、非常に多くの人命が失われたり、重傷を負ったり、物的損害が発生したりする可能性が、以前よりもはるかに大きくなっていると指摘しました。 特に石油化学産業や原子力産業では、大規模な火災、爆発、有毒物質の放出が発生する可能性があります。

したがって、防火は火災の発火を最小限に抑えるための鍵です。 現代の産業プラントは、以下の適切に管理されたプログラムを通じて、優れた火災安全記録を達成できます。

  • ハウスキーピングと安全検査
  • 従業員の防火訓練
  • 機器のメンテナンスと修理
  • セキュリティと放火防止 (Blye and Bacon 1991)。

 

商業施設および工業施設での防火のためのハウスキーピングの重要性に関する有用なガイドは、NFPA の Higgins (1991) によって提供されています 防火ハンドブック.

可燃性負荷を最小限に抑え、発火源への暴露を防ぐための適切なハウスキーピングの価値は、産業施設での火災リスクを評価するために使用される最新のコンピューター ツールで認識されています。 オーストラリアの FREM (Fire Risk Evaluation Method) ソフトウェアは、ハウスキーピングを主要な火災安全要因として特定しています (Keith 1994)。

熱利用設備

商工業における熱利用設備には、オーブン、炉、キルン、脱水機、乾燥機、クエンチタンクなどがあります。

NFPAでは 産業火災危険ハンドブック, Simmons (1990) は、暖房器具の火災の問題を次のように特定しました。

  1. 近くに保管されている可燃物に引火する可能性
  2. 未燃燃料または不完全燃焼による燃料の危険
  3. 機器の故障につながる過熱
  4. 可燃性溶剤、固形物、またはその他の処理中の製品の発火。

 

これらの火災の問題は、適切なハウスキーピング、適切な制御とインターロック、オペレーターのトレーニングとテスト、および効果的な防火プログラムにおける清掃とメンテナンスの組み合わせによって克服できます。

熱利用機器のさまざまなカテゴリに関する詳細な推奨事項は、NFPA の 防火ハンドブック (Cote 1991). これらを以下に要約します。

オーブンと炉

オーブンや炉での火災や爆発は、通常、使用される燃料、オーブン内の材料によって提供される揮発性物質、またはその両方の組み合わせによって発生します。 これらのオーブンや炉の多くは、500 ~ 1,000 °C で動作します。これは、ほとんどの材料の発火温度をはるかに超えています。

オーブンや炉には、未燃焼の燃料ガスや不完全燃焼の生成物が蓄積して発火しないように、さまざまな制御とインターロックが必要です。 通常、これらの危険は起動中または停止操作中に発生します。 したがって、オペレーターが常に安全手順に従うようにするには、特別なトレーニングが必要です。

不燃性の建物構造、他の機器と可燃性物質の分離、および何らかの形の自動消火は、通常、火災が発生した場合の延焼を防ぐための防火システムの不可欠な要素です。

キルンは、木材を乾燥させるために使用され (Lataille 1990)、粘土製品を加工または「焼成」するために使用されます (Hrbacek 1984)。

繰り返しになりますが、この高温の機器は周囲に危険をもたらします。 火災を防ぐには、適切な分離設計と適切なハウスキーピングが不可欠です。

木材の乾燥に使用される製材窯は、木材自体が高火力であり、発火温度近くまで加熱されることが多いため、さらに危険です。 定期的にキルンを掃除して、小さな木片やおがくずが蓄積するのを防ぎ、加熱装置と接触しないようにすることが不可欠です。 自動スプリンクラーを装備し、高品質の換気/空気循環システムを備えた、耐火性の建築材料で作られたキルンが好ましい.

脱水機と乾燥機

この装置は、牛乳、卵、穀物、種子、干し草などの農産物の水分含有量を減らすために使用されます。 乾燥機は、燃焼生成物が乾燥中の材料と接触する場合、直接燃焼するか、または間接燃焼することができます。 いずれの場合も、乾燥機、排気システム、コンベヤシステムで過熱や火災が発生した場合、または空気循環ファンが故障した場合に、熱供給を遮断するための制御が必要です。 繰り返しになりますが、発火する可能性のある製品の蓄積を防ぐために適切なクリーニングが必要です。

クエンチタンク

消火タンクの火災安全の一般原則は、Ostrowski (1991) と Watts (1990) によって特定されています。

急冷または制御された冷却のプロセスは、加熱された金属製品が急冷油のタンクに浸されるときに発生します。 このプロセスは、冶金学的変化によって材料を硬化または焼き戻しするために行われます。

ほとんどの焼入れ油は可燃性の鉱油です。 高温の金属片が浸漬される際に、油の発火温度がタンクの動作温度よりも高くなるように、アプリケーションごとに慎重に選択する必要があります。

オイルがタンクの側面からあふれないようにすることが重要です。 したがって、液体レベルの制御と適切な排水が不可欠です。

高温のアイテムの部分的な浸漬は、クエンチ タンクの火災の最も一般的な原因です。 これは、適切な材料の移送またはコンベアの配置によって防ぐことができます。

同様に、過度の油温やタンク内への水の侵入を避けるために、適切な制御を提供する必要があります。これにより、タンク内およびタンク周辺でのボイルオーバーや大規模な火災が発生する可能性があります。

タンクの表面を保護するために、二酸化炭素や粉末消火剤などの特定の自動消火システムがよく使用されます。 建物の頭上の自動スプリンクラーによる保護が望ましい。 場合によっては、タンクの近くで作業する必要があるオペレーターの特別な保護も必要です。 多くの場合、作業者の暴露保護のために散水システムが提供されます。

何よりも、携帯用消火器の使用を含む、緊急対応における労働者の適切な訓練が不可欠です。

化学プロセス装置

材料の性質を化学的に変化させる操作は、しばしば大惨事の原因となり、プラントに深刻な損害を与えたり、労働者や周辺地域に死傷を負わせたりしています。 化学プロセスプラントでの事故による人命および財産へのリスクは、火災、爆発、または有毒化学物質の放出に起因する可能性があります。 破壊のエネルギーは、多くの場合、プロセス材料の制御されていない化学反応、圧力波または高レベルの放射線をもたらす燃料の燃焼、および遠距離で損傷を引き起こす可能性のある飛行ミサイルから発生します。

プラントの運営と設備

設計の最初の段階は、関連する化学プロセスとエネルギー放出の可能性を理解することです。 リーズ (1980) プロセス産業における損失防止 実行する必要がある手順を詳細に説明します。これには次のものが含まれます。

  • 適切なプロセス設計
  • 故障メカニズムと信頼性の研究
  • ハザードの特定と安全監査
  • ハザード評価 - 原因/結果。
  • 危険度の評価では、以下を検討する必要があります。
  • 化学物質、特に有毒物質や汚染物質の潜在的な放出と拡散
  • 火災放射の影響と燃焼生成物の分散
  • 爆発の結果、特に他のプラントや建物を破壊する可能性のある圧力衝撃波。

 

プロセスの危険性とその制御の詳細については、 化学プロセス安全の技術管理のための工場ガイドライン (AIChE 1993); サックスの工業材料の危険性 (ルイス 1979); そしてNFPAの 産業火災危険ハンドブック (リンビル 1990)。

立地と暴露保護

火災、爆発、有毒物質の放出の危険性と結果が特定されたら、化学プロセスプラントの立地を検討できます。

繰り返しになりますが、Lees (1980) と Bradford (1991) はプラントの立地に関するガイドラインを提供しています。 工場は、周囲のコミュニティが労働災害の影響を受けないように、周囲のコミュニティから十分に分離する必要があります。 分離距離を決定するための定量的リスク評価 (QRA) の手法は、化学プロセス プラントの設計において広く使用され、法制化されています。

1984 年にインドのボパールで発生した災害は、化学プラントをコミュニティに近すぎる場所に配置したことの結果を示しました。産業事故で 1,000 人以上が有毒化学物質によって死亡しました。

また、化学プラントの周囲に分離スペースを設けることで、風向きに関係なく、あらゆる方向から消火活動を行うことができます。

化学プラントは、防爆制御室、作業員避難所、および消火設備の形で暴露保護を提供し、作業員を保護し、事故後に効果的な消火を行うことができるようにする必要があります。

流出制御

可燃性物質または危険物質の流出は、適切なプロセス設計、フェールセーフ バルブ、および適切な検出/制御装置によって、最小限に抑える必要があります。 ただし、大量の流出が発生した場合は、火がついた場合に無害に燃える可能性のある、場合によっては土の壁で囲まれた場所に閉じ込める必要があります。

排水システムでの火災は一般的であり、排水システムと下水システムには特別な注意を払う必要があります。

熱伝達の危険

高温の流体から低温の流体に熱を伝達する装置は、化学プラントの火災の原因となる可能性があります。 局所的な温度が過度に高いと、多くの材料が分解して燃え尽きる可能性があります。 これにより、熱伝達装置が破裂し、ある流体が別の流体に移動して、望ましくない激しい反応が発生することがあります。

伝熱装置のクリーニングを含む高レベルの検査と保守は、安全な操作に不可欠です。

原子炉

リアクターは、目的の化学プロセスが行われる容器です。 それらは連続型またはバッチ型にすることができますが、特別な設計上の注意が必要です。 容器は、爆発または制御不能な反応から生じる可能性のある圧力に耐えるように設計されているか、あるいは適切な圧力解放装置と場合によっては緊急ベントを備えていなければなりません。

化学反応器の安全対策には、次のものが含まれます。

  • 冗長回路を含む、潜在的なインシデントを検出するための適切な計装と制御
  • 高品質のクリーニング、機器の検査とメンテナンス、および安全管理
  • 制御および緊急対応におけるオペレーターの適切なトレーニング
  • 適切な消火設備と消防要員。

 

溶接と切断

ファクトリー・ミューチュアル・エンジニアリング・コーポレーション(FM) 損失防止データシート (1977) は、産業財産の損失のほぼ 10% が、材料、一般に金属の切断と溶接に関連する事故によるものであることを示しています。 これらの操作中に金属を溶かすために必要な高温が、これらのプロセスの多くで発生する火花と同様に、火災を引き起こす可能性があることは明らかです。

FM データシート (1977) は、溶接および切断による火災に最も頻繁に関与する物質は、可燃性液体、油性堆積物、可燃性粉塵、および木材であることを示しています。 事故が最も発生しやすい工業地域のタイプは、保管区域、建物の建設現場、修理または改造中の施設、および廃棄物処理システムです。

切断や溶接による火花は、多くの場合、最大 10 m まで移動し、可燃性物質にとどまり、くすぶりやその後の炎上火災が発生する可能性があります。

電気プロセス

アーク溶接およびアーク切断は、金属を溶融および接合するための熱源であるアークを提供するために電気を使用するプロセスの例です。 火花の閃光は一般的であり、感電死、火花閃光、強いアーク放射から作業員を保護する必要があります。

酸素燃料ガスプロセス

このプロセスは、燃料ガスと酸素の燃焼熱を使用して高温の炎を生成し、接合または切断する金属を溶かします。 Manz (1991) は、炎の温度が約 3,000 °C と高いため、アセチレンが最も広く使用されている燃料ガスであることを示しました。

高圧の燃料と酸素の存在は、貯蔵シリンダーからのこれらのガスの漏れと同様に、危険性を高めます。 燃焼しない、または空気中でゆっくりと燃焼するだけの多くの物質が、純粋な酸素中では激しく燃焼することを覚えておくことが重要です。

安全対策と注意事項

優れた安全慣行は、NFPA で Manz (1991) によって特定されています。 防火ハンドブック.

これらの保護と予防措置には、次のものが含まれます。

  • 溶接および切断装置の適切な設計、設置および保守、特に燃料および酸素ボンベの保管および漏れ試験
  • 周囲の可燃物に偶発的に着火する可能性をすべて排除するための作業エリアの適切な準備
  • すべての溶接および切断プロセスに対する厳格な管理制御
  • すべてのオペレーターの安全慣行に関するトレーニング
  • オペレーターと近くの作業員のための適切な耐火服と目の保護具
  • オペレーターや近くの作業員が有害なガスや煙にさらされるのを防ぐため、適切な換気を行ってください。

 

可燃性物質を保持しているタンクやその他の容器を溶接または切断する場合は、特別な注意が必要です。 有用なガイドは、American Welding Society の 有害物質を収容したコンテナの溶接および切断の準備に関する推奨される安全慣行 とします。

建築工事および改築については、英国の刊行物である Loss Prevention Council の 建設現場の防火 (1992) が役に立ちます。 これには、切断および溶接操作を管理するためのサンプルの熱間加工許可が含まれています。 これは、あらゆる工場や工業用地での管理に役立ちます。 同様の許可証のサンプルが FM で提供されています。 データシート 切断と溶接について (1977)。

雷保護

落雷は、世界の多くの国で火災や人々の死亡の頻繁な原因となっています。 たとえば、毎年約 240 人の米国市民が落雷によって死亡しています。

雷は、帯電した雲と地球の間の放電の一種です。 FM データシート (1984) の雷に関する研究は、雲と地球の間の 2,000 万から 200,000 万 V の電位差の結果として、落雷が 5 から 50 A の範囲になる可能性があることを示しています。

雷の頻度は、地域の年間雷雨日数に応じて、国や地域によって異なります。 落雷による被害は、地盤の状態に大きく左右されます。大地の抵抗率が高い地域では、より多くの被害が発生します。

保護対策—建物

NFPA 780 避雷設備設置基準 (1995b) は、建物を保護するための設計要件を定めています。 雷放電の正確な理論はまだ調査中ですが、保護の基本原則は、保護されている建物に損傷を与えることなく、雷放電が地球に出入りできる手段を提供することです。

したがって、Lightning システムには次の XNUMX つの機能があります。

  • 雷放電が建物に衝突する前に遮断する
  • 地球への無害な放電経路を提供します。
  • これには、建物に以下を取り付ける必要があります。
  • 避雷針またはマスト
  • ダウンコンダクター
  • 通常は 10 オーム以下の良好な接地接続。

 

建物の避雷設計の詳細については、NFPA の Davis (1991) が提供しています。 防火ハンドブック (Cote 1991) および英国規格協会の 実践の規範 とします。

架空送電線、変圧器、屋外変電所、その他の電気設備は、直撃雷によって損傷を受ける可能性があります。 送電機器は、建物に侵入する可能性のある誘導電圧および電流サージを拾う可能性もあります。 火災、機器の損傷、および操作の重大な中断が発生する可能性があります。 サージアレスタは、効果的な接地によってこれらの電圧ピークをグランドに迂回させる必要があります。

商業および産業における機密性の高いコンピュータ機器の使用の増加により、多くの建物の電源ケーブルおよび通信ケーブルに誘導される一時的な過電圧に対して操作がより敏感になっています。 適切な過渡保護が必要であり、英国規格協会 BS 6651:1992 で特別なガイダンスが提供されています。 落雷に対する構造の保護.

メンテナンス

効果的な保護には、雷システムの適切なメンテナンスが不可欠です。 接地接続には特別な注意を払う必要があります。 それらが効果的でない場合、雷保護システムは効果がありません。

 

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木曜日、24月2011 18:34

パッシブ防火対策

区画による火の封じ込め

建物と敷地計画

防火工学の作業は、設計段階の早い段階で開始する必要があります。これは、防火要件が建物のレイアウトと設計に大きく影響するためです。 このようにして、設計者は防火機能を建物により良く、より経済的に組み込むことができます。 全体的なアプローチには、内部の建物の機能とレイアウト、および外部のサイト計画の両方の考慮が含まれます。 規範的なコード要件は、機能ベースの要件にますます置き換えられています。つまり、この分野の専門家に対する需要が高まっています。 したがって、建設プロジェクトの開始時から、建物の設計者は消防の専門家に連絡して、次のアクションを説明する必要があります。

  • 建物に固有の火災の問題を説明する
  • 必要な防火レベルを取得するためのさまざまな代替案を説明する
  • 技術的解決策と経済性に関するシステムの選択を分析する
  • 技術的に最適化されたシステムを選択するための推定を作成します。

 

建築家は、建物を設計する際に特定の場所を利用し、機能的および工学的な考慮事項を、存在する特定の場所の条件に適合させる必要があります。 同様に、建築家は防火に関する決定を下す際に敷地の特徴を考慮する必要があります。 サイトの特性の特定のセットは、消防コンサルタントが提案する能動的および受動的防御のタイプに大きな影響を与える可能性があります。 設計機能では、利用可能な地域の消防資源と、建物に到着するまでの時間を考慮する必要があります。 消防は、建物の居住者と財産を完全に保護することは期待できませんし、期待すべきではありません。 火災の影響から合理的な安全性を提供するために、積極的および受動的な建物の防火設備によって支援されなければなりません。 簡単に言えば、作戦は、救助、防火、財産保全として広くグループ化することができます。 消火活動の最優先事項は、重大な状況が発生する前に、すべての居住者が建物の外にいることを確認することです。

分類または計算に基づく構造設計

建物の防火および防火安全要件を体系化するための確立された方法は、構造要素に使用される材料と各要素によって提供される耐火性の程度に基づいて、構造の種類によって建物を分類することです。 分類は、ISO 834 に準拠した炉試験 (火災暴露は標準の温度-時間曲線によって特徴付けられます)、試験と計算の組み合わせ、または計算に基づくことができます。 これらの手順は、構造耐力および/または分離部材の標準的な耐火性 (30、60、90 分間などで必要な機能を満たす能力) を特定します。 分類 (特にテストに基づく場合) は単純化された保守的な方法であり、完全に発達した自然火災の影響を考慮した機能ベースの計算方法にますます置き換えられています。 ただし、火災試験は常に必要ですが、より最適な方法で設計し、コンピューター シミュレーションと組み合わせることができます。 その手順では、テストの数を大幅に減らすことができます。 通常、耐火試験手順では、耐荷重構造要素に設計荷重の 100% の荷重がかかりますが、実際には、荷重利用率はほとんどの場合、それよりも低くなります。 合格基準は、テストされた構造または要素に固有のものです。 標準耐火性は、部材が故障することなく火災に耐えられる測定時間です。

予想される火災の厳しさとバランスのとれた最適な防火工学設計は、最新の性能ベースのコードにおける構造および防火要件の目的です。 これらは、コンパートメント内の完全な火災プロセス(加熱とその後の冷却が考慮される)による温度と構造効果の予測による計算による火災工学設計への道を開きました。 自然火災に基づく計算は、構造要素 (建物の安定性にとって重要) と構造全体が、冷却を含む火災プロセス全体で崩壊することが許されないことを意味します。

過去 30 年間、包括的な研究が行われてきました。 さまざまなコンピュータ モデルが開発されています。 これらのモデルは、高温での材料の機械的および熱的特性に関する基礎研究を利用しています。 一部のコンピューター モデルは、膨大な数の実験データに対して検証され、火災時の構造的挙動の良好な予測が得られています。

区画化

防火区画は、XNUMX 階または数階にまたがる建物内の空間であり、関連する火災暴露中に区画を超えて延焼するのを防ぐように、分離部材によって囲まれています。 区画は、火災が広すぎるスペースや建物全体に広がるのを防ぐために重要です。 火災が自然に消火または燃え尽きるという事実によって、または居住者が安全な場所に救出されるまで、火と煙の広がりに対する分離部材の遅延効果によって、防火区画の外の人々と財産を保護することができます。

コンパートメントに必要な耐火性は、その意図された目的と予想される火災によって異なります。 コンパートメントを囲む仕切り部材は、予想される最大の火災に耐えるか、居住者が避難するまで火災を封じ込めなければなりません。 コンパートメント内の耐荷重要素は、完全な火災プロセスに常に抵抗するか、分離部材の要件と同じかそれよりも長い期間で測定された特定の抵抗に分類される必要があります。

火災時の構造的完全性

火災時に構造の完全性を維持するための要件は、構造の崩壊を回避することと、分離部材が発火および隣接する空間への火炎の拡散を防止できることです。 耐火設計を提供するには、さまざまなアプローチがあります。 それらは、ISO 834 のような標準的な耐火試験、試験と計算の組み合わせ、または計算のみ、および実際の火災暴露に基づく性能ベースの手順コンピュータ予測に基づく分類です。

内装仕上げ

内装仕上げは、壁、天井、床の露出した内面を形成する材料です。 しっくい、石膏、木材、プラスチックなど、さまざまな種類の内装仕上げ材があります。 それらはいくつかの機能を果たします。 内装材の機能には、防音や断熱、摩耗や磨耗に対する保護などがあります。

内装仕上げと火との関係は XNUMX つあります。 それは、フラッシュオーバー条件への火災の蓄積速度に影響を与え、火炎の広がりによる火災の拡大に寄与し、燃料を追加して熱放出を増加させ、煙と有毒ガスを生成する可能性があります。 火炎拡散率が高い、火災の燃料となる、または危険な量の煙や有毒ガスを発生する物質は望ましくありません。

煙の動き

建物の火災では、煙が火災現場から離れた場所に移動することがよくあります。 階段やエレベーター シャフトに煙がたまり、避難が妨げられ、消火活動が妨げられる可能性があります。 今日、煙は火災の主な死因であると認識されています (図 1 を参照)。

図 1. 火からの煙の生成。

FIR040F1

煙の動きの原動力には、自然に発生する煙突効果、燃焼ガスの浮力、風の効果、ファンによる換気システム、およびエレベーターのピストン効果が含まれます。

外が寒いときは、建物のシャフト内で空気が上向きに移動します。 建物内の空気は、外気よりも暖かく、密度が低いため、浮力があります。 浮力により、建物のシャフト内で空気が上昇します。 この現象は、 スタック効果. 煙の移動を引き起こすシャフトから外部への圧力差を以下に示します。

コラボレー

= シャフトから外部への圧力差

g = 重力加速度

= 絶対大気圧

R = 空気のガス定数

= 外気の絶対温度

= シャフト内の空気の絶対温度

z =標高

火災による高温の煙は、密度が低いため浮力があります。 燃焼ガスの浮力の式は煙突効果の式と似ています。

浮力に加えて、火によって放出されるエネルギーは、膨張による煙の動きを引き起こす可能性があります。 空気が火室に流れ込み、熱い煙が火室に分配されます。 燃料の追加質量を無視すると、体積流量の比率は、絶対温度の比率として簡単に表すことができます。

風は煙の動きに顕著な影響を与えます。 エレベーター ピストン効果を無視してはなりません。 エレベータかごがシャフト内を移動すると、過渡的な圧力が発生します。

暖房、換気、および空調 (HVAC) システムは、建物の火災時に煙を運びます。 建物の空いている部分で火災が発生すると、HVAC システムは煙を別の占有スペースに運ぶことができます。 HVAC システムは、ファンが停止するか、システムが特別な煙制御モード操作に移行するように設計する必要があります。

煙の動きは、次のメカニズムの XNUMX つまたは複数を使用して管理できます: 区画化、希釈、気流、加圧、または浮力。

居住者の避難

出口設計

出口の設計は、建物の防火システム全体の評価に基づいている必要があります (図 2 を参照)。

図 2. 出口の安全性の原則。

FIR040F2

燃えている建物から避難する人々は、避難中に多くの印象に影響を受けます。 居住者は、それぞれの状況で正しい選択をするために、脱出中にいくつかの決定を下さなければなりません。 これらの反応は、建物の居住者の身体的および精神的能力と条件に応じて、大きく異なる可能性があります。

建物はまた、避難経路、誘導標識、およびその他の設置された安全システムによって、居住者が下す決定に影響を与えます。 火災と煙の拡散は、居住者の意思決定に最も大きな影響を与えます。 煙は建物内の視界を制限し、避難者にとって耐え難い環境を作り出します。 火災や炎からの放射線は、避難に使用できない大きな空間を作り出し、リスクを高めます。

避難手段を設計する際には、まず、火災の緊急事態における人々の反応に精通している必要があります。 人の動きのパターンを理解する必要があります。

避難時間は、通報時間、対応時間、避難時間の XNUMX 段階です。 通知時間は、建物に火災報知機があるかどうか、居住者が状況を理解できるかどうか、または建物が区画にどのように分割されているかに関連しています。 反応時間は、居住者の意思決定能力、火災の特性 (熱や煙の量など)、および建物の出口システムの計画方法によって異なります。 最後に、避難する時間は、建物内のどこで人混みが形成されているか、さまざまな状況で人々がどのように移動するかによって異なります。

たとえば、移動する居住者がいる特定の建物では、研究により、建物を出る人からの特定の再現可能なフロー特性が示されています。 これらの予測可能な流れの特性は、出口設計プロセスを支援するコンピューター シミュレーションとモデリングを促進しました。

避難移動距離は、内容物の火災危険性に関連しています。 ハザードが高いほど、出口までの移動距離が短くなります。

建物からの安全な退出には、火災環境からの安全な脱出経路が必要です。 したがって、適切に設計された適切な容量の出口手段が多数存在する必要があります。 火災、煙、居住者の特徴などによって XNUMX つの出口手段の使用が妨げられる可能性があることを考慮して、少なくとも XNUMX つの代替出口手段が必要です。 退出時間中は、退出手段を火、熱、煙から保護する必要があります。 したがって、避難はもちろん、防火に応じて、受動的な保護を考慮した建築基準法が必要です。 建物は、避難に関する規定で規定されている危機的状況を管理する必要があります。 たとえば、スウェーデンの建築基準法では、煙の層が下に達してはなりません。

1.6 + 0.1H (H はコンパートメントの全高)、最大放射 10 kW/m2 呼吸する空気の温度が 80 °C を超えてはなりません。

火災が早期に発見され、検知および警報システムによって居住者に迅速に警告が発せられれば、効果的な避難が可能になります。 避難経路の適切なマークは、確実に避難を容易にします。 また、避難手順の整理と訓練も必要です。

火災時の人間の行動

火事の際にどのように反応するかは、想定される役割、以前の経験、教育、および性格に関連しています。 火災状況の認識された脅威; 構造物内で利用可能な物理的特性と出口手段。 経験を共有している他の人の行動。 30年以上にわたる詳細なインタビューと研究により、非適応的またはパニック的な行動のインスタンスは、特定の条件下で発生するまれなイベントであることが証明されています. 火災時の行動のほとんどは情報分析によって決定され、協調的で利他的な行動につながります。

人間の行動は、特定されたいくつかの段階を通過することがわかっており、ある段階から次の段階へとさまざまなルートが存在する可能性があります。 要約すると、火災には XNUMX つの一般的な段階があると見なされます。

  1. 個人は最初の手がかりを受け取り、これらの最初の手がかりを調査または誤解します。
  2. 火事が明らかになると、その人物はさらなる情報を得ようとするか、他の人に連絡を取ろうとするか、立ち去ろうとします。
  3. その後、その人物は火に対処したり、他の人と交流したり、逃げたりします。

 

火災前の活動は重要な要素です。 たとえば、レストランで食事をするなど、よく知られた活動を行っている人は、その後の行動に大きな影響を与えます。

キューの受信は、発射前の活動の関数である可能性があります。 性差の傾向があり、女性の方が騒音や臭いを感じやすい傾向がありますが、その影響はわずかです。 キューへの最初の応答には役割の違いがあります。 家庭内の火事では、女性が合図を受け取って調査すると、男性は言われると「見て」、それ以上の行動を遅らせる可能性があります. 大規模な施設では、合図はアラーム警告である場合があります。 情報は他者から得られる可能性があり、効果的な行動には不十分であることがわかっています。

人は火事に気づいているかもしれないし、気づいていないかもしれません。 彼らの行動を理解するには、彼らが自分の状況を正しく定義しているかどうかを考慮に入れる必要があります。

火災が定義されると、「準備」段階が発生します。 特定のタイプの占有率は、この段階がどのように発展するかに大きな影響を与える可能性があります。 「準備」段階には、時系列順に「指示」「探索」「撤回」があります。

最終段階である「行為」段階は、役割、占有率、および以前の行動と経験に依存します。 早期の避難や効果的な消火が行われる可能性があります。

交通システムの構築

建物の輸送システムは、設計段階で考慮する必要があり、建物全体の防火システムと統合する必要があります。 これらのシステムに関連する危険は、火災前の計画および防火調査に含める必要があります。

エレベーターやエスカレーターなどの建物の交通システムにより、高層ビルが実現可能になります。 エレベーター シャフトは、煙と火の拡散に寄与する可能性があります。 一方、エレベーターは高層ビルの消防活動に欠かせない道具です。

密閉されたエレベータ シャフトは、火災による高温の煙やガスの煙突効果により、煙突や煙道として機能するため、輸送システムは危険で複雑な火災安全問題の一因となる可能性があります。 これは一般に、建物の下層階から上層階への煙と燃焼生成物の移動につながります。

高層ビルは、緊急時にエレベーターを使用するなど、消火活動に新たな問題をもたらします。 エレベータは、いくつかの理由で火事で安全ではありません。

  1. 人は廊下のボタンを押しても反応しないエレベーターを待たなければならず、貴重な脱出時間を失うことになります。
  2. エレベーターはかごや廊下の呼び出しを優先しません。また、呼び出しの XNUMX つが消防フロアにある場合もあります。
  3. エレベータは、エレベーターとシャフトのドアが閉まるまで起動できず、パニックによってエレベータが過密になり、ドアが閉まり、閉まらなくなる可能性があります。
  4. 火災中はいつでも電源が切れる可能性があり、閉じ込められる可能性があります。 (図3参照)

 

図 3. エレベータの使用に関する絵文字による警告メッセージの例。

FIR040F3

消防訓練と乗員訓練

避難手段の適切なマークは避難を容易にしますが、火災時の生命の安全を保証するものではありません。 脱出訓練は、秩序だった脱出を行うために必要です。 それらは、学校、理事会および介護施設、および危険性の高い産業で特に必要とされます。 たとえば、ホテルや大規模なビジネスの占有では、従業員の訓練が必要です。 混乱を避け、すべての居住者の避難を確実にするために、出口訓練を実施する必要があります。

すべての従業員は、空き状況を確認し、火災エリアの外にいる場合は居住者を数え、残業者を探し、再入場を制御するように割り当てられる必要があります。 また、避難信号を認識し、従うべき出口ルートを知っている必要があります。 主要ルートと代替ルートを確立する必要があり、すべての従業員はいずれかのルートを使用するように訓練する必要があります。 各出口訓練の後、訓練の成功を評価し、発生した可能性のあるあらゆる種類の問題を解決するために、責任ある管理者の会議を開催する必要があります。

 

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木曜日、24月2011 22:53

積極的な防火対策

生命の安全と財産の保護

防火対策の第一の重要性は、構造物の居住者に許容できる程度の生命の安全を提供することであるため、ほとんどの国では、防火に適用される法的要件は生命の安全に関する懸念に基づいています。 プロパティ保護機能は、物理的な損傷を制限することを目的としています。 多くの場合、これらの目的は補完的です。 所有物、その機能、または内容物が失われる懸念がある場合、所有者は、生命の安全に関する懸念に対処するために必要な最低限の措置を講じることを選択できます。

火災検知および警報システム

火災検知警報システムは、火災を自動的に検知し、建物の居住者に火災の脅威を警告する手段を提供します。 敷地内からの居住者の避難を開始する合図となるのは、火災検知システムによって提供される可聴または視覚警報です。 これは、居住者が建物内で火災が発生していることに気付かず、他の居住者から警告を発する可能性が低い、または実際的ではない大規模または複数階建ての建物で特に重要です。

火災検知警報システムの基本要素

火災検知および警報システムには、次のすべてまたは一部が含まれる場合があります。

  1. システム制御ユニット
  2. 一次または主電源
  3. 通常、バッテリーまたは非常用発電機から供給される二次(スタンバイ)電源
  4. システム制御ユニットの「起動回路」に接続された、自動火災検知器、手動プルステーション、および/またはスプリンクラーシステムフローデバイスなどのアラーム起動デバイス
  5. システム制御ユニットの「表示回路」に接続された、ベルやライトなどのアラーム表示デバイス
  6. システム制御ユニットの出力回路に接続された、換気シャットダウン機能などの補助制御
  7. 消防署などの外部応答場所へのリモート アラーム表示
  8. 防火システムまたは煙制御システムを作動させるための制御回路。

 

煙制御システム

構造物からの避難中に煙が出口経路に入る脅威を軽減するために、煙制御システムを使用できます。 一般に、出口経路に新鮮な空気を供給するために、機械換気システムが採用されています。 この方法は、階段やアトリウムの建物を加圧するために最もよく使用されます。 これは、生命の安全性を高めることを目的とした機能です。

携帯用消火器とホースリール

建物の居住者が小さな火災を消火するために使用するために、携帯用消火器と水ホース リールが提供されることがよくあります (図 1 を参照)。 建物の居住者は、使用方法の訓練を受けていない限り、携帯用消火器またはホース リールを使用するよう奨励されるべきではありません。 いずれの場合も、オペレータは、安全な出口がブロックされる位置に身を置くことを避けるために、非常に注意する必要があります。 どんなに小さな火災であっても、最初の行動は常に他の建物の居住者に火災の脅威を通知し、専門の消防サービスからの支援を要請することです。

図 1. 携帯用消火器。

FIR050F4

散水システム

散水システムは、自動スプリンクラーヘッドに接続された給水、分配バルブ、および配管で構成されています (図 2 を参照)。 現在のスプリンクラー システムは主に延焼を抑えることを目的としていますが、多くのシステムは完全な消火を達成しています。

図 2. 一般的な給水装置、屋外消火栓、および地下配管をすべて示す典型的なスプリンクラーの設置。

FIR050F1

よくある誤解は、火災が発生するとすべての自動スプリンクラー ヘッドが開くというものです。 実際、各スプリンクラー ヘッドは、火災を示すのに十分な熱が存在する場合にのみ開くように設計されています。 水は、すぐ近くでの火災の結果として開いたスプリンクラー ヘッドからのみ流れます。 この設計上の特徴により、消火活動に水を効率的に使用し、水害を制限します。

 

 

水供給

自動スプリンクラー システムの水は、火災発生時に確実に作動するように、常に十分な量と十分な量と圧力で利用できなければなりません。 市営水道がこの要件を満たすことができない場合、安全な給水を提供するために貯水池またはポンプ装置を用意する必要があります。

制御弁

制御弁は常に開位置に維持する必要があります。 多くの場合、制御弁の監視は、自動火災警報システムによって、火災警報制御盤で障害信号または監視信号を開始して弁が閉じていることを示す弁タンパ スイッチを設けることによって達成できます。 このタイプの監視が提供できない場合は、バルブを開いた位置でロックする必要があります。

パイピング

水は配管ネットワークを通って流れ、通常は天井から吊り下げられ、スプリンクラー ヘッドがパイプに沿って間隔を置いて吊り下げられています。 スプリンクラーシステムで使用される配管は、1,200 kPa 以上の使用圧力に耐えられるタイプのものでなければなりません。 露出した配管システムの場合、継手は、ねじ込み式、フランジ式、機械式ジョイント、またはろう付けタイプである必要があります。

スプリンクラーヘッド

スプリンクラー ヘッドは、通常、温度に敏感な解放要素によって閉じられているオリフィスと、スプレー デフレクターで構成されています。 スプリンクラーの設計者は、個々のスプリンクラー ヘッドの放水パターンと間隔の要件を使用して、保護されたリスクを完全にカバーできるようにします。

特殊消火システム

スプリンクラーが適切な保護を提供しない場合、または水による損傷のリスクが許容できない場合には、特別な消火システムが使用されます。 水による被害が懸念される多くの場合、火災発生の初期段階で反応するように設計された特別な消火システムを備えた、散水システムと組み合わせて特別な消火システムを使用することができます。

水および水添加特殊消火システム

水スプレーシステム

散水システムは、より小さな水滴を生成することによって水の有効性を高め、したがって、熱吸収能力が相対的に増加して、より大きな表面積の水が火にさらされます。 このタイプのシステムは、ブタン球などの大きな圧力容器を低温に保つ手段として選択されることがよくあります。 このシステムはスプリンクラー システムに似ています。 ただし、すべてのヘッドが開いており、別の検出システムまたは手動操作を使用して制御バルブを開きます。 これにより、水が配管ネットワークを通って、配管システムからの出口として機能するすべてのスプレー デバイスに流れることができます。

フォームシステム

泡システムでは、制御弁の前に液体濃縮物が給水に注入されます。 泡濃縮物と空気は、排出の機械的作用によって、または排出装置に空気を吸引することによって混合されます。 泡溶液に含まれる空気が膨張した泡を作り出します。 膨張した泡はほとんどの炭化水素よりも密度が低いため、膨張した泡は可燃性液体の上にブランケットを形成します。 このフォーム ブランケットは、燃料蒸気の伝播を低減します。 フォーム溶液の 97% を占める水は、冷却効果をもたらし、蒸気の伝播をさらに減らし、再着火の原因となる高温の物体を冷却します。

ガス消火システム

二酸化炭素システム

二酸化炭素システムは、圧力容器に液化圧縮ガスとして貯蔵された二酸化炭素の供給から構成されています (図 3 および 4 を参照)。 二酸化炭素は、別の検出システムまたは手動操作によって火災時に開く自動弁によって圧力容器に保持されます。 放出されると、二酸化炭素は配管と放出ノズル装置によって火に供給されます。 二酸化炭素は、火に利用できる酸素を置き換えることによって火を消します。 二酸化炭素システムは、印刷機などのオープン エリアや、船の機械室などの密閉空間で使用するように設計できます。 消火濃度の二酸化炭素は人にとって有毒であり、放出が発生する前に保護区域内の人が確実に避難するように特別な措置を講じる必要があります。 保護区域で作業する人々の十分な安全を確保するために、事前放電アラームやその他の安全対策をシステムの設計に慎重に組み込む必要があります。 二酸化炭素は、付随的な損傷を引き起こさず、電気的に非導電性であるため、クリーンな消火剤であると考えられています。

図 3.総フラッディング用の高圧二酸化炭素システムの図。

FIR050F2

 

図 4. 上げ床のある部屋に設置された総洪水システム。

FIR050F3

不活性ガスシステム

不活性ガスシステムは一般に消火媒体として窒素とアルゴンの混合物を使用します。 場合によっては、少量の二酸化炭素もガス混合物に含まれます。 不活性ガス混合物は、保護された容積内の酸素濃度を下げることによって消火します。 密閉された空間での使用にのみ適しています。 不活性ガス混合物が提供する独自の機能は、酸素を十分に低い濃度に減らして、多くの種類の火災を消火することです。 しかし、酸素レベルは、保護された空間の居住者に差し迫った脅威を与えるほど十分に低下していません。 不活性ガスは圧縮され、圧力容器に保存されます。 システムの操作は、二酸化炭素システムに似ています。 不活性ガスは圧縮によって液化することができないため、所定の密閉保護容積を保護するために必要な貯蔵容器の数は、二酸化炭素の場合よりも多くなります。

ハロン系

ハロン 1301、1211、2402 はオゾン層破壊物質として特定されています。 これらの消火剤の生産は、地球のオゾン層を保護するための国際協定であるモントリオール議定書の要求により、1994 年に中止されました。 ハロン 1301 は、固定防火システムで最も頻繁に使用されました。 ハロン 1301 は、二酸化炭素に使用されるものと同様の配置で圧力容器に液化された圧縮ガスとして貯蔵されました。 ハロン 1301 が提供する利点は、貯蔵圧力が低く、非常に低い濃度で効果的な消火能力が得られることでした。 ハロン 1301 システムは、消火が発生するのに十分な時間、達成された消火濃度を維持できる完全に密閉されたハザードにうまく使用されました。 ほとんどのリスクについて、使用された濃度が居住者に直接の脅威をもたらすことはありませんでした。 ハロン 1301 は、受け入れ可能な代替品がまだ開発されていないいくつかの重要なアプリケーションにまだ使用されています。 例としては、機内での商用および軍用航空機での使用、および乗員が存在する可能性のあるエリアでの爆発を防止するために不活性化濃度が必要とされるいくつかの特別なケースが含まれます。 必要なくなった既存のハロン システムのハロンは、重要な用途を持つ他のユーザーが使用できるようにする必要があります。 これは、これらの環境に敏感な消火器をより多く生産する必要性を緩和し、オゾン層を保護するのに役立ちます.

ハロカーボン系

ハロカーボン剤は、ハロンに関連する環境問題の結果として開発されました。 これらの薬剤は、毒性、環境への影響、保管重量と容量の要件、コスト、および承認されたシステム ハードウェアの入手可能性において大きく異なります。 それらはすべて、圧力容器に液化圧縮ガスとして保存できます。 システム構成は二酸化炭素システムに似ています。

アクティブ防火システムの設計、設置、保守

この作業の熟練者のみが、この機器の設計、設置、保守を行う資格があります。 この機器の購入、設置、検査、テスト、承認、および保守を担当する多くの人は、その職務を効果的に遂行するために、経験豊富で有能な防火専門家に相談することが必要になる場合があります。

詳細情報

このセクション 百科事典 アクティブな防火システムの利用可能な選択肢の非常に簡潔で限定的な概要を示します。 読者は、多くの場合、国の防火協会、保険会社、または地元の消防署の防火部門に連絡することで、より多くの情報を入手できます。

 

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木曜日、24月2011 23:13

防火のための組織化

民間緊急団体

利益は、あらゆる業界の主な目的です。 この目的を達成するためには、効率的で注意深い管理と生産の継続が不可欠です。 何らかの理由で生産が中断されると、利益に悪影響を及ぼします。 中断が火災や爆発の結果である場合、それは長く続く可能性があり、業界を不自由にする可能性があります.

非常に多くの場合、物件には保険がかけられており、火災による損失があった場合、保険会社によって補償されるという嘆願が行われます。 保険は、火災や爆発によってもたらされる破壊の影響をできるだけ多くの人々に広めるための手段にすぎないことを理解する必要があります。 国家の損失を取り戻すことはできません。 その上、保険は、生産の継続性と結果的な損失の排除または最小化を保証するものではありません。

したがって、管理者は火災と爆発の危険性に関する完全な情報を収集し、損失の可能性を評価し、火災と爆発の発生を排除または最小限に抑えるために、危険を制御するための適切な措置を講じる必要があることが示されています。 これには、民間の緊急組織の設立が含まれます。

緊急時の計画

このような体制は、計画段階から可能な限り検討し、用地選定から生産開始、その後も継続して実施していく必要があります。

緊急事態対応組織の成功は、すべての労働者と経営陣のさまざまな階層の全体的な参加に大きく依存します。 緊急組織を計画する際には、この事実を念頭に置く必要があります。

緊急時計画のさまざまな側面を以下に示します。 詳細については、米国防火協会 (NFPA) を参照してください。 防火ハンドブック または、この主題に関する他の標準的な著作 (Cote 1991)。

ステージ1

次の手順を実行して、緊急計画を開始します。

  1. 各原材料、中間製品、最終製品、および各産業プロセスの輸送、取り扱い、保管に関連する火災と爆発の危険を特定して評価し、それらを排除または最小限に抑えるために、危険に対抗するための詳細な予防措置を講じます。
  2. 防火設備と防火設備の要件を検討し、それぞれが提供される段階を決定します。
  3. 防火設備および防火設備の仕様を準備します。

 

ステージ2

以下を決定します。

  1. 処理および家庭用の要件に加えて、防火のための適切な水の供給の利用可能性
  2. 洪水、地震、大雨などのサイトおよび自然災害に対する感受性。
  3. 環境、すなわち、周囲の財産の性質と範囲、および火災または爆発の場合に伴う暴露の危険性
  4. 民間(事業所)または公営の消防隊の存在、そのような消防隊が配置されている距離、および保護すべきリスクに対する消防隊と一緒に利用できる機器の適合性、およびそれらを呼び出すことができるかどうか緊急時に支援する
  5. 踏切、フェリー、不十分な強度および(または)橋梁の幅、消防設備との関係、困難な交通などの障害物を特に参照して、補助消防隊からの対応。
  6. 社会政治的環境、すなわち、犯罪の発生、および法と秩序の問題につながる政治活動。

 

ステージ3

間取りや建築計画、建築資材の仕様を作成します。 次のタスクを実行します。

  1. 防火壁、防火扉等を設けて各店舗、作業場等の床面積を制限する。
  2. 建物または構築物の建設に耐火材料の使用を指定します。
  3. 鉄骨柱やその他の構造部材が露出していないことを確認してください。
  4. 建物、構造物、およびプラントの間の適切な分離を確保してください。
  5. 必要に応じて消火栓、スプリンクラー等の設置を計画する。
  6. レイアウト計画に適切なアクセス道路を設けて、消防用の施設のすべての部分とすべての水源に消防器具が到達できるようにします。

 

ステージ4

構築中は、次のことを行います。

  1. 請負業者とその従業員に火災リスク管理ポリシーを周知し、遵守を徹底します。
  2. 受け入れ前に、すべての防火設備と機器を徹底的にテストしてください。

 

ステージ5

産業の規模、その危険性、または人里離れた場所により、常勤の消防隊が敷地内に常駐しなければならない場合は、必要な常勤の人員を組織し、装備し、訓練します。 また、常勤の消防士を任命します。

ステージ6

すべての従業員が完全に参加できるようにするには、次のことを行います。

  1. 日常業務における予防措置の順守と、火災や爆発の発生時に必要な行動について、すべての人員を訓練します。 訓練には、消火設備の操作が含まれていなければなりません。
  2. 定期的なレビューを通じて、すべての関係者による火災予防措置の厳格な遵守を確保してください。
  3. すべての防火システムと機器の定期的な検査とメンテナンスを確実に行ってください。 すべての欠陥は速やかに是正されなければなりません。

 

緊急事態の管理

実際の緊急時に混乱を避けるために、組織内の全員が、緊急時に自分や他の人が果たすことが期待される正確な役割を知っていることが不可欠です. この目的のために、十分に考え抜かれた緊急時計画を準備し、公布する必要があり、すべての関係者はそれを十分に理解する必要があります。 計画では、関係者全員の責任を明確かつ明確に規定し、指揮系統も指定する必要があります。 最低限、緊急時計画には以下を含める必要があります。

1. 業界名

2. 建物の住所、電話番号および敷地図

3.緊急計画の目的と目的、およびその発効日

4. 敷地図を含む対象エリア

5. 作業管理者から下方への指揮系統を示す緊急組織

6. 防火システム、モバイル機器、携帯機器、詳細

7. 補助可否の詳細

8. 火災報知設備及び通信設備

9. 緊急時にとるべき行動。 以下によって実行されるアクションを個別に明確に含めます。

  • 火を発見した人
  • 敷地内の自衛消防隊
  • 緊急事態に関わる課長
  • 実際には緊急事態に関与していない他のセクションの責任者
  • セキュリティ組織
  • あれば消防士
  • 作品管理者
  • 他人

       10. 事件現場での指揮系統。 考えられるすべての状況を考慮し、別の組織が支援のために呼び出される状況を含め、それぞれの場合に誰が指揮を執るべきかを明確に示します。

11. 火災後の行動。 責任を示す:

  • すべての防火システム、設備、水源の再稼働または補充
  • 火災や爆発の原因調査
  • レポートの作成と提出
  • 同様の緊急事態の再発を防ぐための是正措置を開始します。

 

相互扶助計画が実施されている場合、緊急計画のコピーは、それぞれの施設の同様の計画と引き換えに、すべての参加部隊に提供されなければなりません.

避難プロトコル

緊急計画の実行を必要とする状況は、爆発または火災の結果として発生する可能性があります。

爆発に続いて火災が発生する場合と発生しない場合がありますが、ほとんどの場合、粉砕効果が発生し、各ケースの状況に応じて、近くにいる人員が負傷または死亡したり、物的損害が発生したりする可能性があります。 また、ショックや混乱を引き起こす可能性があり、多数の人々の突然の移動に伴い、製造プロセスまたはその一部の即時停止が必要になる場合があります。 状況がすぐに整然とした方法で制御および誘導されない場合、パニックに陥り、さらに人命や財産が失われる可能性があります。

火災の際に燃えている物質から発せられる煙は、建物の他の部分を巻き込んだり、人を閉じ込めたりする可能性があり、集中的で大規模な救助活動/避難が必要になります。 場合によっては、人が閉じ込められたり火災の影響を受けたりする可能性がある場合、大規模な避難が必要になることがあります。

人員の大規模な突然の移動が関係するすべての場合において、交通問題も発生します。特に、この移動に公道、通り、または地域を使用する必要がある場合はそうです。 このような問題が予想されず、適切な行動が事前に計画されていない場合、交通のボトルネックが発生し、消火や救助活動が妨げられ、遅れます。

特に高層ビルからの多数の人々の避難も問題を引き起こす可能性があります。 避難を成功させるためには、十分かつ適切な避難手段が利用可能であるだけでなく、避難が迅速に行われることも必要です。 障害者の避難ニーズに特別な注意を払う必要があります。

したがって、詳細な避難手順を緊急計画に含める必要があります。 これらは、消防訓練や避難訓練の実施において頻繁にテストする必要があり、これには交通の問題も伴う可能性があります。 参加および関係するすべての組織および機関も、少なくとも定期的にこれらの訓練に参加する必要があります。 各演習の後、報告会を開催し、その間にすべての間違いを指摘して説明する必要があります。 今後の演習や実際のインシデントで同じ過ちを繰り返さないように、すべての困難を取り除き、必要に応じて緊急計画を見直して、対策を講じる必要があります。

すべての演習と避難訓練の適切な記録を維持する必要があります。

緊急医療サービス

火災や爆発による負傷者は、応急処置を受けた後、直ちに医療援助を受けるか、速やかに病院に運ばれなければなりません。

管理者が XNUMX つまたは複数の救急ポストを提供し、業界の規模と危険な性質のために必要な場合は、XNUMX つまたは複数の移動式救急医療器具を提供することが不可欠です。 すべての応急処置ポストと救急医療器具には、十分に訓練された救急救命士が常駐していなければなりません。

業界の規模と労働者の数に応じて、負傷者を病院に搬送するために XNUMX 台または複数台の救急車を敷地内に配置して配置する必要があります。 さらに、追加の救急車設備が必要なときにすぐに利用できるように手配する必要があります。

産業や職場の規模によっては、緊急事態に備えて常勤の医務官も常駐させておく必要があります。

火災や爆発の後に救出された死傷者を優先する指定病院または複数の病院と事前に取り決めを行う必要があります。 そのような病院は、電話番号とともに緊急計画に記載されなければならず、緊急計画には、緊急事態が発生するとすぐに死傷者を受け入れるように責任者が警告することを保証する適切な規定が含まれていなければなりません.

施設の復旧

緊急事態が終わったらすぐに、すべての防火設備と緊急設備を「準備完了」モードに戻すことが重要です。 この目的のために、担当者または業界のセクションに責任を割り当てる必要があり、これを緊急計画に含める必要があります。 これが行われていることを確認するためのチェックシステムも導入する必要があります。

公設消防関係

あらゆる経営陣が考えられるすべての不測の事態を予測して提供することは実際的ではありません。 また、経済的にも無理です。 最新の火災リスク管理方法を採用しているにもかかわらず、敷地内に備えられた防火設備が実際のニーズを満たしていない場合が常にあります。 このような場合に備えて、公設消防との相互扶助計画を事前に立てておくことが望ましい。 その部門との良好な連携が必要であり、管理者は、そのユニットが敷地内で緊急時にどのような支援を提供できるかを知ることができます. また、公共の消防署は、緊急時にリスクと予想されることを熟知しておく必要があります。 この目的のために、公共の消防署との頻繁なやり取りが必要です。

危険物の取り扱い

産業で使用される物質の危険性は、流出状況中に消防士に知られていない可能性があり、有害物質の偶発的な放出や不適切な使用または保管は、健康を著しく損なうか、重大な火災または爆発につながる危険な状況につながる可能性があります。 . すべての物質の危険性を思い出すことは不可能です。 したがって、さまざまな物質が個別のラベルまたはマーキングによって識別されるように、危険を容易に識別する手段が開発されました。

危険物の識別

各国は、保管、取り扱い、および輸送を目的とした危険物のラベル付けに関する独自の規則に従っており、さまざまな部門が関与する可能性があります。 現地の規制を遵守することは不可欠ですが、国際的に認められた有害物質の識別システムが普遍的な適用のために進化することが望ましいです。 米国では、NFPA がこの目的のためのシステムを開発しました。 このシステムでは、危険物の容器に目立つようにラベルを付けたり、貼り付けたりします。 これらのラベルは、健康、可燃性、および材料の反応性に関する危険性の性質と程度を示しています。 さらに、これらのラベルには、消防士にとって特別な可能性のある危険性も示されています。 危険度の説明については、NFPA 704 を参照してください。 材料の火災危険を特定するための標準システム (1990a)。 このシステムでは、ハザードは次のように分類されます。 健康被害, 可燃性の危険, 反応性(不安定性)の危険.

健康被害

これらには、物質が人体に接触したり、吸収されたりすることにより人身傷害を引き起こす可能性のあるすべての可能性が含まれます。 物質の固有の特性から、または物質の燃焼または分解による有毒生成物から、健康被害が発生する可能性があります。 危険度は、火災またはその他の緊急事態が発生した場合に発生する可能性があるより大きな危険に基づいて割り当てられます。 これは、消防士が特別な保護服、適切な呼吸用保護具、または通常の服を着用してのみ安全に作業できるかどうかを示しています。

健康被害の程度は、4 から 0 のスケールで測定されます。4 は最も重大な危険を示し、0 は危険が低いか危険がないことを示します。

可燃性の危険

これらは、材料の燃焼に対する感受性を示しています。 さまざまな状況下では、この特性に関して材料の挙動が異なることが認識されています (たとえば、ある条件下で燃焼する可能性のある材料は、条件が変更されると燃焼しない可能性があります)。 材料の形状と固有の特性は、健康被害と同じ基準で割り当てられる危険度に影響を与えます。

反応性(不安定性)の危険

それ自体でエネルギーを放出できる物質 (すなわち、自己反応または重合)、および水、他の消火剤、または特定の他の物質と接触すると、激しい噴火または爆発反応を起こす可能性のある物質は、反応性の危険を有すると言われています。

反応の激しさは、熱や圧力が加えられたとき、または物質が特定の他の物質と接触して燃料と酸化剤の組み合わせを形成したとき、または不適合な物質、感作性汚染物質または触媒と接触したときに増加する可能性があります。

反応性ハザードの程度が決定され、エネルギー放出の容易さ、速度、および量の観点から表されます。 放射能の危険、消火のための水やその他の消火剤の禁止などの追加情報も、同じレベルで提供できます。

危険物質のラベル警告は、対角線上に配置された四角形と 1 つの小さな四角形です (図 XNUMX を参照)。

図 1. NFPA 704 ダイヤモンド。

FIR060F3

上の四角は健康への危険性を示し、左側の四角は可燃性の危険を示し、右側の四角は反応性の危険を示し、下の四角は放射能や水との異常な反応性などのその他の特別な危険を示します。

上記の配置を補足するために、カラーコードを使用することもできる。 色は背景として使用されるか、危険を示す数字はコード化された色で表示されます。 コードは、健康ハザード (青)、可燃性ハザード (赤)、反応性ハザード (黄)、特殊ハザード (白地) です。

 

 

 

 

危険物対応の管理

産業における危険物の性質に応じて、特殊な消火剤を分配するために必要な保護具を含む、保護具および特殊な消火剤を提供する必要があります。

すべての労働者は、さまざまな種類の危険物を取り扱う際の各事故に対処するために講じなければならない予防措置と手順について訓練を受ける必要があります。 また、さまざまな識別記号の意味も知っている必要があります。

すべての消防士およびその他の作業員は、防護服、呼吸保護具、および特殊な消火技術の正しい使用法について訓練を受ける必要があります。 すべての関係者は、適切な記録を保持する必要がある頻繁な訓練と演習を通じて、あらゆる状況に対処するために警戒を怠らず、準備する必要があります。

重大な医療上の危険と消防士に対するこれらの危険の影響に対処するために、個人が避けられない危険な汚染にさらされた場合、有能な医療担当者がすぐに予防措置を講じることができる必要があります。 影響を受けたすべての人は、直ちに医師の診察を受けなければなりません。

また、必要に応じて敷地内に除染センターを設置するための適切な手配を行う必要があり、正しい除染手順を定めて従わなければなりません。

廃棄物管理

かなりの量の廃棄物が、産業によって、または商品の取り扱い、輸送、および保管中の事故によって発生します。 そのような廃棄物は、それが生成される業界または関連する商品の性質に応じて、可燃性、有毒、腐食性、自然発火性、化学反応性または放射性である可能性があります。 ほとんどの場合、そのような廃棄物を安全に処分するために適切な注意を払わないと、動物や人間の生命を危険にさらしたり、環境を汚染したり、財産を危険にさらす可能性のある火災や爆発を引き起こしたりする可能性があります. したがって、経済性と安全性を確保するためには、廃棄物の物理的および化学的特性と、さまざまな廃棄方法のメリットまたは制限に関する十分な知識が必要です。

産業廃棄物の性質を簡単にまとめると次のようになります。

  1. ほとんどの産業廃棄物は危険であり、処分中および処分後に予想外の意味を持つ可能性があります。 したがって、すべての廃棄物の性質と行動特性は、それらの短期的および長期的な影響について慎重に調査し、それに応じて処分方法を決定する必要があります。
  2. 廃棄された一見無害に見える XNUMX つの物質を混合すると、それらの化学的または物理的相互作用により、予期しない危険が生じる可能性があります。
  3. 可燃性液体が含まれる場合、それぞれの引火点、発火温度、可燃限界、および燃焼を開始するために必要な着火エネルギーを考慮して、それらの危険性を評価できます。 固体の場合、粒子サイズも考慮しなければならない追加要素です。
  4. ほとんどの可燃性蒸気は空気より重いです。 このような蒸気や空気より重い可燃性ガスは、収集や廃棄中、または取り扱いや輸送中に偶発的に放出される可能性があり、風に乗って、またはより低い勾配に向かってかなりの距離を移動する可能性があります。 発火源に接触すると、発火源にフラッシュバックします。 可燃性液体の大規模な流出は、この点で特に危険であり、命を救うために避難が必要になる場合があります。
  5. アルミニウム アルキルなどの自然発火性物質は、空気に触れると自然発火します。 したがって、このような物質の取り扱い、輸送、保管、廃棄には特別な注意を払う必要があり、できれば窒素雰囲気下で実施する必要があります。
  6. カリウム、ナトリウム、アルミニウム アルキルなどの特定の物質は、水や湿気と激しく反応し、激しく燃焼します。 ブロンズパウダーは湿気があるとかなりの熱を発生します。
  7. 有機物質を含む強力な酸化剤が存在すると、急速な燃焼や爆発さえも引き起こす可能性があります。 植物油やテルペンを染み込ませたぼろきれやその他の材料は、油の酸化とそれに続く発火温度までの熱の蓄積により、自然発火の危険性があります。
  8. いくつかの物質は腐食性があり、皮膚やその他の生体組織に深刻な損傷や火傷を引き起こしたり、建築材料、特に金属を腐食させたりして、そのような材料が使用されていた構造を弱体化させる可能性があります。
  9. 一部の物質は有毒であり、皮膚との接触、吸入、または食品や水の汚染によって、人や動物に毒を与える可能性があります。 そうする彼らの能力は短命かもしれませんし、長期間にわたって続くかもしれません。 このような物質は、投棄または焼却によって処分されると、水源を汚染したり、動物や労働者と接触したりする可能性があります。
  10. 産業処理、輸送 (事故を含む)、取り扱いまたは保管中に流出した有毒物質、および大気中に放出された有毒ガスは、救急隊員や一般の人々を含む他の人々に影響を与える可能性があります。 こぼれた物質が周囲温度で気化した場合、蒸気は風の漂流や流出によって長距離を運ばれる可能性があるため、危険性はさらに深刻です。
  11. 特定の物質は、それ自体で、または屋外で燃やしたときに、強い刺激臭または不快な臭いを発する場合があります。 いずれにせよ、そのような物質は毒性がなくても公共の迷惑であり、回収してリサイクルすることが可能でない限り、適切な焼却によって処分する必要があります。 においのある物質が必ずしも有毒であるとは限らないように、無臭の物質や心地よいにおいのある物質は、有害な生理学的影響を引き起こす可能性があります.
  12. 爆発物、花火、有機過酸化物、およびその他の化学物質などの特定の物質は、熱や衝撃に敏感であり、慎重に取り扱わなかったり、他の物質と混合したりすると、破裂して壊滅的な影響を与える可能性があります。 したがって、このような物質は、適切な監督下で慎重に分離し、破棄する必要があります。
  13. 放射能で汚染された廃棄物は、放射性物質自体と同じくらい危険です。 それらの処分には専門的な知識が必要です。 このような廃棄物の処分に関する適切なガイダンスは、国の原子力エネルギー機関から入手できます。

 

産業廃棄物および緊急廃棄物を処分するために採用される可能性のある方法のいくつかは、 生分解, 埋葬, 焼却, 埋め立て, マルチング, 野焼き, 熱分解 および 業者による処分. これらについて、以下で簡単に説明します。

生分解

多くの化学物質は、土壌の上部 24 cm と混合すると、15 ~ XNUMX か月以内に完全に破壊されます。 この現象は生分解として知られており、土壌バクテリアの働きによるものです。 ただし、すべての物質がこのように振る舞うわけではありません。

埋葬

廃棄物、特に化学廃棄物は、多くの場合、埋設によって処分されます。 活性化学物質に関する限り、これは危険な慣行です。時間の経過とともに、埋もれた物質が雨によって露出したり、水資源に浸出したりする可能性があるからです。 露出した物質または汚染された物質は、人間または動物が飲む水と接触すると、生理学的に悪影響を与える可能性があります。 特定の有害な化学物質を埋めてから 40 年後に水が汚染された事例が記録されています。

焼却

これは、廃棄物が適切に設計された焼却炉で管理された条件下で焼却される場合、廃棄物処理の最も安全で満足のいく方法の XNUMX つです。 ただし、廃棄物に含まれる物質が、操作上の問題や特別な危険を引き起こすことなく、安全に焼却できるように注意する必要があります。 ほとんどの産業用焼却炉には大気汚染防止設備の設置が義務付けられており、産業廃棄物を焼却する際に焼却炉から排出される廃棄物の組成を考慮して、大気汚染防止設備を慎重に選択して設置する必要があります。

大量の揮発性物質が供給されるか、または燃焼される廃棄物の性質のために、焼却炉の動作温度が過度に上昇しないように、焼却炉の動作に注意を払う必要があります。 過度の温度が原因で、または時間の経過とともに腐食が原因で、構造的な破損が発生する可能性があります。 スクラバーは、酸との接触によって発生する可能性のある腐食の兆候がないか定期的に検査する必要があります。スクラバーシステムは、適切に機能するように定期的に維持する必要があります。

埋立地

低地や土地のくぼみは、周囲の土地と同じ高さになるまで廃棄物の投棄場所として使用されることがよくあります。 次に、廃棄物を平らにし、土で覆い、強く転がします。 その後、土地は建物やその他の目的に使用されます。

満足のいく埋め立て作業を行うには、パイプライン、下水管、電力線、油井、ガス井、鉱山、その他の危険物が近くにあることを十分に考慮して、サイトを選択する必要があります。 次に、廃棄物を土と混ぜ合わせて、くぼみまたは広い溝に均等に広げます。 次の層を追加する前に、各層を機械的に圧縮する必要があります。

通常、50 cm の土の層が廃棄物の上に置かれ、圧縮されます。これにより、廃棄物の生物活動によって生成されるガスを逃がすための十分な穴が土壌に残されます。 埋め立て地の適切な排水にも注意を払う必要があります。

廃棄物のさまざまな成分によっては、埋め立て地内で発火することがあります。 したがって、そのような各エリアは適切にフェンスで囲み、発火の可能性がほとんどないように見えるまで継続的な監視を維持する必要があります。 埋め立て地内の廃棄物で発生する可能性のある火災を消火するための手配も行う必要があります。

マルチング

ポリマーをマルチ(植物の根を保護するための緩い材料)として再利用する試みがいくつか行われており、廃棄物を細かく刻んだり、顆粒にしたりしています。 そのように使用すると、非常にゆっくりと劣化します。 したがって、土壌への影響は純粋に物理的なものです。 ただし、この方法はあまり広く使用されていません。

野焼き

廃棄物の野焼きは、大気汚染の原因となり、火災が制御不能になり、周囲の財産や地域に広がる可能性がある限り、危険です。 また、容器から爆発する可能性があり、廃棄物に含まれる可能性のある放射性物質の生理的影響の可能性があります。 この廃棄方法は、一部の国では禁止されています。 これは望ましい方法ではなく、推奨されません。

熱分解

ポリマーや有機物質の熱分解 (加熱による分解) 中に発生する生成物の蒸留による特定の化合物の回収は可能ですが、まだ広く採用されていません。

業者による処分

これはおそらく最も便利な方法です。 産業廃棄物や危険物の処理に精通し、経験豊富な信頼できる業者のみを選定することが重要です。 危険物は慎重に分別し、分別して廃棄する必要があります。

特定のクラスの材料

今日の産業でよく見られる有害物質の種類の具体例としては、次のものが挙げられます。 (1) 可燃ごみ。 (2) 乾性油; (3) 可燃性液体および廃溶剤。 (4) 酸化性物質 (液体および固体); (5)放射性物質。 これらの材料は、特別な取り扱いと注意が必要であり、慎重に検討する必要があります。 危険物の特定と工業材料の危険性に関する詳細については、次の出版物を参照してください。 防火ハンドブック (Cote 1991) および サックスの工業材料の危険性 (ルイス 1979)。

 

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