トンネル火災時における散水により誘導される窒息消火とその勾配による影響の解明

2022年度の研究では、散水条件をパラメータとしたときの煙遮断率の変化について調べた。火源の発熱速度を一定として、散水条件として散水圧力を0.3MPaから0.5MPaまで変化させて実験を実施した。実験の結果、ゴーストフレイムの発生や窒息消火に至るまでの時間にほとんど違いないことが明らかとなった。散水圧力の増加による散水流量の増加や粒子径の微細化は煙流の遮蔽効果に大きな影響を及ぼさなかった。この結果から、現状の散水条件として設定している散水圧力は、たとえ0.3MPaであったとしても煙流遮断のためには十分に大きく、これ以上大きな散水圧力を与えても煙遮断率の改善にはつながらないことが分かった。散水による煙流の遮断性能はゴーストフレイム発生時に65％程度、窒息消火時に80%程度であったから、散水によって遮断されずに散水領域を通過する煙流は少なからずあり、これ以上の遮断性能向上のためには散水方法自体を変更する必要性があることがわかった。これまでの模型実験では、火源に対して左右対称な煙流動が発生することを仮定して、火源を中心として片側半分のみの煙流動を再現する片側模型トンネルを使用していた。しかしながら、この片側模型トンネルでは左右非対称な煙流動になる勾配トンネルを再現できない。そこで、新しい模型トンネルを製作し、実験に使用できるように整備した。新しい模型トンネルでは、勾配トンネルにおいて左右非対称な煙流動が発生しても対応できるように、火源の両側に散水ノズルを設置した。この新しい両側模型トンネルを利用して、従来の片側模型トンネル実験に相当する実験を実施した。実験の結果、両側模型トンネルを利用した実験では、片側模型トンネルの場合と比較して、窒息消火が生じにくいことが明らかとなった。詳細な原因についてはこれから調査する予定である。

2022年度の研究では、散水条件をパラメータとしたときの煙遮断率の変化について調べた。火源の発熱速度を一定として、散水条件として散水圧力を0.3MPaから0.5MPaまで変化させて実験を実施した。実験の結果、ゴーストフレイムの発生や窒息消火に至るまでの時間にほとんど違いないことが明らかとなった。散水圧力の増加による散水流量の増加や粒子径の微細化は煙流の遮蔽効果に大きな影響を及ぼさなかった。この結果から、現状の散水条件として設定している散水圧力は、たとえ0.3MPaであったとしても煙流遮断のためには十分に大きく、これ以上大きな散水圧力を与えても煙遮断率の改善にはつながらないことが分かった。散水による煙流の遮断性能はゴーストフレイム発生時に65％程度、窒息消火時に80%程度であったから、散水によって遮断されずに散水領域を通過する煙流は少なからずあり、これ以上の遮断性能向上のためには散水方法自体を変更する必要性があることがわかった。これまでの模型実験では、火源に対して左右対称な煙流動が発生することを仮定して、火源を中心として片側半分のみの煙流動を再現する片側模型トンネルを使用していた。しかしながら、この片側模型トンネルでは左右非対称な煙流動になる勾配トンネルを再現できない。そこで、新しい模型トンネルを製作し、実験に使用できるように整備した。新しい模型トンネルでは、勾配トンネルにおいて左右非対称な煙流動が発生しても対応できるように、火源の両側に散水ノズルを設置した。この新しい両側模型トンネルを利用して、従来の片側模型トンネル実験に相当する実験を実施した。実験の結果、両側模型トンネルを利用した実験では、片側模型トンネルの場合と比較して、窒息消火が生じにくいことが明らかとなった。詳細な原因についてはこれから調査する予定である。