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吉田公一 横浜国立大学・統合的海洋教育・研究センター
一般財団法人 日本舶用品検定協会
ISO/TC92(火災安全)/SC1(火災の発生と発達)前議長
国際海事機関(IMO)防火小委員会(FP)前議長
1
内容 火災安全に関するISO規格
船舶における火災安全・船内材料の可燃性の制限
今後の取り組み
2
Fire decayFully developed
fire
Fire growthPre-ignition
Smoke, toxicity, corrosivity
Heat development
Fire penetrationFlame spread
Ignitability
Heat production
Time
Flash over
Time of
ignition
火災の発生と発達 発熱量
着火
フラッシュオーバ
時間
着火前 火災発達期 盛火期 火災減衰期
着火性
火災の推移
燃焼拡大 火災の区画を超える拡大
熱の発生と伝播
煙及びガスの発生と伝播
3
フラッシュオーバ
4
火災安全に関するISO IEC規格 ISO International Organization for Standardization 国際標準化機構
IEC International Electrotechnical Commission 国際船機標準会議
火災の広がりと人の避難安全の確保 1. 火災で発生する熱、煙、ガスの定量的把握
2. 建築物・船舶の構造耐火性(構造保全性)
3. 火災時の煙・ガスの広がり(建築物、船舶内部)の予測
4. 人が避難に要する時間の予測
ISO/TC92(火災安全) SC1(火災の発生と発達)(1)
SC2(火災の封じ込め)(2)
SC3(燃焼毒性)(1)
SC4(火災安全技術)(3, 4)
ISO/TC61/SC4
(プラスチックの燃焼挙動)
IEC/TC89
(電気・電子製品の火災安全) 5
着火と燃焼の広がり/燃焼発熱を調べる
材料に熱を加えて、着火と燃焼で発生する熱量を測定する。
燃焼発熱の度合いは、燃焼の広がりの度合いを表現する。
ISO 5660 コーンカロリメータ
1 Pressure ports 8 Spark plug
2 Orifice plate 9 Optional screens
3 Thermocouple (located on stack centreline) 10 Blower motor
4 Hood 11 Retainer frame and specimen
5 Blower 12 Specimen holder
6 Heater 13 Weighing device
7 Gas sampling ring probe 14 Smoke measurement section
多くの高分子材料の燃焼で発生する
熱量は、燃焼で消費される酸素の量に
比例する(13.1MJ/kg)。
難燃剤によって、燃焼が抑え られると、酸素の消費も抑えられる。 但し、熱分解ガスが発生して、 酸素濃度は、その分低下する (実際には低下はごく僅か)。
6
ISO 5660 コーンカロリメータ ㈱東京システムバック提供
測定例
7
火災で発生する煙 及び ガスの定量的把握 ISO 5659-2 発煙性試験(スモークチャンバ試験)
ISO/CD 19021 スモークチャンバにおけるFTIRによるガス測定
FTIR: フーリエ変換型赤外分光分析計
Smoke
Chamber
Probe
Main filter contained
in heated filter
housing (180 °C)
Sampling line
(180°C)
2nd
heated
filter
130 °C
150°C
Gas cell
(180 °C)
Cooler (5 °C)
Pump
Flowmeter (1,5 l/min)
FTIR
Spectrometer PC
Collection of
spectra
Exhaust
Fire
effluents
A
E
F
P
8
火災で発生する煙 及び ガスの定量的把握 ISO 5659-2 発煙性試験(スモークチャンバ試験)
ISO/CD 19021 スモークチャンバにおけるFTIRによるガス測定
㈱東京システムバック提供 9
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 200 400 600 800 1000 1200
pp
m
Time(s)
Heat Flux 25kW/m2
Carbon monoxide CO
Hydrogen chloride HCl
Formaldehyde CH2O
Acrolein C3H4O
Water vapor H2O
Carbon dioxide CO2
ISO 5659-2 発煙性試験(スモークチャンバ試験)
ISO/CD 19021 スモークチャンバにおけるFTIRによるガス測定
%CO2
10
実大火災室試験 ISO 9705
1 Exhaust duct (Ø 0,4) 2 Hood ( 3m x 3 m) 3 To exhaust gas cleaning 4 Length 5 m 5 Baffles 6 Doorway 7 Gas burner Dimensions in m
SP Sweden
11
火災における生命の危機に関わる成分 火災データを用いた避難可能時間推定のためのガイド
ISO 13571
XFED =
窒息性ガスモデル:有効暴露量率XFEDの算出式
ここで
Ci 選定された時間増分における窒息性ガスの平均濃度(μl / l) ⊿t 選択した時間増分(間隔)(分) (C-t)i 特定暴露量(分・μl/l)(人員の安全な避難を妨げる可能性がある量)
12
火災における生命の危機に関わる成分 火災データを用いた避難可能時間推定のためのガイド
ISO 13571
刺激性ガスモデル:
ここで φ μ l/lで表す、刺激性ガスの平均濃度 F 人員が避難のための効果的行動能力を著しく低下させると予測される個々の刺激性ガスの濃度(μ l/l)
13
船舶の火災安全の国際規則
海上人命安全条約(SOLAS) 国際海事機関(IMO)で制定している
SOLASでは、船舶居住区域内の可燃物を制限している
燃焼の広がりが遅いこと
燃焼において過度の煙あるいは毒性ガスを発生しないこと
船舶内装材料の国際火災試験方法はIMOのFTP Code (Fire Test
procedures Code)で定められている。
燃焼の広がり試験はISO5658-2を利用
発煙性・燃焼ガス毒性は、ISO/CD19021と似たような試験
判定基準もFTP Codeが定めている
試験で測定した濃度が、以下を超えないこと
CO 1,450 ppm HBr 600 ppm
HCl 600 ppm HCN 140 ppm
HF 600 ppm
SO2 120 ppm (200 ppm for floor coverings)
NOx 350 ppm 14
今後の取り組み 難燃化の成果は、火災の発生期と発達期で有効か。盛火期では、可燃材料は熱分解と酸化が激しく起こる。
難燃化の成果は、
着火の防止あるいは遅延
燃焼発熱量の抑制
の度合いで表現できるであろう。
難燃剤が、添加された材料の熱分解・燃焼時に発生するガスの影響に、懸念が示される。その評価方法も開発されている。
材料間の比較は、小型の燃焼性試験で可能
実際の人への影響は、燃焼物の量と燃焼の広がり、空間の大きさ、換気などに影響され、評価が難しい。
ISO/TC92では、火災安全の評価方法、試験方法に関するISO基準を開発・策定している。
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