JP6873016B2

JP6873016B2 - 火災実験設備

Info

Publication number: JP6873016B2
Application number: JP2017183736A
Authority: JP
Inventors: 村田　眞志; 眞志村田
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-09-25
Also published as: JP2019058257A

Description

本発明は、火災の実験が行われる火災実験設備に関する。

従来、実際に火災が発生したときに備えること等を目的として、火災の実験が行われる火災実験設備が知られている。火災実験設備は、壁と天井とに囲まれた実験空間を有する実験場を備えている。実験場の場内において火災の実験が行われると、煙が発生する。発生した煙は、環境に悪影響を及ぼす可能性があるため、実験場の場外に漏れることを防止することが要求されている。発生した煙が実験場の場外に漏れることを防止することを目的として、特許文献１には、火災演習施設内に発生する煙を無害化して大気放出する排煙処理システムが開示されている。火災演習施設では、床に載置された火災実演台において火が起こされて、実験が行われる。特許文献１は、火災演習施設内の煙が、火災演習施設の天井に形成された排煙口から、排風機（ファン）によって吸い込まれる。吸い込まれた煙は、集塵機によって塵等が除去されて無害化されて、大気に放出される。なお、火災演習施設の側面は、開閉自在のシャッタで覆われている。

特開２０１５−１２９４２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された排煙処理システムは、シャッタから煙が漏れた場合、そのまま実験場外に流出してしまう。これにより、環境に悪影響を及ぼす可能性がある。また、実験場内に発生した煙を吸引して排気する排煙処理装置を設けた場合、煙を吸引することにより空気の流れが発生するため、炎や煙の動きに影響が出てしまう。これにより、火災実験の解析の精度が低下する。

本発明は、上記のような課題を解決するもので、シャッタから煙が漏れても、煙が実験場外に流出することを抑制する火災実験設備を提供するものである。また、実験場内において、排煙することによって発生する空気の流れを極力避け、より精度の高い火災実験を行える火災実験設備を提供するものである。

本発明に係る火災実験設備は、壁と天井とに囲まれ火災の実験が行われる実験空間と、実験空間の外側に配置され実験により生じる煙を排出する排煙口が形成された排煙空間とを有する実験場と、排煙空間の空気を吸い込むファンと、実験空間と排煙空間との境界に設けられた開閉自在の内側シャッタと、排煙空間と実験場外との境界に設けられた開閉自在の外側シャッタと、を備える。

また、内側シャッタの気密性は、外側シャッタの気密性よりも高い。

更に、内側シャッタに取り付けられ、内側シャッタの揺れを抑えるシャッタ押さえを更に備える。

本発明によれば、実験空間の外側に排煙口が形成された排煙空間が配置されており、排煙空間は内側シャッタと外側シャッタとに挟まれている。このため、仮に内側シャッタから煙が漏れても、漏れた煙は排煙空間から排煙口を通って排出される。よって、煙が実験場外に流出することを抑制することができる。また、実験場内において、排煙しても空気の流れが発生しないため、より精度の高い火災実験を行うことができる。

本発明の実施の形態１に係る火災実験設備１を示す模式図である。第１比較例における火災実験設備１００を示す模式図である。本発明の実施の形態２に係る火災実験設備２００を示す模式図である。本発明の実施の形態３に係る火災実験設備３００を示す模式図である。第２比較例における火災実験設備４００を示す模式図である。

実施の形態１．
以下、本発明に係る火災実験設備の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る火災実験設備１を示す模式図である。図１（ａ）は上面断面図であり、図１（ｂ）は側面断面図である。図１（ａ），図１（ｂ）に示すように、火災実験設備１は、実験場２と、内側シャッタ１０ａと、外側シャッタ１０ｂと、排煙処理装置３とを備えている。実験場２は、実験空間２ｃと排煙空間８とを有している。実験空間２ｃは、壁２ａと天井２ｂとに囲まれた空間であり、火災の実験が行われる。排煙空間８は、実験空間２ｃの外側に配置され実験により生じる煙６を排出する排煙口２２が形成された空間である。

内側シャッタ１０ａは、実験空間２ｃと排煙空間８との境界に設けられており、開閉自在である。外側シャッタ１０ｂは、排煙空間８と実験場２外との境界に設けられており、開閉自在である。ここで、内側シャッタ１０ａは例えば防煙シャッタ又は防音シャッタ等で構成され、外側シャッタ１０ｂは例えば一般的な重量シャッタである。即ち、内側シャッタ１０ａ自体の気密性は、外側シャッタ１０ｂの気密性よりも高い。このため、実験空間２ｃの煙６は、排煙空間８に漏れ難く、また、後述する排煙処理装置３により排煙空間８の空気を吸引したときには、外側シャッタ１０ｂ側から空気が供給されるため、実験空間２ｃ内が受ける排煙処理の影響を少なくすることができる。なお、内側シャッタ１０ａ及び外側シャッタ１０ｂが開かれることにより、実験場２内に人７等が出入りすることができる。

火災実験中に煙６が実験場２外に漏洩することを抑制するため、実験場２内の煙６は適宜排気される。実験空間２ｃに漂う煙６は、内側シャッタ１０ａの隙間に若干入り込み、排煙空間８に侵入する可能性がある。排煙空間８の壁２ａには、吸気口２１が複数形成されており、吸気口２１は、場外の空気を取り込む開口である。排煙空間８の天井２ｂには、排煙口２２が複数形成されており、排煙口２２は、実験により生じる煙６を排煙空間８から排出する開口である。排煙口２２には、開度調整自在の排気ダンパ１２が設けられており、排気ダンパ１２は、開度が調整されることによって、排煙口２２から排出される空気の量を調整する。

実験場２の床２ｄには、火災実験台４が載置されており、火災実験台４は、火（炎）５が起こされる台である。火災実験台４上で火５が起こされると、煙６が実験場２内に立ち込める。

排煙処理装置３は、排気ダクト３１と、集塵装置３２と、ファン３３とを有している。排気ダクト３１は、排煙空間８の排煙口２２と実験場２外の排気口３１ａとを接続する配管である。排煙口２２から排出された煙６は、排気ダクト３１を通って実験場２外の排気口３１ａに排気される。集塵装置３２は、排気ダクト３１に設けられており、排煙口２２から排出された煙６に含まれる塵埃を除去する。ファン３３は、排気ダクト３１に設けられており、実験場２内の空気を吸い込んで、排煙口２２から煙６を排出する。ファン３３は、その回転数を制御することにより、排気口３１ａから排出される空気の量を調整する。

次に、火災実験設備１の実験方法について説明する。火災実験台４上に火５が起こされて火災実験が開始されると、実験場２内に煙６が立ち込める。火災実験においては、炎５の大きさ及び煙６の流れ等が観察される。その際、実験空間２ｃに漂う煙６は、内側シャッタ１０ａの隙間に若干入り込み、排煙空間８に侵入する可能性がある。なお、排気ダンパ１２が所定の開度で開かれ、ファン３３が所定の回転数で動作する。ファン３３の回転数（風量）および／または排気ダンパ１２の開度が調整されることによって、排煙空間８は負圧になるように調整される。これにより、吸気口２１または外側シャッタ１０ｂの隙間等から場外の空気が吸い込まれ、排煙空間８に侵入した煙６は排煙口２２から排気ダクト３１に排出される。排気ダクト３１を通る煙６は、集塵装置３２によって塵埃が除去され、実験場２外に排出される。火災実験が終了すると、実験場２の天井２ｂに設けられたスプリンクラ（図示せず）及び人７等によって消火作業が行われる。また、内側シャッタ１０ａが開放され、排煙処理装置３により実験空間２ｃ内の煙が排煙空間８を経由して排気される。

本実施の形態１によれば、実験空間２ｃの外側に排煙口２２が形成された排煙空間８が配置されており、排煙空間８は内側シャッタ１０ａと外側シャッタ１０ｂとに挟まれている。このため、仮に内側シャッタ１０ａから煙６が漏れても、漏れた煙６は排煙空間８から排煙口２２を通って排出される。よって、煙６が実験場２外に流出することを抑制することができる。

また、内側シャッタ１０ａの気密性は、外側シャッタ１０ｂの気密性よりも高い。これにより、実験空間２ｃの煙６は排煙空間８に漏れ難い。仮に内側シャッタ１０ａから煙６が漏れても、漏れた煙６は排煙空間８から排出されるため、実験場２外に流出しない。更に、外側シャッタ１０ｂの気密性はそこまで高くなくてもよいため、外側シャッタ１０ｂを一般的な重量シャッタとすることができる。即ち、外側シャッタ１０ｂを防煙シャッタとする必要がない。また、内側シャッタ１０ａの気密性を外側シャッタ１０ｂの気密性より高くすることで、火災実験中に排煙処理装置３による排気が行われた場合に吸気口２１からの外気の吸引が追い付かなくても、外側シャッタ１０ｂの隙間から外気が吸引されるので、実験空間２ｃ内への影響を小さく済ませることができる。

図２は、第１比較例における火災実験設備１００を示す模式図である。図２（ａ）は上面断面図であり、図２（ｂ）は側面断面図である。図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、第１比較例における火災実験設備１００は、シャッタ１０から煙６が漏れた場合、そのまま実験場２外に流出してしまう。これにより、環境に悪影響を及ぼす可能性がある。また、排煙処理装置３による煙の吸引が行われた場合、シャッタ１０から外気が吸引されるため、空気の流れが発生し、実験に悪影響が出る。

これに対し、本実施の形態１に係る火災実験設備１は、仮に内側シャッタ１０ａから煙６が漏れても、漏れた煙６は排煙空間８から排煙口２２を通って排出される。よって、煙６が実験場２外に流出することを抑制することができる。これにより、煙６が実験場２外に漏洩することを長時間防止しつつ、実験を行うことができる。なお、排気ダンパ１２は省略されてもよい。更に、排煙口２２は２箇所に限らず、１箇所でもよいし３箇所以上形成されてもよい。また、排煙処理装置３を作動させても実験空間２ｃ内に空気の流れが起こり難いため、火災実験への影響を小さく済ませることができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る火災実験設備２００を示す模式図である。本実施の形態２は、実験排煙口２２３が形成されている点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図３（ａ）は火災実験設備２００の上面断面図であり、図３（ｂ）は火災実験設備２００の側面断面図である。図３（ａ），図３（ｂ）に示すように、実験空間２ｃの壁２ａの上部には、吸気口２１が形成されており、吸気口２１は、場外の空気を取り込む開口である。また、実験空間２ｃの天井２ｂには実験排煙口２２３が形成されており、実験排煙口２２３は、実験空間２ｃの煙６を実験空間２ｃから排出する開口である。実験排煙口２２３には、開度調整自在の排気ダンパ１２が設けられている。また、実験排煙口２２３は、排気ダクト３１に接続されている。本実施の形態２によれば、実験排煙口２２３によって、実験空間２ｃ自体からも煙６が排出される。このため、内側シャッタ１０ａから漏れる煙６の量が更に少なくなる。従って、煙６が実験場２外に流出することを更に抑制することができる。なお、実験空間２ｃの吸気口２１は、壁２ａの上部に設けられているので、火災実験中に実験排煙口２２３の排気ダンパ１２を開放して排気しても、床２ｄ側に空気の流れの影響を小さく済ませることができ、火災実験への影響を小さく済ませることができる。また、実験排煙口２２３の排気ダンパ１２は、実験の内容に合わせて適宜開閉して実験をすることができる。実験空間２ｃ内の空気の流れを極力避けたい場合は、実験排煙口２２３の排気ダンパ１２を閉止して実験を行えばよい。

実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る火災実験設備３００を示す模式図である。本実施の形態３は、シャッタ押さえ３４０を備えている点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１及び２と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１及び２との相違点を中心に説明する。

図４に示すように、シャッタ押さえ３４０は、受部３４０ａとポール３４０ｂとを有している。受部３４０ａは、地面に埋め込まれた中空部を有する部材であり、常時蓋で閉じられている。ポール３４０ｂは、受部３４０ａの中空部に挿入され、内側シャッタ１０ａ及び外側シャッタ１０ｂを挟み込む。シャッタ押さえ３４０は、内側シャッタ１０ａの下端部及び外側シャッタ１０ｂの下端部にそれぞれ取り付けられている。シャッタ押さえ３４０が設けられていることにより、炎５の脈動によって発生する内側シャッタ１０ａ及び外側シャッタ１０ｂの揺れを抑えることができる。従って、内側シャッタ１０ａ及び外側シャッタ１０ｂがレール（図示せず）から外れること等によって発生する破損を抑制することができる。なお、本実施の形態３は、シャッタ押さえ３４０が内側シャッタ１０ａ及び外側シャッタ１０ｂのいずれにも設けられている場合について例示しているが、シャッタ押さえ３４０は内側シャッタ１０ａ又は外側シャッタ１０ｂのいずれか一方に設けられていてもよい。この場合、シャッタ押さえ３４０が内側シャッタ１０ａに設けられていると、炎５の脈動からの影響を受け易い内側シャッタ１０ａの揺れを抑えることができる。

図５は、第２比較例における火災実験設備４００を示す模式図である。図５に示すように、第２比較例における火災実験設備４００は、シャッタ１０の揺れを押さえる部材を有していない。このため、火災実験における炎５の脈動によって、シャッタ１０が揺れ、悪い場合はシャッタ１０がレールから外れる等、破損してしまう。

これに対し、本実施の形態３に係る火災実験設備３００は、シャッタ押さえ３４０が設けられていることにより、炎５の脈動によって発生する内側シャッタ１０ａ及び外側シャッタ１０ｂの揺れを抑えることができる。

なお、火災実験設備１は、実験場２を鉄筋コンクリート造としてもよい。また、実験場２の天井２ｂ及び壁２ａに断熱処理を施してもよい。更に、火災実験設備１に空気調和装置を設け、実験場２の実験場２内の温度を約−２０℃〜約４０℃の範囲で調整可能とし、実験場２の実験場２内の湿度を約５％〜約９５％の範囲で調整可能としてもよい。これにより、気候条件が異なる季節に左右されずに火災実験を行うことができる。

例えば、夏場は概して高温多湿であるが、空気調和装置によって低温乾燥とすれば、夏場でも、冬場の環境条件で火災実験を行うことができる。また、冬場は概して低温乾燥であるが、空気調和装置によって高温多湿とすれば、冬場でも、夏場の環境条件で火災実験を行うことができる。このように、気候条件の異なる季節ごとに火災実験を行う必要がなく、常時火災実験が可能であり、様々な環境での消火性能を検査することもできる。なお、火災実験設備１は、スプリンクラ設備と組み合わせてもよい。

１火災実験設備、２実験場、２ａ壁、２ｂ天井、２ｃ実験空間、２ｄ床、３排煙処理装置、４火災実験台、５火（炎）、６煙、７人、８排煙空間、１０シャッタ、１０ａ内側シャッタ、１０ｂ外側シャッタ、１２排気ダンパ、２１吸気口、２２排煙口、３１排気ダクト、３１ａ排気口、３２集塵装置、３３ファン、１００火災実験設備、２００火災実験設備、２２３実験排煙口、３００火災実験設備、３４０シャッタ押さえ、３４０ａ受部、３４０ｂポール。

Claims

壁と天井とに囲まれ火災の実験が行われる実験空間と、前記実験空間の外側に配置され実験により生じる煙を排出する排煙口が形成された排煙空間とを有する実験場と、
前記排煙空間の空気を吸い込むファンと、
前記実験空間と前記排煙空間との境界に設けられた開閉自在の内側シャッタと、
前記排煙空間と実験場外との境界に設けられた開閉自在の外側シャッタと、
を備えることを特徴とする火災実験設備。
前記内側シャッタの気密性は、前記外側シャッタの気密性よりも高い
ことを特徴とする請求項１記載の火災実験設備。
前記内側シャッタに取り付けられ、前記内側シャッタの揺れを抑えるシャッタ押さえを更に備える
ことを特徴とする請求項１又は２記載の火災実験設備。