2020 Fiscal Year Research-status Report
トンネル火災の早期検知と風速０化の有効性向上に関する研究
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20K05008
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| Research Institution | Komatsu University |
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Principal Investigator |
川端 信義 公立小松大学, 生産システム科学部, 教授 (90126631)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | トンネル火災 / 早期検知 / 煙拡散 / 安全性評価 / 縦流換気 / 集中排煙 / 風速0化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は大きく2つの項目に分けられる．以下それぞれの項目ごとに記載する．
１．実トンネルでの燻焼煙の検知実験およびシミュレーションによる検知評価
令和2年度は実験を実施が不可能であったため，過年度に実大トンネルで行った早期検知に関する実験成果をまとめた．検出方法の異なる煙センサ，レーザガスセンサ，フォトダイオードセンサを選定し，実大トンネルで発煙筒および火皿火災実験により，各センサの検知特性について調査した．その結果，本実験の範囲では各センサともに発火前のくすぶり段階での火災早期検知の可能性を有することが分かった．特にフォトダイオードセンサは煙がセンサ設置個所に到達する前でも俯瞰している範囲に煙が進入することで，煙色にかかわらず，早期火災検知の可能性が示唆された．
２．風速0化の効果的な運用法に関する検討
トンネル排煙方式は，日本は縦流換気，欧州は集中排煙が主流と大きな違いがある．トンネル火災安全評価でも，日本は安全な避難環境の維持，欧州は死亡者を無くす，と大きな違いがある．本研究では，同一のトンネルに対し火災時の排煙方式として縦流換気，集中排煙とし，それぞれに対して日本の考え方，欧州の考え方による評価結果について比較検討した．その結果，縦流換気は「勾配が小さい場合は安全な避難環境の維持は可能であるが，勾配の増加さらに避難が遅れると負傷に至る可能性がある」，集中排煙は「0％以外は多くの避難者が煙に暴露されるが，負傷者になるほどではない」という結果となった．このような日本と欧州の具体的な比較を行った例はなく，現状の評価方法の検討に有益な資料となると考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１．フォトダイオードによる早期検知に注目し実大トンネルでの燻焼煙実験により最適な設置条件について検討する計画であったが，コロナ禍により実験の実施が出来ないため，前年度までに行った実験結果を再整理し，フォトダイオードと検知方式が異なる他の方法との比較を行うことにより，フォトダイオードの出力特性について把握することが出来た．この項目に関しては，3ヵ年計画の1/3程度は達成できた．
２．欧州の評価方法の比較検討に関してはほぼ達成できた．残りは早期検知システムを活用することにより縦流換気方式の弱点を克服することであり，この項目に関しても3ヵ年計画の1/3程度の達成度である．
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| Strategy for Future Research Activity |
１．実大トンネルでの実験は多くの人員を必要とするため，コロナ感染の状況を考えると本研究課題期間中に成果を出すことは困難であると判断し，過年度に行った実大実験結果を整理することで本実験に必要な結果を得ることが出来た．また，今後の実験は実験室での模型実験により残りの目的を達成するように計画変更を行った．計画としては，令和3年度に模型トンネル実験装置を作成し，フォトダイオードによる計測システムおよび換気制御システムの構築を進める．なお，10m分の既存のトンネルがあり，残り10mを新たに製作する．
２．概ね計画通りに進んでおり，今後の計画にも変更はない．
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| Causes of Carryover |
申請者（川端）が金沢大学在職時に主任指導を担当した博士後期課程学生（現台湾・高雄市政府消防局在職）が昨年度4月に来日し，2年間本研究テーマの補助に従事する予定で，そのための人件費の一部として本研究経費を予定していたが，コロナ禍で未だ日本に来ることが出来なかったためである．なお，2021年度に来日を予定しており，2年間滞在することになっており，その実験費の一部を本研究経費で負担する予定である．また，コロナ禍のため実大実験を取りやめ模型実験に変更したが，そのため2020年度の実大実験の費用を2021年度の模型実験の費用として用いるためである．
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