2013 Fiscal Year Research-status Report
アクティブ制御乱流風洞を用いた大規模広域火災時の効果的な空中消火方法に関する研究
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23510231
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| Research Institution | Oita National College of Technology |
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Principal Investigator |
菊川 裕規 大分工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (70321528)
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| Keywords | 防災 / 大規模火災 / 広域火災 / 空中消火 / 相似模型 / 風洞実験 / 延焼防止 |
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| Research Abstract |
阪神・淡路大震災では，地震時の交通混乱や水利不足のため消防効果を発揮できず広域火災に発展した．このような状況下において空中からの消火活動は非常に有効な消火手段である．しかしながら気象条件や地形特性などの自然環境，火災規模や延焼速度などの火災状況に対応した最適な散布方法や効果的な消火方法などは未だ明確にされていない．これまで研究代表者は，複数の送風機をアクティブに制御し種々の気象条件を再現できる形式のアクティブ制御乱流風洞の開発を行ってきた．そこで，本風洞を用いて種々の気象条件に対する最適な空中消火方法の基礎資料を提供できるものと考え本研究に着手した．実機を用いた実大規模実験が数回行われ基礎データが得られたが，更なるデータを得るためには広大な場所や莫大な予算を必要とするため，以後実大規模実験は行われていない．そこで，本研究では，実規模実験より容易にしかも同等の結果が得られる小規模な模型装置を提案し，大規模広域火災時の効果的な空中消火方法について提案することが目的である．
これまで，模型ヘリコプターを用いてダウンウォッシュ中における投下物の挙動について支配されている物理法則を明らかにし，実規模実験との相似性を明らかにした．次に，空中投下水が地表面に落下した際の衝撃度について，模型実験による相似法則の検証を行い，衝撃度の緩和方法について検討した．さらに，相似法則に基づいて製作した模型の火炎中に空中より水を投下することで空中消火効果向上および延焼防止効果向上のための効果的な空中消火方法を提案した．その結果，空中投下水の散布水量，投下回数，投下間隔等を変化させて効果的な空中消火の条件を求めた結果，１回あたりの散布水量を増やすことが最も効果的であることが明らかとなった．また，未燃焼家屋等にあらかじめ水を投下することで，延焼遮断帯を構築できる可能性があることが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では，大震災時の大規模市街地火災の消火活動を想定して，相似模型を用いて効果的な空中消火方法の提案および延焼阻止効果について検証することを目的とする．これまでの研究成果で明らかとなった実規模実験の相似法則に基づいて模擬家屋を製作し，火災を模擬して燃焼させ温度変化と燃焼過程を把握するとともに，空中投下水の散布水量，投下回数，投下間隔等を変化させたときの効果的な空中消火方法について検討した．
本年度は木材クリブを用いた単体の模擬家屋を用いて，延焼阻止効果について検証した．道路や耐火建物の両側の建物群や樹林帯，家屋間の樹木等にあらかじめ水を投下することで，効果的な延焼遮断帯を構築するための方法について検証した．その結果，ある一定の含水率を超えると延焼が阻止され，市街地火災を想定した場合に効果的な延焼阻止が期待できることが明らかとなった．
しかし本年度は，住宅密集地の市街地での延焼阻止効果を検証することを計画していたが，その予備実験として相似模型の縮尺比を変化させたときに，単体で行っていた燃焼実験と同様の燃焼状態が再現できるか，空中消火効果の再現が可能であるか検証したところ，縮尺比を大きくして模型単体の大きさが小さくなると，実規模実験と同様の燃焼状態や空中消火効果の再現が困難であることが明らかとなり，縮尺比を小さくして適度な大きさの模型を用いなければ適切な実験が行われないことが明らかとなった．そこで，住宅密集地を再現するためには，これまでの延長として同様の模型を多数配置することで市街地として拡張することには限界があり，新たなアイデアを用いなければ研究遂行が困難であることが明らかとなった．したがって，当初予定していた研究計画より若干の遅れが生じる結果となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度は多数の模擬家屋により，住宅密集地の市街地を再現し，市街地密度と延焼速度の関係と空中消火による効果的な消火方法と延焼阻止方法について検討する．住宅密集地の市街地火災を再現するための予備実験として，相似模型の縮尺比を変化させたときに，単体で行っていた燃焼実験と同様の燃焼状態が再現できなかった．そこで，これまでの実験結果の延長として木材クリブを用いた縮尺模型を単純に多数配置することで市街地として拡張することには限界があるため，新たなアイデアを用いて市街地模型の製作を試みる．新たに考案した市街地模型を用いて，単体で行っていたこれまでの実験と同様の燃焼実験および空中消火効果の再現を試みた後に，効果的な消火方法と延焼阻止方法について検討する．
さらに，多数の模擬家屋を用いて，住宅密集地における強風下での火災を想定して，効果的な空中消火方法および延焼阻止方法について検討する．住宅密集度と強風の状態からどの地域に空中消火を行えば効果的に広域火災が鎮火できるのか，延焼を防止できるのか検討する．また，研究が当初計画どおりに進まない場合の対応として，関係する分野の研究者へ適宜相談の上で対応を検討する．
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Research Products
(1 results)
