JPH09276428A

JPH09276428A - 火災の予防と消火方法及びシステム

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Publication number: JPH09276428A
Application number: JP12075396A
Authority: JP
Inventors: Sekiko Ryo; 赤虹廖
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1996-04-08
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】密閉空間に火災が発生する可能性を減少させ
る一方、火災が発生するとき、より少量の消火剤で消火
できる方法及びシステムを提供する【解決手段】酸素又は窒素富化技術と、酸素濃度を検
出する技術と、火災を報知する技術およびガス系消火剤
を放出する技術を利用して、保護しようとする密閉空間
の大気中の酸素濃度をまえもって、人間にとって衛生上
に支障のない濃度範囲内での一定の濃度に低下させ、か
つ保持させることにより、火災の発生を抑制する。ま
た、火災が発生するとき、ガス系消火剤を放出すること
により火災を鎮圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、密閉空間におけ
る火災の予防と消火方法およびそのシステムに関する。
詳述すれば、密閉空間での火災発生の可能性を減少させ
る予防方法と、火災が発生する場合、人が生存できる環
境を保持しながら設備などに損害を与えなく、より少量
な消火剤で消火できる消火方法に関する。特に、ハイテ
ク倉庫、重要機材の保管倉庫、文化財または貴重なデー
タの保管室、機械式の立体駐車場、機械室などのような
付加価値が高く、かつ人の出入りが少ない、あるいは長
時間滞留しない場所に適用する方法である。

【０００２】

【従来の技術】現代の建築物には、情報通信機器をはじ
め、付加価値の高い設備や貴重なデータ、製品などがた
くさん設置、保管されている。それらの密閉される空間
に対する火災の予防や消火は、言うまでもなく非常に重
要であるが、従来の方法ではまだ万全ではない。消火シ
ステムを設置した倉庫の大規模火災が相次ぎ発生するこ
とはその証拠である。

【０００３】密閉空間に使用されている消火方法は、主
に水系、たとえ散水スプリンクラーによる消火方法と、
ガス系、すなわち消火ガスの放出による消火方法があ
る。

【０００４】水系消火方法は、消火用水の浸水による水
損も起こりうる。場合によっては、火災による損失以上
の被害を与える。したがって、電子機器ルーム、貴重な
データ保管倉庫などのような水損の恐れのあるところに
は適用できない。また、製品を密集に保管するハイテク
倉庫にとって、たとえ保管される製品に水損を及ぼす心
配がなくても、水の届かない死角が多く存在するので、
水系消火剤の散布による消火方法は適切な方法ではな
い。さらに、散水スプリンクラーのような消火システム
は多くの配管が必要であり、その設置は建物の設計段階
から計画に入れなければ設置できない。つまり、建物が
完成した後の設置が困難である。

【０００５】ガス系の消火方法は、化学的消火作用を持
つ消火剤の放出による化学消火方法と、化学的消火作用
を持たない不活性ガスの放出による希釈消火方法があ
る。

【０００６】化学消火剤として優れた消火性能を持つハ
ロン１３０１は、オゾン層を破壊する物質に関する１９
９３年のモントリオール議定書の結果、１９９４年１月
から製造中止となった。ハロン代替の新しい化学消火剤
として、フッ素などのハロゲン原子を分子内に含むがオ
ゾン層破壊のより少ないハロゲン系新消火剤の開発は主
にアメリカに行われているが、製品化されたものは消火
性能がハロン１３０１より劣る一方で、消火後の分解ガ
スの毒性および設備に対する腐食性について、ハロン１
３０１よりかなり高いと予想される。そのため、すでに
生産され、現在貯蔵されているハロン１３０１消火剤を
資源としていかに有効に利用するかが重要な課題となっ
ている。

【０００７】一方、化学的な消火作用を持たない不活性
ガスの放出による希釈消火方法として、炭酸ガス消火シ
ステムはハロンが導入される以前から、全域放出による
消火によく使用されてきた。炭酸ガスが、常温において
加圧により液体で保管できるので、ガスを貯蔵するスペ
ースが少なくて済み、設備コストが相対的に低いが、消
火に必要な炭酸ガス濃度は人間を意識不明にしてしまう
濃度の少なくとも３倍であるので、誤放出による人身事
故がしばしば起きる。

【０００８】そのため、地球環境および密閉空間にある
設備などに全く悪影響を与えず、火災の抑制および消火
と人の活動能力の確保が両立できる炭酸ガス以外の不活
性ガスによる希釈消火方法が注目されている。

【０００９】米国特許第３，８９３，５１４号は、窒素
を加圧して、可住大気を含む密閉空間に加え、火災が抑
制される環境内で、人に心身に有害な影響を少しも与え
ないで火災を抑制するシステムと方法を開示していた。

【００１０】また、日本公開特許公報の昭６４−５８２
７２号は、数パーセントの炭酸ガスを含む不活性ガスを
使用して、危急に際し、効率のよい人員活動に適切な環
境を保持しながら設備に損害を与えない火災の抑制と消
火の方法を開示していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しがしながら、上述の
希釈消火方法は、ハロン１３０１あるいは炭酸ガスを使
用する消火方法に比べ、消火に必要なガスの容積濃度が
高い。例えば、窒素を使用する場合、ぼほハロン１３０
１の１０倍、すなわちその密閉空間の容積の約４０％の
ガスを放出しなければならない。窒素、アルゴン及び炭
酸ガスからなる混合ガスを使用する場合、より多くの量
を放出しなければならない。しかも、これらのガスは常
温では、液化しにくいから、貯蔵にあたって相当なスペ
ースが必要である。また、これらの大量のガスが密閉さ
れた空間に短時間に放出するために、配管の太さと耐圧
性が要求され、装置全体が大きくなり、設置コストが高
くなる。さらに、密閉空間の圧力が急上昇するため、な
かにいる人員またはその建築物に何らかの影響を与える
ことも予想されている。

【００１２】本発明は、密閉空間に火災が発生する可能
性を減少させる一方、火災が発生するとき、その空間内
にある人員の生命及び設備に危険や損害を与えず、より
少量の消火剤で消火できる火災の予防と消火方法及びシ
ステムを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、まえもって密閉空間の酸素濃度を一定の濃度まで
に低下・保持させる方法と、火災発生時にガス系消火剤
を放出することにより鎮火する方法を組み合わせる火災
の予防と消火方法及びそのシステムを提供する。本発明
による方法及びシステムは、密閉空間の酸素濃度を低下
・保持させる酸素または窒素富化手段と、酸素濃度を検
出してガス富化装置を制御する手段と、火災を報知する
手段およびガス系消火剤を放出する手段とを具えること
を特徴とするものである。

【００１４】より具体的には、防御しようとする密閉空
間に設置した酸素及び窒素富化装置を用いて、まえもっ
てその空間の酸素濃度を、人間にとって衛生上に支障の
ない濃度範囲内での一定の濃度までに低下させる。酸素
濃度が酸素濃度計により検出される。密閉空間の酸素濃
度が設定した濃度に達したら、運転停止信号を富化装置
に送出し、富化装置を停止させる。また、濃度が設定濃
度より高くなると、運転再開信号を送出し、富化装置を
運転させる。このように、密閉空間の酸素を設定の濃度
に保持させる。これによって火災発生の可能性を低減さ
せ、火災発生の防止をはかる。

【００１５】一旦、火災がこの空間に発生したら、火災
報知手段によりそれを検出し、音声警報装置により火災
警報を流して在室人員の避難誘導を行う。その後、消火
剤の種類に応じて自動的にあるいは手動的に消火剤を放
出して火災を鎮圧する。

【００１６】提案された火災の予防と消火方法及びシス
テムを採用することにより、密閉空間に火災が発生する
可能性を大幅に減少することができる。また、まえもっ
て酸素濃度を低下させ、一定の濃度に保持させることに
より、火災が発生する際に、消火に必要な消火剤の容積
濃度が通常よりかなり低くなり、消火剤の放出量も少な
くて済むことになる。ちなみに、ガスを貯蔵するスペー
スを減少させ、設備のコストダウンを実現することがで
きる。さらに、消火ガスの放出量が少ないため、希釈消
火剤の大量放出による密閉空間の圧力急土昇も避けられ
る。

【００１７】周知のように、大気中の酸素濃度は通常２
１％であるが、人間は酸素濃度１５％位まではまず無事
で、１４％以下では呼吸数が増し、１０％前後に至れば
呼吸困難、７％以下は生命危険である。すなわち、１５
％以上の酸素があれば、健康上には支障がなく、１０％
以上の酸素があれば、生命に危険がない。一方、酸素濃
度が１７％以下になると、マッチやロウソクは燃えなく
なる。１２％位になると、ほとんどの物が燃えなくな
る。このように、まえもって密閉空間の酸素濃度を人間
にとって衛生上に支障のない濃度までに低下させること
により、人間の活動できる環境を維持する同時に、火災
が発生する可能性を減少させる効果が得られる。さら
に、火災がこの低酸素濃度の環境内に発生する場合、消
火に必要な消火ガスの量は通常より少ないため、設備の
コンパクト化及びコストの低減につながる。

【００１８】次に、本発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して具体的に説明するが、本発明はそれら
によって限定されるものではない。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示すもの
である。保護しようとする密閉空間１に、酸素濃度を低
下・保持させるための酸素富化装置２及び窒素富化装置
５と、酸素濃度を検出するための酸素濃度センサー１２
と、酸素濃度を知らせるための酸素濃度表示と警報装置
１０と、富化装置を制御し酸素濃度を一定に維持するた
めの酸素濃度制御部１１と、室内の酸素濃度を均一にす
るための空気循環装置３と、火災を検知するための火災
検知器４と、消火ガスを貯蔵するガスボンベ６と、消火
ガスを放出するためのバルブ７と、ガス配管８と、放出
ノズル１３と、火災が検知されたときの音声警報装置９
及び消火系統を制御する消火制御部１４が設置される。

【００２０】次に、図２に示したフローチャートに基づ
いて実施例の火災予防と消火システムを説明する。シス
テムがスタートすると、火災検知器４は監視しはじめ
（ステップＳ１）、そのデータを消火制御部１４に送
り、火災であるかどうかを判断する（ステップＳ２）。
火災が発生しない場合、１個または複数に設置される酸
素濃度センサー１２で室内の酸素濃度を検出し、得られ
たデータを酸素濃度制御部１１に送る同時に（ステップ
Ｓ３）、光電および音声方式で酸素濃度表示と警報装置
１０に表示する（ステップＳ４）。酸素濃度制御部１１
は室内の酸素濃度Ｃ１を設定の酸素保持濃度Ｃに比較す
る（ステップＳ５）。室内の酸素濃度Ｃ１が設定の酸素
保持濃度Ｃより高いとき、富化装置に運転指令を送り、
酸素富化装置２は室内の酸素を室外に排出し、また、窒
素富化装置５は室外から窒素を取り入れる（ステップＳ
６）。それによって、室内の酸素濃度を低下させる。シ
ステムがはじめて起動するとき、はやく酸素濃度を設定
濃度に低下させるために、よりパワーの大きい移動式の
酸素と窒素富化装置を一時的に用いることもできる。室
内の酸素濃度が設定の酸素保持濃度に達したら、酸素濃
度制御部１１が富化装置２と５に運転停止信号を出力
し、富化装置の運転を停止させる（ステップＳ７）。ま
た、酸素濃度がある指定値、たとえば酸素保持濃度より
０．５％高くなると、富化装置の運転が再開する。この
ように、密閉空間の酸素濃度が常に一定の濃度レベルに
保持される。

【００２１】火災がこの密閉空間に発生したら、１個ま
たは複数に設置される火災検知器４は温度也煙などの火
災情報をキャッチし、信号を消火制御部１４に出力す
る。消火制御部１４が火災と判断するうえに、音声警報
装置９に火災警報指令と避難誘導指令を、バルブ７に消
火ガス放出指令をそれそれに出力する（ステップＳ
８）。音声警報装置９により在室人員の避難誘導を行う
うえに、消火剤の種類及び消火条件に応じて、消火ガス
を自動でまたは手動で室内に放出して、同時に富化装置
を連続運転させる（ステップＳ９）。

【００２２】図３に保護空間の酸素濃度を低下させるこ
とによりもたらした火災の予防効果を示した。黒マーク
により囲まれた範囲はＣｏｗａｒｄａｎｄＪｏｎｅ
ｓの爆発ビュレット法で測定されたプロパンガスの爆発
範囲である。横軸は空気中の酸素濃度を、縦軸は空気中
のプロパンガス濃度を表す。酸素濃度が２１％のときに
比べ、酸素濃度が１８％のときのプロパンガスの漏れに
よる火災発生の可能性は２／３まで減少する。もし、酸
素の維持濃度を１６％に設定すれば、その可能性が２１
％のときの１／３まで減少する。

【００２３】図４に、本発明の方法及びシステムを採用
する密閉空間に火災が発生する場合、消火に必要な消火
剤の量と従来の方法を使うときの量を比較したものを示
した。従来の方法に比べ、酸素保持濃度が１８％に設定
される場合には、窒素の放出量が従来の０．７６倍、ハ
ロン１３０１の放出量が従来の０．３９倍となり、ま
た、酸素維持濃度が１６％に設定される場合には、窒素
の放出量が従来の約半分、ハロン１３０１の放出量が従
来の十分の一となる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法及び
システムによれば、下記に記載されるような効果を奏す
る。

【００２５】まえもって密閉空間の酸素濃度を一定の濃
度までに低下・保持させるこよにより、密閉空間に火災
発生の可能性を大幅に減少させることができる。

【００２６】そして、保護する密閉空間の酸素濃度が通
常より低いため、火災が発生するとき、より少量の消火
剤で消火できる。

【００２７】そのため、設備のコンパクト化と低コスト
が実現でき、窒素系ガスによる希釈消火方法の適用範囲
を広げるだけではなく、既存のハロン１３０１消火剤資
源も有効に生かすことができる。

【００２８】さらに、消火にガス系消火剤を使用し、そ
のガス系消火剤は窒素または窒素を主成分とする混合ガ
スまたはハロゲン化物消火剤の中から選択するため、消
火時あるいは消火剤の誤放出により密閉空間内にある人
員の生命に及び設備に危険や損害を与えることもなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例のシステムを示す概略図。

【図２】実施例のシステムの動作フローチャート。

【図３】実施例の火災発生に対する抑制効果。

【図４】実施例の消火剤に対する節約効果。

【符号の説明】

１保護しようとする密閉空間２酸素富化装置３空気循環装置４火災検知器５窒素富化装置６消火ガス貯蔵用ボンベ７バルブ８ガス配管９火災音声警報装置１０酸素濃度表示と警報装置１１酸素濃度制御部１２酸素濃度センサー１３ガス放出ノズル１４消火制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】保護しようとする密閉空間の大気中の酸
素濃度を、まえもって人間にとって衛生上に支障のない
一定の濃度（以下は酸素保持濃度と言う）までに低下さ
せ、かつ保持させることにより火災の発生を抑制する方
法と、火災が発生するとき、ガス系消火剤を放出して火
災を鎮圧する方法を組合せて使用することを特徴とする
火災予防と消火方法及びシステム。
【請求項２】前記の密閉空間の大気中の酸素濃度を、
大気中から酸素又は窒素を富化する技術を利用して、ま
えもって一定の濃度までに低下させかつ保持させること
を特徴とする請求項１に記載の火災予防と消火方法及び
システム。
【請求項３】前記の密閉空間の大気中の酸素濃度を、
防護対象に応じてまえもって１５乃至２０容積％の範囲
内に低下させかつ保持させることを特徴とする請求項１
に記載の火災予防と消火方法及びシステム。
【請求項４】火災が発生する時、ガス系消火剤を放出
して火災を鎮圧することを特徴とする請求項１に記載の
火災予防と消火方法及びシステム。
【請求項５】消火に使用するガス系消火剤は、窒素ま
たは窒素を主成分とする混合ガスまたはハロゲン化物消
火剤のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載
の火災予防と消火方法及びシステム。
【請求項６】密閉空間の酸素濃度を低下・保持させる
酸素または窒素富化手段と、酸素濃度を検出する手段
と、火災を報知する手段およびガス系消火剤を放出する
手段とを具えることを特徴とする請求項１に記載の火災
予防と消火方法及びシステム。