木質内装の燃焼実験

図１は、合板を内装材として約1.8×1.8×1.8mの部屋の模型をつくり、燃焼実験を行った結果である3)。合板は厚さ9mmのものを室の壁２面に施工してある。天井と残り２面の垂れ壁は不燃材で仕上げてある。可燃物量としてはそれほど多くないのであるが、実際に火をつけてみると大変激しく燃える。(a)隅角部に点火した後、最初のうちは(b)のように比較的ゆっくりと上方に燃え拡がる。天井面に達した炎は壁との取り合い部に沿って展炎して壁の上部を燃焼させる。この実験では天井面が不燃材なのでそれほど酷いことにはならない。しかし、暫くして合板の裏側（非加熱側）まで熱が伝わり温度が上昇すると、合板の全厚から高温の可燃ガスが発生して室上部に蓄積する。これが(c)のように空気との界面に引火すると、ごく短時間で(d)のようなフラッシュオーバーに至る。(c)から(d)への変化は非常に早いので、(c)の状態を見て危ないと思ってから逃げ始めてもフラッシュオーバーに巻き込まれてしまう危険性が高い。
木質内装を使うときには、内装制限にかからない範囲に限定するのは法律上は当然のことであるが、そうであっても可燃内装には急速なフラッシュオーバーの引き金になる危険が潜在している。このことを踏まえ、内装制限がかからないから安全であると勘違いしないようにしてほしいものである。

(a) 0分：室の隅角部に点火

(b) 4分：上方への燃え拡がり

(c) 15分：高温の未燃ガス層の下端に引火

(d) 18分30秒：フラッシュオーバーの発生

図１　合板内装の中規模燃焼実験（(一財）日本建築総合試験所 自主共同研究による実験)

内装の燃え拡がり予測

それでは、木質内装を安全に使うためにはどうすればよいのだろうか。一つの鍵は、内装の燃え拡がり予測である。フラッシュオーバーの引き金にならない範囲で内装を木質化すれば安心である。そのような目的のため、多くの研究者により燃え拡がり予測モデルが提案されてきた。筆者らの研究室では、建築の火災安全設計の実務でも使えるように、図２に示すような簡略化したモデルを検討している4)。実験との定量的な比較検討は今後の課題であるが、このモデルを利用して６畳間ほどの室の壁と天井を合板にした場合の予測を行うと図３の結果となり、３分半ほどでフラッシュオーバーに至ることが示される。天井を不燃材にする、壁の一部を不燃材にするなど、適切な抑制策が望まれる。

図２　内装燃え拡がりのモデル（文献5に基づき一部改）

図３　可燃内装の燃え拡がり予測結果の例（文献6に基づき一部改）