煙は浮遊固体(すす、繊維、ほこり)および液体粒子 (炭化水素および水)およびガス(CO、HCN等の有毒ガス)が 混合された気体で、その多くは熱分解反応や燃焼反応によって生成されます。
消防士は火災状況を評価するために煙の性質を知る必要があります。
浮力
浮力は、周囲よりも密度の低い質量に加えられる上向きの力です。熱浮力は、温度が上昇するにつれて空気と煙の密度が低くなるため、周囲の冷たい空気にあるときに暖かい空気または煙が上昇する現象です。
熱浮力により、煙が火の上の壁や天井の開口部の経路を通って移動します。浮力は比較的小さいですが、煙の動きを促進します。高層ビルでは、浮力の影響がはるかに高くなり、機械による煙制御システムを使用する必要性があります。ただし、煙が火から離れると、熱伝達と希釈によって煙の温度が低下し、浮力の影響が低下します。
急速に煙が出る場合は、ガスが高温であることが解ります。非常に密度の高い物質でさえ、高温に加熱されると空気よりも軽くなります。対照的に、より冷たい煙はゆっくりと上向きに漂う傾向があり、冷えるにつれて下向きに降下することさえあります。浮力が低い場合は、出火室内温度が比較的低いことを示しています。
拡張
浮力に加えて、火の熱は膨張による煙の動きを引き起こす可能性があります。下図に示すように、火災によって放出されるエネルギーによって加熱された煙の密度が低下し、体積が増加するか、スペースが閉じ込められている場合は圧力が増加します。
一般的な火災では、入っている空気の量は加熱のために3倍以上増加する可能性があります。空気は78%の不活性窒素であり、この体積の大幅な増加を引き起こすのは窒素膨張です。これにより、出火室内の圧力上昇はごくわずかでも、高温で密閉された区画との圧力差が発生し、大量の煙が漏れて外部に押し出される可能性があります。
容積
火災現場でサイズアップする際、煙が火災の唯一の目に見える情報である場合が多いです。煙の量は、建物内の火災のサイズ、場所、および段階の有無を現します。ただし、煙の量が常に信頼できる情報であるとは限りません。下図に示すように、加熱された煙は垂直方向に上昇し、垂直方向の動きが制限されると水平方向に広がります。煙が水平方向の障害物に達すると、煙は深さを増し、隙間や屋根裏などの他の垂直経路に流れ、発生源の火から少し離れたところに現れることがあります。米国国立標準技術研究所(NIST)などの最近の研究によると、住宅火災のほとんどのは換気が制限されている状況であり、温度の低下と煙の生成により、外部から目に見える火炎の情報がない可能性があります。ほとんどの消防士は現場経験の中で、火災現場で建物が大量の煙を放出している状況を確認した後、実際の出火箇所が予想よりも小さいか、予期しない場所にあることが多くあります。すべての火災情報と同様に、１つの情報だけを単独で読み取るのではなく、建物内での延焼の可能性を常に考慮することが非常に重要です。
速度
煙の速度は、建物内の蓄積された圧力を知ることができます。乱流または速い煙の流れは煙が高温であることを示しています。
火災発生時の煙のスピードは横方向へは0.3m/s～1.0m/ｓ、上方向へは3.0m/s～5.0m/sほどと言われていますが、建物内の体積変化によって大きく変化します。
中性帯
火災が発生した建物内では、炎の熱により上昇した煙と、外から流入した新鮮な空気が混ざり合う境目ができ、この境目を「中性帯」と呼びます。
中性帯の急激な上昇は、建物内を換気することで可能です。中性帯の段階的な低下は、高温の可燃性ガスが蓄積していることが分かり、適切な処置が行われなかった場合、フラッシュオーバーに進行する可能性があります。そして、中性帯の急激な低下は、火災の急速な進行を示している可能性があり、ホットゾーンからの緊急退避が必要です。
色
煙の色は、燃焼物の素材やタイプ、形状によって異なり、一般的な原則があります。
黒煙… 黒煙は空気供給が制限されているため、可燃性燃料が豊富であることが分かります。煙の中に固形物が混ざっており、不燃成分があるために煙が黒くなってしまいます。
茶色の煙…茶色の煙は、木材製品の熱分解が起きる初期段階であることが多くあります 。これは、タールが大量に放出されるためです。茶色の煙は、難燃剤が存在している可能性もあります。
白煙…白煙は、黒煙のように固形物は混ざっていません。ただ水が蒸発するときや、水を沸騰させた時に出る湯気のようなものである場合が多いです。黒煙には有害物質が含まれているが、基本的に白煙には有害物質は含まれていないから安全であると思われがちだが、白煙は非常に高い燃料含有量を持つことができ、 重大な危険要素が含まれている可能性があるため、決して軽々しく扱われるべきではありません。
コメント