消火の原理と水系消火設備の基本用語の一問一答

解説
物が燃えるには「可燃物（燃える物）」「酸素供給体（空気中の酸素など）」「点火源（熱源）」の3つがそろう必要があります。これを燃焼の3要素といいます。
これに燃焼が続くための「連鎖反応」を加えて、燃焼の4要素ということもあります。
消火とは、このうちのどれか1つ以上を取り除くことです。

他の選択肢が誤りである理由
・「可燃物・二酸化炭素・点火源」は誤りです。二酸化炭素は燃焼を助けるのではなく、酸素の濃度を下げて燃焼を妨げる側の物質です。
・「可燃物・酸素供給体・水蒸気」は誤りです。水蒸気は燃焼を助けません。水が蒸発すると、むしろ酸素を薄めて燃焼を妨げます。
・「不燃物・酸素供給体・点火源」は誤りです。不燃物は燃えないので、燃焼の要素にはなりません。

覚え方のポイント
「燃える物・酸素・熱」の3つ。消火は「どれか1つを断つ」こと、と表裏一体で覚えると消火方法の問題にもすぐ対応できます。

解説
冷却消火は、燃焼物から熱を奪い、温度を燃焼が続けられない温度まで下げて消火する方法です。水による消火の中心となる作用です。
屋内消火栓設備やスプリンクラー設備は、主にこの冷却作用で火を消します。

他の選択肢が誤りである理由
・「除去消火 ― 燃えている物に泡をかぶせて空気を遮断する」は誤りです。泡で覆って空気（酸素）を遮断するのは「窒息消火」です。除去消火は、可燃物を取り除く方法です。
・「窒息消火 ― ガス栓を閉めて燃料の供給を断って消火する」は誤りです。ガス栓を閉めて燃料の供給を断つのは「除去消火」です。窒息消火は酸素の供給を断つ方法です。
・「抑制消火 ― 燃えている物の周りの可燃物を取り除いていく」は誤りです。周りの可燃物を取り除くのは「除去消火」です。抑制消火（負触媒消火）は、ハロゲン化物などで燃焼の連鎖反応を止める方法です。

覚え方のポイント
消火の4方法は「除去（燃える物を断つ）・窒息（酸素を断つ）・冷却（熱を断つ）・抑制（連鎖反応を断つ）」。燃焼の要素と1対1で対応しています。

解説
水は比熱（1kgの温度を1K上げるのに必要な熱量）が約4.2kJ/(kg・K)と大きく、さらに蒸発するときに1kgあたり約2,260kJという大きな熱（蒸発熱）を奪います。
このため、少ない量でも燃焼物から多くの熱を奪うことができ、冷却消火に優れています。
入手しやすく安価で、人体への害もないことも、水が消火剤として広く使われる理由です。

他の選択肢が誤りである理由
・「電気を通さないため、通電中の電気設備にも安心して使えるから」は誤りです。水（特に不純物を含む水）は電気を通すため、棒状の水を通電中の電気設備にかけると感電の危険があります。
・「油より重いため、油の表面に広がって空気を遮断することができるから」は誤りです。水は油より重いので、油の下に沈みます。油の表面に広がって空気を遮断するのは泡などの消火剤の働きです。
・「燃焼の連鎖反応を化学的に止める作用を、強く持っているからである」は誤りです。連鎖反応を化学的に止める抑制作用は、ハロゲン化物や粉末の消火剤の特徴です。

覚え方のポイント
水の強みは「比熱と蒸発熱が大きい＝冷却効果が大きい」。弱点は「電気を通す」「油より重い」の2つです。

解説
水を細かい霧状にすると、水滴の表面積が大きくなって熱をすばやく奪うため、冷却作用が強まります。
さらに、霧状の水が熱で一気に水蒸気になると、燃焼物の周りの酸素を薄めて遮断するため、窒息作用も働きます。
このため水噴霧消火設備は、駐車場や指定可燃物を扱う場所などの火災に使われます。

他の選択肢が誤りである理由
・「除去作用と抑制作用」は誤りです。水を霧状にしても、可燃物そのものを取り除く除去作用や、連鎖反応を止める抑制作用は主な消火作用にはなりません。
・「除去作用と冷却作用」は誤りです。冷却作用は働きますが、除去作用は主な消火作用ではありません。
・「抑制作用と窒息作用」は誤りです。窒息作用は働きますが、抑制作用は主な消火作用ではありません。

覚え方のポイント
霧状の水＝「冷却」＋「水蒸気による窒息」。棒状の水より油の火災や電気設備の火災に向く理由も、この2つの作用で説明できます。

解説
油の火災に棒状の水をかけると、水は油より重いので下に沈み、熱で急激に沸騰して燃えている油を飛び散らせ、かえって火災を広げてしまいます。
そのため油の火災には、泡で覆う窒息消火や、霧状の水を使う水噴霧消火設備などが用いられます。

他の選択肢が正しい理由
・「紙や木材などの普通火災には、冷却効果の大きい水が適している」は正しい記述です。紙・木材などの普通火災（A火災）には、冷却効果の大きい水が適しています。
・「油の火災に棒状の水をかけると、油が飛び散って火災が広がりやすい」は正しい記述です。油の火災に棒状の水をかけると、油が飛び散って燃え広がる危険があります。
・「通電中の電気設備に棒状の水をかけると、感電のおそれがある」は正しい記述です。水は電気を通すため、棒状の水を通電中の電気設備にかけると感電の危険があります。霧状にすると水が連続しないため、危険は小さくなります。

覚え方のポイント
「油に棒状の水はダメ」「電気に棒状の水はダメ」。霧状にすると適応が広がる、というのが水噴霧消火設備の考え方です。

解説
流水検知装置は、スプリンクラーヘッドが開いて配管の中を水が流れたことを検知し、信号又は警報を発する装置です。
一般に「アラーム弁」とも呼ばれ、湿式・乾式・予作動式の種類があります。
この信号で、火災が起きてスプリンクラー設備が作動したことを防災センターなどに知らせます。

他の選択肢が誤りである理由
・「ヘッドから放出される水の量を測り、設計値どおりか確かめる装置」は誤りです。ヘッドからの放水量を測る装置ではありません。放水の性能は、末端試験弁などを使った試験で確認します。
・「火災の煙を検知して、スプリンクラーヘッドを開放させる装置である」は誤りです。閉鎖型ヘッドは熱で開放します。煙を検知してヘッドを開放する装置ではありません。
・「配管の中の水を抜き、凍結による配管の破損を防ぐための装置である」は誤りです。配管の中の水を抜いておくのは乾式などの方式の考え方で、流水検知装置の役割そのものではありません。

覚え方のポイント
流水検知装置＝「水が流れたら知らせる」装置。名前のとおり「流水」を「検知」します。

解説
送水口は、建物の外壁などに設けた接続口で、消防隊が消防ポンプ自動車からホースをつないで送水し、スプリンクラー設備の水量や圧力を補うために使います。
消防法施行規則第14条第1項第6号で、専用とすること、地盤面からの高さを0.5m以上1m以下とすることなどが定められています。
火災が長引いて水源の水が足りなくなったときなどに役立ちます。

他の選択肢が誤りである理由
・「ヘッドの放水量を自動的に調整して、水の無駄な使用を防ぐための口」は誤りです。ヘッドの放水量を自動で調整する口、というものはありません。
・「配管の末端に設け、流水検知装置が作動するかを試験するための口」は誤りです。流水検知装置の作動を試験するために配管の末端に設けるのは「末端試験弁」です。
・「水源の水位が下がったときに、水道から自動で水を補給するための口」は誤りです。水源へ水を自動で補給するのは補給水管などの役割で、送水口ではありません。

覚え方のポイント
送水口は「消防隊が外から水を送り込む口」。末端試験弁（試験用）や補給水装置と取り違えないようにしましょう。

解説
消防法施行規則第14条第1項第5号の2は、閉鎖型スプリンクラーヘッドを用いるスプリンクラー設備の配管の末端に、「流水検知装置又は圧力検知装置の作動を試験するための弁（末端試験弁）」を設けることを定めています。
末端試験弁は、流水検知装置等の配管の系統ごとに1個ずつ、放水圧力が最も低くなると予想される部分に設けます。
一次側に圧力計、二次側にスプリンクラーヘッドと同等の放水性能を持つオリフィス等の試験用放水口を取り付けます。

他の選択肢が誤りである理由
・「配管内の空気を抜いて、さびの発生を防止すること」は誤りです。配管内の空気抜きやさびの防止が目的ではありません。
・「ヘッドの感熱部が作動する温度を試験すること」は誤りです。ヘッドの感熱部が作動する温度は、規格に基づく試験で確認するもので、末端試験弁で試験するものではありません。
・「火災のときに、消防隊が放水するための口とすること」は誤りです。消防隊が使う口は送水口などで、末端試験弁は消防隊の放水用ではありません。

覚え方のポイント
末端試験弁は「いちばん圧力の低い末端で、ヘッド1個分の放水をしてアラームが鳴るか試す弁」。系統ごとに1個、と数もセットで覚えます。

解説
ポンプは、中が空気だと水を吸い上げることができません。そこで、水源の水位がポンプより低い位置にある場合は、ポンプと吸込管の中を常に水で満たしておくための呼水装置を設けます（消防法施行規則第12条第1項第3号の2）。
呼水装置には専用の呼水槽を設け、呼水槽には減水警報装置と、水を自動的に補給する装置を設けます。

他の選択肢が誤りである理由
・「ポンプが運転中に過熱しないよう、水の一部を水源へ逃がすための装置」は誤りです。運転中の過熱を防ぐために水の一部を逃がすのは「水温上昇防止用逃し配管」です。
・「ポンプが性能どおりの吐出量を出せるかを、試験するための装置」は誤りです。ポンプの吐出量などを確かめるのは「ポンプ性能試験装置」です。
・「停電したときに、非常電源へ自動で切り替えるための専用の装置」は誤りです。非常電源への切替えは電気の設備の役割で、呼水装置とは関係ありません。

覚え方のポイント
呼水装置は「ポンプに呼び水をして、いつでも水を吸える状態にしておく」装置。水源がポンプより下にあるときに必要、という条件も重要です。

解説
加圧送水装置の基準（平成9年消防庁告示第8号）は、加圧送水装置を「高架水槽、圧力水槽又はポンプにより圧力を加え、送水を行う装置」とし、高架水槽方式・圧力水槽方式・ポンプ方式の3つを定めています。
送水口は、消防ポンプ自動車から送水を受けるための接続口で、加圧送水装置の方式ではありません。

他の選択肢が正しい理由
・「高架水槽方式」は告示に定められた方式です。高い位置の水槽の落差を利用して送水の圧力を得ます。
・「圧力水槽方式」は告示に定められた方式です。水槽に加えた圧力を利用して送水します。
・「ポンプ方式」は告示に定められた方式です。回転する羽根車で水に力を加えて送水します。最も多く使われる方式です。

覚え方のポイント
加圧送水装置は「高架水槽・圧力水槽・ポンプ」の3方式。実際の建物ではポンプ方式が大部分です。