文化財建造物防災用 放水銃・ドレンチャー・消火栓 文化財防災システム
『瓦(かわら)屋根に防火放水は必要か』について
2019年7月
瓦葺き屋根は植物屋根（檜皮葺き・茅葺き・藁葺き・柿葺き等)に比べて、飛び火等の着火率が低いので、瓦葺き屋根の防火（延焼防止用・消火用）放水は、少量又は無くても良いのではないかという考え方があります。
確かに屋根の不燃化の代表的な建材である瓦は、文化財で使用される場合は1100℃以上で焼成されることからも、着火率も格段に小さいと感じられます。
では実際にはどうなのか。現実に発生した飛び火による大火から考察してみましょう。
大火の一例として、2016年12月22日（木）に発生した新潟県糸魚川市の大規模火災（焼損棟数147棟）の建物被害調査報告書（※1）によりますと、火災発見から風速10m/s前後、最大瞬間風速20m/s前後の強風がほぼ鎮圧までの間吹き続き、その強風、火災旋風によって飛び火が約300m離れた家屋にまで及び、消防の総合力が分散・小力化され大規模火災となったと検証されています。
また、焼損家屋は瓦屋根でしたが、多くは昭和初期仕様の瓦屋根で、瓦のねじれや寸法の不揃い等があり、重ね部に生じた隙間から強風によって運ばれた飛び火が侵入し、短時間のうちに屋内延焼に至らしめたとのことです。
これまでの火災分析データから、出火は湿度に、大火は強風に関係が深く、出火の危険度は高温乾燥時が最も高く、延焼拡大の危険度は風力4以上（風速約5.5m/s以上、※2）から急激に増してきます。
火災が発生しますと、火事場では燃焼による上昇熱気流と上空からの冷たい下降気流とで対流が生じ、その大気の流動によって強風・旋風・突風を発生させ、周辺が風力2～3程度であっても、火災現場では風力6～8 （風速10～20m/s）くらいの旋風となり、吹き荒れることとなります。
その旋風が、火の勢いと共に火の粉を高所へ舞い上がらせ遠方まで運ぶことによって、飛び火延焼を引き起こします。
文化財建造物の瓦屋根が、一般家屋の瓦より精巧に造られていたとしても、長い年月の経過によるズレや隙間の発生は避けられず、また文化財であるが故に安易に修理等による現場変更もできないこと、また瓦屋根はその構造上、新旧を問わず、上方からの飛び火は防げても、旋風等による斜め下方からの飛び火には防御に弱い一面があります。
よって、結論としましては、
- 屋根全体を放水で濡らすことにより、飛び火等の延焼火種となるものを消滅させることができます。
- 屋根全体を放水で濡らすことにより、屋根と周辺が冷却され、大気の対流による火災旋風を縮小化・消散化する助けとなります。
- 以上のことから、例え瓦葺き屋根であっても全体を濡らすことは必須であり、むしろ十分な防火放水を行うことによって、延焼防止また初期消火を果たします。
＜参考＞
※1、国土技術政策総合研究所NO.980・建築研究所資料NO.184
※2、気象庁風力階級表（ビューフォート風力階級表）
国宝・重要文化財の防火対策等について（文化庁資料）
2019年6月
文化庁の報道発表資料をこちらからご覧いただけます
ホームラン打球の初速度と放水流の初速度について
2016年7月
最近、大リーグではEV（EXIT VELOCITY）‐打返された瞬間のボールの速さ‐が注目されています。
例えば、レギュラー選手の例では、マーリンズのスタントン選手の44.2m/s、
ドジャースのペダーソン選手の42.5m/s、レンジャーズのモアランド選手の42.3m/s、また、速いEVとして
ブルージェイズのドナルドソン選手の53.9m/s、エンゼルスのトラウト選手の49.8m/sなどがデータとして残されています。
このEVを日本に当てはめて、ホームランバッターで比較してみますと、ホームランボールのEVは
- 王 選手 ＝43.1m/s
- 松井選手 ＝44.2m/s
- バレンティン選手＝43.4m/s
また、ホームランバッターではないですが、イチロー選手の平均EVは36.7m/sです。
ところで、放水銃からの放水流で、最も遠くまでの射程が得られる初速度は約42.5m/sです。
異種なのに、意外と近似値で不思議ですね。
自動放水銃の凍結対応について
2016年6月
水が消火に使用される利点は
- （1）自然界に豊富で比較的自由に得られ、且つ安価であること。
- （2）使用方法や使用後の処理が比較的簡単で害がないこと。
- （3）単位体積当たりの熱吸収（1gの水を1気圧のもとで蒸気にするには539calが必要）の割合が、他のものに比して大きいこと。
- （4）水を噴霧状にすると熱を吸収する表面積が更に大きくなり、落下速度も遅くなって熱にさらされる時間が長くなり、単位体積当たりの熱吸収が非常に大きくなること。
一方、水は凍結という放水銃や消火栓にとって厄介な性質も持っています。
水の性質として、4℃で密度が最大となり体積が最小となります。0℃で氷化し、体積は約1割近くも膨張します。水温が氷点下となり下がっていくと、氷の体積はまた減少していきます。
水の氷化は、表面の水が氷化し、盛り上がってきます。この現象がパイプやバルブに生じてヒビ割れ等の損傷を引き起こします。
放水銃や消火栓の凍結対策としては、
- （1）水が、氷結を生ずる0℃以下の状態にしないこと。
- （2）放水銃や消火栓の内部に水を滞留・存在させないこと。
（1）については、保温材で覆う、またはヒーターを設置する等の対策法
（2）については、内部の水抜きを強制または自動で行う対策法
があります。
しかしながら、保温材の使用にも有効期限があり、ヒーター等の使用では劣化や電気代がかかるという問題があり、水抜きも強制となると人為的な操作が必要で、忘れる場合も生じます。自動水抜き法も永久保障というものではありません。
特に自動首振放水銃は直接操作しにくい場所に設置することが多い為、寒冷地や一時的に氷点下になる地域では凍結対策は必須です。
現在、自動首振放水銃はシリンダー式とインパクト式が使用されており、特に多用されているシリンダー式は強制的に排水操作しないと水抜きができません。
この様に、凍結対策は、まだ未解決のテーマとなっています。
≪ミニ・ニュース≫
この度、多くのご要望に応えるべく 不凍（Non-Freezing）型の放水銃NF型を今秋発売します。
放水銃の最大射程（到達距離）は？
2015年6月
放水銃の放水は仰角何度の時に最大射程（到達距離）となるでしょうか。
物体を投げた場合の軌跡「放物線」では仰角45°で投げた時が最大到達距離となることは習知されておりますが、では、野球のホームランボールは仰角45°で打上げられているのでしょうか。
また、同様に放水銃からの放水も仰角45°での放水の時が最大射程（到達距離）となるのでしょうか。
角度θで投げた場合の水平方向到達距離
x = v2g・sin2θ 故にθ = 45°の時 sin2θ = 1で最大となる。
では、実際にはどうでしょうか。
・ホームランボールの場合、打ち上げ仰角（平均）は、王選手で30°、松井選手で35°、バレンティン選手で31°です。
・放水銃からの放水では、水平方向の最大射程は仰角32°、垂直方向の最大射程は仰角75°となります。
では、どちらも何故45°ではないのでしょうか。
また、ボールという単一固体と放水流という連続流体 という違いがあるのに、この近似値は何故でしょうか。
文化財愛護シンボルマーク
2015年1月
「文化財愛護シンボルマーク」は、文化財愛護運動を全国的に展開するため、公募により、昭和41年5月に定められたものです。
このシンボルマークは、ひろげた両方の手のひらのパターンによって日本建築の重要な要素である斗栱（組み物）のイメージを表し、これを３つ重ねることにより、文化財という民族の遺産を、過去・現在・未来にわたり永遠に伝承していくという愛護精神を象徴したものです。
（文化庁）