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2.ハロン代替消火剤(新ガス消火剤)

新ガス消火剤の種類と特性

(1)ガス系消火剤の種類と物性
　現在使用されているガス系消火剤を大別すると、二酸化 炭素、窒素、アルゴンの不活性ガス単体または混合体で構 成されるイナート系(不活性ガス系)消火剤と、ハロゲン元 素(臭素、フッ素など)、炭素、水素の化合物であるフッ素 系(ハロゲン化物系)消火剤に分類される。さらに、フッ素 系消火剤は、臭素(Br)を含むものと臭素を含まないもの に分類される。
　現在、国内で使用されているガス系消火剤の種類とその 物性を表―1に示す。

　

(2)消火原理
　イナート系消火剤の消火原理は、不活性ガス(窒素、ア ルゴン、二酸化炭素)により、空気を希釈する酸素希釈作 用と不活性ガスの炎からの吸熱作用との二つの作用による もので、後者の作用は、比熱の大きい不活性気体ほど熱容 量が大きくなるので、消火効果カシ大きくなる。
　フッ素系消火剤の消火原理については、多くの研究者に より、そのメ力ニズムについて研究されているが、一般的 には、臭素(Br)を含むフッ素系消火剤は、構成原子の一 つである臭素が燃焼反応の化学的抑制に重要な役割を果た しており、また、臭素を含まないフッ素系消火剤は、その 構成要素であるトリフルオロメチル基(CF3−基)が、前述 の臭素と同様に、燃焼反応の化学的抑制作用に関与してい るとされている。

(3)消炎濃度
　ガス系消火剤の消火性能を表す指標の-・つである消炎濃 度は、この値が小さいほど消火効果が高いことを意味す る。消炎濃度については、さまざまな研究機関により研究 されているが、測定方法の一つにカップバーナ法があり・ 国内では、FR1(消防研究所)タイプカップバーナ装置によ るデータが基準となっている。各消火剤の消炎濃度を、 表‐1に示す。

(4)安全性
　a 二酸化炭素
　ニ酸化炭素については、従来からその危険性について指 摘されているが、その本質的な危険性については案外認識 されておらず、一部には二酸化炭素自体の中毒性と、酸素 欠乏が混同されているところもある。二酸化炭素の危険性 は、二酸化炭素自体の中毒性によるもので、少量の二酸化 炭素でも条件によっては危険性がある。二酸化炭素の濃度 と人体への影響を表一2に示す。

　b イナート系新ガス消火剤
　IG-100、IG-541は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス の単体または混合体の消火剤である。窒素およびアルゴン は、その気体のみの作用では二酸化炭素のような人体に対 する危険性はないとされている。しかし、これらの消火剤 は、消火に必要な消火剤濃度が高く、酸素濃度が12〜13 %程度となるように設計されている。酸素濃度が12〜13 %の状態は、一般的には低酸素領域とされており、文献に よると呼吸の乱れ、判断力の低下などがみられるとされて いるが、短時間の活動(避難)は可能である。
　NFPA 200114)には、消火設備としての酸素濃度の制限に 関する数値が示されており、この値を表−3に示す。

　 注 　 　 †１ LC50は、ラットに対する4時間暴露で、被検対象の 50%が死亡する濃度であり、ALCは15分暴露でラッ トの半数が死亡する濃度(Approxｉmate Lethaｌ Coｎ Centration)である。
　 †2 低酸素大気中での人体への生理学的影響に基づく。 これらの数値は、NOAELおよびLOAEL値の関数等 価であり、それぞれ影響なしレベル(NOAEL)の12% 最低酸素および低影響レベル(LOAEL)の10%最低酸 素に相当する。( )内は、酸素濃度を示す。
　 †3 N〇AELとは、Nｏ 〇bserVed Adverse Effect Level の略で、無毒性濃度のことである。LOAELとは、Low est 0bserved Adverse Effect Levelの略で、毒性の認 められた最低濃度のことである。


　c フッ素系新ガス消火剤
ハロン1301を含むフッ素系消火剤自体(生ガス)の人に 対する安全性については、一般的にはLC50または ALC、NOAEL、LOAEL値などで表されている。ここで は、NFPA 2001によるハロン1301、HFC-227 ea、HFC- 23についてのこれらの値を表−3に示す。
　ハロン1301を含むフッ素系消火剤は、消火剤自体の毒 性は低いが、消火時に火炎にさらされると、有害な消火剤 自体の分解ガス(熱分解生成物)が発生することが知られて いる。その分解ガスの種類は、ハロン1301は主にフッ化 水素と臭化水素、ハロン代替消火剤は主にフッ化水素であ り、これらの分解ガスの人に対する許容濃度は数ppmと されている。しかし、このわずか数ppmの濃度でも特有 の刺激臭があり、逆にこの性質は区画内へ進入しようとす る人に対する自然の警告手段ともなりうる。
　消火時の分解ガスの発生量については、同一条件でフッ 化水素のみを比較をすると、ハロン代替消火剤の場合の発 生量は、ハロン1301の場合の数倍程度とのデータもある が、その発生の程度は、燃焼規模、消火剤の放射時間(消 火時間)、消火対象となる可燃物の種類などの条件により 異なるとされている。

　 注 　 　 †１ オゾン層破壊係数(フロン12=1)。0zon Delpletion Potentialの略。
　 †２ 100年地球温暖化指数で、100年単位でその効果が 同等となる二酸化炭素の質量(二酸化炭素=1)。GIobaI Warming Potentialの略。
　 †３ 大気中における寿命。


(5)環境性
　環境性については、前述のオゾン層に対する影響のほか に、最近地球温暖化への関与についても関心が高まってい る。ガス系消火設備の地球環境への影響に関する基本的な 特性を表−4に示す。

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