消火器の種類と設置基準

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消火器とは

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消火器とは、火災の初期段階において、燃え広がる以前の火災消火(初期消火)に使用されるハンディタイプの消火設備です。

水や強化液を主体とした消火剤を、ボンベ内圧によって放射し、火炎に直接吹き付けることで消火活動を行います。

消火器の種類として、家庭用としても一般的に広く普及している「粉末消火器」の他、水を直接放出する「水消火器」、消化能力を高めた「強化液消火器」、泡によって火炎を包み込む「泡消火器」など、多様な消火方法による製品が販売されています。

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消火の要素と原理

物質の燃焼が発生するためには、可燃物・酸素・熱の3つの要素が全て必要です。例えば、可燃物と酸素だけがあっても、熱がなければ燃焼することはありません。熱と可燃物だけがあっても、酸素がなければ燃焼することはありません。

消火を考える場合、この3要素の内どれかひとつ以上を取り除けば、燃焼は停止するという点が重要になります。消火器を用いた消火方法には、この3つのいずれかを取り除く効果があり、消火器の消火薬剤はこれら3要素のいずれかに効果的に作用することで火災を消火できます。

冷却法による消火

冷却法は、燃焼している物質に水などの消火剤をかけ、熱を奪うことで消火させる方法です。水消火器や強化液消火器は、冷却法による消火原理を用いた消火設備です。

窒息法による消火

窒息法は、燃焼場所の酸素供給を遮断することで消火させる方法です。粉末消火器やガス消火器は、燃焼している物体への酸素供給を遮断することで消火します。ただし、窒息法で消火した場合、十分に熱が下がっていない状態で酸素の供給が再度行われてしまった場合、再点火しますので注意が必要です。

抑制法による消火

抑制法は、火中で発生する化学連鎖反応を中断させる消火方法です。粉末消火器は抑制法による消火方法で、火中で発生する化学反応を遮断できます。

火災の種類と消火器の適合性

火災の種類に応じて、適応する消火器の種類が規定されています。「普通火災」「油火災」「電気火災」をそれぞれA火災・B火災・C火災に分類し、火災の種類に適合しない消火器を使用すると、火災の勢いを増したり、引火物を飛散させるなど、火災をより大きくしてしまうおそれがあります。消火には適合する消火器を選定し使用することが重要です。

普通火災に対応する消火器

木材や紙が燃える火災をA火災といい「普通火災」とも呼ばれます。普通火災を消火するためには、水消火器、強化液消火器、粉末消火器などを用い、冷却法や窒息法によって消火します。普通火災に対応する消火器は数多く、多くの消火器で消火できます。

油火災に対応する消火器

天ぷら油や暖房機器など、油による火災をB火災といい「油火災」とも呼ばれます。油火災では、水消火器を使用できません。水消火器を使用すると、水と油が接触した瞬間、加熱された油によって瞬時に水が沸騰し、油を飛散させて火災が広範囲に拡大してしまうおそれがあります。

油火災を消火するためには、強化液消火器を使用するか、粉末消火器による抑制・窒息作用によって消火するのが一般的です。

電気火災に対応する消火器

充電した電気配線など、電気に関するものが燃えた場合の火災をC火災といい「電気火災」とも呼ばれます。電気火災の場合、水消火器を使用すると漏電被害が広がるおそれがあり危険です。水を電気機器に掛けることにより、健全な電気機器が水損により故障してしまい、復旧が遅れるなど二次災害となるおそれがありますので、使用することはできません。

電気火災は粉末消火器での消火が可能ですが、鎮火後は粉末が飛散し、設備復旧が困難になります。特に重要な施設であれば、二酸化炭素を噴出する消火器など不活性ガス系消火器を使用すれば、鎮火後の設備復旧が容易になります。

ただし、二酸化炭素消火器を使用すると、空気中の二酸化炭素濃度が濃くなるため、急激に高濃度の二酸化炭素を吸引すると失神・気絶といった重篤な被害をもたらし、条件が悪ければ死亡事故にもつながる危険な消火設備です。

消火が完了する前に換気してしまうと、新鮮な酸素が火災発生場所に再供給されてしまい、炎が再燃焼することになりますので、安全面から使いづらい消火器とも言えます。

不活性ガス系消火器は、空気中の酸素濃度を低下させて鎮火する方法なので、人体への影響が大きいため注意が必要です。さらに、不活性ガス消火器は対象物を冷却する能力がないため、温度低下を確認しないまま空気を流入させると、再燃焼を起こす可能性があります。

なお、電気火災に適合する水消火器もあります。導電性の低い純水ベースの水を充填し、霧を吹きつけることで消火するものです。半導体工場やクリーンルームなど、電気機器がまったく汚れていない環境であれば、純水が吹きつけられた電気機器に導通部が発生せず、ショートによる焼損が発生しないという考え方です。

ただし、電気室などに設置されたキュービクルや分電盤、個人ユースのパソコン等の場合、充電部や基盤部分に埃や汚れが付着していると、汚れを含んだ水になって導通しショートしてしまうおそれがあります。

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消火器の種類と特徴

消火器には数多くの種類があり、水消火器、強化液消火器などがあります。用途に応じて使い分けが必要です。

水消火器

潤滑剤を混入した水と圧縮空気(または窒素ガス)を充填した消火器です。レバーを握ることで、ノズル先端から棒状の水が放射されます。水のため浸透性があり、布団などの内部まで水が行き渡り、冷却することが可能です。

放射時間は30秒から1分程度と比較的長く、放射距離は10m程度を確保できます。一般家庭で使用されることもありますが、現在は粉末消火器が主流であり、水消火器設置の実例はあまりありません。

油火災や電気火災に水消火器を使用するのは厳禁です。油火災では放出した水が熱によって瞬時に蒸発し、火災を広範囲に飛散させ、被害が拡大します。電気火災では水を放出することで電気機器の絶縁が著しく低下し、内部故障や漏電による二次被害の発生の原因となります。

強化液消火器

強化液消火器は、炭酸カリウムの水溶液を使用した、アルカリ性の強い液体を使用した消火器です。水消火器と同様の原理ですが、消化能力が水消火器よりも良好です。油脂を不燃化させられるため油火災でも使用できます。

水系の消火剤ですから、衣類や布団、木材など、内部に熱が蓄積されてしまう物体に対しても、消火剤の浸透性が高く、十分な冷却効果を期待でき、再燃焼のおそれを低減できます。

油火災には対応が可能ですが、電気火災に強化液消火器を使用すると、内部故障や漏電の原因となりますから、使用することはできません。

ハロン消火器

消火剤として、ハロン1301やハロン2402を使用し、圧縮空気や圧縮窒素ガスを封入することで圧力による放射を行います。空気中の酸素濃度を低くすることで消火する、窒息法による消火原理を持つ消火器です。

窒息消火作用の他に、燃焼を抑制する効果もあり、ガスが細部や隙間にも行き渡るため消火性能は良好です。消火後の汚染・汚損がほとんどなく、空気を入れ替えるだけで従前の状況に復旧できるため、特に電気火災の際に使用すれば、メリットがあります。

ガスによる消火器は冷却作用を持っていないため、十分に熱が低下した状態にならなければ、ガス濃度が低下し通常の空気と同じ環境になった際に再燃焼します。油火災などで使用した場合、油に蓄熱した熱が十分に下がらなければ、ガス濃度が低下するとすぐに再燃焼するため、適していません。

二酸化炭素消火器

二酸化炭素が高圧ボンベに充填されており、レバーを握ることでノズルから気化放射させる方式の消火器です。ハロン消火器と同様に、消火性能が高く、消火後の汚染・汚損がありません。

二酸化炭素は人体への影響が大きく、高濃度の二酸化炭素を吸い込んだ場合、死亡事故に繋がるおそれがあるため、小部屋や地下室などでの使用は厳禁です。

粉末消火器

重炭酸ナトリウム又はリン酸アンモニウムの消火剤を充填し、圧縮空気や窒素ガスを充填した消火器です。レバーを握ることでABC粉末消火剤が放射されます。

燃焼体に粉末を放射することで酸素供給を遮断し、燃焼を停止させます。普通火災、油火災、電気火災のどれでも対応可能なため、極めて広く普及している消火器です。ただし、粉末のため浸透性に乏しく、衣服や布団、木材など、内部まで熱が浸透する物体に火災が発生した場合、再燃焼するおそれがあります。屋内で使用すると視界が悪くなりますので、避難に支障が出ることがあります。

ホテルなど、寝具が数多く設置されている建築物では、粉末消火器と強化液消火器を半数ずつ設置することが義務付けられることがありますので、確認しておくことが望まれます。

消防法における消火器の設置基準

消火器は、建築物の用途によって設置基準が変わります。用途毎に必要な単位が決められており、消火単位以上の消火器本数を建物内に配置します。

消火器の設置高さ

消火器を高すぎる場所に設置すると、背の低い人が消火器を手に取ることができず、消火活動に支障がありますので、消火器全体が床面から高さ1.5m以下になるように設置し、消火器があることがわかるように、消火器という標識を付けることが規定されています。

建物用途による消火単位の違い

劇場や映画館や遊技場など、不特定多数の人が多数密集する性質がある建築物の場合、設置が義務付けられます。耐火構造の場合、1単位は100m2、耐火構造ではない場合、1単位は50m2になります。

百貨店や飲食店、病院などの建築物では、延べ面積150m2以上の場合、設置義務があります。学校や博物館などでは延べ面積300m2以上の場合に、設置義務が課せられます。

例えば、1,000m2の耐火構造の劇場で、消火器本数を計算する場合を考えます。耐火構造の劇場では、1単位が100m2になりますので、1000m2 / 100m2 = 10 が消火単位となります。ABC10型粉末消火器は、消火単位3の能力を持つ消火器ですから、消火単位10の建物に対して、4本以上の消火器を設置します。

ただし消火器は、建物内のどの場所からでも、20m以内で辿りつけることが規定されていますので、消火単位で決められた本数を適当に配置することはできません。

消火器の耐用年数・寿命

住宅用消火器の耐用年数は5年、一般用の粉末消火器などの耐用年数は8年とされます。長期間保存されている消火器は、消火剤に湿気が含まれて消火性能が劣化していることがあるため、長期間保管した消火器は、専門業者で回収し新しい消火器に更新しなければいけません。

屋外に設置されている消火器や、腐食性のガスが発生する環境に設置されている消火器は、腐食により消火器本体が破損していることがあり危険です。消火器表面やレバー部分に腐食が発生している場合、「消火器内部に充填された圧縮ガスの圧力に耐え切れずに破裂」という事故が多発しています。速やかに交換することが望まれます。

底面が著しく腐食している消火器を使用した際、厚食ガス充填時にホース部分から消火剤を放出するより先に、底部が圧力で吹き飛び、ガスによって消火器がロケットのように跳ね上がり、人に直撃して怪我をするという事故が発生しています。

総務省発表の消火器事故例

総務省が平成25年に発表した老朽化した消火器の廃棄処分時の破裂による負傷事故に係る対応では、多くの消火器事故例が公開されています。一例を紹介します。

年月日 場所 事故例
H21.9.15 大阪府大阪市 屋外駐車場に置かれていた消火器を操作した際に消火器が破裂し、子どもが負傷
H21.9.16 福岡県行橋市 納屋に置かれていた消火器の廃棄処理中に、誤って消火器が操作されて破裂し、負傷
H23.9.11 大分県宇佐市 廃棄物処理業者が消火器を廃棄処理中に、誤って消火器が操作されて破裂し、死亡

加圧式消火器の特徴と危険性

多くの消火器事故は、従来から業務用や防災用として用いられている「加圧式」の消火器が多いと報告されています。加圧式消火器は、消火器内部に加圧用ガス容器が内蔵されており、レバーを引くと加圧ガス容器から消火器内部にガスが充填され、サイホン管から圧力が逃げて、消火剤とともにホースから放出されます。

加圧式消火器では、レバーを引いた瞬間が最大圧力となり、1.2MPaまで加圧して消火剤を放出します。消火器底部が劣化していると、ガス圧力はサイホン管ではなく底部からも逃げようとします。底部に亀裂やひび割れがあれば、そこから高圧ガスが逃げ、消火器が上部に跳ね上がります。

屋外で長期間に渡って保管されていた消火器は、地面に触れている部分がもっとも腐食しやすく、底部腐食による事故のリスクは非常に高くなります。近年では、加圧式の危険性を緩和し、安全性や操作性を向上させた「蓄圧式消火器」が開発・販売されています。

蓄圧式消火器の特徴

蓄圧式の消火器は、加圧式消火器のように瞬間的に高圧にするのではなく、常時0.98Mpaの圧力でガスを充填しておき、レバーを引いた瞬間も同じ圧力のままでガスを放出します。内圧が瞬間的に高くなる加圧式と違い、損傷時にはガスが漏洩しますので、操作時に底が抜けて跳ね上がるという事故が少なくなります。

本体が腐食した場合、損傷した部分からガスが抜けてしまいますので、消火剤放射に必要な圧力が確保できません。本体に付属している圧力計で、所定圧力が確保されているかを確認し、日常管理を行います。

蓄圧式消火器は、生産コストが高いため普及数が少ないですが、安全性は加圧式消火器と比べて良好です。多くの消火器事故が、放置された加圧式消火器によって引き起こされていますので、新たな消火器を設置する場合、蓄圧式消火器を選定すると良いでしょう。

当然ながら、蓄圧式消火器であれば長期間放置しても安全ということはありませんので、消防法に定められた法定点検を行い、消火剤が健全かどうかを確認することが重要です。

消火器の処分方法

不要になった消火器や、耐用年数が経過した消火器を、一般ゴミとして廃棄することはできません。販売した専門店か、消火器廃棄を行うことができる専門業者に、有料で廃棄してもらいます。古い消火器を捨てる場合は、新品の消火器を購入することで、古い消火器を引きとってくれるサービスを受けることができる業者もありますので、確認すると良いでしょう。

消火器はその殆どがリサイクルされており、再資源化率90%を超えています。粉末消火剤は再生されて新たな消火剤の減量とするか、肥料原料として活用されます。容器を構成しているステンレスや鉄、アルミニウムは全て再利用可能な資源です。

液体系の消火剤や、内蔵されているプラスチック部品は廃棄処分されます。一部「PFOS(パーフルオロオクタンスルホン酸)」を含有している消火剤は、環境で分解されにくい「環境汚染物質」として管理されているため、「PFOS含有廃棄物の」として適正処理が求められます。一般廃棄物と扱いが違いますので注意が必要です。PFOSを含有する消火器・泡消火薬剤等の取扱い及び処理についてという資料が、環境省と消防庁から公開されています。

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