バックドラフト

バックドラフトとは

火災により室内の酸素が欠乏した状態で、ドアを開けたり、窓を割ったりすると、大量の酸素が一気に流れ込み、爆発的な炎を生じる現象。

フラッシュオーバーとバックドラフトの基本的な大きな違いは火災室の酸素量にあります。 フラッシュオーバーは燃焼に必要な酸素が十分にあり燃焼している状態。 それに対してバックドラフトは 酸素不足で炎がくすぶっている状態となります。

バックドラフトの危険性

• バックドラフトは、室内の温度や酸素濃度などの条件により発生状況が異なり、発生予測が難しい現象
• バックドラフトが発生すると室内が急激に炎に包まれ、高温になるため避難する時間がない
• バックドラフトにより、ドアが吹き飛ぶ

👆映像のように、バックドラフトによりドアが吹き飛びます
絶対にドアの前に立たないようにしましょう

バックドラフトの前兆

・窓や扉の隙間から濃煙が勢いよく吹き出す
・呼吸音や口笛のような音がする
・窓がガタガタと音を立てる
・窓やドアが変色し、ガラスが割れる

ドアコントロール

バックドラフトを抑制するには、ドアコントロールが必要です。
不用意にドアを開けたり、窓を割らないようにし、空気流入を最小限に抑えましょう。

科学で読み解くバックドラフト

バックドラフトには、空気との混合による高温熱分解生成物および可燃性燃焼生成物の爆燃または急速燃焼が含まれます。区画内でバックドラフトが発生するには、いくつかの条件が必要です。火災は、高濃度の熱分解生成物と可燃性燃焼生成物を含む換気制御状態に進行し、区画内の酸素濃度は低く、燃焼が制限されます。

フラッシュオーバーとバックドラフトはまったく異なる現象ですが、どちらも急速な火災の進行を伴います。

上の図のように、バックドラフトからのエネルギー放出は非常に速く、短時間しか持続しません。しかし、火災は、バックドラフトによって引き起こされる過圧と熱放出に起因する換気の変化により、完全に発達した状態に移行します。

ガスとエアロゾルの法則

ガスとエアロゾル（空気中に漂う微細な粒子）は流れ、明確な形状を持たないため、流体となります。ガスとエアロゾルは、区画の全容積を満たすために膨張します。流体力学(煙などのガスやエアロゾルの動き)を理解することは、火災発生の多くの側面を理解する上で重要です。これはバックドラフトが発生する方法を理解する上で特に重要です。

適用される絶対温度(ケルビン単位の温度、Ko = Co + 273)に正比例して膨張します。一定量のガスの絶対温度がｘ倍になると、その体積はｘ倍になります。

バックドラフトを理解する重要なポイント

• 加熱するとガスが膨張する
• ガスの密度が低下し、加熱すると上昇する
• ガスが閉じ込められて加熱されると、圧力が上昇する
• 圧力の上昇は温度が高いことを示す

区画内で火災が発生すると、煙が天井に上昇し、区画全体に水平に広がります。温度が上昇するとガス密度が低下します。密度の低いガスが上昇します。熱い煙と冷たい空気の密度の違いにより、それらは2つの層に分離します。これら2つの層の境界は中立面と呼ばれます。これは、高温ガス層が膨張しようとしているためで、膨張できない場合は圧力が上昇します。流体圧力は、平衡に達するために全方向に加えられます。

重力電流とエアトラック

ガスの法則は、煙が火災条件下でどのように動くのかを理解するための基礎となります。火災条件下での換気には、煙と新鮮な空気の両方が含まれます。一般的に、煙は熱く、新鮮な空気は冷たいです。これにはどのような影響がありますかを考える必要があります。流体力学では、重力電流という用語は、密度差によって駆動される重力場における主に水平方向の流れを表すために使用されます。エアトラックは、区画内火災における煙と新鮮な空気の動きを表します。エアトラックは、ガスの加熱によって引き起こされる圧力と、熱い煙と冷たい空気の密度の差の両方の影響を受けます。

煙と空気は重力流の境界に沿って混ざり合います。煙(燃料)混合気の濃度が燃焼範囲に達し、発火温度を超えると、自動発火し、バックドラフトが発生します。燃焼範囲内の煙の量とそれが閉じ込められている程度は、この燃焼反応の能力に影響を与える主な要因です。

バックドラフトの発生条件が満たしているか、消防士でも、見極めることができず、毎年、消火にあたる多くの消防士がこの現象で命を落としています。

映画バックドラフトでは、この現象を『生き物』と言っていました。