水蒸気

熱と蒸気の相互作用と、それが消火とどのように作用し、消防士に火傷を引き起こす可能性があるかについて詳しく説明します。

火災での現場活動時、適用する水の量とそれがどのような効果を持つであろうかを知ることが不可欠です。不適切に適用すると、悪影響が発生します。

最初に水蒸気の膨張率も認識する必要があります。水蒸気に変換された水のリットルごとに、1,700立方リットルの蒸気が生成されます。
つまり、水は熱せられて水蒸気に変わると体積が１，７００倍になります。

少量の放水量で、水蒸気の量を制限する場合、熱層はそのまま残り、水蒸気と水の接触表面の生成は、熱エネルギーを除去することによってガスと表面の両方を冷却します。

しかし大量放水をし、過度の水蒸気生産は、プッシングファイヤーや蒸気の吹き返し、熱バランスを乱し、可視性を取り除き、PPEや防火衣に影響を与えてしまいます。
火気体と混ざっていない水蒸気は無色で、空気と同じくらい透明であることに注意してください。そして水蒸気が下げるにつれて、床の近くの新鮮な空気の層に影響を与えます。消防士は熱バランスをそのまま維持することが必要で、新鮮な空気と可視性は現場活動に欠かせません。

<水蒸気と放水圧力により行き場を失った、煙は開口部から吹き出し、視界不良にします>

水蒸気分子は皮膚の毛穴よりはるかに小さいため、水蒸気は防火衣の繊維をまっすぐに貫け、毛穴を通り表皮(保護外層)までも貫通することができます。そして蒸気が真皮に接触すると、貯蔵された熱エネルギー(気化の潜在的熱)が真皮に直接凝縮しての火傷を引き起こします。

では、どのような放水をしたらよいでしょうか。
内部放水の標準的なアプローチとして、少量でのストレート放水を推奨します。水蒸気生産と空気の巻き込みの量を制限しながら空間冷却していく必要があります。
燃焼範囲や速度をコントロールしながら放水量の増減を行いましょう。

加熱水蒸気

過熱水蒸気とは，飽和水蒸気をさらに加熱して得られる水蒸気ガスのことであり，１００℃よりも高い蒸気を指します。火に放水することにより、 この過熱水蒸気 が大量に発生します。

不用意な注水により水蒸気が発生してしまえば受傷事故を招くことになります。水蒸気をさらに過熱すると２００度を越え、紙なども燃やしてしまいます。調理家電の「スチームオーブン」はこの原理を応用し、３００度以上の過熱水蒸気で食品を「焼いて」調理するもので、過熱水蒸気が充満すれば、もはやオーブンの中にいるのと同じ状況になります。この過熱水蒸気はランダムに襲い掛かってくるため、しころのみで防護することは不可能。そこで、諸外国では防火フードを必須アイテムとしているのです。

水蒸気爆発

水蒸気爆発とは、水が非常に温度の高い物質と接触することにより気化されて発生する爆発現象のことです。
現象としては熱したフライパンに水滴をたらした場合に激しく弾け飛ぶのと同じことで、水は熱せられて水蒸気となった場合に体積が約1700倍にもなるため、多量の水と高温の熱源が接触した場合、水の瞬間的な蒸発による体積の増大が起こり、それが爆発となります。

蒸気の膨張は、過圧を引き起こし、閉じ込められた人々を燃やします

液体から水蒸気への水の変換は、多くの熱を吸収することが知られている(水蒸気の1キログラムあたり539キロカロリーを吸収する必要があります)

さらに重要なことに、水滴は水蒸気に変換され、体積は劇的に増加し、1700倍膨張することができ、これは「蒸気膨張」と呼ばれます。

その役割は置換効果にあります 。火の部屋の酸素を置換し、窒息と消火効果を達成します。 そして、その負の効果は、その膨張性のために、理論的には、蒸気膨張は、閉じ込められた人々に害を与えるために他の場所に熱いガスを移動する圧力を生成します。