放火事件における自動車ガソリンの火災危険性について
科学警察研究所

岡本

1．はじめに

法科学第二部火災研究室長

勝弘 Katsuhiro Okamotoに比べるとややハードルが高いとはいえ、自動車の燃料であることから一般人が手軽かつ2019年7月、京都市に所在するアニメー大量に入手が可能な危険物であり、この自動ション制作会社京都アニメーション第一スタ

車ガソリンを用いた放火事件が我々の社会生

ジオにおいて、自動車ガソリンを使用したと活において大きな脅威となっている。

みられる火災が発生し、死者36名を含む死

本稿では、自動車ガソリンが放火における傷者71名の甚大な被害が発生した1）。古くは、可燃物として使用された場合の火災危険性に新宿駅西口バス放火事件の例にみられるよう着目し、石油系液体燃料としての自動車ガソに、自動車ガソリンを用いた放火事件においリンの概要及び自動車ガソリンの各種危険性ては、人的被害を含む甚大な被害が発生するについて解説する。

ことがしばしばである。表1に過去40年間に発生した主な自動車ガソリンを使用した放火

2．自動車ガソリンの危険性

事件を示すが、いずれも社会の耳目を引く事件となったものばかりである。自動車ガソリ

自動車ガソリン（以下、ガソリン）や灯油ンは、室内の暖房燃料として使用される灯油などの石油系液体燃料は、燃料としての長所

表1

4

自動車ガソリンを使用した放火事件

年

月

1980年

8月

1983年

12月

1999年

5月

2000年

3月

2000年

6月

2001年

5月

2003年

9月

2010年

9月

2015年

6月

2019年

7月

事 件
東京都の発車待ちをしていたバスにバケツに入ったガソリンを投げ込み放火、5名死亡、14名重軽傷。
北海道の信用金庫にガソリンをまいて放火、木造2階建ての1階事務所部分約80 m2を焼損し、6名死亡。
神奈川県の麻雀店にガソリンをまいて放火、7名死亡。
兵庫県のテレホンクラブに火炎瓶（ガソリン入り一升瓶）が投げ込まれ、4名死亡。
栃木県の宝石店にガソリンをまいて放火、鉄筋3階建ての1階店舗部分約109 m2を焼き、6名死亡。
青森県の消費者金融にガソリンをまいて放火、5名死亡、4名負傷。
愛知県の宅配会社における人質立てこもり事件。ガソリンをまいて放火、爆発・炎上し、3名死亡、41名重軽傷。
愛知県のキャバクラにガソリンをまいて放火、従業員1名が死亡、従業員2名が重軽傷。
神奈川県を走行中の東海道新幹線車内で発生したガソリンで焼損自殺を図った火災。自殺企図者と乗客1名が死亡。
京都府のアニメーション制作会社スタジオにガソリンをまいて放火、36名死
亡、35名重軽傷。

である「液体で運搬しやすい」という特性かため、ガソリンが放火を目的に床面に散布さら、しばしば放火事件における可燃物としてれた場合には、ガソリン蒸気によって周囲に使用されることがある。これら石油系液体燃形成される可燃性混合気の燃焼による火災危料は、燃料として同じカテゴリでくくられて険性についても考慮する必要がある。発生しいることから、いずれも同じように燃えやすたガソリン蒸気が流動拡散することによって、く危険であるとのイメージを持たれている方ガソリン散布箇所から離れた不測の場所で着が多い。
しかし、同じ石油系の液体燃料であっ火する可能性が生じるだけでなく、室内などても、ガソリンと他の燃料では、その危険性閉囲空間で着火した場合には圧力上昇によるに大きな違いがある。ガソリンの製造方法及破壊を伴う爆燃の危険性が生じることとなる。

び燃料として要求される性能を踏まえると、次節以降では、ガソリンが放火に使用されその危険性には他の石油系液体燃料とは異なた場合の火災危険性として、前記の引火性、る3つの特徴がある。

燃焼性、揮発性について、それぞれ解説する。

第1に、ガソリンエンジンの燃料としての始動性を高めることを目的に、ガソリンには3．ガソリンの引火性石油ガス成分が配合されていることから、蒸気圧が高く、引火性が高いという特徴である。

（1）飽和蒸気圧

灯油・軽油・重油といった他の石油系液体燃

ガソリンの高い引火性は、その蒸気圧の高料はいずれも引火点が室温以上であることかさに由来している。ガソリンの飽和蒸気圧（以ら、燃料表面に火気を近づけても容易に引火降、「蒸気圧」と称する）は、JIS 規格によっしないのに対し、ガソリンは火気の存在があて、37.8℃で44 kPa から78 kPa の範囲に規れば容易に着火することから、放火を企てた

定されており、灯油よりも約100倍高い値と犯人がガソリンを散布した場合には、たとえなっている。

着火する意思がなかったとしても、スイッチ

ガソリンの高い蒸気圧は、始動性を高めるやモーターといった電気設備で発生する電気ために配合されている石油ガス成分に起因す火花や人体の静電気帯電に起因する火花放電るため、揮発性の高い石油ガス成分が蒸発しといった着火源でも着火する可能性があるたて失われると、ガソリンの蒸気圧は下降し、そめ、犯人に着火の意思がない不測の事態でもの引火性は低下することになる。蒸発の進行火災が発生する可能性が生じることとなる。

によるガソリン蒸気圧 p［Pa］の変化は、蒸発第2に、ガソリンは他の石油系液体燃料にの進行のパラメーターである重量蒸発率※1a

比べ沸点が低い成分を多く含むため、燃焼しと絶対温度 T［K］を用いて以下の式で表さた場合に燃料が火炎の熱を受けて蒸発する速れる。

さ、つまり、可燃性蒸気の供給速度が高いこ

lnp＝（αA−αB/T）a ＋（βA−βB/T） （1）とから、燃焼速度が高いという特徴である。

ここで、αA, βA, αB, βB は製品ごとに決まる

これによって、形成される火炎高さが大きく蒸気圧定数であり、その値の一例を示すと、なり、周囲に延焼拡大する危険性が高くなる

そ れ ぞ れ2.51、20.9、2230K、2960K で あこととなる。

る2）。（1）式を用いることによって、任意の第3に、ガソリンは揮発性が高いことから、発生したガソリン蒸気が拡散し、周囲に可燃性混合気を形成するという特徴である。この温度、重量蒸発率におけるガソリンの蒸気圧を計算することができる。

※1
重量蒸発率
初期ガソリン重量に対する蒸 発ガソリン重 量の割合。

SE 201 December 2020 5

（2）引火点電防止を実施しなければならない。なお、た液体燃料を加熱しながらその表面に引火源

ばこは、灰に覆われた火種部分のエネルギーを近づけた時に、発火が起こる最低温度を引が微小であること、また、内部が酸欠状態と火点という。引火点は測定方法や装置の違いなっており、可燃性蒸気が吸引されても着火の影響を受けるため、物質固有の特性値ではできないことから、ガソリンのような可燃性ないことに注意する必要がある。ガソリンの液体や蒸気を着火させることはできない。同

引火点は、新品の状態で－40℃以下であるこ様に、線香や赤熱したマッチの軸木など、くとから、常温以下の低温環境でも高い引火性

ん焼※2可燃物も、ガソリンの着火源とはなりを有する。さらに、重量蒸発率が50 wt％に得ない。

到達しても引火点は0℃以下といわれており、ガソリンは蒸発変性により揮発性成分の多く4．ガソリンの燃焼性が失われてもなお引火危険性が高い液体燃料であると言える。

ガソリンのような揮発性の可燃性液体の燃
焼は、液体そのものが燃焼するのではなく、（3）着火源※2
くん焼（燻焼）酸素の供給が不十分なために火炎を形成できないが、炭化した物質表面での燃焼が緩慢に継続する状態のこと。火炎を維持する有炎燃焼に対して、無炎燃焼ともいわれる。

6

火炎の熱を受けて気化した蒸気が拡散しながガソリン蒸気を着火させるために必要なエら空気と混合することによって燃焼する拡散ネルギーの最小値である最小着火エネルギー燃焼の形態をとる。したがって、沸点が低いは、およそ0.2〜0.4 mJ と10−4 J のオーダー

成分で燃料が構成されるガソリンは、燃焼時となっており、極めて小さい。このため、マッに気化しやすく、燃料供給速度が高くなるのチやライターの裸火はもちろんのこと、赤熱で、極めて燃焼性が高い燃料となる。また、したニクロム線ヒーターなどの高温表面もガ放火を目的にガソリンが散布された場合には、ソリンの着火源となり得る。また、およそガソリンが床面の広範囲に広がるために、こ50 W 以上の負荷接続時の電気回路におけるれに着火するとガソリンが短時間で大量に燃スイッチの開閉時に発生する電気火花でもガ焼するため発熱速度が高くなり、規模の大きソリンの着火源となるとされている。さらに、なガソリン火炎を形成するため、周囲に大き静電気を帯電した人体が接地導体に触れた場な火災被害を与えることになる。

合に発生する静電気放電もガソリンの着火源

ガソリンを床面に散布した場合の液面の液となる可能性がある。人体の静電容量 C は厚は、0.3〜0.7 mm 程度となることが知られ100 pF 程度であるとされていることから、人ている。液厚0.5 mm とすると、1 L のガソリ体の帯電電位 V が3,000 V となれば、火花放ンを散布した場合には散布ガソリン液面の面電のエネルギー W（＝1/2 CV2）は0.45 mJ と積は2 m2となる。ガソリンの単位面積当たりなり、ガソリンの最小着火エネルギーに相当の燃焼速度は0.055 kg/m2s であることから、する。この時の静電気放電は、指先にわずか単位重量当たりの発熱量である43,700 kJ/kgに感じる程度の微弱なものであるが、人体帯と液面の面積を乗じることによって、ガソリ

電による静電気放電はガソリンの着火源に十ンの発熱速度 Q［kW］を求めることができ分になり得る。このため、ガソリン蒸気が発る。散布ガソリン火炎の平均火炎高さ Lf は、生する可能性がある危険場所では、静電気災

ガソリンの発熱速度と散布ガソリン液面の直害の防止対策として、静電気帯電防止靴や帯径 D［m］から予測できることが実験的に確電防止作業服の着用による作業者の接地と帯認されている3）。

42（2）に急速に広がり、低い位置に溜まる性質があ（2）式から、室内にガソリンが散布して放る。また、床面に傾斜や溝がある場合には、火された場合には、ガソリン散布量が500 mL

空気との密度差に起因する密度流が発生し、であっても火炎高さが4 m となることから、速やかに低い方へ流れる性質がある。このた天井に到達する火炎を形成する。ガソリンは、め、ガソリンを散布した箇所から離れた思わ

燃焼速度が高いために燃焼が継続する時間はぬ位置にガソリン蒸気が溜まることがあるの20秒程度と短いが、火炎が天井に到達するで、注意が必要となる。

Lf＝0.23Q 5−1.02D
4と、天井面に熱気層※3を直ちに形成し、その床面に滞留するガソリン蒸気は、その場に熱によって室内の可燃物が一斉に燃焼して、留まっているわけではなく、気体の分子運動

室内の燃焼が急激に盛期に到達するフラッによって、濃度が高い床面から濃度が低い上シュオーバーを発生することになるので、極方へ向かって、徐々に拡散する性質がある。

めて危険である。

この濃度拡散の働きによって、時間経過とともに高さ方向に蒸気濃度分布が生じて、床面5．ガソリンの揮発性から高い位置でも着火する可能性が生じる。
放火を目的にガソリンを床面に散布した場合（1）蒸発拡散特性には、発生したガソリン蒸気がまず床面全体

ガソリンは始動性を高めるために、石油ガに広がり、その後、濃度差によって上方に拡スが配合されていることから、蒸気圧が高い。

散すると考えることができるため、複雑な密蒸発速度は蒸気圧と比例する関係にあること度流は無視することができる。この考えに基から、ガソリンの蒸発速度は極めて高く、放づいて、換気回数が毎時0.5回の気温20°C火を目的に床面に散布された場合には、液面の室内において床面全体にガソリンを液厚から大量のガソリン蒸気を発生する高い揮発1 mm で散布した場合におけるガソリン蒸気性を示すことになる。新品ガソリンの蒸発速濃度分布の予測結果2）を図1に示す。ガソリ度は、0.5 g/m2s 程度であるが、蒸発によりン蒸気の燃焼下限界（LEL）は1.4％である

揮発性成分が失われると大きく低下し、蒸発ことから、3時間経過後には、高さ56 cm ま率が10 wt％となると0.3 g/m2s 程度、蒸発率で着火可能性領域が拡がることが分かる。こ

※3
熱気層
火炎が天井に到達して天井面下に広がった熱い空気は室内の冷たい空気よりも軽いために、室内上部に熱い空気が層状に溜まることになるが、この高温の空気層を熱気層という。

2が30 wt％では0.1 g/m s 程度にまで低下する。
ガソリンの散布面積 S［m2］と散布量 w0［kg］

図110きる。
aw0＝w0 ln｛mnSt/w0＋1｝/n（3）

ここで、m, n は蒸発速度定数であり、その値の一例を示すと、それぞれ4.96×10−4kg/m2s、5.13である4）。
液面から蒸発して発生したガソリン蒸気の密度は、空気の3倍から4倍と空気よりもかなり重いことから、床面にガソリンを散布した場合には発生したガソリン蒸気は床面全体

ガソリン蒸気濃度 [vol%]が既知であれば、時間 t［s］経過後の蒸発量
aw0［kg］は、以下の式で予測することがでガソリン蒸気濃度分布の時間変化予測

5分
20分
1時間
3時間

8610分
30分
2時間
4時間

4
LEL (1.4%)

20020406080100120

高さ [cm]SE 201 December 2020 7

れ以上の時間が経過すると、ガソリンからのと予測される。そのため、ガソリン散布事件蒸発速度が自然換気により室外に排出されるにおいては、発生被害を最低限にとどめるた速度よりも低くなるため、濃度が低下するよ

め、できるだけ早期の事案対応が必要である。

うになる。以上の予測結果から、室内の床面に全体にガソリンを散布したとしても、着火6．おわりにの危険性がある範囲は床面から高さ60 cmまでと考えることができる。

本稿では、放火事件において自動車ガソリンが床面に散布された場合の火災危険性とし（2）爆燃危険性て、引火性・燃焼性・揮発性に着目してそれ室内などの閉囲空間に充満したガソリン蒸ぞれ解説した。過去の研究結果から、具体的気に着火した場合には圧力上昇による破壊をなデータをいくつか示したが、ガソリンは工伴う爆燃を発生する危険性がある。ここで、業製品であることから、製品間で蒸気圧をはガソリン蒸気の主成分である炭素数4のブタじめとする各種燃料特性に違いが存在するとンの燃焼反応について以下に考える。

いうことに留意する必要がある。その上で、

C4H10＋6.5 O2 → 4 CO2＋5 H2O （4）

今回紹介した各種データが今後ガソリンを取

1 L のガソリン蒸気（ブタン）は、6.5 L のり扱う際のリスクアセスメントに活用してい酸素と反応し、5 L の水蒸気と4 L の二酸化ただければ幸いである。

炭素を生じる。つまり、燃焼前にはガソリン最後に、京都アニメーション第一スタジオ

蒸気と酸素併せて7.5 L であったものが、燃火災において、お亡くなりになられた方々の焼後には9 L になるので、燃焼前後で体積がご冥福を心からお祈り申し上げます。

1.5 L 増加する。加えて、ガソリン蒸気燃焼時に生じる燃焼熱によって、気体の温度が上昇し、さらに体積膨張する。建物室内など一定容積の空間内で、燃焼生成ガスの体積膨張が起きると、室内の圧力が上昇するため、この圧力上昇が爆風圧になり、爆風圧が建物の破壊強度を超えると爆発が生じることになる。
一般に、爆発による圧力上昇が2.1 kPa（約0.02気圧）までは、95％の確率で大きな被害は発生しないとされている5）。そこで、換気回数が毎時0.5回、気温20℃、天井高さ2.4 m

参考文献 1） 総務省消防庁災害対策室：京都府京都市伏見区で発生した爆発火災（第13報）、2019.
2） Okamoto, K. et al.：Induced fire hazard by gasoline
spills, Fire Safety Journal, 2020.
https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.103112
3） Heskestad, G.：Luminous height of turbulent diffusion
flames, Fire Safety Journal, 5, pp.103-108, 1983.
https://doi.org/10.1016/0379-7112（83）90002-4
4） Okamoto, K. et al.：Changes in evaporation rate and vapor pressure of gasoline with progress of evaporation,
Fire Safety Journal, 44, pp.756-763, 2009.
https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2009.03.004
5） 火薬学会 爆発物探知専門部会編：爆発物探知・CBRNE
テロ対策ハンドブック、p.78、丸善、2016.
6） 岡本勝弘ほか：床面ガソリンから発生するガソリン蒸気とその爆発危険性、第51回安全工学研究発表会講演予稿集、111-114、2018.の室内において、床面全体にガソリンを液厚1 mm で散布した場合に発生したガソリン蒸気に着火した場合の爆風圧が2.1 kPa に到達し得るガソリン量を計算すると、床面積30 m2で は370 mL、 床 面 積100 m2で は1.2 L と なる6）。部屋の広さや気温等の条件によるが、1 L 程度のガソリンが床面に散布された場合には、時間経過によって爆燃の危険が生じる
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おかもとかつひろ

東京工業大学大学院修士課程修了。1996年警察庁科学警察研究所 法科学第二部 火災研究室に入所。主任研究官を経て、2017年から現職。火災の原因究明、石油系液体燃料の危険性評価、電気火災、自動車火災に関する研究などに従事。工学博士。