こうえいフォーラム第 31 号 / 2023.6

地下鉄火災対策における現状と性能照査による旅客安全性確保
VERIFICATION ON PASSENGER SAFETY BY PERFORMANCE-BASED APPROACH TOWARD
THE FIRE PROTECTION OF UNDERGROUND RAILWAY

田島 佳幸*・園部 直明**
Yoshiyuki TAJIMA and Naoaki SONOBE

Subway construction is increasing in developing countries due to population growth andeconomic development. Fire prevention is important because underground stations and tunnels
are closed spaces. While the United States, Japan, and Europe have their own subway fire
prevention standards, developing countries do not have their own standards and often adapt
NFPA 130 of U.S. However, this code is mainly prescriptive rules that do not take into accountthe conditions of the site and are often pointed out to be overdesign. This paper describes thecurrent situation in NFPA130, the methodology and results of the performance verification, andthe verification of safety.

Keywords ： underground, fire, smoke, evacuation, prescriptive rule, performance-based
approach, NFPA130

1. はじめに

両者ともに旅客の安全確保 を前提としているが、設計に対するアプローチ方 法 は大 きく異 なっており、日 本 の基 準 が性1863 年にイギリス、ロンドンで、世界で初めての地下鉄が能規定、NFPA130 は仕様規定が中心となっている。

開 業 して以 来 、世 界 各 国 で地 下 鉄 建 設 が進 められてきている。日本でも、1927 年に銀座線、上野～浅草間（2.2km）の

地下鉄の場合、駅やトンネルなどの構造規模を低減すること

開業を皮切りに、現在まで多くの路線で地下鉄が運行されてで、プロジェクトコストや建設期間の低減のみならず、掘削土量いる。

も削減することができ、環境負荷も考慮した設計とできる。

都 市 化 が進 む大 都 市 部 においては、人 口 増 加 や経 済 発

このような背景 から、本 稿では、火災対 策 において、展に伴う自動車交通の増加により、道路交通の負荷が高くな

NFPA130 に記載の仕様規定の問題点を指摘した上で、性り、渋滞が発生している。その解決策として、地下空間を活用

能 規 定 における照 査 方 法 と実 例 を述 べる。また、シミュレーした地 下鉄を始めとした公共交通 の導入 が進められている。

ション等の可視化技術についても言及し、今後建設が期待でとりわけ、途上国を中心に地下鉄建設が旺盛である。

きる途上国等での地下鉄建設における適用性を検討する。

地下鉄は道路交通との交差が基本的に無いため渋滞なく

2. 過去の事例とその教訓移動できる利点があるが、閉そく的な空間でもあるため、火災が発生した場合には煙が充満する速度が速く、危険な状況が「The handbook of tunnel fire safety」 3) による報告によ

生 じやすい。また、多数の乗客を一度 に輸送するため、避難れば、記録が残る最も古い火災事例として、1980 年に発生し出口とその容量の確保、排煙設備の設置 など安全対策が重たドイツの Altora Metro での放火がある。また、New York

要である。

Metro では、トンネル内での車両火災や駅電気系統による火設計段階において、日本では「鉄道に関する技術基準、地災、ケーブル火災、ゴミ箱の出火等、計 14 の火災事例が報下駅等の火災対策基準・同解説」 1) に基づいて設計が進めら告されている。アゼルバイジャンの Baku Metro では、トンネれている。世界では、NFPA が定める NFPA130（Standard

ル内での車両電気系統火災により、260 名の死者があったと

for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail

報告 されている。放 火 のみならず、機 械設備等 からの発火もSystem） 2) が広く認識されており、アメリカ国内のみならず、デ当時は多かったことを示唆している。

リーメトロやシンガポールメトロ等、世界各国でも採用されてい日本においては、1972 年に発生した、北陸本線の北陸トンネルにおける火災事故が一番大きな被害である 4) 。北陸ト

る。
*
**

ンネルは全長 13.8km と長い上、当時は食堂車が付随してお鉄道事業本部 鉄道事業部 鉄道計画部
鉄道事業本部 鉄道事業部 鉄道技術部

1

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り、その食 堂 車より発火 した。当 時 、異 常事 態 の運 転規 則が

3. 地下鉄火災における基本対策

定まっておらず、異常事態 を感知 した運転士がトンネル内で（1） 地下鉄の特徴

列 車 を停 止 したことで被 害 が拡 大 した。その教 訓 を受 けて、

基本対策を述べる前に、地下鉄の特徴をまとめる。

日本におけるトンネル内火災発生時の基本原則として、トンネ

都市鉄道における地下鉄路線は、以下の特徴を有 しておルを走り抜ける、または次駅まで走り抜けることとした。

り、道路トンネルや貨物列車等とは性格が異なると言える。

近年における最大の火災事例としては、2003 年の韓国の•Degue Metro における火災事例が挙げられる 5), 6), 7) 。本火

列車は鉄道事業者により運転および制御されている。乗務員に対して、異常事態に関する教育・訓練を実災事例は、2-4ℓのガソリンを用いた放火により、197 名の死者施している事業者が大多数である。

を出した大惨事となった。

•

韓国においては 1998 年頃に車両の不燃化に関する基準

乗客輸送を目的にしており、不燃物が含まれる貨物輸送は線路を走らない。

が制定されたが、2003 年に放火された車両は、それ以前に•製造 されたものが変更なく使用されていた（ 図－1）。シート、そのものに引火物はない。

床材、天井材料として不燃材ではない材料が使われていたこ•とから、火災は短時間で延焼した。

の持ち込む手荷物量は限られる。改札入場前に手荷物

ディーゼル機関車ではなく、電気車両のため、車両
短距離の通勤や一般移動に使用されるため、旅客検査を行う事業者も多い。
•

駅間距離がおおよそ 1km 程度であり、運転時間は

2-3 分と短時間である。
•

火災と車両故障が同時に発生し、トンネル内で立ち往生する確立はきわめて低い。運転士の判断で列車を止めた事例を除くと、過去の事例でも確認できない。

図－1 不燃材が使用されていなかった Degue Metro の車両

これらの特徴 と、上述 の過去の事 例とその教訓 を受けて、また、対向線 路 に停 車 した車両 の運転 手は、火 災 の状況

地下鉄火災における基本対策をまとめる。

を把握し、発車を試みたが停電状態になったことから、発車をすることができなかった。パニック状態となった運転手は、マス（2） 不燃材の仕様

ターキーを抜 いた状態 で逃走したことから多 くの乗客 が列車
内 に 閉 じ こめ ら れ る こと に なっ た 。 結 果 と し て、 全 死 者 数 の

地下鉄における火災基本対策の重要事項は、駅、トンネル

70%を超える 142 名が対向車両内で亡くなっている。放火をなどの構造材料、車両の材料に可能な限り不燃材料を用いるされた車両の乗客は全て脱出をしており、車両内で死者は発ことである。燃えるものをできるだけ排除することにより火災の可見されなかった。

能性を低くするとともに、火災の延焼を防ぐ対策が基本となる。

その他、消火設備は、配置はされていたものの、十分に機（3） 火災時の列車運行の原則

能していなかった疑いもある。
Degue Metro 以 外 で も 、 前 述 し た ア ゼ ル バ イ ジ ャ ン の前述した 1972 年の北陸トンネルにおける列車火災事故のBaku Metro 火災においても、不燃化を図っていなかったこと

教 訓 より、日 本 におけるトンネル内 火 災 発 生 時 の基 本 原 則等に起因して多数の死者を出したとされている。

は、トンネルを走り抜けるまたは次駅まで走る抜けることとなっている。この原則 は地 下鉄 火災 対 策 における日 本 基準 においても適用されており、以下の運行原則がとられている。
•

トンネル内で車両火災が発生した場合は、次駅まで走り抜ける。
•

また、対向線路などの他の列車は、火災車両が停車している駅には停車せず、火災列車が停車した駅には近づかない。
欧 州 においても、トンネル内火 災 の検 討 報 告 書 である「Fire in Tunnel, FIT」 8) によれば、トンネル内で火災が発生
図－2 Degue Metro の被害状況

した場合は次駅まで走り抜けることとなっており、駅間距離は非常に短く、列車がトンネル内で停止をすることはきわめて低いことが指摘されている。このことから、欧州の各地下鉄事業
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者は日本と同様の対策をとっているものと考えられる。

すなわち、工 学 的 アプローチにより検 証 することができれこれらの基本原則を前提にその他の総合対策を考えることば、必要避難時間はエンジニアの裁量により修正が可能であが重要である。

る。

2021 年 10 月 30 日に発生した京王線の火災事例におい

ただ、一方で、具体的にどのような火災シナリオ、計算式をてもこの原則が適用され、トンネル内に乗客が立ち往生するこ

用 いて検 証 するかは記 載 されておらず、 確 定 的 な言 及 はなとはなかった。

い。そのため、各エンジニアの裁量により決定される。
2) トンネル設計の評価方法

4. 主な地下鉄火災対策基準

NFPA130 においては、出口間距離が 762m を越える場

前章で述べた基本対策は、世界的な共通事項であり、どの合は、その距離を 762m 以下とするためにトンネルに中間立基準にも示されている。他方で、駅部やトンネルにおける設計

坑などのアクセスを設けなければならないという基準が示され基準にはバラつきがある。

ている。この基準 の代替基 準として単線 トンネル併設 の場合
は、トンネル間を連結する避難連絡坑を 244m 以内の間隔で以下に、NFPA130、日本国内における基準、欧州の基準に分けて特徴を記述する。

設置することが求められる。

なお、地下鉄 における火 災対策 基準 が存在 していない途（2） 日本の「地下駅等火災対策基準」

上国などの新規鉄道事業者は、新たに策定するか、どこかの基準を参考にする必要がある。

日 本 においては、前 章 にまとめた歴 史 的 な事 例 を受 けて度々規定が改訂されている。とりわけ、1968 年の日比谷線神（1） NFPA130

谷町駅の火災事例をきっかけに初めて見直しが行われ、そのNFPA130 は、アメリカ国 内 だけでなく、カナダや北 米 大後 1972 年の北陸トンネル火災事故、Degue Metro の火災

陸、南米・中南米でも適用されている。また、独自の基準を持事故を契機に改訂されている。

たないアジアの途上国においても適用されている。他方アメリ

日 本基 準 は、過去 における地下 鉄火 災事 故 を教訓 としてカ国内でも、法的根拠とはせずガイドラインの一種として扱っ制定されてきており、近年の地下鉄火災事故の状況も分析をている州、鉄道事業者もある。

して反映されてきているものである。

1983 年の初稿以来 2020 年まで 3-4 年周期で改訂版

具体的な避難の照査方法として、大きく分けて①通常火災が出されている。2010 年以降は 2014 年、2017 年、2020 年

に関する照査と、②大火源火災 に関する照査 の二つに分類に改訂されている。

される。求めた必要避難時間に対して、通常火災では許容煙

1) 駅設計の評価方法

濃度、大火源火災では床面から 2m の高さまで煙が降下する

NFPA130 の駅における避難照査は、基本的に仕様規定

時間で評価する。詳細は次章にまとめる。
なお、日本基準では、火災が発生しても次駅まで走行するである。具体的には、以下の記述に基づく。
5.3.3.1 Platform Evacuation Time. There shallことが基本であるため、地下鉄のような駅間が短いトンネルに

be sufficient egress capacity to evacuate theは中間避難口や避難連絡坑等の設置は義務付けられていな

platform occupant load as defined in 5.3.2.5 fromい。

•

the station platform in 4 minutes or less.
•The（3） 欧州5.3.3.2 Evacuation Time to a Point of Safety.
stationshallbedesignedtopermit1998 年以降に欧州 の道路トンネルにおいて大規模火災

evacuation from the most remote point on theが相次いで発生したことから、道路 トンネルを中心にトンネル

platform to a point of safety in 6 minutes or less.

火災に関する議論が欧州において多くなされてきている。これまでに、欧州委員会（European Commission）の第 5 次フ

従来の NFPA130 では、これらの規定に基づき、十分な階

レームワークプログラムを中心として、トンネル火災対 策検討段を設置することが求められた。一方で、以下の項目が追加

プロジェクトが実施されている 8), 9) 。

され性能規定によるアプローチも認められている。

これらの中で、Fire in Tunnel（FIT）においては、地下鉄

5.3.3.7 Engineering Analysis. Modification of

火 災対 策 の比較 として欧州 各国 ・ 各都市 の既存 の基準 およthe evacuation times and travel distance shall be

び設備に関する比較を行っている。FIT によれば、2005 年•

permitted based on an engineering analysis by

時 点 で国 として地 下 鉄 に適 用 しうる火 災 対 策 基 準 を欧 州 で

evaluating material heat release rates, station

持っている国はオーストリア、ドイツ、スペイン、イタリア、フラン

geometry, and emergency ventilation systems.

スの 5 か国となっている。しかし、これら基準の問題として、山3

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間 部 の鉄 道 トンネルに関 する基 準 と混在 している（ フランス、

義されている。よって、火災発生場所がどこであろうとも、列車

オーストリア） または、地 下 部 に限 らず軌 道 交 通 全 般 の火 災が同時に到着し、一つのホーム（島式ホーム）を利用して多く対策基準となっている（ イタリア）など、地下鉄トンネル火災にの乗客が避難する前提である。

おいて安全上重要な役割を果たす駅との関 連性が十分に備

車 両 火 災 であれば火 災 が発 生 した車 両 のみ駅 で緊 急 停

わっていないことが指 摘 されている。また、駅 に関 しては、各止させ乗客を避難させる。火災が発生していない列車はこの

国 とも通 常 のビルなどの火 災 に対 する基 準 が適 用 されてお駅以外で停止させる運用とすれば、両線同時到着は防ぐこと

り、地下鉄火災における特性を反映していないことが指摘され

ができる。

ている。

2) 駅部における避難の避難時間の算出方法

鉄 道 の技 術 基 準 としては、Technical Specification for

Section5.3.3.1 および 5.3.3.2 では、4 分以内にプラット

Interoperability（TSI） 10) という基準が出されている。その中ホームから避難、6 分以内に安全な地点への避難が必要であ

で、インフラ、車両 、エネルギー等 の個別分野 の基準 が制定る。しかし、駅構造（ 煙の拡散容量） や火災シナリオ、排煙設

さ れ て お り 、 ト ン ネ ル に お け る 避 難 基 準 は 「 Safety in

備のスペック等を考慮せずに、一律に定められている。

Railway Tunnel（SRT）」 11) に規定されている。TSI は 2008

一般的 に、必要な避難時間はこれらの状況 により異 なる。

年 に初版 が出 されて以降 、2011 年 に初版 の修正版 、2015

例えば、広い駅空間と排煙設備が設置されている駅において

年に第二版、2019 年に第二版の修正版と、3～4 年置きに火災が発生しても、比較的避難に余裕がある。一方で、狭い

アップデートされている。

駅空間で排煙設備も十分設置できていない駅においては 42019 年版においては、トンネル内の避難のため、少なくと分でも間に合わない可能性がある。

も 1000m ごとに一か所は地上までの緊急避難口を設置しな

この仕様規定の問題を補うため、Section5.3.3.7 においてければならないと規 定 されている。もしくは、独 立 した二 つ以は性 能 規 定 による避 難 時 間 の変 更 を認 めているが、地 下 鉄

上のトンネルの場合、少なくとも 500m ごとに一か所避難連絡

駅における不燃化を前提とした火災シナリオについて十分な坑を設置することで代替も可能であるとされている。これらは、情報を与えていない。NFPA130 は地下鉄だけの基準ではな

NFPA130 よりも緩和された基準であるが、仕様規定となってく、可燃物を搭載した都市間鉄道なども対象のため、使用者いる。

が明確にわかるように地下鉄火災における性能規定のためのTSI によると、TSI に準じて設計されていない既設鉄道シス

情報が整理されていない。

テムとの技術的互換性確保や、その他 TSI における特例等の場合は、各国個別の規則の適用が可能と定められている。
2005 年の FIT が実施した欧州 17 都市の既存地下鉄防災対策調査結果によれば、各都市鉄道事業者は、独自の防災対策をとっていることがわかっている。

5. NFPA130 適用時の課題
新 興 国 や途 上 国 等 の自 国 で避 難 基 準 を持 たない国 での図－3 駅構造による煙降下時間の相違イメージ

新規地下鉄建設において、NFPA130 の適用は非常に容易である。その理由は、英語で出版されている上に、NFPA の（2） トンネル設計の課題

関連基準（例えば、設備設計等）も全てシリーズとして手に入

前述の通り、出口間距離が 762m を越える場合は、その距るためである。ただし、適用時の課題も多いため、本稿では以離を 762m 以下とするためにトンネルに中間立坑や避難連絡

下に駅部とトンネル部に分けてまとめる。

坑等の避難路を設けなければならない。
この避難連絡坑の設置間隔は、1977 年に行われたアトラ（1） 駅設計の課題

ンタメトロ（MARTA）の設計検討において、不燃化がなされて

1) 駅部における要避難者数

いない車両 の床材火災 が発生 した際 に、輻射 熱などで火災

多くの都市鉄道は複線路線である。地下駅においては、階点を通過して風上側に避難することができず、風下側に逃げ段 を両方向 路線 に共有できるなど、サービスレベルの向上 、ざるを得 ない乗客 がフラッシュオーバーに至る前 に避 難を完駅幅の削減など利点が多いことから、島式ホームとなることが了できることを目的として設置された基準である 12), 13) 。現在多い。

の NFPA130 基準においては、床材に厳しい不燃化の規定

NFPA130 に お い て 、 駅 部 に お け る 要 避 難 者 数 はを設けており、現状の車両においてはフラッシュオーバーに至「Simultaneous entering the station on all tracks」と定ることはないことを NFPA 関係者は認めている。基準間の整4

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合 性 がとられておらず、現在の条 件 に応 じて性 能規定 により•避難連絡坑の設置間隔を検討すべきであるとの論文がいくつ

ジェクトにおいて必ずしも十分ではない。

も出されているが•

14) 、避難連絡坑に関しては性能規定適 用

最 小 限 の（ 仕 様 による） 規 定 は、いかなる特 定 のプロ
最小限の（仕様による）規定は、しばしば過剰な要求であり、不釣り合いな費用によって成し遂げられる。

の改訂には至っていないのが現状である。
鉄道 の運営上 、車両火災 が発生 した場合は次駅 まで走 り
抜けることが原則である。よって、トンネル内で火災 車両が立仕様規定による過不足が発生する問題は国際的に認識さち往生する状況は、何らかの機械故障による列車の停止と火れており、妥当 な規模 のプロジェクトとするため、性能規定に災が同時に発生するきわめて確率の低い状況のみとなる。

よる評価が今後の趨勢となってゆくと思われる。

万 が一 そのような状 況 が発 生 した場 合 、基 本 的 には風 上（2） NFPA での公開議論

側 に避 難 を行 う。避 難 連絡 坑が使 用 される状況 は風 下側 に逃げなければならない状況 のみであり、風 上側 に避 難できる

NFPA では、Public Input という一般からのオープンな協

場合はそのまま落ち着いて駅まで避難することが可能である。

議の場を設けている。この Public Input の 2017 年に投稿された記事によれば 16) 、車両、信号、電源、信頼性、運用の高度 化 が図 られ、地 下 鉄 で火 災 が発 生 する確 率 、発 生 した場
合 の火 災 規 模 、駅 やその他 の所 定 の緊 急 避 難 場 所 以 外 に避難する可能性は大幅に低下していると指摘されている。さらには、地下鉄火災に関する最新の歴史的・統計的分析によると、この 10 年間で世界中の地下鉄における火災事故の件数

図－4 避難連絡坑の使用イメージが激減していることが示唆されていると指摘している。
避難連絡坑を使用するためには、対向側のトンネル内に列

欧 州や日本 の近 代的 な地下鉄 では、トンネル火災 におい

車 が走行 していないことを確認 した上で避難連絡坑 のドアをては駅が安全な場所として機能するため、ほとんどの場合、避列車乗務員等 の鉄道事業者が開放する必要 があり、その確難連絡坑は使用されていないこと、日本の設計チームの影響認をするのに時間を要する可能性がある。また、避難連絡坑によりエジプトをはじめとしたいくつかの国で NFPA130 の採の通路幅は 1120mm と非常に狭いことから、非常に大きな滞用 に抵 抗 する動 きがあり、その仕 様 規 定 によるアプローチで留を起こす可能性が高く、その間に次駅まで歩いて避難した

国際規格としての地位を危うくしていることを指摘している。
この投 稿 者 は、これらの背 景 から、トンネル内 出 口 間 の最ほうが早く避難が完了して好ましいと考えられる。

大距離 762m を延長するためのリスク分析を実施することを提一般的な都市鉄道では、駅間は概ね 800m-1km 程度で案している。

ある。その場合、中間避難立坑もしくは避難連絡坑を設置することとなる。建 設コストは高 く排 土 問題 、地 上 の土地 収用 も（3） リスクアナリシスの必要性必要であり、環境負荷も高い。発生頻度・使用頻度 および運前 述 の IT A- CO SU F が出 版 する「 An En gineeri ng

用 上 の問 題 から、コストや環 境 負 荷 と比 較 し、どの程 度 安全

Methodology for Performance -Based Fire Safety性を向上させるかが議論となっている。

Design of Underground Systems」では、避難時間算出の6. 性能規定採用の世界的潮流

前 に、起こり得る全てのリスクをスクリーニングし、その発生頻（1） 国際的な認識度 と重症度 を定 性的 に分析 すべきであると指摘 している。下図は、横軸に発生頻度、縦軸に事故が発生した場合の重症

上述のように古い仕様規定が NFPA には残されており、性能規定 による代替について検討 がされているものの、十分な度 を表 してお り、 それ ぞれ In tole rab le （ 耐 え られない ） 、採用には至っていない。NFPA をはじめとした各国の鉄道火U ndesi rable （ 望 まし くない ） 、Toler ab le（ 我 慢 できる） 、

災 対 策 基 準 においても仕 様規 定 による問 題 があることから、
High severity

国 際 ト ン ネ ル 協 会 （ ITA ： The International TunnelingandUndergroundSpace

Intolerable

Association ） は 、 「 AnEngineering Methodology for Performance-Based Fire

Undesirable
Low frequency

High frequency

Safety Design of Underground Systems」（地下鉄道の性能規定火災安全設計の工学的方法） 15) を発行して、性能規

Negligible

定による設計・検討を推奨している。ITA は、性能規定を行う

Tolerable
Low severity

べき理由として以下の問題を挙げている。

図－5 リスクアナリシス表
5

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1) 避難時間の算出

Negligible（無視できる）の四つで評価している。

避難時間算定のための滞留時間は次式により算出される。

この分析は、各路線の設備や設計条件により分析され、路線の特徴によって異なる。他方、本書では次の 12 個のリスクを指摘している。とりわけ、火災に関しては緊急性が高いと指𝑇 = 𝑄 ⁄(𝑁 × 𝐵)

摘している。1. Train fire and stop in station（列車火災がT: 滞留時間（秒）発生し駅で停止）、2. Train fire and stop in tunnel（列車

Q: 要避難者数（人）

火災が発生しトンネル内で停止）、3. Derailment（脱線）、4.

N: 群集の流出係数（人/m/秒）

Collision with obstacle and/or other trains（障害物もしく

B: 階段幅員等（m）

は他列車と衝突）、5. Cable fires（ケーブル火災）、6. Fireof elevators （ エ レ ベ ー タ ー 火 災 ） 、 7. Fire in technical

歩行速度と流出係数は以下の値を適用する。

rooms（ 設 備 室 内 火 災 ） 、8. Fire in station commercial

水平部歩行速度: 1.0 m/秒、階段部歩行速度: 0.5 m/秒

areas（ 商業施設内火 災 ） 、9. Collapse of infrastructure

流出係数: 1.5 人/m/秒（水平部）、1.3 人/m/秒（階段部）（ インフラの崩 壊 ） 、10. Overcrowding（ 超 過 密 状 態 ） 、11.

全 避 難 時 間 を算 出 するため、次 のプロセスで算 出 する。

Explosions（爆発）、12. Terror（テロ）。

（1）車両ドア部の滞留時間、（2）ドアから階段までのホーム上

このようなリスク分析を各路線の特徴を踏まえた上で行い、の移動時間、（3）ホーム上の階段部の滞留時間 、（4）ホーム

リスクをスクリーニングした上で対策を行うことが推奨されていからコンコースまでの階段の移動時間、（5）コンコースの階段る。

から改札までの移動時間、（6）改札での滞留時間、（7）改札からコンコースの階段までの移動時間、（8）コンコースの階段

7. 性能照査方法

部の滞留時間、（9）コンコースから地上までの階段の移動時間。

性 能 照 査 の事 例 として日 本 の地 下 鉄 等 火 災 対 策 基 準 に記 載されている、地下 駅 における乗客避 難の性能照 査方法を示 す。日 本 の地 下 鉄 等 火災 対 策 基 準 の特 色 としては、火（2） 通常火災に対する照査方法

災 シナリオに応 じた煙 の評 価を比 較 的容易 な代数 式 にて行

1) 車両火災および売店火災（プラットホーム階）

えることにある。詳細については文献 1) に詳しく述べられてい火 源 がフラッシュオーバーに至 るまでの煙 を想 定 して、歩るため、ここでは概要のみを示す。

行速度を落とすことなく避難が行える視距が確保できることを検証する。避難時間終了時間 t における煙濃度 Cs は、ホー

（1） 想定需要と想定火災

ム階 における点火ブロック容積 を算定 し、想定火災 、避難終

地下駅においては、原則として材料の不燃化が求められて了時間に応じて代数式により Cs を算定して、許容煙濃度 0.1

お り 、 そ の 観 点 を考 慮 し て 火 災 が 想 定 さ れる 場 所 は車 両 ・（ 1/m） 以 下（ 視距 15-20m 相 当 ） であることを確 認 する。な

ホーム上 の売 店 、コンコースの売 店 の三 か所 に限 られる。火お、ホームに売店が無い場合は評価の対象としない。

災 規 模 は、ガソリンを伴わない通 常 火 災 と、ガソリンを使 った

2) コンコース火災

大 火 源 火 災 の二 つのシナリオをそれぞれの場 所 で想 定 して加えて、コンコース階においては、避難終了時間 t におけいる。また、各シナリオにおける想定乗客を列車内およびホーるコンコースの必要煙拡散容積 V0 は、避難終了時間に応じ

ム待ち乗客に分類している。

て代数 式 により算定 し、別 途算 出 したコンコースの煙拡散容
積 V が V0 以上であることを確認する。

表－1 想定火災場所と火災規模およびその想定需要
想定火災

車両
プラット
ホーム

コンコース

列車内

乗車率
待ち客数
始発なし
始発あり

通常

200%

0%

0%

大火源

200%

75% (150%)

125% (200%)

通常

200%

75% (150%)

125% (200%)

大火源

200%

75% (150%)

125% (200%)通常

0%75% (150%)

125% (200%)

大火源

0%

75% (150%)

125% (200%)

図－6 通常火災における許容煙濃度による視距の評価*（）内の数字は平均乗降客数が 10 万人/日以上の大規模
駅に適用
6

こうえいフォーラム第 31 号 / 2023.6（3） 大火源火災に対する照査方法（2） 車両からの大火源火災(煙降下時間の評価)

大火源による煙等が避難上支障のある床面 2m の高さまで

以下の代数式により煙の降下時間を算出する。

降下するのに要する時間 t 0 は以下の各々の場合において代𝑡0 = 𝑉𝐸 ⁄(𝑉𝑠 − 𝑉𝑒 ′ )数式より算定し、t0 が別途計算した避難終了時間 t 以上であ𝑉𝐸 = (𝐴𝐸 − 𝐴𝑉′ ) × 𝐿

ることを確認する。

𝑉𝑒′ = 𝑉𝑒 × (𝐴𝐸 − 𝐴𝑉′ )⁄(𝐴0 − 𝐴𝑣 )ただし、(Vs - Ve')≦0 の場合、t0 = ∞とする。

1) ホーム階の車両火災および売店火災の場合
2) コンコース階の火災の場合

表－3 大火源火災の煙降下算定式における係数
V E: ホーム床面から 2.0m 以上のホーム階全体の有効容積 (m 3 )Vs: 流出煙流出および煙等発生量で、いずれも 300 (m 3 /分)とする。
Ve’: ホーム階全体の有効容積 V E に対する有効排煙量(m 3 /分)
A E: ホーム床面から 2.0m 以上のホーム階の線路直角方向断面積で、階段や柱等の煙の拡散しない部分を除いた面積(m 2 )図－7 大火源火災における煙の降下時間による評価

Av’: ホーム床面から 2.0m 以上の車両断面積(m 2 )Ve: ホーム階全体の排煙設備の換気量(m 3 /分)

8. 性能規定による安全性照査の実例

AO : 点火ブロック容積計算における線路直角方向断面積(m 2 )バングラデシュ国 における初 めての地 下 鉄 であるダッカ

Av: 車両断面積(床下部分を含む)(m 2 )MRT5 号北線を対象に、地下駅における照査を行う。対象とする駅は、折返し運転や始発運転が無い一般的な島式ホー
ムの Dar-Us-Salaam 駅とする。なお、本稿における検証は

ホーム階全体の有効排容積 VE は以下の通りとなる。
𝑉𝐸 = (𝐴𝐸 − 𝐴𝑉′ ) × 𝐿

車両からの大火源火災とする。

𝑉𝐸 = (22 − 4.4) × 170（1） 避難時間の算出= 2993.0 [𝑚3 ]V E に対する有効排煙量 Ve’は以下の通りとなる。

ダッカ MRT5 号北線の車両において、乗車率 100%の状

𝑉𝑒′ = 𝑉𝑒 × (𝐴𝐸 − 𝐴𝑉′ )⁄(𝐴0 − 𝐴𝑣 )態は 1,296 人と算出されている。要避難者数は表－1 に基づ

𝑉𝑒′ = 83 × (22 − 4.4)⁄(71.9 − 20.3)
3= 28.4 [𝑚 ⁄𝑚𝑖𝑛]
床面から 2m の高さまで降下するのに要する時間 t0 は以いて計算している。各ボトルネック箇所での滞留時間（T）および各ボトルネック間の移動時間（t）を表－2 にまとめている。この結果から、車両内からコンコース階まで全員が避難完了するのに 6.1 分かかることがわかった。

下の通りとなる。
𝑡0 = 𝑉𝐸 ⁄(𝑉𝑠 − 𝑉𝑒 ′ )

表－2 要避難者数とそのコンコースまでの避難時間
避難ルート

𝑡0 = 2993⁄(300 − 28.4)

時間[秒]= 11.0 [min]要避難者数 = 1,296 * (75%+200%) =3,564 人

よって、避難時間が 6.1 分のため、煙が降下するまでの時

T1

車両ドアの滞留時間

57.1

間 11.0 分以内に想定される要避難者全員が避難完了できる

t1
(max)
t1
(min)
T2

最遠車両ドアから階段までの移動時
間
最近車両ドアから階段までの移動時
間
階段での滞留時間

36.5と検 証 できた。NFPA 130 における仕 様 規 定 を採 用 した場

10.0

合、プラットホームからは 4 分以内に避難を完了しなければな

408.6

t2

階段の移動時間

34.0

避難時間の比較
T1 + t1 (93.6 [s])<らないため、同駅 の階段・エスカレータの流出容 量では不足をしていることとなり、階段幅を広げる、階段数を増やすなどの対策が必要となる。この場合、駅規模は 10%以上大きくなることが推定され、建設 コスト、運営コスト（おもに電気代） およびT2 +t2 (355.0 [s])t1(min) + T2 +t2(コンコース階までの避難時間)

365.0(6.1 min)

環境負荷が増大することとなる。

*T はボトルネック箇所での滞留時間、t は各ボトルネック間

9. シミュレーション技術を活用した検証の移動時間を表す

上記に示した日本の地下鉄等対策基準に示されている代数式を用いた煙の評価方法は、大規模な数値解析などを行う必 要 もなく、容 易 に経 済 的 な性 能 規 定 設 計 を行 うことが可7

こうえいフォーラム第 31 号 / 2023.6

10. おわりに能であるが、適用範囲について理解をしておくことが重要である。本 基 準 においては、プラットホーム階 とコンコース階 を防火災対策においては、火災の発生を未然に防ぐことが最も

火・防煙 区画 により分 離することを前提としており、海外で見重要である。人為的な火災の有効な解決策として、入場前のられるアトリウムなどのプラットホーム天井の一部を吹き抜け構

手荷物検査 が有用ではあるが、地下 駅における空間 の制限造とする駅では適用 ができない。また、本基 準の代数式 を定やコスト面の制限から、膨大な機器の設置や監視人員の配置

めるにあたり、床面から天井への高さを 4.5m 以下として想定は困難であることが多い。そのような駅には、AI 技術を活用ししていることから、それ以上の大きな空間 においても使用する

た CCTV カメラによる不審行動の事前検知等の新技術の活ことができないため、このような場 合 は二層 ・多 層 ゾーンモデ用が期待されている。

ル、あるいは、Fire Dynamics Simulator（FDS）に代表されまた、どれだけ予防を行ったとしても、火災事故・事件 が発る火災用 Computational Fluid Dynamics（CFD）などの数生するリスクはゼロとはならない。一方で、起きうる事故の確率

値解析シミュレーションによって煙の評価を行う必要がある。

と被害規模 を想定して適切な規模・コストでの対策を行 うこと途上国における新規都市鉄道整備では、現地施主（鉄道が重 要であり、設計段 階 においては、できる限 り全 てのリスク

事業者）や消防関係者は必ずしも地下鉄のことに理解が深いのスクリーニングと検討を行い、性能規定により対策を行うこととは言えず、むしろ経験がない場合の方が多い。そのような関が求められる。地下鉄は各国、各都市で特徴が異なるため、係者に対して、上述したプロセスを正確に理解してもらい、承同じ事業者が同 じ都市内で運行していたとしても、設計思想認を得るためには、可視化されたシミュレーション技術を活用

や技 術 の進 歩 、供 給 される設備 、地 下 空 間 、土地 の条 件 等することも有効であるため、CFD による性能規定評価は増えに よって路 線 間 の鉄 道 システムは異 なる場 合 が多 い。 ゆ えてゆくことが想定される。

に、世界統一的な仕様規定による設計基準を設けることは困

ま た、 歩 行 者 ・ 避 難 者 評 価 におい ても歩 行 者 流 動 シミュ難であり、個別の事情に応じて、性能規定として分析・対策を

レーションの有効性が挙げられる。歩行者流動シミュレーショ

講じることが肝要である。

ンでは階 段 やエスカレーター、その駅 施 設 をモデル化 し、その空 間上 に歩行 者 を発生 させることができる。これにより、避参考文献

難時間の算出や避難行動の可視化が可能となる。避難時の1)

国土交通省：地下駅等の火災対策基準・同解説、2014

みならず、通常営業時の歩行者行動も表現することができる。

2)

National Fire Protection Authority: NFPA130 Standard for

手 計 算 で は 表 現 で き な い ボ ト ル ネ ッ ク 箇 所 や Level of

Fixed Guideway Transit and Passenger Rail System, 2020

Service（LOS）の評価 17) 等、より駅利用者にとって満足度の3)

高いレイアウトの検討が設計段階で可能である。

Alan Beard and Richard Carvel: The handbook of tunnel fire
safety, I. A history of fire incidents in tunnels, 2005

旅客流動と FDS のシミュレーションを融合させた技術も進4)歩しており、これにより、よりリアリティのある表現が可能になっ久宗周二、中山光成：「北陸トンネル」の列車火災発生時の避難行
動に関する研究、2015てきている。

5)

消防庁消防研究所：韓国大邱市地下鉄火災の調査結果概要、
2003

6)

大塚孝義、高橋聡:大韓民国 大邱広域市地下鉄中央路駅の火災について（土木学会報告）、2003

7)

國島正彦、浅見絵理佳：大邱の地下鉄火災、失敗知識データー
ベース、2003

8)

図－8 FDS による地下駅火災シミュレーションの例

European Thematic Network Fire in Tunnel: Fire in tunnel(FIT), 2005

9)Tunnels & Tunnelling International: EU tunnel fire safety
action, pp. 20-23, April 2003

10) European Union Agency for Railways: Guide for theapplication of the SRT TSI, 201911) Commission Regulation (EU): Concerning the Technical
Specification for Interoperability of “Safety in Railway
Tunnels” of the Rail System of the European Union, 201912) Justin

図－9 歩行者流動シミュレーションの例

Edenbaum,

Sue

Cox,

Gary

English:Cross-

passageways vs. Emergency Exit Stairways in Rail Tunnels,
20158こうえいフォーラム第 31 号 / 2023.6
13) 園部 直明: KISS-RAIL 2.0 これからの海外都市鉄道-計画、建設、運営- pp. 259-264、㈳海外鉄道技術協力協会
14) William D Kennedy, Justin Edenbaum, Mia Kang, Kirk G
Rummel:SubwayTunnelCross-Passage

Spacing:A

Performance-Based Approach, 201415) ITA COSUF: An Engineering Methodology for PerformanceBased Fire Safety Design of Underground Rail System, 201416) Arnold Dix: Public Input No.45-NFPA130-2017(New Section
after 3.3.16), 201717) DESIGNING FOR PEDESTRIANS: A LEVEL-OF-SERVICECONCEPT, John J. Fruin, 19719