サーモ機能付き防火装備の開発について
東近江行政組合消防本部（滋賀県）

１

大橋

真

辻健人

はじめに火災現場において燃焼室内での火災救助活動は、一旦事故が起きると重大事故に繋がり、安全管理上最も危険が伴う活動です。特に近年の住宅構造は従来の木造住宅に比べ、気密性の高い防火構造であるため、換気支配型の火災となる傾向があります。そのため、現場到着した消防隊員の開口部開放によって燃焼と共に減少していた酸素が再び供給され、爆発的な燃焼が発生し隊員の受傷につながる危険があります。
消防職員は、要救助者の命を救うことが最大の責務ですが、同時に自らの命と仲間の命を守ることも重要な要素です。
この高い危険を伴う屋内進入及び進入後の活動時において、「誰もが一律に環境測定できる」資器材があれば、消防職員の安全管理が飛躍的に向上すると考え、今回の開発に至りました。

２

現状の課題
消防隊は、玄関扉などから屋内進入する際、屋内の燃焼状況を予測 し 、進 入 の 可 否 を 判 断 す る た め 、扉 の 表 面 温 度 を 確 認 し て い ま す 。
多くの場合、防火手袋を着装した状態で手の甲や手の平を扉に押し当てて確認していますが、このサイズアップの具体的な要領は特に定まっていません。個人の手技や感覚、経験値に委ねられており、人によって評価が変わる可能性を多分に含んでいます。
また、火災熱によって扉がどれほど熱を帯びるのか、あまり知られておらず、加えて耐熱性能が向上した防火手袋で本当に熱気確認ができているのか疑問も生じています。最悪の場合、熱気があるにも 関 わ ら ず 、「 熱 気 な し 」 と 評 価 す る ケ ー ス も 考 え ら れ ま す 。

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さらに現在の防火衣は、屋内活動に重点を置いたモデルが主流となっており、防火性能が向上している反面、空間温度を感じにくいというデメリットがあり、人体に極めて危険な高温環境下であることに気付かず活動を継続してしまう可能性があります。
（写真Ｎｏ．１）
これらの問題は、熱画像直視装置を用いることで概ね解消できますが、財政上の問題もあり、全ての小隊に高額である熱画像直視装置を配備することは厳しいと考えます。

３

開発機器の概要
本開発機器は、既存の防火手袋及び防火ヘルメットにサーモラベルと呼ばれる示温材を貼り付けたものです。サーモラベルとは、工場などで製品管理に使用されており、異常発熱などを感知すると瞬時に変色して知らせる危機管理製品です。この変色反応の特徴を火災活動に応用したものがサーモ機能付き防火装備になります。
（写真Ｎｏ．２、３）
サーモラベルの性能として、成分は溶融性顔料であり、安定性のある融点を利用しているため、正確で高精度に温度を明示します。
また、表面は耐熱性フィルムで密封されているため、水、薬品、油など環境雰囲気に対する耐久性に優れています。
⑴

サーモ機能付き防火手袋について既存の防火手袋に、４０度と６０度で変色反応するサーモラベルを貼り付けます。貼り付け位置は、これまでの屋内進入活動を大きく変えないように熱気確認を行っている防火手袋の甲側とします。
扉等で熱気確認をする際、扉表面温度が４０度以上なら、４０度サーモラベルが変色し、６０度以上なら６０度サーモラベルが変色します。文字通り、温度を「見える化」します。
（写真Ｎｏ．４、５、６）⑵

サーモ機能付き防火ヘルメットについて－ 46 －

既存の防火ヘルメットに、２００度と２５０度で変色反応するサーモラベルを貼り付けます。こちらは屋内進入後の活動用であるため、空間温度の中でも高温になりやすい高い位置を測定する必要があります。したがって、貼り付け位置は、隊員の身体の中で最も高い位置にあり、隊員同士が視認しやすいように防火ヘルメットの後頭部側としました。屋内活動中、空間温度が２００度以上になると、２００度サーモラベルが変色、２５０度以上になると、２５０度サーモラベルが変色し、進入隊員に危険を知らせます。

４（写真Ｎｏ．７、８）

開発機器の作製に必要な物品及び作製方法
作製に必要な物品は、①防火手袋と防火ヘルメット、②サーモラ
ベル変色温度４０度、６０度、２００度、２５０度各１枚、③耐熱性の接着剤１本です。
費用は隊員１名あたり、４種のサーモラベルで約１，０００円です。サーモラベル裏面は強力な粘着テープであり、防火ヘルメットには直接貼り付け、防火手袋には耐熱性の接着剤を塗布し貼り付けます。
また、防火ヘルメット用サーモラベルは高温度計測のため不可逆性のものしか製造できませんが、防火手袋用サーモラベルは、変色反応後も時間経過とともに元の色に戻る可逆性のものを使用するため、再利用が可能です。

５

各種検証
検証１

燃焼室の温度上昇に伴う扉の表面温度の計測

火災熱によって、火点室の空間温度と扉の表面温度はいったい何度ぐらいになるのか検証するために以下の実験を行いました。
⑴

温度設定
木材は、概ね２５０度に達すると熱分解が始まり可燃性ガスが発生するため、木造建物等ではフラッシュオーバー等の危険性が－ 47 －

高まります。そのため、熱分解する前段階として２００度を目安に空間温度を上昇させ、その時の木製扉と鉄製扉の温度上昇を計測しました。
⑵

計測方法
燃焼室の空間温度を計測するために燃焼室の床面から高さ１０ｃｍ、５０ｃｍ、１００ｃｍ、１５０ｃｍの位置に熱電対（温度センサー）を設置し、燃焼室に取り付けている木製扉（フラッシュ 構 造：厚 さ ３ ｃ ｍ ）と 鉄 製 扉（ フ ラ ッ シ ュ 構 造：厚 さ ４ ．５ ｃｍ）の外側を非接触型温度計で表面温度を計測しました。計測する位
置は空間温度を計測する高さと同じ位置としました。
木製扉及び鉄製扉の中心から３３０ｃｍ離れた位置に木材を井桁状に組み、木材に着火後、経時的に変化する空間温度と扉の表面温度を計測しました。
⑶（ 写 真 Ｎ ｏ ．９ 、図 面 Ｎ ｏ ．１ ）検証の結果
実験開始から概ね１３分が経過し、室内温度が２００度前後まで 上 昇 し た 時 、１ ５ ０ ｃ ｍ の 位 置 で 木 製 扉 と 鉄 製 扉 の 表 面 温 度 は 、どちらも約４０度でした。
また、概ね２５分以降、室内温度が２５０度付近まで上昇した
時には、両扉の表面温度はどちらも６０度付近でした。
（表Ｎｏ．１）
検証２

扉の熱気を感じ取れるまでの時間を計測

厚手の防火手袋を装着したままで、扉の表面温度がある一定温度のとき、熱気を感じ取れるまで何秒を要するか検証するために実験を行いました。
なお、検証は総務省消防庁の消防隊員用個人防火装備に係るガイドライン２０１７に適合した防火手袋（株式会社トンボ製Ｋ－Ａ１７５ＮＶ）を使用しています。
⑴

温度設定
検証１の結果から、６０度とその前後の４０度及び８０度に温度設定しました。

－ 48 －

⑵

計測方法
ＩＨコンロ上に鉄製フライパンを置いて表面温度を上昇させ、防火手袋を装着した状態で、手の甲及び手の平で熱気を感じ取れるまでの時間を計測しました。また、計測の対象者は計３２人で平均年齢３６．５歳の現場へ出動する消防隊員で行いました。
なお、６０秒経過しても熱気を感知出来ない場合は計測超過としています。
⑶（ 写 真 Ｎ ｏ ．１ ０ ）

検証の結果
扉表面温度を４０度、６０度、８０度に設定した場合、熱気を感じ取れるまでに少なくとも１０秒前後を要しました。また、温度によっては計測超過となる隊員もいれば、最短数秒で熱気を確認できる隊員もおり、個人差が顕著に現れる結果となりました。
（表Ｎｏ．２）
検証１及び検証２の考察
出火室空間温度が２００度付近となったとき、扉の表面温度の目安となる４０度の測定と、出火室空間温度が２５０度付近となった
とき、扉の表面温度の目安となる６０度の測定をする必要があります。また、燃焼室内での活動中に２００度を超えるようであれば、人体に影響を及ぼし始め、２５０度に達すると、フラッシュオーバ
ー 等 の 危 険 性 も 高 ま る た め 、ど ち ら も 温 度 の 計 測 が 必 要 と な り ま す 。
これらのことを踏まえて、防火手袋には４０度及び６０度のサーモラベルを貼り付け、防火ヘルメットには２００度及び２５０度のサーモラベルを貼り付けました。

６開発の効果本開発の特徴として、まず既製品のみで作製できるシンプルな構造であるため、ランニングコスト及びメンテナンスが不要という点が挙げられます。また、火災現場で誰もが着装している防火装備への貼り付けであること、安価で購入することが可能なので、全隊員が統一した装備を身に付けることができ、個人の携行資器材を増や－ 49 －

すこともなく活動障害にもなりません。
さ ら に 、従 来 は 熱 気 確 認 に １ ０ 秒 以 上 の 時 間 を 要 し て い ま し た が 、サーモラベルは温度に対し約１秒で反応するため進入可否判断が即時可能となります。加えて、各隊員の力量や感覚、経験値といった不安定要素に左右されることのない基準が備わります。
何よりも、温度「見える化」により、全隊員の視覚に共通認識を持たすことが可能となり、安全管理が飛躍的に向上します。

７おわりに本開発作品は、火災現場での温度を「見える化」し、安心安全を後 押 し す る も の で は あ り ま す が 、消 防 隊 員 の 五 感 を 最 大 限 に 活 用 し 、危険因子を察知することが最重要であることを忘れてはならないことを本稿の結びとさせていただきます。

－ 50 －

写真Ｎｏ．１ 屋内進入要領

写真Ｎｏ．２防火手袋

写真Ｎｏ．３

防火ヘルメット

写真Ｎｏ．４

変色前

写 真 Ｎ ｏ ．５

４０度変色後写真Ｎｏ．７

変色前

写 真 Ｎ ｏ ．６６０度変色後

写真Ｎｏ．８２００度変色後－ 51 －

写真Ｎｏ．９

検証１の様相

600 ㎝

腰高窓
木製扉
330 ㎝

木材

700 ㎝

330 ㎝
腰高窓

鉄製扉

図面Ｎｏ．１検証１燃焼実験室－ 52 －

室 内 温 度

時 間（ 分 ）鉄 製 扉 表 面 温 度

時 間（ 分 ）木 製 扉 表 面 温 度

時 間（ 分 ）表 № １

検 証 １ の 時 間 経 過 と と も に 温 度 上 昇 す る 燃 焼 室 内 と 扉 の 表 面 温 度 の 変 化※ 実 験 開 始 時 点 、 鉄 製 扉 及 び 木 製 扉 と も に ５ 度 を 観 測 す る 。

－ 53 －

写真Ｎｏ．１０

検証２の様相50
45403530
時 間（ 秒 ）

最⻑タイム

25

最短タイム

20

平均タイム

1510
5040℃(甲) 40℃(掌) 60℃(甲) 60℃(掌) 80℃(甲) 80℃(掌)表Ｎｏ．２

検証２の熱気確認計測結果－ 54 －