大震時に拾ける都市防災に関する研究（追報）

火災避難シミュレーション
渡辺一郎・福井隆文
国立防災科学技術センター
The

Simu1ationofRefuge

fmm

F辻eBy
1．Watambe

a1ld

T．Fukui

ル肋ηα1R㈹〃c乃Cθ〃θ7ル7D肋∫〃〃〃〃θ〃o〃，ro灯1o
AbstractThe

authoIsexpandingandextinguishmentitisfires．But

results
theof

cou1d
very

behavio正s

asof

fair1ybecausebeen

notbehavio工s

have

good

resu1ts

fifes．Next，it

have

humanso，attempts

somedifficu1t

simu1ation

ea工thquake，theAnd

get

been

any

is

aboutofthesimu1ate

therefuge

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forverifyingtheneededknow1edge

toacquired．Especiauy㎞the

canllot

done

be

to

exact1y

make

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the

simulation

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where

fifes

fouowed

the

human

fo工ecasted．

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fo11ows：（1）

Peop1edonot（2）

Peop1eareunab1erun

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the

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human

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By

1．

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any

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はしがき

that

without

canmt

bebehaviors，invevestigation

obtained．

一ンをアプリオリに定め，その行動をシミュレー

隻考らは，先に火災延焼消火シミュレーションを実施し，一応の成果を得ぺ】）これまでの火災についての識者の考え方，経験にある程度一致するトすることによって，「このような行動をすればこうなる」ということを知るというアプローチをとることとした。この報告では，われわれが定め結果となったからである。筆者らの最終目的は，た人問の行動の結果とそれに対する若干の考察を地震にともなう火災による被害について考えるこ述ぺる。とであり，そのために次に避難の様子のシミュレーションを行なわなけれぱならない。しかし，火2．基本的考え方

災の際の避難のシミュレーションは非常にむずか対象とする区画をメヅシュにわけ，メヅシュのしい。なぜなら，結果を検証すぺき知見や経験が内部では種種のパラメータの値を一定にするとい非常に少ない。いや，考え方によっては，シミュう考え方は前の報告（1）と同じであり，火災の延焼レーションの結果が正しいかどうかは，実際に火と消火については前の報告の方法をそのま重用い災を発生させてみなけれぱわからないとさえ言えることにした。

るからである。特に、人間が地震に伴う火災に際さて，地震にともなう火災の際の人問の行動をしてどのように考え，どのように行動するかは，アプリオリに定めるとしても，それがあまりにもあ重りにも影響するフ7クターが多く，検証不可

現実から離れているのは良くない。そこで次のよ能といってもよいO
そこで，われわれは人間の二1三の行動のパタうな原則をまず定めることとした。

一169一（1）火災が近づかなけれぱ逃げない。

大竈時における都市防災に関する研究（追報）この原則は，これまでの地震に伴う火災，通常の燃焼の割合（避難可能最小熱量）の火災を通じてよく経験されていることである。

KMM（i．j）（2）一つのメ。ソシュには無制限に人間は入れな

このほか，前の報告で使用した次のような記号はそのま言用いることにする。

い。

これも当然である。さらにこの原則の拡張とし各メ。ソシュの延焼されやすさ

L（iヘの流入速度は遅くなる」という原貝1」も採用でき各メヅシュの消火能力
各メヅシュの高度D（i j）
H（i j）

るであろう。

Kに拾よほすファクタて，「すでに多くの人が逃げこんでいるメッツユ（3）火から遠ざかろうとする。しかし遠くの様子はわからない。近くの状況から，どのように逃げるかを判断する。

j）

α，β

風速

WS

こ1二で，2．で述ぺた原則を上記の記号を用いて表現すると次のようになるであろう。

この原則は（1）の原則から派生するものである。

ルール（1）

K。（i．j）〉O

火が近くなれぱ遠くの様子はわからなくなり，したがって，重ず火から遠ざかることだけを考える

なら（すなわち，すでに発火しているなら），隣ことになる。

りの8ケ所のメッシュのうち，（4）正確な風向を知ることはでさない。

K。（i。，j。）≦KMM（i。．j。）

特に長時間にわたる大火であれぱ，基本的な風であり．しかもX。（i日，j。）＜XM（i。．j。）

向は変化するであろうし，重た火が近つけぱ局所的な風が発生することもよく経験されることであであるようなメヅシュヘ，それぞれる。したがって，風上に逃げれぱ安全だとわかっ（X。（i．j）・Y（i．j））n・XXていても，そのように行動できないとするのが良だけ避難する。ただし，nはこのとき避難できるいと思われる。

（5）すでに出火しているメッシュヘ逃げること

メッシュの数であり，XXはXX＝1．0もある。

この原則は（3）と相反するが，実際には次のようX。（i。．j。）≦1．OのときXX＝X。（i。，j。）X（i。，j。）＞1．Oのときな点を考慮すれぱ，この原則も問題にして拾かなである。

ルール（2）

けれぱならない。

（i）メッシュ全体が一度に発火するわけではK。（i．j）＝0

たい。遠くが見えないため，発火しているメッシのときは，隣りの8ケ所のメッシュのうち，一個ュに入り込むこともあろう。

所でも（ii）混雑してくれぱ止むを得ず発火しているK。（i目．j。）＞0のものがあれぱ，ルール（1）と同じように避難が行メッシュに入らなけれぱならない。
（ii1）地震にともなう火災の場合には，数ケ所なわれる。隣りのメッシュのすぺてにおいてから同時に発火するので，右往左往することであK。（i目，j。）＝Oであるなら，避難行動は行なわれない。

ろう。

3．2
3．1

避害えることにする。死者がどのくらいでるかという難

シミュレーションは，避難すなわち人間の行動の．まず記号を定めて拾こう。

各メヅシュの時刻tにおける人口X。（i，j）

各メッシュの制限人口

XM（i．j）

各メッシュからの避難速度（Xに対する割合）
Y（i．j）
各メヅシュの燃焼の割合

被こ1二では，被害として火災による死考だけを考5．シミュレーションの方法

場合よりさらに取り扱いがむずかしい。

そこで，われわれは次のような簡単な原則にしたがうこととしたO（1）Kがある程度大きくなると死者がでる。

K・（i．j）（2）Kの大きさにより死者の割合が決

各メッシュの，避難者が入ることのでさる最高
一170一

記号としてまる。

火災避難ツミュレーンヨソー渡辺・福井

死考がでばじめる燃焼の程度（死者発生熱量）

KM（i，j）
死亡の割合

Z（i，j）t時刻

S。（i，j）

までの死亡者の累計という三つを導入すると，上記の原則を次のように表現することができる。
ノレール（3）K。（i．j）＞KM（i，j）となると，
S・十1（i，j）＝S・（i，j）十X・（i，j）・K・（i，j）・Z（i，j）

X庄十1（i，j）＝X（i，j）・（1−K・（i，j）・Z（i．j））

4．発火点一個所の場合
パラメー一タを変化させた場合のンミュレーンヨ

ソの結果の一部を図一1〜図一3に示す。図一1
は制限人口XMをすべてのメッンユについて同じとして，1．5と2．Oと変化させた結果である。その他のパラメータの値を表一1に示して拾く。（
前報告で用いた値はその重重使用した。）

図一2は制限人口XMをすぺてのメッンユにつき2．0とし，避難可能最小熱量KMMをO．1から0，81まで（0．1きざみで）変化させた結果である。

図一1

制限人口を変化させたとき

人

口X

1．O

制限人口XM

2．0

避難速度Y
避難可能最小熱量 KMM
死者発生熱量KM
死 亡 率Z
延焼しやすさL

一方，図一3ぱ避難速度Yなどをすぺてのメッンユに拾いて同じとし，表一2のように定めたときの結果である。（他の値は表一1と同じである。）

これらの結果から次のようなことが言える。

（1）制限人口XMの大きさは，結果にあまり影響しない。これは，避難速度Yを各メッンユにつき一定としたから，逃げ込んできた人と同じぐらい逃げ出すからである。（図一1）（2）避難可能最小熱量KMMの大きい方が死者

図一2

避難可能最小熱量を変化させたときこれも当然である。火は一個所で発火し燃えひろがっているのであるから，燃えているメッヅユ

ヘ逃げるのは死ににゆくようなものである。（図一2）（3）

避

このほか，図示しなかったが，避難速度Y，

難速度

Y

避難可能最小熱量

死亡
表一2率O．9

KMM

Z

0．O

0．8

図一3のバラメータ

図一3
一171一0．2
0．3
0，41．0

表一1 図一1のパラメータの値（他の値は表一1と同じ）が多い。

O．6

避難速度が大きいとき

大震時における都市防災に関する研究（追報）死者発生熱量KMが大きいほど，死亡率Zが小さいほど，死者が少ないという結果も得られる。

（4）避難速度Yが大きく，死者発生熱量KMが大きく，避難可能最小熱量KMMが小さけれぱ，死亡率Zが大きくても死者はほとんどでない。こX

れは通常の単発火災のとき経験されることである。

逃げるのが早く，逃げることができれぱ，死考はでないのである。（図一3）以上のような結果が得られるのは，経験的に妥当庄結果が得られるように原則を定めたのである

xxx×Xx

X

X

XX

Xx

X

から当然のことであろう。

xXx

X

X

X

なお，図一1ないし図一3の横軸の時問の単位
は，シミュレーンヨンの計算の単位であるが，1目盛約30分と考えてよい。

x1秦火点

図一4

5・発火点が非常に多い場合多数の発火点

図一4のように発火点が多い極端な場合を考えてみよう。避難速度Y，制限人口XMが大きく，死亡率Zが小さくても，避難可能最小熱量KMMが小さけれぱ，火に囲重れた部分の人の死考数は大きい。（図 5）川などのように制限人口XMがOである場所がある場合（図一6）も同じような緒果になる（図一7）。なお，図一5と7の縦軸は，発火点（と川）に囲まれたメッンユ内の死者数であり，用いたパラメータの数値は表一3に示す。（ここに示していないパラメータについては表一1と同じである。）

図一5 図一4の場合の死老数

制限人口XM

3．0

避難

死表一3

速亡度

YO．9

率ZO．3OxxO O
XXO OXO O
O O
X X X O OO O
O1川O OO Ox X

図一5，7のパラメータ

x XxX

メ分

図一7

図一6

図一6の場合の死老数
一172一川の存在

火災避難シミュレーションー疲辺・福井

6

ンヨンを行なうまでもなく，被害が非常に大きくシミュレーションの限界なることがわかっている地域があるのに，いろい前2項の4．，5．のような両極端の場合のンミュレーンヨンの結果は，われわれの常識と一致する。

ろな制約から，その地域の状況は少しも改善されすなわち，これらの結果はわれわれのンミュレーず，かえって悪化しているという事実は，「被害ションの一つの検証となっている。

予測シミュレーショソ」を行なうこと自体に対して，大きな疑問を投げかけるものではなかろうか。

しかしながら，これをもってわれわれのプログ
ラムが一般の場合のシミュレーンヨンのため，た参考文献

だちに用いられると，早急に結論をだしてはならは，実際の火災と避難のデータとの照合によって

1）渡辺・福井（1973）：火災延焼消火ンミュレーンヨン，防災科学技術総合研究報告，第始めて検証されるものであるからである。しかも，第31号，大震時における都市防災に関する研究，ンミュレーンヨンに用いる，L，α，β，Yなど

77−83ない。ソミュレーンヨソの結果が正しいかどうかの値が，対象となっている地域に拾いてどのようになっているかがわからなけれぱ，正しい予測を行在うことはできない。ところが，このようなパラメータの実際の値はほとんど知られていないし，これを調査し知ることも，いまや非常にむずかしいことになっている。

ツミュレーションが先か，データを調査し知ることが先か・議論のある所であるが・これまでいろいろとシミュレーションを行なってきた経験か
ら考えると，データを正しく把握することなしには・一歩も先に進めないと感ずるのである。

さらに突っこんで考えるならぱ，道路が極端に狭く，空地率がOであり，木造家屋が建てこんでいて火災が発生しやすいにもかかわらず，消防車もはいれない地域がある，すなわち，シミュレー

一173一