火災の事故調査
科学警察研究所

萩本

1. はじめに

法科学第二部

安昭 Yasuaki Hagimoto

しながら、焼け方の観察などをもとにして延焼方向を逆にたどりながら出火場所を絞り込

消防庁の統計によると、我が国の火災件数み、出火した部屋、出火部、出火原因の順には昭和 50 年頃から年間 6 万件前後で推移し次第に範囲を限定していくのが一般的な調査てきた。最近では徐々に減少傾向がみられるの流れである。

ものの、相変わらず年間約 5 万件の火災が発当然のことであるが、電気・ガス等の保安生している。その原因は後述するように実に措置が現場調査に先立って行われるので、可多種多様であり、火災の事故調査には幅広い能な限り作業前の状況を記録しておくことも分野にわたる知識と現場経験の積み重ねが必必要である。

要とされている。
しかし、このような火災原因の多様性だけ

図1 火災の調査手順が火災の調査を難しくしているのではない。
調査に必要な手掛かりの多くが燃えてしまうことも大きな理由の一つである。また、出火場所と間違えそうな紛らわしい状況や通常の常識だけでは判断を誤るような状況が生じることもある。ここではごく一部しか説明できないが、一般的な火災の調査の手順に沿って、どのようなことに注意してどのようなことを判断するのか、例を交えながら解説する。

2. 火災の調査手順
火災の調査手順は、一般に図 1 のように表せるが、実際には個々の状況に応じて計画する必要がある。また、出火原因の判定につながる明らかな手掛かりが発見されることはむしろ稀であり、多角的な調査と総合的な判断を行う必要がある。

10

3. 出火場所の判定●焼けの強さと方向性

現場での調査は原則として外周から内部へ焼け方の観察結果に基づいて、火災時の炎向かって進められる。離れた場所や高所からや高温ガスの流れ、延焼方向などを推定する。の観察も望ましい。事前調査の結果も参考にそして、焼けの方向性を示す情報を他の情報と重ね合わせてみることにより、出火場所を限定していくのである。

ことができる。
木材からは、焼けの方向性以外の情報が得その際の判断材料の一つとして、焼けの強られることもある。木材は発火温度よりも低さがある。金属材料、コンクリート、石膏ボー

い温度であっても緩やかに熱分解し、断熱条ドなどの不燃材料の場合、外観的には、火災件下で長期間加熱され続けると炭化が進行しで焼けた塗料などの燃焼残渣のほか、煤や煙て無炎着火し、やがて発火に至ることがある。の凝集物が付着して表面が黒っぽくなり、さガスコンロに近接した台所壁面内部からの出らに強く熱を受けた部分は付着物が焼失して火などはその例である。特に、木材の合わせ白っぽくなる。このような外観的な変化だけ

目のような蓄熱しやすい箇所や空気の流れがでなく、強度が低下するなどの変化も生じる。

2
できやすい箇所では、無炎燃焼※（燻焼）
が続

コンクリートや石膏ボードでは、被熱によっきやすい。無炎燃焼が長時間続いた箇所では、て脆くなり、さらに強く熱を受けると爆裂現

木材の炭化による局所的で深い焼け込みがみ象※ 1 の起こることがある。鉄骨部材が強度られることがある。

を失って湾曲しているのを見かけることも多

一般に上に行くほど燃え広がるので、垂直い。なお、紙面の都合で説明は省略するが、壁面に V 字型の焼け方がみられる場合には、焼けが強いからといって火元に近いと判断し下から上に燃え上がったと判断できる。しかてはいけない。

し、火災中に落下した火種によって二次的にまた、火災の温度は最高 1,100℃程度まで燃え上がる場合や、上から下への燃え下がり達するので、金属の種類によっては溶融するという場合もあるので注意が必要である。

ことがある。表 1 に示すような融点から、火焼損状況の調査に当たっては、建物構造や可災時の温度を推定することができる。

燃物の種類による燃え方の違い、発火源と周住宅火災では、柱や梁などの木材部分の焼辺可燃物との位置関係、延焼拡大の経路などけ方を観察することが多い。たとえば、同じに留意する。また、換気条件などによる時間ように並んだ柱が図 2 のように焼けていた場経過への影響にも留意する。たとえば、換気合には、右側の焼けが左側よりも相対的に強不足の状態では、無炎燃焼が数時間以上続いく、右から左方向へ焼けていったと推定する

た後に出火するような火災もある。
●アークマッピング

表1 不燃材料の融点

電気配線の短絡痕が出火場所推定の手掛かりになることもある。通電状態の電線が火災で焼けると、短絡（ショート）して図 3 のような短絡痕ができることがある。たとえば、電気器具のケース内部にのみ短絡痕があり、電源コード側に短絡痕がまったくない場合には、※1
爆裂現象
加熱などによりコンクリートの中の水分がうまく移動できずに表面の一部が剥がれ落ちる現象をいう※2
無炎燃焼
炎を上げて燃える有炎燃焼に対して、燻焼のように炎を伴わない燃焼をいう。

図 2 焼けの方向性
図 3 短絡痕の例（1.25m㎡の平形ビニルコード）

SE 167 2012. JUNE

11

器具内部から発火した可能性が高いと考える

放火を除いた出火原因の分類例を示す。このことができる。

表は主に出火原因となる物の種類で分類してまた、電気配線で短絡が起きてもブレーカいるので、そこでどのような故障が起きたのが直ちに遮断するとは限らないため、 同一か、またどのような経過で火災になったのかケーブル上に複数の短絡痕ができることがあということまではわからない。たとえば、単る。通常は短絡箇所で断線して、そこから先に石油ストーブといっても、干していた洗濯の負荷側には電気が供給されなくなるので、物がストーブの上に落下して燃えるという場

電源から遠くにある短絡痕ほど早い時点でで合があるが、ベッド脇に置いたストーブに布きたものと考えることができる。すなわち電団が接近しすぎて輻射熱によって燃え移る場

源から遠くの短絡痕ほど火源に近いというこ合や給油中にカートリッジタンクのキャップとが推定される。このように、火災の燃え広が外れてこぼれた石油がストーブにかかる場がりを判断するために短絡痕の位置を図面上合もあるだろう。に落とす方法はアークマッピングと呼ばれている。

ここで注意すべきことは、出火場所付近に石油ストーブしかなかったからといって、そ可燃物に着火しただけでは火災にならなれが出火原因であるという短絡的な結論を下い。最終的に建物などに燃え移るまでの燃焼さないことである。可燃物と着火源（熱源）の経路を説明できることが必要である。 燃え

種類や組み合わせによっては着火しない場合移っていく過程は、有炎燃焼だけとは限らなもあるので、正しい理解と慎重な調査・判断

い。無炎燃焼状態で燃え移っていく場合もあが求められる。

る。そのため、最初の着火から火災の様相を呈●気体・液体可燃物と着火源するまでの所要時間には、場合によって数分可燃物には、気体、液体、固体がある。可以内から数時間以上という大きな幅がある。

燃性気体の場合、たとえばメタンガスを例にとると、空気と混合したときの濃度が燃焼範

4. 出火原因の判定

3
囲※（5 〜 15 vol％）内にあるときに着火、燃●出火原因の多様性えない。

火災の原因は実に多種多様である。表 2 に
表 2 出火原因の分類※3燃焼範囲可 燃 性 の 気 体や 液 体
蒸気と空気との混合気体が燃焼し得る濃度範
囲。通常、容積百分率（vol%）で表される。

12

焼する。これよりも濃過ぎても薄過ぎても燃このような可燃性混合気の着火しやすさを表す指標として、電気火花（容量火花放電）
でたばこの吸殻を投げ捨てる映画のワンシーン測定した最小エネルギーが一般に用いられてをご覧になった方は多いと思うが、実験を何いる。メタンやプロパンなど多くの炭化水素

度繰り返しても映画のようには着火しない。

系気体の最小着火エネルギーは、最も着火したばこの火の温度が 800 〜 900℃に達するにやすい組成付近で 0.2 〜 0.3 ｍ J 程度である。

もかかわらず、発火点が 300℃程度のガソリわかりやすくするために、誰もが冬場に経験ンに着火しないのである。

する静電気の放電と比較してみよう。0.2 〜

また、同じ液体可燃物であっても、引火点※ 40.3 ｍ J というのは、約 2,000V に帯電した人が常温よりも低い液体では、液面に生じる蒸体がドアノブなどの金属に触れたときに発生気濃度が燃焼範囲に達しないため、常温ではする静電気の放電エネルギーにほぼ等しい。

着火源を近づけても直ちに着火することはな

この静電気放電は、不快感を感じるほど強いい。たとえば、灯油の場合は JIS で引火点 40℃ものではなく、放電したことがわかる程度に以上と規定されており、引火点が常温より若弱いものである。メタンやプロパンのような干高い。そのため、容器に入れた灯油の中へ気体可燃物がいかに小さな着火源で着火する

火のついたマッチを直接放り込んでも着火しのか理解していただけると思う。

ない。しかし、床のカーペット上にこぼれた

次に可燃性液体の場合について説明する。

場合には、ちょうど石油ストーブの芯のよう可燃性液体の場合は、 液面が直接燃えるのな状態になっているので、マッチの炎を近づではない。図 4 のように液面から蒸発した液けると、その付近の液温が引火点以上になっ体蒸気が周囲の空気と混合して燃えるのであて着火する可能性がある。

る。結局、これは気体の燃焼と同じであり、このことからわかるように、引火点や発火蒸気の濃度が燃焼範囲内であるときに燃焼す点※ 5 の文献値を安易に現場の温度条件と比ることになる。

較して火災火危険性を判断することは避けなガソリンの蒸気もメタンやプロパンと同程ければならない。これらの値は、あくまでも度のエネルギーで着火するので、人体の静電規格に定められた試験方法によって測定され気で着火する危険性がある。セルフ式のガソた値であり、測定条件が現場とは異なっていリンスタンドで給油前に静電気除去パッドにることに注意しなければならない。

触れなければならないのはそのためである。

●固体可燃物と着火源

ところが、たばこの火ではガソリンは着火し可燃物として最も多いのが固体可燃物であない。路面に流れ出したガソリンに向かってる。固体可燃物は、一般に図 5 に示す木材の

図 4 液体の燃焼

図 5 燃焼中の木材断面※4引火点
口火を近づけたときに引火する可燃物の最低温度。
※5発火点
発火源なしに自然に発火する最低温度。

SE 167 2012. JUNE

13

例のように、発生した分解ガスが空気と混合層間短絡のような中間的な事故形態もある。

して燃えている。この様子は液体の燃焼と似このように電気火災には様々な原因があり、ている。したがって、着火源があっても、分それらが複合的に作用することもある。また、解ガスが十分に発生するまで加熱されないと発火に至るまでの経過も単純なものばかりで有炎着火しない。また、このような燃焼形態はない。たとえば、接続不良が原因の発熱がとは別に、線香のような無炎燃焼もある。さきっかけとなって線間の絶縁破壊に発展する

らに、固体可燃物は材質や形状が多種多様でような場合である。

あって、着火源との関係は少々複雑である。

電気火災を調査する上で注意すべきことは

ここでは、たばこと電気による火災の例を挙いくつかある。その一つは、たとえ電気の故げて簡単な説明にとどめたい。

障が起きても、容易には火災にならないとい＜たばこ＞

うことである。確かに電線が短絡すると激し火のついたたばこを何本かの吸殻と一緒にい音と光を発し、銅の溶融粒子が火花となっして紙に包んで紙屑かごに入れた場合を想定て飛散する。しかし、 この火花によって着してみよう。必ず燃えるとは限らないが、し火する可燃物はそう多くない。脱脂綿や木綿ばらくして盛んに煙が出るようになると、突タオルのようなものは比較的容易に着火する然炎に変わって燃え始める。この間、概ね 20が、そのようなものが常に電気配線の近傍に分前後である。

あるとは限らない。

また、寝たばこをしていて布団に燃え移っ電気の差し込みプラグ付近から発火する事て火災になる例も多い。条件にもよるが、布例は多い。塵や埃がたまって湿気で火災にな

団表面での無炎燃焼の進行速度は毎分 0.3 〜ると説明されていることがあるが、厳密には0.4cm 程度と非常に遅い。そのため、たば正しくない。図 7 のように、差し込みプラグこを挟み込んだまま押入れに片付けた場合にとコンセント間の接続不良による発熱が原因は、何時間も経ってから有炎燃焼に変わって本格的に燃え始めることがある。なお、化繊
綿は無炎燃焼しない。
＜電気＞
電気系統の故障は、電流の経路によって図※6
トラッキング
絶 縁 材 料 表 面で 湿 気や汚染が原因となって微小放電が発生、その放電熱によって炭化して導電路ができ進展すること。

6 に示すように大きく 3 種類に分けられる。たとえば、同図の①には漏電や地絡が、②には線間の絶縁破壊や短絡が、③には接続部の導通不良や半断線が含まれる。また、巻き線の図 6 電気系統で起こる故障の電流経路14

図 7 差込プラグの刃とコンセントの受刃間の接触不良で発熱して生じた絶縁材料の熱劣化

図 8 線間で発生する断続的なアーク放電の電圧・電流波形例

でプラグの絶縁材料として使用されている塩る。あらゆる原因の可能性について調査し、1化ビニルが熱分解して徐々に炭化するとともつずつ消去していく方法をとらなければならに、充填剤として添加されている炭酸カルシないことが多い。たとえば、現場に電気器具ウムが反応して塩化カルシウムが生成され、や石油・ガス燃焼器具があれば、スイッチのこれが吸湿する結果、トラッキング※ 6 による状態などからそれらが出火当時に使用状態に破壊を経てプラグ刃間のアーク短絡に至るとあったか否かということを調べ、可能性のあいうのがこの種火災の主たる発火機構と考える火災原因を絞り込んでいくのである。

られている。
また、一般のブレーカは過電流保護と短絡保護の機能を有するが、電気火災を防ぐこと5. おわりにはできないということもあまり知られていな

あらゆる事故調査に共通することである

い。炭化絶縁物が介在した状態でのアーク放が、先入観や憶測による安易な判断は禁物で電による線間短絡の電流は、図 8 に示すようある。本稿で取り上げたような注意を要するに断続したものとなる。この電流は非常に大例はほかにも多い。調査に当たっては、先入きいにも関わらず断続的であるため、ブレー観に捕らわれず常に疑いの目を持って考える

カの遮断動作は大きく遅れ、激しい放電が持こと、文献データを引用する場合には現場と続することになる。の環境条件の違いまで考慮すること、そしてこのほか、上記のような故障とは異なるが、少しでも疑問のある場合には実験を行うなど電熱器具関係では、 サー モスタッ トや温度して自分自身で確かめることが重要である。

ヒューズなどの保護装置が作動せずに異常発火災安全の対策や技術進歩において、昔か熱して可燃物に着火するような火災もある。

ら原因調査の果たす役割は大きかった。本稿

電気火災の原因に関する研究は確かに多い。

が火災を専門にしない方々にとって、少しでしかし、その大部分は発熱や絶縁劣化などのも火災安全や原因調査についての理解を深め段階までしか研究対象としていない。実際のていただく一助となれば幸いである。

使用環境下でどのように可燃物に着火して火災に発展するのかということについてはほとんど研究されていないのが実情である。
電気火災に限らず、火災現場で明らかな出火原因の手掛かりが発見されることは希であは

もと●やすあき室蘭工業大学電気工学科卒業後、1978 年に科学警察研究所入所、法科学第二部火災研究室に勤務、1998 年火災研究室長、2011 年法科学第二部長。専門分野：火災原因、火災安全、静電気・電気関係の事故原因全般

SE 167 2012. JUNE15