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技術報告

# 移動ロボットのための地下鉄駅寸法調査

鈴木 隆司、天野 久徳

(平成17年11月8日受理)

### 1. はじめに

災害発生時には、まず災害原因の特定や災害現場の状況把握などを行う必要がある。状況把握が不十分であると、消防隊員は二次災害に巻き込まれてしまう可能性がある。状況把握をするために、ロボットを利用することが有効な手段の一つであると考えられる。例えば、総務省消防庁救急救助課は「検知・探査型災害対策用ロボット」の開発を進め、各種性能を検討 $ ^{1)} $ している。しかしながら、ロボット開発に必要となる基礎データを示した調査が行われていない。

そこで、ロボットを開発するために、本調査では2つの基礎データに着目した。1つはロボットの活動に必要となる活動範囲、もう1つはロボットの耐久性能を示すデータである。ロボットの活動範囲を知るために、ロボットの移動に必要な距離を求める。ロボットの移動に必要な距離は、地下鉄駅の出入口からホーム端までの距離とした。また、階段移動時の衝撃に耐える性能を耐久性能と考え、移動時に通過する階段の段数を調査した。

まず、東京都内にある地下鉄駅構内の寸法等を計測した。次に、出入口からホーム端までロボットを移動させる経路を想定し、計測した寸法等を用いて経路の距離を算出し、また経路に含まれる階段の段数を求めた。最後に、本調査で調査をしていない地下鉄駅についても経路の距離の概算値が求められるように、経路の距離について分析を行い、ホームの深さや車両の長さを用いて経路の距離を求める式を導いた。

### 2. 調査方法

### 2.1 調査駅

全地下鉄駅を調査することが理想であるが、今回は東京地下鉄株式会社線の一部の路線を調査した。1つは、建設時期が最も古い銀座線、およびもう1つは、比較的新しい半蔵門線の2路線とした。ただし、本調査の目的と地下鉄駅の構造等を検討し、以下の3駅は調査から除外した。まず、銀座線渋谷駅は地上にホームがあるので、調査から除外した。次に、半蔵門線三越前駅は出入口からホームまでの移動で必ずエスカレータを使わなければならない。本調査ではロボットはエスカレータを移動させないとしているので、調査から除外した。最後に、半蔵門線渋谷駅は東急東横線との相互乗り入れをしているため、調査に関する事務手続きにより、調査から除外した。本調査では、銀座線18駅、半蔵門線12駅、合計30駅を調査した。

### 2.2 調查出入口

地下鉄駅構内に通じる全ての出入口を調査対象とした。しかし、例えばビル内を通過しなければ地下鉄駅に通じないような出入口は、調査から除外した。1駅あたりの出入口の数が多い場合は、地下鉄駅の図面上でホームからの距離が近い順に最大6箇所までの出入口を調査対象とした。ただし、他路線と乗り換えができる地下鉄駅では、銀座線または半蔵門線のホームから距離が近い順に最大6箇所を調査対象とした。

### 2.3 計測箇所

地下鉄駅構内を通路、コンコース*、階段、ホームの4つの場所に分け、各場所で以下の寸法を計測した。通路およびコンコースでは、壁の長さおよび幅員を計測した。ただし、壁が曲面である場合は、複数の平面な壁に置き換えて計測を行った。階段では、図1に示すように連続している部分の最上段から最下段まで各段の頂点を結ぶ線の長さを斜距離とし、斜距離を計測した。また、段差が連続している部分をつなぐ水平部分を踊り場とし、踊り場の壁の長さを計測した。ホームでは、ホーム入口から乗り場までの長さ、ホーム長さ、ホーム幅を計測した。

### 3 \. 算出方法

地下鉄駅構内の各場所別にロボットを移動させる経路を仮定し、計測した寸法を用いて、各場所別に移動距離を算出した。
### 3.1 経路想定時の仮定

通路および階段でロボットを移動させる場合、左右の壁の中央を移動させると仮定した。ただし、階段には中間手すりが設置されている場合がある。ロボットを中間手すりの支柱に衝突させる危険性を少なくするため、壁と中間手すりで区切られた階段の幅員の広い側の中央を移動させると仮定した。コンコースにある改札口には、複数の自動改札機が並んでいる。コンコースの移動距離の算出を簡単にするために、複数並んでいる自動改札機の中で、中央に位置する自動改札機を通過すると仮定した。ホームにおいて、ロボットを線路に沿って移動させる場合、乗り場から0.60m離れた場所を線路に平行に移動させると仮定した。図2のように進路方向を180°変更する踊り場がある場合、無駄な移動距離を減らすために、階段の端から1.20mとなる場所に仮想的な壁があると仮定した。

#### 3.1.1 通路の移動距離

地下鉄駅構内の通路を、図3のように入口から出口まで、左右1対の平面な壁で区切られた区域を1ブロックとした。各ブロックの移動距離は左右の壁の長さの平均値として算出し、各ブロックの移動距離の合計値を通路の入口から出口までの移動距離とした。

図1 階段の模式図

図２ 進路方向を180°変更する踊り場

#### 3.1.2 コンコースの移動距離

コンコースでは、自動改札機に直進して進入する直線を基準軸とし、基準軸に平行または直角にロボットを移動させると仮定する。このような移動を行わせた場合、進路を変更する場所や回数に関わらず、基準軸に平行な移動距離と直角な方向の移動距離の合計値は一定値となる。したがって、コンコースにある多数の壁から、基準軸に平行となる壁と直角となる壁を選び、それら壁の長さから基準軸に平行な成分と直角な成分を算出し、2つの成分の合計値を移動距離として算出した。例えば、図4のようなコンコースの場合、入口から自動改札機までの移動距離 $ L_{in} $ は、通路の幅員や壁の長さを用いて

$$ L_{i n}=(c+e)+(\frac{1}{2}a+b+d-f-g) $$

と算出した。また、自動改札機から出口までの移動距離$L_{out}$も同様にして

$$ L_{o u t}=j+\left(h+i-\frac{1}{2}k\right) $$

と算出した。

#### 3.1.3 階段の移動距離

ロボットが階段を移動する場合、各段の頂点を結ぶ線に沿って移動すると考えられる。階段の移動距離は、斜

図3 通路の移動距離

図4 コンコース平面図
距離と踊り場長さを合計して求めた。ただし、踊り場長さには、図5のように1段分の踏み面に相当する長さが含まれてしまう。したがって、移動距離算出時に踊り場長さを、計測した寸法から1段分の踏み面を引いて補正した。

#### 3.1.4 ホームの移動距離

本調査では、ホームに通じる階段の最下段または通路の出口をホーム入口とし、上り線ホーム最前部、最後部、下り線ホーム最前部、最後部の4箇所をホーム端と呼ぶ。ホーム入口から4箇所のホーム端までの移動距離を算出した。例えば図6のようなホームにおいて上り線ホーム最後部尾までの移動を算出する場合、ホーム入口から上り線乗り場まで最短となる地点までの長さと、その地点から上り線ホーム最後部までの長さを合計することで移動距離を算出した。

### 4. 調査結果

本調査では、ある1つの出入口から4箇所のホーム端のうち、1箇所のホーム端までロボットを移動させる道筋を1経路とした。また、1経路の距離を経路距離とした。ただし、エレベーターを使用する経路、および上り線ホームと下り線ホームをつなぐ連絡通路を移動する経路は想定していない。各経路を想定する際に、地下鉄駅構内の中からロボットを移動させる通路、階段、コンコース、ホームを選択した。階段段数は、選択した階段全ての段数を合計した。実際にロボットを移動させるために必要な距離を求めるため、経路距離は選択した駅構内各場所の移動距離を合計して求めた。

### 4.1 階段段数

全ての経路の階段段数、およびホーム深さを表1に示す。煩雑さを避けるため、出入口名は筆者らで設定した名称を用いた。1つの出入口の欄には、4箇所のホーム端まで移動する経路の階段段数を並べた。銀座線の場合は、左から渋谷行きホーム渋谷側端、浅草側端、浅草行きホーム渋谷側端、浅草側端とし、順にSS、SA、AS、AAと記した。一方、半蔵門線の場合は、左から渋谷行きホーム渋谷側端、押上側端、押上行きホーム渋谷側端、

図5 階段の断面図

押上側端の順に並べ、SS、SO、OS、SSと記した。表中の×印は、連絡通路を使わなければホーム端まで移動できないことを表している。経路数は、銀座線298、半蔵門線240、合計538である。銀座線18駅、半蔵門線12駅を対象としているので、1路線当たりの経路数を比較すると銀座線の方が多いことがわかる。

同じ出入口からの経路であっても、階段段数が異なるものは、ホーム深さが違うためである。例えば、銀座線赤坂見附駅および半蔵門線住吉駅は、上り線と下り線でホーム階が異なっている。また、同じ駅にある出入口であっても階段段数が異なっているものは、地上面に傾斜があり、各出入口の高さが異なるためと考えられる。

最も階段段数が多かった経路は、半蔵門線永田町駅5番出入口から全てのホーム端までであり、219段であった。半蔵門線永田町駅のホームは地下6階にあり、調査した地下鉄駅の中で最も大きい階層数である。一方、最も階段段数が少なかった経路は、銀座線稲荷町駅1、2、3番出入口から全てのホーム端までであり、33段であった。銀座線稲荷町駅は、改札およびホームが地下1階にある駅である。

路線別で階段段数の平均値を求めると、銀座線57.7段、半蔵門線137.4段であった。銀座線の地下鉄駅は地下1階の駅が多いためと考えられる。さらに、路線に関係なく経路の階段段数の平均値を算出すると、90.0段であった。平均的に考えても、ホームに到達するためには100段程度の階段を昇降する必要があると考えられる。

### 4.2 経路距離

全ての経路距離を表2に示す。経路距離の単位はメートルである。経路距離が最長である経路は、半蔵門線永田町駅5番出入口から渋谷行きホーム渋谷側端までであり、545.4mであった。一方、最短である経路は、銀座線田原町駅3番出入口から浅草行きホーム浅草側端までであり、31.7mであった。駅別に経路距離の平均値を求めると、最長は半蔵門線永田町駅の340.0mであり、最短は銀座線稲荷町駅の72.4mであった。路線別に経路距離の

図6 ホーム平面図
表 1 阶段段数

路線名	駅名	出入口1
经路距離 表 2

路線名	駟名	出入口1
平均値を求めると、銀座線155.2m、半蔵門線282.5mとなり、それぞれの標準偏差を求めると80.9m、86.7mであった。銀座線の最長は溜池山王駅の494.0m、半蔵門線の最短は半蔵門駅の77.3mである。

経路距離のヒストグラムを図7に示す。平均値は211.9m、標準偏差は104.7mである。経路距離は負の値にはならないので、正規分布に従うとは言いがたい。しかし、経路距離の分布が正規分布に従うと仮定すると、80％以上が300m以内となる。なお、図7に示すように階級幅を80mとしたとき、この分布が正規分布でないという帰無仮説を立て、x2乗検定を行うと、1％棄却域とする条件下で帰無仮説は棄却される。

### 5. モデル化

階段段数はホームの深さに関係があり、ホームの長さは地下鉄車両長さに関係があると予想される。各駅の経路距離の概算値を求めるため、各駅の経路距離の平均値を用いて分析した。この平均値を駅平均経路距離と呼ぶ。駅平均経路距離Lは、ホーム深さx、車両長さt、各駅の規模による特有の値bに関係があると仮定した。すなわち

$$ L=a x+\frac{1}{2}t+b $$

とモデル化した。ここで、aは深さ1 mあたりの斜距離

図7 駅平均経路距離のヒストグラム

図8 ホーム深さと階段深さの関係

を表す定数である。各駅の平均値を用いているのでtの係数は1/2となる。東京地下鉄株式会社の路線において、ホーム深さおよび車両長さは、東京メトロハンドブック2004 $ ^{2)} $ に示されている。階段段数および駅平均経路距離を用いて(3)式の各係数を求める。

ただし、銀座線溜池山王駅、銀座線表参道駅、半蔵門線表参道駅の3駅は、自動改札機が地下2階、ホームが地下1階となっている特異な構造をもつ駅であり、自動改札機からホームまで移動するために上り階段を使う必要があるため、ホーム深さと階段段数の関係が(3)式には適さないと考えたので、解析のデータから除外した。

### 5.1 ホーム深さと斜距離の関係

各駅ごとに分析を行うため、階段段数は駅別の階段段数の平均値を用いた。まず、各駅の階段段数に1段分の蹴上げを乗じた深さを階段深さとした。このように算出して求めた階段深さと実際のホーム深さxとの関係は図8のようになり、近似直線を求めると

$$ x^{\prime}=0.94x+0.21 $$

となった。階段深さとホーム深さの比は1になるのが理想であるが、階段数がホーム深さに対して若干少ない結果となっている。

次に、階段深さを斜距離に換算し、ホーム深さと斜距離の関係を求めた。東京地下鉄標準施工寸法によると蹴上げは0.165m、踏み面は0.330mであるので、1段あたりの斜距離は0.369mとなる。斜距離を蹴上げで割った比は2.23であり、この比を(4)式に乗じて、ホーム深さと斜距離 $ x_{x} $ の関係式を求めると

$$ x_{s}=2.10x+0.46 $$

となる。したがって、(3)式における深さ1 mあたりの斜距離を表す定数aは、2.10と求まった。

### 5.2 ホーム深さと駅平均経路距離の関係

ホーム深さからロボットの移動距離を求めるため、ホーム深さと駅平均経路距離の関係を導いた。前項で求めた定数aを利用し、路線別にホーム深さと駅平均経路距離の近似直線の定数bを求める。

#### 5.2.1 銀座線

銀座線の全車両長は96.0mであるので、 $ t=96.0\,m $ となる。銀座線各駅のホーム深さと駅平均経路距離の関係を求めた結果を図9に示す。図9において、各駅の座標を通り、傾きがa=2.10である直線を考えると、駅平均経路距離軸の切片は、(3)式の1/2tとbの合計値となる。銀座線各駅の切片の最大値と最小値を求め、1/2tの値を減ずることにより、bを求めると

$$ 10.0{\leq}b{\leq}120.2 $$

となった。$b=10.0\ m$ となる地下鉄駅は稲荷町駅であり、$b=120.2\ m$ は上野駅である。これは階段およびホーム以外の経路距離を示しており、各駅の規模を表す値であると考えられる。以上の定数を用いて、銀座線の駅平均経
路距離のモデル式は

$$ L=2.10x+48.0+b(10.0\leq b\leq120.2) $$

と求まる。

#### 5.2.2 半蔵門線

半蔵門線の全車両長は200.0mであるので、 $ t=200.0\,m $ となる。半蔵門線の各駅のホーム深さと駅平均経路距離の関係は図10となる。銀座線と同様に、定数bの範囲を求めると

$$ 51.4\leq b\leq190.6 $$

となった。b=51.4mとなる地下鉄駅は清澄白河駅で、b=190.6mは押上駅である。以上により半蔵門線に関するモデル式は

$$ L=2.10x+100.0+b\ (51.4\leq b\leq190.6) $$

と求まる。

図9 ホーム深さと駅平均経路距離の関係（銀座線）

図10 ホーム深さと駅平均経路距離の関係 (半蔵門線)

### 6. まとめ

実際に計測した地下鉄駅の寸法等を基に、出入口からホーム端までロボットの移動に必要な階段段数や経路距離を求めた。経路距離の最長は545.4mであり、調査した全ての経路距離のうち80％は300m以内であった。例えば有線方式で操縦するロボットを開発する場合、ケーブル長さの設計に役立つと思われる。一方、階段段数は最大で219段、平均で90段であった。ロボットには、約100段の階段移動時の衝撃に耐えられる耐久性能を求められると考えられる。

駅平均経路距離のモデル化を行い、路線別のホーム深さとの関係式を求めたが、関係式の定数にはバラツキが認められる。今後精査する必要があると思われる。また、本調査では東京地下鉄株式会社の2路線のみを対象としたが、今後さらに多くの路線について調査を行う必要があると考えられる。

## 謝辞

本調査の実施にあたり、東京地下鉄株式会社には多大なるご協力を頂きました。ここに深く感謝申し上げます。

## 参考文献

1）消防研究所：“検知・探査災害対応用ロボットの性能試験および評価に関する報告書”、pp.1-60（2005）

2）東京地下鉄株式会社広報部広報課：“東京メトロハンドブック2004”、pp.56-59、小竹印刷株式会社（2004）
# Dimensions Investigation of Subway Station for Mobile Robots Development

(Abstract)

Takashi Suzuki and Hisanori Amano

(Accepted November, 8, 2005)

Mobile robots are effective in the accidents of subway stations, because we are able to know the situations without rescue team activity. There are some plans to develop the robots against the accidents of subway stations, recently. However, it seems that basic data on subway stations for mobile robots development have not been investigated. We investigated the distance from the subway station entrance to the platform edges and the number of stair steps as basic data to decide the robot specifications. First, we measured the dimensions, and counted the stair steps numbers of some subway stations in Tokyo. Next, we calculated the distance based on assuming the robot moving route from the entrance to the platform edges. In addition, we analyzed the relation between the platform depth and the distance. Finally, we summarized some specifications for robots development in the accidents of subway station.
技術報告

# 2005年2月にスペイン・マドリッド市で 発生した超高層ビル火災調査の概要

閔沢 愛

(平成17年11月8日受理)

### 1. はじめに

スペインの首都マドリッド市のビジネス街中心部に立つ32階建て高層ビル（ウィンザービル：Windsor Building）で、2005年2月12日深夜（現地時間、日本時間では2月13日の朝）に火災が発生した。火災は急激に上階へ延焼するとともに下階へも延焼し、さらに架構の大規模崩壊が発生した。また、鎮火後も周辺の安全確保のため、長期にわたる解体処理期間中、当該ビルの周囲600mに立ち入り禁止区域が設けられるなど、首都の金融業務中心地区の都市機能に重大な影響を与えることとなった。(図1)

超高層ビルの通常の火災による崩壊は世界的にも例が少なく、わが国にある多数の超高層ビルの火災安全性を考える上でも教訓とすべき課題があることも想定されたため、表1に示すメンバーによる調査団が構成され、2005年3月29日～4月2日にかけて現地調査が行われた。筆者は、この調査団に参加する機会を得たので、ここでは、調査の概要、建築および火災概要、延焼過程、構造崩壊の原因などに関して、調査団報告¹の概要を紹介することとしたい。なお、本報告は調査団として入手可能な情報をもとに推察を

図１ 火災前のウィンザービルと火災時の状況

(MAPFRE损害保险会社提供)

加えまとめているものであり、今後、マドリッド市の公式調査報告書が公表されるなどにより、内容が修正される可能性があることも予めお断りしておきたい。

### 2. 調査の概要

調査は、スペイン・マドリッド市において下記の機関等を訪問し、ヒヤリングおよび資料調査を行った。なお、今回の現地調査では被災建物自体に入る調査は物理的に不可能であったものの、訪問先の相手方がいずれも丁寧な対応をしてくれるとともに、図面・写真・映像等の資料を調査団の求めに応じて快く提供していただいた。

・スペイン住宅省

・スペイン・トロハ建築研究所

・マドリッド市建築局

· OTEP建築構造設計事務所

・防火技術者協会（SFPE）スペイン支部

· MAPFRE 損害保険会社

・ウィンザービル現地視察。

表 1 Windsorビル火災調査団の構成

氏名	所属
河野 守: 団長	国土交通省国土技術政策総合研究所
萩原 一郎	(独) 建築研究所
関澤 愛	(独) 消防研究所
田中 唪義	京都大学防災研究所
矢代 嘉郎	清水建設技術研究所 (BCS)
上原 茂男	竹中工務店技術研究所 (BCS)
宮本 圭一	鹿島建設技術研究所 (BCS)
道越 真太郎	大成建設技術センター (BCS)
丹羽 博則	大林組技術研究所 (BCS)
池田 憲一	清水建設 (JSCA)
大沼 寿	建築・住宅国際機構
荒木 章夫	損保ジャパン・リスクマネジメント
樋本 圭佑	京都大学大学院

BCS：（社）建築業協会、JSCA：（社）日本建築構造技術者協会
### 3. ウィンザービルの建築概要と火災概要

### 3.1 ウィンザービルの建築概要

## (1) 建築概要

火災が発生したウィンザービルは、マドリッド市のアスカ地区と呼ばれる金融街に建つ地上32階、地下5階（高さ106m）の超高層事務所ビルである。建物は、1974年に計画が開始され1976年に建築確認を受けて、1979年に完成した。なお、スペインでは地上階を0階と表示する習慣になっており、日本での階の呼称と異なるので注意を要する。以下、本報告で記載する階表示（火災階が21階など）はスペインの階表示に従っている。また、3階と4階、16階と17階の間には設備階があり、それぞれT-1階、T-2階と呼称されており、地上階数（32階）にはこれらの階も含まれている。

### 1 ）延穴床面積：61.750m²

2）用途：地下階：駐車場、0階～2階：物販店舖、4階以上：事務所

3）外装：アルミ製方立てタイプのガラスカーテンウォールである。方立ては約1.8m間隔でたっており、室内側にある鉄骨柱に支持されている。

## 4 ）基準階の平面計画

基準階平面は、約40m×25m（基準階床面積1,077m²）の大きさで、階段・エレベーター・トイレ・設備シャフト等をまとめたコア部を中央に配し、外周部を事務室空間としている。階段はコア部と外部に1箇所ずつ設置されていたが、改修工事でさらに1箇所の外部階段が増設されていた。事務所にはスペインの代表的企業がテナントとして入居しており、火災階となった21階はパーティションにより多数の小部屋に分割された状態で使用されていた。(図2参照)

図2 出火階（21階）平面

点線より外側が目視により推定した崩壊部分。

● 点は推定出火場所。塗りつぶし部分はRC構造の柱と壁。

## 5 ）構造の概要

平面的には、中央部がRC造、外周部が鉄骨造となっている。16階以下では、2,500×500mmの断面をもつ扁平なRC柱が平面の短辺方向に2本×8列、17階以上では外壁側の1列ずつがなくなり、(1,200～500)×500mmのRC柱が2本×6列並んでいる。それらを列ごとにスパン11mの鉄骨梁でつないでいる。

一方、外周部には、カーテンウォール方立ての内側に中空ボックス鉄骨柱が約1.8m間隔で設置されている。この柱は上階のスラブの荷重を支えるとともにカーテンウォールを支持している。立面的には、全体が2つの設備階(T-1階、T-2階)によって3つの部分に分かれている。設備階では、高さ3.75m×幅0.5mのRC梁がRC柱を列ごとにつなぐように8本設置され、280厚のスラブとともに、一種の門型フレームを形作っている。OTEP建築構造設計事務所でのヒヤリングによれば、本建物の上半分である17階以上の構造体はT-2階のRC梁によって支持され、16階より下の鉄骨柱には上部構造体の荷重が伝達されない仕組みになっていた。

## (2) 防災計画の概要

ウィンザービルが建設された1970年代当時のスペインの基準には防火に関する規定がほとんどなく、火災感知器と屋内消火栓は設置されていたが、スプリンクラー設備、防火区画（階段室周りなどの竪穴区画、外壁部分のスパンドレル区画とも）は設置されていなかった。また、柱や梁などの主要構造部の耐火性を要求する規定もなく、外周部の鉄骨柱は耐火被覆されていなかった。なお、設備階は上下階の延焼防止効果も担っていた。

## (3) 改修工事の概要

同ビルでは、塔屋部の2フロア増床とともに、2003年制定のマドリード自治州建築防火基準に適合させるため、以下の防災設備設置の改修工事を実施中であった。

① 外壁周りのスパンドレル設置（90分耐火）

② 外周鉄骨柱の耐火被覆設置（180分耐火）

③階段、エレベータシャフト周りなどの防火区画の設置

④ 連結送水管の設置

⑤ 屋外避難階段の増設

⑥ スプリンクラー設備の設置（オーナーの話）

なお2003年制定の新しい建築防火基準でも、ウィンザービルはスプリンクラーの設置対象物ではない。⑤については工事が完了していたが、その他は工事中であった。②は、16階以下については10階を除き工事が完了していたが、17階以上は未完であった。

### 3.2 火災の概要

2005年2月12日深夜に21階で発生した火災は、上階だけでなく下階へも延焼が進み、ほぼ建物全体が焼損した。また、17階以上では外周部の鉄骨架構部分が崩壊するという超高層ビルとしてはこれまでに例のない極めて大規
模な火災となった。(図3) 幸い、土曜日の深夜のため在館者はほとんどおらず、7名の消防士が天井面落下や煙により負傷した程度の人的被害に留まったが、これが昼間に起こっていれば大きな人的被害が出ることも想定される大火災であった。

## 1 ）出火階：21階

2）発見時刻：2月12日23時20分頃（23時05分に鳴動した火災感知器の警報により警備員が21階に駆けつけ火災を発見）

3）消防活動開始時刻：23時30分頃

4）鎮火までの時間：約18時間～20時間

5）延烧範囲：4階～最上階

6）被災状況：T-2階を境にして、17階以上は外周部のスラブ、外壁が崩壊。RC柱も2本崩壊。16階以下は崩壊しなかったが全焼状態であり躯体の再使用はできない状況。

7）出火原因：不明

### 4. 延焼過程と建物一部崩壊に関する考察

ここでは、延焼経過と建物の一部崩壊の過程について、関係機関のヒヤリングや新聞情報に基づいて調査団が推定した結果について記す。

### 4.1 延焼経過の推定（表2参照）

## (1) 上階延焼について

居室における出火後、現場駆けつけまでに煙が居室前のホールに充満したという時間は一概には推定できないが、一般の小規模事務所を想定すれば、5～10分程度と考えられる。自火報鳴動記録23：05という報道は、駆けつけ、戻り、通報時間を考えればほぼ妥当なものと考えられる。むしろ、20分後の噴出火炎、30分経過時の上階

図３ 火災後の状況（筆者撮影）

17階以上では、RC構造によるコア部分以外は崩壊。16階以下の部分はほぼ全焼したものの崩壊は免れている。

延焼がかなり早いことが特徴である。速い上階延焼の原因のひとつとして、ペリメータ部分（建物外周部の屋内側）で、床スラブとカーテンウォール間の層間ふさぎが未だ取り付けられていなかったことを挙げることができる。ここからの炎の立ち上がりが、開口噴出火炎によるスパンドレルのない外壁面からの延焼経路とともに上階延焼の速度を非常に速めたものと考えられる。消防隊が屋内から退避した0時35分頃の非常に速い上階延焼には2つの原因があると考えられる。第一には、外周の無耐火被覆の柱が熱により変形して、100mmある層間隙間が更に大になったところでのドラフト効果と、第二には、スパンドレルがないための外部からの延焼である。これらの経過により、出火階から上階が全面火災になったものと考えられる。(図4参照)

## (2) 21階から17階までの燃え下がり

出火階以下の階への延焼については、1.5時間かけて4層分17階まで拡大しているが、下方への延焼開始が消防隊退避後とすると凡そ時刻の整合がとれる。これは16階以下の延焼と同様に、ペリメータ部分の隙間から燃焼物が落下、ファンコイルユニットなどに着火し延焼したものと考えられる。燃え下がり速度は約20分／階である。

## (3) RC床スラブの設備階（T-2階）の突破

17階以上の階の構造体は4:00頃（新聞報道）崩壊した。現場立ち入り調査によると、上層階の崩壊による衝撃で17階の床とT-2階の床が陥没したとのことである。延焼は、図5に示すように、この陥没によるクラックから16階に延焼したのではないかとみられている。17階に延焼が及んでからおよそ1.5時間ほどであり、スラプ陥没により一気に16階以下へも延焼したものと考えられる。なお、設備階ではパイプ等設置部の貫通孔があり、そこから16階に延焼したという話もある。

## (4) 16階以下部分における下階延焼

16階から4階までの延焼は、消防隊によって外部から側面に注水する中を燃え進んだ。この延焼原因は、図4に示したように、ペリメータ部の層間の隙間から燃え下

図4 スパンドレル部の状況
がったものである。もともと層間ふさぎが不十分でもあったが、旧カーテンウォールのマリオンの外側に新マリオンを取り付ける改修によって100mm程度に及ぶ隙間になった。この隙間から燃焼物がファンコイルユニットに落ち、その可燃性のカバーに着火し、延焼する経路が考えられる。さらに同様の経過で、下の階に順次燃え下がったのではないかと推定される。1階分づつ下層に延焼したこと、窓側で火が回るように延焼したとの話は、このことを物語っている。この間、6時間で12階分延焼したとのことであり、平均で30分/階の速度と考えられる。なお、16階以下の外周柱は10階を除いて耐火被覆取り付けが終了しており、床の崩壊にはいたらなかった。

### 4.2 火災による構造体損傷の全体状況

ウィンザービルは、16階と17階の間にあるT-2と呼ばれる設備階を境に、上部と下部の2つの架構部分に分けられているのが特徴である。火災は、上部架構部分の21階で発生し、まず最上階まで延焼して耐火被覆の無い外周部鉄骨柱が破壊することにより、外周部床スラブの崩壊が起こったものと推察される。これにより、上部架構部分のうち鉄筋コンクリート構造のコア部分を除く外周部の鉄骨構造体の崩壊が発生した。その後、上部架構の崩壊による衝撃によってT-2設備階の天井と床面の両方に陥没が生じて、そこを介して建物下部への延焼を誘引し4階まで延焼したものと推定される。

下部架構部分も長時間の火災による影響を受けてはいるが、外周部の鉄骨構造体は、上部架構部分とは違い、一つには防火改修によって鉄骨柱に3時間耐火の被覆が既になされていたこと、および建物周囲からの消防隊の注水によって冷却されていたことが幸いして、一部座屈した柱も散見されるが崩壊はしなかった。(図3参照)

### 5. おわりに

今回の建物の部分的崩壊を含む超高層ビル火災から、以下の点を教訓として読み取ることができる。

1）100mを超す高層ビルであるにもかかわらず、スプリンクラー設備がなかったことが火災の初期拡大を抑制できず、盛期火災への成長を許す結果となった。

2）上下階への延焼防止におけるペリメータ部（建物外周部の屋内側）の層間ふさぎ、およびスパンドレル設置の重要性が改めて確認できた。

3）17階以上部分で建物外周部の架構が大規模に崩壊した原因として、外周部の鉄骨柱に耐火被覆が施されていなかったことが挙げられる。実際、3時間耐火被覆の設置改修工事が済んでいた16階以下部分では外周部の崩壊は起きていない。このように、防火区画をはじ

表 2 延焼経過の概要（推定時刻）

消防活動 推定時刻 火災階、上階、下階の事象

出火？
自火報鳴動	23:05
管理員駆付け、ホールから撤退	21階ホール煙充満
消防覚知	23:21
消防隊到着	23:25
消防隊21階活動開始	23:35
消防隊員負傷、撤退	0:35項
1.5時間程度	1:15	21階ホール天井材落下
2:05項	24階まで延焼
外部から隣接棟防護	2:15	上層全階火災（下階延焼20分/層）
1.5時間程度	17階まで延焼
4:00	ファサード崩壊
外部側面から有効注水	5:30	上階崩壊、17階床、T-2床臨没
8:25	16階に延焼
鎮压	13:35	12階延焼

図 5 RC造T-2設備階の延焼突破経過の推定

め、主要構造部の耐火性能確保の重要性が再確認できた。

4）本火災は防災改修工事中に発生した事故だったが、改修中であるが故の不十分な防火処置（層間ふさぎの未処置等）、防火管理の課題があらためて指摘される。

5）高層ビルにおける避難安全、延焼や煙拡散防止のためだけでなく、消防隊の安全な進入・退避経路としての竪穴区画（非常用工レベータや特別避難階段など）防護がきわめて重要であることが再確認された。1988年に発生したロサンゼルス市のファーストインタースティトビル火災 $ ^{2)} $ では、今回と同じく建物外周部を通じての上階延焼が生じたが、竪穴区画を通じて上階に
部署した消防隊によって最終的には5層の延焼で阻止している。

本火災は、スペインあるいはマドリッド自治州における現行の防火基準が要求する水準と比べても弱点のかなり多い既存建築物で発生したものであるが、実際の超高層ビルでの大規模な延焼はきわめて稀であり、本火災の延焼過程や構造崩壊についての解析による検証が今後も引き続き必要である。最後に、本火災は防火対策の重要性を認識した設計、施工、そして防災計画を行うべきであるという教训をあらためて示したものということができよう。

## 謝辞

本火災調査の実施にあたっては、ヒヤリング調査を引き受けて下さった方々をはじめ、現地訪問先各機関の多くの方々にご協力を頂いた。また、本稿の執筆にあたっては、調査団各位が作成された資料を使用させて頂いた。ここに記して謝意を表します。

## 参考文献

1）マドリード市ウィンザービル火災調査団：マドリード市ウィンザービル火災調査報告書，2005.7.

2）関沢愛：ロサンゼルス市の超高層ビル火災に関する調査報告，火災，Vol.38 No.4（175号），1988.8.
# Report of the Investigation of Windsor Building Fire in Madrid, Spain in February, 2005

(Abstract)

Ai Sekizawa

(Accepted November 8, 2005)

There was a serious fire in the 32-story High-rise Building called as Torre Windsor in Madrid, Spain, in the midnight on February 12, 2005. The fire spread very quickly upward as well as downward and finally burned out almost every floor. And, furthermore, as another remarkable event in this fire, there was a large scale of partial collapse of the structure. Since a structural collapse along with an accidental fire in a high-rise building is very rare worldwide, the investigation team, which consists of fire researchers, structural engineers, and insurance experts including this author, was dispatched to Madrid, Spain in order to investigate into this fire and to study the lessons in the end of March, 2005. This paper describes briefly the investigated results such as features of the building itself, the progress of fire spread upward as well as downward, and the causes of partial building collapse.
技術報告

# 地下鉄駅構内における防排煙設備の煙流動 シミュレーションによる性能評価に関する研究 一韓国大邱市の地下鉄中央路駅の場合一

渡部 勇市

(平成17年11月8日受理)

### 1. まえがき

韓国大邱市地下鉄中央路駅の場合における無排煙である自然換気時の駅構内の煙流動シミュレーションを発熱速度3MWで行い、煙は約2分で上階である地下2階のコンコース、約4分で地下1階の連絡通路へ進入してしまうことを既に文献1で報告した。また、無排煙で防煙たれ壁がない場合には、煙が上階に上昇し避難が困難になることが数値シミュレーションによって確認された。

乗客の安全な避難、消防活動支援のために、機械排煙、防煙たれ壁等の防排煙設備が設置されており $ ^{2} $ 、これらの性能を把握する必要がある。地下駅構内では、アルコールパンによる比較的小さな発熱速度480KWの火災規模の排煙実験は行われても $ ^{3} $ 、比較的大きな1MW以上の火災規模の排煙実験は行われていない。また、比較的大きな火源規模の場合には地下鉄駅構内壁面を損傷させるため実験による防排煙設備の検証は不可能に近い。そのため、数値シミュレーションにより防排煙設備の性能を予測する必要がある。

従来、防排煙性能は、二層ゾーンモデルにより検証されてきている $ ^{4} $ 。しかし、二層ゾーンモデルでは、上部、下部ゾーンに空間を分けるため細部まで計算することは出来ない。一方、CFDによる煙流動シミュレーションは、空間の細部まで計算できる利点がある。

最近では、トンネル火災のCFDによる煙流動シミュレーションが頻繁に行われるようになってきている。実火災との比較も行われ、CFDによる煙流動シミュレーションの妥当性も示されている $ ^{5,6} $

本研究では、地下駅構内における防排煙設備の性能評価のために、CFDによる煙流動シミュレーションを行った。煙流動は、地下駅の構内によって異なるが、本研究では韓国大邱市で火災事故が発生した地下鉄中央路駅を代表モデルとして選定した。防排煙設備は、プラットホーム階の排煙口による機械排煙、トンネル中間換気所からの排煙および階段設置の防煙たれ壁が多く採用されているので、これらの排煙設備を地下鉄中央路駅に適用し、防排煙設備の性能評価を行った。

防排煙設備の設置目的は、火災時に安全な避難行動、消防活動等が可能になるよう煙に汚染されないクリーンな空間を確保することである。本報告では、排煙設備の性能評価を避難安全上の観点から調べた。プラットホーム階、コンコース階の避難終了時間を定め、避難終了時間での煙拡散状況をシミュレーションにより調べ、その煙拡散状況を基に排煙設備の性能評価の検討を行った。

### 2. 地下鉄中央路駅構内の概要

韓国中央路駅地下鉄火災の詳細については文献7，8を参照されたい。中央路駅構内は、図1に示すように地下3階層の鉄筋コンクリート造りで、延べ面積は10,437㎡である。駅プラットホームは、図2(3)に示すように地下3階に位置し、上り下り分離方式の相対式である。上りプラットホーム（出火列車ホーム）には、両端に3Ea、3Ed、中央

図１ 中央路駅地下３階層の垂直断面図（単位m）
に3Eb、3Ecの計4箇所の階段がある。下りプラットホーム（対向列車ホーム）にも同様に4箇所の階段があり、地下3階には計8箇所の階段がある。この階段を上り、地下2階の自動改札口を出て地下2階コンコース部に出るようになっている。階段には防煙たれ壁は付いていなかった。地下3階には2区画の機械排煙設備が設置されていた。

地下2階には、図2(2)に示すように中央西側に2Wa、2Wb、中央東側に2Ea、2Ebの他に広い幅の2Edの上り階段があり、計5箇所の階段がある。階段には防煙たれ壁は付いていなかったが、駅コンコース内には防煙たれ壁、機械排煙設備が設置されていた。

地下1階には、図2(1)に示すように地下中央広場に接続するよう長手方向に通路が設けられており、地下街に行けるようになっている。地下1階から地上に上る階段は、南端に1Ea、1Ed、北端に1Wa、1Wdの計4箇所がある。この階段は、実際には外側に短い通路がありその通路から地上に出る階段がある。コンピュータのメモリ不足の関係から本シミュレーションでは、図2(1)に示すように外側の通路を省略しコンコース内に設置し単純化した。実際には、通路等の流動抵抗は少し異なるが、今回は、この条件でシミュレーションを行った。階段には防煙たれ壁は付いていなかったが、地下1階には、機械排煙設備が設置されていた。地下1階の中央広場には防火シャッターがあった。

### 3 \. 计算方法

### 3.1 計算モデルおよび解析領域

計算条件を表1に示す。計算コードは、有限体積法を計算手法としている汎用熱流体解析コードPHEONICSの標準k-εモデルを使用し、状態方程式を組み入れた簡易圧縮モ

(1) 地下 1 階 連絡通路

(2) 地下2階 コンコース

(3) 地下3階 プラットホーム

図２ 大邱中央路駅構内の各階平面図 （単位 m）
デルとした⁹)。この乱流モデルは、渦粘性の等方性を仮定している。厳密には、地下鉄構内の渦粘性は非等方であるが、今回は、工学的な簡便さから本モデルを使用した。

中央路地下駅構内の現地調査を参考に、地下形状、境界条件等を決定し、数値シミュレーションの計算コードを構築した。地下3階層の中央路駅構内の寸法は、長さ190m、幅17.2m、高さ16.8mとした。トンネル内の煙流動も調べるため中央駅構内の両端にトンネルを設けた。中央路地下駅と隣接駅間のトンネルの長さは、半月堂地下駅まで約590m、大邱地下駅まで約680mであるが、数値シミュレーションでは、コンピュータメモリーの関係から中央路地下駅からトンネル長さは各々290m、幅6.3m、高さ5.3mとした。

地下駅構内、トンネルの上部には、自由空間領域を設けた。地上部分への出入り口の外側は自由空間領域とし、煙が上部に上昇するようにした。また、トンネル端部の外側は自由空間領域とし、煙が外側に上昇するようにした。自由空間領域の上部は固定圧力境界とした。

計算空間全体寸法は長さ790m、幅16.7m、高さ26.8mとした。計算格子数は、長さ方向690点、幅方向34点、高さ方向45点とし、合計1,055,700点とした。時間間隔は2秒の非定常計算とし、出火から10分間の初期火災を対象とした。各階段の水平開口部の大きさは幅2.5m、長さ4mとした。ただし、地下3階両端の階段3Ea、3Ed、3Wa、3Wdの水平開口部の大きさは幅3.3m、長さ4mとした。地下2階右側階段2Edの水平開口部の大きさは、幅8.4m、長さ4mとした。各階段には側壁を付け計算を行った。

本計算では、地下1階の中央地下広場に通じる防火シャッターは、降下しているものとした。そのため地下1階は、地下中央広場を挟んで南側空間と北側空間の独立した2空間とした。

### 3.2 火災車両

車両は、6両編成とし長さは1両18mで合計108mとした。実火災では、出火後約4分で下り列車が到着し、その後、全車両へ延焼拡大している。火災時の列車の通常運行では、他の非火災列車が、火災列車が停車している地下鉄駅に進入しホームに停車することはない。本シミュレーションでは、通常運行による排煙設備の性能評価を行うため、約4分後に進入した下り列車は省略し、下りホーム車線に車両が停車していない駅とした。上りホームに停車した火災列車は、先頭車両から出火したものとした。車両の対流発熱速度（以後発熱速度）は、火災初期状況の防排煙設備による煙流動を探るために1MW、3MW、5MWとした。トンネル内の乗用車の発熱速度は約1MWで、発煙速度が約30（1/m・m³/s）であった $ ^{10} $ 。地下鉄車両の発煙速度は、乗用車を参考に発熱速度に比例するとして与えた。

車両からの熱源としては、先頭車両の上りプラットホーム側の出入り口4箇所の上半分から熱気流が噴出した

表1 煙流動シミュレーションの計算条件

計算領域	地下3階層駅舍 高さ26.8m、長さ790m、幅17.2m
トンネル長さ290m×2本
格子分割数：45×690×34
壁面	材質：コンクリート
境界条件	壁面流速：対数則
壁面との熱伝達係数：0.01kW/m³K
上端面：固定圧力境界
防排煙条件	排煙条件
自然換気状況下：無排煙
機械排煙：排煙口 0.5m×2mをプラットホーム天井に10m置きに両サイド合計36個設置
排煙口吸引風速1m/s、総排煙量2160m³/min
トンネル中間換気所排煙：トンネル両端部から排気
トンネル両側総排煙量 2×1800m³/min、2×3000m³/s
防煙たれ壁条件：プラットホーム階段出入り口に高さ0.5m防煙たれ壁の在り、無し
初期条件	流速：0m/s
圧力：10⁵Pa
気流温度：0℃
火源条件	発熱速度(先頭車両出入り口からの総噴出量)、発煙速度
1.0 MW(125℃×8.0kg/s)、30(1/m·m³/s)
3.0 MW(319℃×9.4kg/s)、90(1/m·m³/s)
5.0 MW(526℃×9.5kg/s)、150(1/m·m³/s)
その他	乱流モデル：k·εモデル
アルゴリズム：SIMPLEST法
対流項差分法：HYBRID
時間間隔：2sec
ものとして設定した。車両出入り口の大きさは高さ2m、幅1.5mとした。また、発熱速度、発煙速度は出火時から一定とした。

### 3.3 防排煙設備

排煙条件は、自然換気状況下、プラットホーム階の排煙口による機械排煙およびトンネル中間換気所による排煙の3種類とした。防煙たれ壁は、プラットホーム階段の出入り口での防煙たれ壁の有無の2種類とした。

#### 3.3.1 自然换気状況下

自然換気状況下においては、プラットホーム機械排煙、トンネル中間換気所の排煙を作動させず、無排煙での数値シミュレーションを行った。また、外部風および地下鉄車両のピストン効果による影響は無視した。

#### 3.3.2 プラットホーム階の機械排煙

プラットホーム階の機械排煙は、プラットホーム階の総排煙量を大邱中央路駅の排煙設備とほぼ同じ36m³/sとした。排煙口は、大きさ0.5m×2mとし、プラットホーム天井に約10m置きに両サイドに36個設置した。排煙口での平均排気速度は1m/sとした。プラットホーム階の機械排煙によっても階段下降流は発生するが、上下線のトンネル開口部が大きく、そこから吸引してしまうため、階段下降流の風速は非常に弱い。

#### 3.3.3 トンネル中間換気所による排煙

トンネル中間換気所による排煙は、両駅のトンネル中間にある換気所により行われる。地下鉄駅両側の中間換気所から排煙することにより地下駅舎内の階段に下降流を発生させ、煙を階段から遮煙し、煙の上昇を阻止する方式である。中間換気所からの片側トンネルの排煙量は、30m³/s、50m³/sの2種類とした。本シミュレーションでは、両側トンネル中間換気所からの排煙とし、総排煙量は、60m³/s、100m³/sの2種類である。階段下降流の平均風速は、垂直断面の階段総面積が58m²となるので、それぞれ約1.0m/s、1.7m/sとなる。

#### 3.3.4 プラットホーム階段の防煙たれ壁

自然換気状況下、プラットホーム階の機械排煙では、プラットホーム階段の出入り口8箇所に防煙たれ壁あり、なしの2種類とした。防煙たれ壁の高さは天井から0.5mとした。トンネル中間換気所の排気では、防煙たれ壁はなしとした。

### 4. 避難終了時間の設定と性能評価方法

### 4.1 プラットホーム階

駅間において列車に火災が発生した場合には、火災列車は停止することなく最寄りの駅まで走行することとした。最寄り駅に到着してから車両内の旅客が避難開始して、第一の避難場所として上階のコンコース階まで、全員が避難完了する時間をプラットホーム階の避難終了時間とした。

避難終了時間は、厳密には駅の階段の形態、乗客数によって異なる。文献11で、最寄り駅に到着してから車両内の旅客が避難開始して、避難終了時間を大邱駅と同じような相対式の3駅について求められている。この文献によればコンコース階へ最長7分間あれば避難できるという計算結果が示されている。この3駅はプラットホーム階の階段数は相対式の両ホームで4である。プラットホーム階とコンコース階の階段の斜路長さは10mとしている。

大邱中央路駅は、階段数が相対式の両ホームで合計8であるので、この計算よりは避難終了時間は短くなり、7分は安全サイドである。本報告では、安全サイドであるこの避難終了時間を基準として採用することにした。プラットホーム階では、避難安全に保つ空間を7分間、確保されればよいことにした。

避難行動するための空間は、床から2m以上必要と考えられる。人間が煙中で避難する場合には、20mの視界を確保する必要があるとされており、そのためには煙濃度0.1（1/m）以下とする必要がある $ ^{12,13} $ 。本報告では、安全に避難可能な空間とは、床上0～2mにおいて、煙濃度が0.1（1/m）以下であることにした。本シミュレーションでは、煙濃度は上部になるほど濃くなることを前提に、床から高さ2mで煙濃度0.1（1/m）以上の範囲を示し、安全な避難空間を調べた。プラットホーム階では、高さ2mで煙濃度0.1（1/m）以上の領域があるものは、安全に避難はできないものとした。

### 4.2 コンコース階

文献11で、車両にいる旅客が避難を開始し、プラットホーム階からコンコース階を通り地上出口へ全員が避難完了するまでの時間を大邱中央路駅と同じような相対式の3駅について求められている。この文献によれば最長10分間あれば避難できるという解析結果が示されている。コンコース階の階段数は4、コンコース階から地上出口までの階段の斜路長は40mとしている。

プラットホーム階の避難終了時間と同じような考え方により、本報告では、出火からこの10分間をコンコース階の避難終了時間に採用することにした。コンコース階では、この10分間について避難可能な空間を確保すればよいことにした。避難限界の判断基準は、プラットホーム階と同じとした。コンコース階では、プラットホーム階と同様に高さ2mで煙濃度0.1（1/m）以上の領域があるものは、安全に避難はできないものとした。

### 5. 数值シミュレーション結果と考察

### 5.1 プラットホーム階の煙拡散状況と避難安全性

#### 5.1.1 自然換気の場合

## (1) 防煙たれ壁なし

無排煙で自然換気状況下における防煙たれ壁なしの場合について、出火から7分後のプラットホーム階での水
平断面の煙拡大状況を発熱速度別に図3(1)に示す。プラットホーム階の平面図では床から高さ2mにおける煙濃度が0.1（1/m）以上の範囲を示した。この図は、カラーの濃度分布を白黒で示しているため、必ずしも濃淡が煙濃度を表していない。この図は、煙濃度0.1（1/m）以上の拡大範囲を示している。

発熱速度1MW、3MW、5MWでプラットホーム階の煙濃度0.1（1/m）以上の占める割合は100%であり、煙が全面的に広がっている。以後この割合を煙汚染率とする。よって、プラットホーム階からコンコース階へ7分での安全な避難は困難である。

出火から7分後の地下駅構内での垂直断面の煙拡大状況を発熱速度別に図3(2)に示す。発熱速度1MW、3MW、5MWでプラットホーム階の煙濃度0.1（1/m）る煙下端高さは、床面まで達している。発熱速度1MWでは、床から2m以下の下部に若干煙濃度0.1（1/m）以下の空間がある。

## (2) 防煙たれ壁あり

自然換気状況下における防煙たれ壁ありの場合について、出火から7分後のプラットホーム階での水平断面の煙拡大状況を発熱速度別に図4(1)に示す。

発熱速度1MW、3MW、5MWでプラットホーム階の煙濃度は0.1（1/m）以上の占める煙汚染率が100%であり、煙が全面的に広がっている。プラットホーム階から7分での安全な避難は困難である。

プラットホーム階の煙濃度は、防煙たれ壁があった方がなしに比べ少し濃い煙濃度になったが、防煙たれ壁の有無によって大きな違いはがなかった。

出火から7分後の地下駅構内での垂直断面の煙拡大状況を発熱速度別に図4(2)に示す。発熱速度1MW、3MW、5MWでプラットホーム階の煙濃度0.1（1/m）以上の占める高さは、床面まで達している。発熱速度1MWでは、2m以下の下部に煙濃度0.1（1/m）以下の空間が出来ている。

#### 5.1.2 プラットホーム階の機械排煙の場合

## (1) 防煙たれ壁なし

プラットホーム階の機械排煙、防煙たれ壁なしの場合について、出火から7分後のプラットホーム階での水平断面の煙拡大状況を発熱速度別に図5(1)に示す。発熱速度1MW、3MW、5MWでは、プラットホーム階の水平断面で煙濃度は0.1（1/m）以上の占める煙汚染率がそれぞれ25%、55%、90%となり、7分での安全な避難は困難である。しかし、発熱速度が小さいほど煙の占める煙汚染率が小さくなり、排煙口からの煙の排気による希釈効果は確認された。

出火から7分後の地下駅構内での垂直断面の煙拡大状況を発熱速度別に図5(2)に示す。発熱速度1MW、3MW、5MWでプラットホーム階の煙濃度0.1（1/m）以上の占める高さは、出火車両近辺では床面まで達しているが、左側では2m以下の下部には空気層が保たれている。

発熱速度 1 MW

発熱速度 3MW

発熱速度 5MW

(1) 地下3階ブラットホームの水平断面

発熱速度 1 MW

発熱速度 3MW

発熱速度 5MW

(2) 地下駅構内の垂直断面

図3 自然換気時、防煙たれ壁なし、出火7分後のプラットホーム階の煙拡大状況
発熱速度 1 MW

発熱速度 1MW

発熱速度 3MW

発熱速度 5MW

発熱速度 3MW

(1) 地下3階プラットホームの水平断面

発熱速度 5MW

(2) 地下駅構内の垂直断面

図４ 自然換気時、防煙たれ壁あり、出火7分後のプラットホーム階の煙拡大状況

発熱速度 1 MW

発熱速度 1 MW

発熱速度 3MW

発熱速度 5MW

(1) 地下3階プラットホームの水平断面

発熱速度 3MW

発熱速度 5MW

(2) 地下駅構内の垂直断面

図5 機械排煙時、防煙たれ壁なし、出火7分後のプラットホーム階の煙拡大状況