火災はなぜ起きるのか?― 燃焼の3要素・4要素から考える火災予防の基本 【熊本防災】
「可燃物があるから火災が起きる」
多くの方がそう思われがちですが、実はそれだけでは火災は発生しません。
火災には必ず“条件”があり、その条件がそろったときに初めて燃焼という現象が起こります。
消防・防災の分野では、この条件を「燃焼の3要素」、さらに一歩踏み込んで「燃焼の4要素」として整理しています。
本コラムでは、燃焼の基本的な仕組みから、現場で実際に起こり得る危険、そして火災予防につながる考え方までを分かりやすく解説します。
目次
燃焼とは何か?
燃焼とは、物質が酸素(または酸素を含む物質)と激しく化学反応を起こし、熱や光を発生させる現象をいいます。
火災とは、この燃焼が人の意図に反して発生し、制御できなくなった状態を指します。
つまり、燃焼そのものは化学反応であり、火災は「事故」としての燃焼なのです。
燃焼の3要素とは?
燃焼が起こるためには、次の3つの条件が同時にそろう必要があります。
① 可燃物(燃えるもの)
木材、紙、布、石油類、ガス、プラスチックなど、燃える性質をもつ物質です。
身の回りの多くの物が可燃物であり、「燃えるものがない場所」はほとんど存在しません。
② 点火源(熱)
可燃物が燃え出すためには、着火温度以上の熱が必要です。
火、火花(スパーク)、高温の機械、摩擦熱、静電気なども点火源になります。
③ 酸素供給源(空気)
燃焼には酸素が不可欠です。
通常の空気中には約21%の酸素が含まれており、これが燃焼を支えています。
3要素のうち1つでも欠けると燃えない
この3つのうち、どれか1つでも欠けると燃焼は起こりません。
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可燃物がなければ燃えない
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点火源がなければ燃えない
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酸素がなければ燃えない
この考え方は、消火の基本原理にもつながっています。
消火器や防火シャッター、窒素消火設備などは、燃焼の3要素を断ち切る仕組みを利用しています。
ガソリンは「中」で燃えない?
非常に危険な物質の代表例として挙げられるガソリンですが、
実は容器の中でスパークを発生させても燃焼しない場合があります。
これは、容器内では空気(酸素)が遮断されているためです。
しかし、ガソリンの表面や蒸気が空気と接触した状態で火花が発生すると、
一瞬で爆発的な燃焼が起こります。
この事例は、酸素の存在がいかに重要かを端的に示しています。
燃焼はなぜ「燃え続ける」のか?
燃焼の3要素がそろうと燃焼は開始しますが、
それだけで必ず燃え続けるとは限りません。
燃焼が継続するためには、次の仕組みが必要になります。
燃焼の4要素とは?
燃焼の3要素に、もう1つ重要な要素を加えたものが燃焼の4要素です。
④ 連鎖反応
燃焼によって発生した熱が、周囲の可燃物を次々と加熱・活性化し、
連続的に酸化反応(化学反応)が進んでいく現象を連鎖反応といいます。
この連鎖反応があるからこそ、火は「燃え広がる」のです。
➡
可燃物 × 酸素 × 点火源 + 連鎖反応 = 火災
酸素濃度と燃焼の深い関係
通常の空気中の酸素濃度は約21%です。
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酸素濃度が26%程度まで上昇すると
➡ 燃焼速度は通常の約2倍に
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逆に酸素濃度が低下すると
➡ 燃焼は急激に弱まり
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約15%未満になると燃焼は成立しません
この15%前後が、燃焼に必要な最低酸素濃度とされています。
酸欠空気の危険性
労働安全衛生法では、
**酸素濃度18%未満の空気を「酸欠空気」**と定義しています。
酸欠空気中では、
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燃焼しない
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しかし、人間も正常に呼吸できない
結果として、意識障害や死亡事故につながる重大な危険があります。
酸素が少ない=安全、というわけでは決してありません。
防災・点検業務における重要な視点
消防設備点検や防災管理において重要なのは、
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どこに可燃物があるか
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どこに点火源が存在するか
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空気や換気の状態はどうか
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燃焼が連鎖しやすい構造になっていないか
を総合的に把握することです。
単に設備を設置するだけでなく、
「燃焼の仕組みを断ち切れているか」という視点が事故防止につながります。
まとめ|火災予防の基本は「燃焼を理解すること」
火災は偶然起きるものではありません。
必ず原因があり、必ず条件がそろっています。
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燃焼の3要素
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燃焼の4要素
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酸素濃度と人命リスク
これらを正しく理解し、日常点検や設備管理に反映させることが、
建物と人命を守る最大の防災対策です。