甲種2類 消防設備士試験不合格体験記

甲2は“泡消火設備”のみ
甲2に分類される“泡消火設備”を学ぶための参考書は少ない傾向にある。

消防設備士の資格で、最も厄介なのがこの“2類”に分けられる“泡消火設備”の試験であると思います。

その理由として、私が消防設備士を甲種1~5、乙種6・7を一年間で受験して唯一落ちていたのがこの2類のみであったからです。

資格試験に詳しい消防機器協会の方も“2類はマニアックだから”とおっしゃっていました。

その理由として、他の類はいくつかの設備がまとまって分類されており、出題が広く浅い傾向にあります(例;1類なら消火栓とスプリンクラー、他など)。

しかし、2類は“泡消火設備”のみで構成されるため、狭く深く出題される傾向にあるのではないでしょうか。

以下に、2類の消防設備と試験について記していきます。……

 

 

泡消火設備の設置を要する防火対象物


泡消火設備を設置する必要がある防火対象物
泡消火設備を設置する必要がある防火対象物は、以上の箇所のみである。

泡消火設備を設置すべき防火対象物は、表に分類されている通りです。

これらは、2類の試験でも基本的な箇所であり、必須の知識です。

 

 “令別表第1” に掲げられているものは、(13)項 ロ の【飛行機、回転翼航空機“ヘリコプター”のこと…】 です。

 

他に泡消火設備を設置すべき箇所に、

【道路の用に供される部分】

 

【自動車の修理又は整備及び駐車の用に供される部分】

 

【指定可燃物】

 

【駐車の用に供される部分 (床面積の合計・吹抜け部分に関する分類) 】

 などが分類されています。

 


泡に包まれた飛行機。
泡消火設備が作動して、泡に包まれた飛行機。

飛行機の格納庫や、指定可燃物が指定数量の1000倍以上貯蔵してある箇所は、なかなか目にすることは少ないと考えられます。

 

身近なところでは、大型店の立体駐車場などに泡消火設備がついていることが多いと言えます。

 

 

次にお買い物に行った際は、是非立駐の天井などを見上げてあげてください。

 

そこには “フォームヘッド” と呼ばれる泡放出口がいらっしゃることでしょう。


泡ヘッドの種類


設置すべき泡ヘッド
用途によって設置すべき泡ヘッドが異なる。

泡ヘッドは2種類で、主に“低発泡”の泡消火設備に用いられます。

 

この “低発泡” というのは、膨張比が20以下の泡を指します。

 

膨張比が80以上1000未満の泡は “高発泡” と呼ばれます。

 

“フォーム・ウォータースプリンクラーヘッド” は泡水兼用型です。

“フォームヘッド” は泡の放射のみに利用されます。



泡ヘッドの放射量


泡ヘッドの種別
泡ヘッドの種別による設置基準とその放射量の違い

“固定式の泡消火設備” の泡ヘッドの放射量は、表の設置基準に基づいて防火対象物またはその部分の区分及び泡消火薬剤の種別に応じた数量の割合で計算した量の泡水溶液を放射できるように設けなければなりません。

フォームヘッド
左:フォーム・ウォータースプリンクラーヘッド、右:フォームヘッド

 

また、“移動式の泡消火設備” が認められる場所もあります。

防火対象物の関係者が安全に初期消火でき、かつ安全に避難できる場所となっています。

 

具体的には、道路の用に供する部分の、防火対象物の屋上部分に設けられた道路や、駐車場などの部分の外気に開放された部分や、天井部分の開口大きい場合などがあります。


膨張比による種別と泡水溶液放出量


膨張比は、第1,2,3種に分けられ
膨張比は、第1,2,3種に分けられており泡放出量が異なる。

続いて、“高発泡用泡放出口” について記していきます。

 

高発泡用は、“全域放出方式” と “局所放出方式” があります。

 

“全域放出方式” は、防護対象物のうち床面からの高さが5mを超える場所に設ける高発泡用泡放出口を用いる場合に適用しなければなりません。

(;´Д`).。o○(できるだけ泡を出す箇所は少なくしたいですよね…。)

 

それ以外は “局所放出方式” で構わないということです。

この<局所>についてですが、防護対象物が相互に隣接し、延焼のおそれのある範囲内の防護対象物を一つの防護対象物とするとのことですが、「延焼のおそれのある」とは、不燃材料で区画されたもの又は3m以上離れているもの以外のものを指します。

 

泡水溶液放出量は、冠泡体積(当該床面から防護対象物の最高位より0.5m高い位置までの体積)の量を放出できるように設けることとされています。

泡放出口は、一つの防護区画の床面積500㎡ごとに1個以上、防護対象物の最高位より上部の位置となるように設ける必要があります。


泡水溶液を作るのに必要な水源の水量


水源の水量は、“低発泡” と “高発泡” 泡放出口で分類されます。

泡ヘッド必要な泡水溶液量
“低発泡” の設置場所と泡ヘッド種別で分けられた、必要な泡水溶液量。

“高発泡用泡放出口” の場合は、全域放出方式と局所放出方式で異なります。

全域放出方式は、床面積が最大となる防護区画の冠泡体積1㎥につき、以下の表の数値を乗じて得た量以上の量とします。

泡放出口種別冠泡体積1㎡当りの泡水溶液量
全域放出方式での泡放出口種別泡水溶液量

 

局所放出方式では、床面積が最大となる放出区域に以下の表からQfを選び、計算式に代入して得られた必要泡水溶液放出量を、20分間放出することができる量以上とします。

防護面積1㎡当りの泡水溶液放出量
防護面積1㎡当りの泡水溶液放出量

〔計算式〕QF=S×Qf

 

QF: 必要泡水溶液放出量(ℓ /min)

 

S: 防護面積(当該防護対象物を外周線(防護対象物の最高位の高さ の3倍の数値又は1mのうちいずれか大なる数値を当該防護対象物 の各部分からそれぞれ水平に延長した線。)で包含 した部分の面積(㎡))

 

Qf: 表に示す防護対象物の区分に応じた数値 (ℓ /min・㎡)

最高位の高さ の3倍の数値又は1mのうち大きい数値
最高位の高さ の3倍の数値又は1mのうち大きい数値を各部分から水平に延長した線

泡消火薬剤混合装置


泡と水を混ぜて、消火用の泡水溶液を作るための混合方式はいくつかに分類することができます。

 

甲2の試験でも製図の単元でこれを描くことや、分類ごとの違いを述べるような出題もありました。

つまり、ここはテストに出るような重要な箇所であると言えます。

 

また、プロポーショナー(PROPORTIONER)とはエアーフォームの水溶液 をつくる比例混合器のことを指します。

ポンプで加圧された水と消火原液を自動的に一定比率で混合させる装置が比例混合器です。

 

そのプロポーショナー の使い方による方式を、ここでは大まかに “4種類” に分けて図と共に解説していきたいと思います。

プレッシャー・サイド・プロポーショナー方式


「絞り方式」
混合器への送液配管の途中に 設置する「絞り方式」

プレッシャー・サイド・プロポーショナー方式は、泡消火薬剤を専用ポンプで混合器 へ圧送して比例混合させます。

混合器を通過する流量に応じ、泡消火薬剤が一定の 濃度を保つように等圧弁で流量を調整します。

なお,送液量をコントロールする方式には,混合器への送液配管の途中に 設置する「絞り方式」と、コントロール弁を加圧送液装置の逃がし配管の途中 に設置する「逃がし方式」があります。

■特長

●水量に変化があっても、指定濃度の泡消火薬剤を自動的に比例混合するため、操作はき わめて簡単。

●原液ポンプで泡消火薬剤を水の配管に圧入するため、多量の泡を連続的に作ることができる。


プレッシャー・プロポーショナー方式


プレッシャー・プロポーショナー方式は、加圧送水装置と泡放出口の間に配管で連結 されたエダクター(混合器)があり、これと原液タンクを接続します。

そして、加圧送水装置から送られた圧力水の圧力(ベンチュリー作用により流水中に泡消火薬剤を吸い込む)を利用して、原液タンク内の泡消火薬剤を水と置換 させ、エダクターに送り出して水と混合させる方式です。

この方式は、加圧送水装置からの送水圧力が変化しても、吸い込まれる泡消火薬剤 の量は自動的に調整されて比例混合しますので、常に所定の比率が保てます。

■特長

●簡単なバルブ操作で確実に使用できる。

●原液タンク内に圧入される水は静かに圧入されるので、泡消火薬剤が攪拌発泡する恐れ がない。

●所定の水量・水圧があれば、ポンプを使用しなくても消火栓などで十分効果的に使える。

プレッシャープロポーショナー方式(圧送式)
プレッシャープロポーショナー方式(圧送式)
プレッシャープロポーショナー方式(圧入式)
プレッシャープロポーショナー方式(圧入式)

ポンプ・プロポーショナー方式


ポンププロポーショナー方式
ポンププロポーショナー方式は機構が簡単で経済的なことから多く採用されている。

ポンプ・プロポーショナー方式は、加圧送水装置の吸込側と吐出側の間にバイパスを設け、バイパスの中間にエダクター(混合器)を組み込みます。

ポンプの吐出側から加圧された送水の一部をバイパスに送り込み、ベンチュリー効果を利用してメタリングバルブで調整した一定量のエアーフォーム原液をエダクターで吸収します。

吸収され たエアーフォーム原液は、ポンプの吸収側に送り込まれ、比例混合されます。 この方法は、加圧送水装置の吸込側の水頭(ヘッド)がゼロまたはマイナスの場合に使用できます。

■特長

●メタリングバルブの操作で自由にエアーフォーム原液の吸込量が調整できる。

●ポンプの揚程計算で、プロポーショナーによる圧力損失を計算する必要がない。


ラインプロポーショナー方式


ラインプロポーショナー方式
ラインプロポーショナー方式は送水管系統の途中に吸込器を接続する。

ライン・プロポーショナー方式は、消火栓または加圧送水装置とエアーフォームノズ ルとの間に、ホースなどで接続したライン・プロポーショナー(吸込器)を組み込み、 ベンチュリー効果のみによって泡消火薬剤を流水中に吸収させます。

そして、指定濃度の泡水溶液として送水管によりヘッド、 ノズル等に送り、空気を吸い込んで泡を発生させるものです。

泡消火薬剤は3%型・6%型および耐アルコール用のいずれでも使用可能です。

ま た、界面活性剤系の泡消火薬剤も使用することができます。

泡消火薬剤の吸収に用いる吸引管には、3%型・6%型切替えコックが付いています。

ただし、入口圧力は0.7MPa以上を必要とします。


混合装置の設置場所


設置場所は、屋内消火栓設備に準じた場所とすることとされています。

 

ただし、泡消火薬剤及び水を混合さ せる部分に用いるベンチュリー管等の機器(以下「混合器」という。)又は泡消火薬剤及び水を混合させる 部分の配管結合は、放射区域を受け持つ一斉開放弁の直近に設けなければなりません。(一斉開放弁までの配管内に規定 濃度の泡水溶液を常時充水する配管設備とする場合を除く。) 

 

また、起動装置の作動から泡放出口の泡水溶液の放射までに要する時間は、おおむね1分以内であることが定められています。

泡消火薬剤別の発泡倍率及び25%還元時間測定方法


泡消火薬剤は、液状で、その成分により、さまざまな種類のものがあり、泡原液と呼ばれています。

 

泡原液そのものが、泡になるわけでなく、使用するときに、水や海水で 一定の濃度に希釈して、泡希釈水溶液とし、ポンプなどにより加圧された状態で配管等 を経由して発泡ノズル等の発泡機器や装置に送られ、機械的に空気や不活性気体を泡水溶液に混入し、発泡機器の中で混合攪拌して泡を形成させます。

 

泡消火薬剤は、「基材に泡安定剤その他の薬剤を添加したもので、水(海水を含む。) と一定の濃度に混合し、空気又は不活性気体を機械的に混入し、泡を発生させ、消火に使用する薬剤をいう。」と定義されています。

 

もちろん2類の消防設備士試験にこれらの泡消火薬剤の物性を問うものや、発泡倍率や25%還元時間の簡単な計算問題も出てきます。

 

以下に泡消火薬剤と、その種別による測定方法の違いを記していきます。

たん白泡消火薬剤


たん白泡消火薬剤
たん白泡消火薬剤は、牛などの動物の蹄や角などのたん白質が原料。

たん白泡消火薬剤は、牛などの動物の蹄や角などのたん白質原料を粉砕細粒化し、 アルカリで加水分解をした後に、中和調整した加水分解たん白質溶液を主成分に用いて製造されています。

 

暗褐色の粘性溶液で、たん白特有の味噌を焦がしたような?臭いがするそうです。

 

泡を形成する際に、主成分であるたん白質が空気との接触 により酸化し、分子変性を起こし、分子連結など複雑構造を形成し安定した泡膜を 作り出します。

また、同時に薄い泡膜を形成するたん白質分子が空気中の酸素により酸化された 鉄イオンと結合し、さらに分子同士の結合を促進するなど泡膜を固化し、より強固 な泡膜を作り出します。

 一方、泡が固いために液体可燃物表面上における流動展開性は劣ります。

 主に、石油貯蔵タンク等の固定泡消火設備に使用されます。


合成界面活性剤泡消火薬剤


合成界面活性剤泡消火薬剤はシャンプー
合成界面活性剤泡消火薬剤はシャンプーに使われる炭化水素系界面活性剤が主成分。

合成界面活性剤泡消火薬剤は、シャンプー原料に使用される炭化水素系界面活性剤を主成分とし、起泡性(泡立ち)に富み、いろいろな発泡装置により、膨張率(発泡倍率とも呼ばれる。)10 倍前後の低発泡から 500 倍~ 1000 倍の高発泡と幅広い泡性状の泡を作り出すことができます。

淡黄色液体で、グリコールエーテル臭がします。

 

しかし、我が国や欧米各国では、泡の耐火、耐熱、耐油性が乏しいという理由か ら、低発泡として石油貯蔵タンク火災の消火には使用されていません。

 

少量の泡消火薬剤で多量の軽い泡を形成できる特性を生かして、主として、高発泡消火用に使用されています。

1000 倍近い泡を一挙に大量に放出できるので、倉庫、航空機格納庫、LNGタンク周囲などの大空間を泡で満たしてしまうという消火方法に使われます。


水成膜泡消火薬剤


左から「たん白泡」、「水成膜泡」及び「合成界面活性剤泡」
左から「たん白泡」、「水成膜泡」及び「合成界面活性剤泡」

水成膜泡消火薬剤は、合成界面活性剤泡消火薬剤の組成にほぼ似ていますが、大きく異なる点は、表面張力低下能の高いフッ素系界面活性剤が添加されていることです。

フッ素系界面活性剤が添加されることに より、合成界面活性剤泡消火薬剤が生成する泡よりも液体可燃物表面上への流動展 開性が改善し、さらに泡膜の耐油・耐火性の強化により、水成膜泡消火薬剤ではよりスピーディな消火が可能となっています。

 

水成膜泡(Aqueous Film Forming Foam)という名称が示すように、泡から 排液した泡水溶液が水性のフィルム状薄膜を液体可燃物表面上に形成します。その 可燃物の蒸気の逃散を抑制する能力があると言われています。


発泡倍率の計算


発泡倍率測定に用いる器具は “たん白泡・合成界面活性剤泡” と “水成膜泡” で異なります。

そのため、発泡倍率の計算で使う泡試料を採取した際の値も両者で違うので注意が必要です。

甲2の試験でも、計算自体は簡単ですが、泡消火薬剤の種類に対して適切な値を覚えておいて、答えを算出する必要があります。

以下に、泡消火薬剤種類別の測定器具と、計算式を記します。

たん白泡消火薬剤又は合成界面活性剤泡消火薬剤の発泡倍率測定


泡試料コレクタと、泡試料コンテナ1400㎖とその台。
泡試料コレクタと、泡試料コンテナ1400㎖とその台。

たん白泡消火薬剤又は合成界面活性剤泡消火薬剤の発泡倍率測定器具には、“泡試料コレクタ” と “泡試料コンテナ” とその“台” があります。

泡試料コンテナは1400㎖のものを2つ用います(写真の丸い容器)。

これを写真左の泡試料コレクタにセットし、泡試料コレクタの勾配を泡が流れていくことでコレクタに回収されるという仕組みです。

コンテナに入った回収した泡は、泡試料コンテナ台にセットした100㎖容量のメスシリンダーなどに移してその量を計測します。

発泡倍率計算式には、コンテナ容量1400㎖
発泡倍率計算式には、コンテナ容量1400㎖の値を使用。

発泡倍率は、 空気混入前の元の泡水溶液量に対する最終の泡量の比 を測定するため、 予め泡試料コンテナの重量を測定しておきます。


水成膜泡消火薬剤の発泡倍率測定


1000㎖目盛付きシリンダ2個を設けた泡試料コレクタ。
1000㎖目盛付きシリンダ2個を設けた泡試料コレクタ。

水成膜泡消火薬剤の発泡倍率測定では、コンテナを用いず直接コレクタから1000㎖メスシリンダーに泡試料を採取して分析します。

目盛付きシリンダの1000㎖容量
計算式分子には目盛付きシリンダ1000㎖容量の数値を代入。

 

発泡倍率は、 空気混入前の元の泡水溶液量に対する最終の泡量の比 を測定するもので、 あらかじめ1,000目盛付シリンダの重量を測定 しておき、 泡試料をグラム単位まで測定し、 計算を行います。 

 

また、泡の25%還元時間は、採取した泡から落ちる泡水溶液量が、コンテナの泡に含まれている全泡水溶液量の25%廃液するに要する時間を表したものをいい、以下の方法で測定・計算されます。


25%還元時間


測定は発泡倍率測定の資料で行い、泡試料の正味重量を4等分することにより、泡に含まれている泡水溶液の25%容量(単位㎖)を得ます。

 

この量が還元するに要する時間を知るためにシリンダを平らな台に置き、一定時間内にシリンダの底にたまる液を泡を容易に分離していることが判然とする計量線で測定します。

 

測定の例を以下に示します。

 

例; 今、泡試料の正味の重量が200 gであったとすると、1 gを1 ㎖として換算し、

従って、50(㎖)になる時間を測定すれば、その泡消火薬剤の性能が判定できるということです。

 

簡潔に述べますと、“どんだけ泡がはじけずに保てるかを測る目安の量が、採取した泡水溶液の25%を基準に判定する” ということです。

 

低発泡の場合は、1分以上の25%還元時間が基準となります。高発泡の場合は、3分以上の25%還元時間が基準となります。

その他の対策


鑑別や、製図の問題で使えそうな知識をここにまとめておきます。

ブロアー型の発泡機構
ブロアー型方式は、ファンを用いることによって、強制的に泡水溶液に空気を送り込む方式です。 駆動源としては、モータ、エンジン、水流などを使用します。
アスピレータ型の発泡機構
アスピレータ型方式とは、スプレイヘッドより泡水溶液を放出させる際に、減圧域を発生させることによって、空気を吸入する方式です。
http://www.fukada-kogyo.co.jp/business/lng.html

リフト弁
リフト弁は、水平配管取り付けに限定されます。
https://www.tlv.com/ja/steam_story/1307check_valve_3.html
https://www.tlv.com/ja/steam_story/1307check_valve_3.html

バンドソー
バンドソーは配管を切る工具
チェーントング
太いパイプを締め付けるチェーントング
 電源を使わず手軽にねじ切りができます。
電源を使わず手軽にねじ切りができます。
立管用埋込足付バンド
立管用埋込足付バンド

参考文献


http://www.city.kawasaki.jp/840/cmsfiles/contents/0000019/19783/awashouka.pdf

 

https://www.fdma.go.jp/html/data/pdf/141021syou282_5.pdf

 

http://www.yamatoprotec.jp/assets/images/B-6/sistem/No02_2.pdf

 

http://www.city.yokohama.lg.jp/shobo/koukai/shinsa-shishin/pdf/3-1-4.pdf

 

 


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コメント: 2
  • #1

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