fire-life-safety

防火・生命安全設計

このスキルでは、建築設計の実務者向けに、防火・生命安全設計に関する専門知識を提供します。防火戦略における建築家の役割、防火区画、避難設計、構造体の耐火保護、排煙制御、消火設備を扱います。寸法はすべてメートル法で示し、標準的な実務で必要な場合はヤード・ポンド法の換算値も併記します。

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セクション1：防火戦略の策定

建築家の役割

建築設計において、建築家は防火戦略の主要な調整役です。防火エンジニアが専門的な解析（火災の数値シミュレーション、構造耐火エンジニアリング、排煙制御設計）を担う一方で、建築家は設計の初期段階から建築コンセプトに防火安全を組み込む責任を負います。

防火安全は後付けではありません。防火対策を後回しにする建物では、空間の質の低下（使える面積を犠牲にした廊下の拡幅）、コストの増加（より適切な計画で回避できたはずの場所に耐火構造を追加）、居住者のリスク（長く、分かりにくく、維持が難しい避難経路）が生じます。

防火安全の目標

1. 人命の安全： すべての居住者が、状況が危険な状態になる前に避難するか、安全な場所に到達できるようにします。これは最優先の目標であり、妥協できません。

2. 財産の保護： 火災による損害を出火区画または定められた防火区画内に抑えます。保険、事業継続、歴史的建造物に関わる目標です。

3. 事業継続： 火災発生後のダウンタイムを最小限に抑えるシステムを設計します。特に、病院（その場での防御）、データセンター、製造施設、重要インフラで重要です。

4. 環境保護： 火災に起因する土壌、水、大気の汚染を防ぎます。化学物質の保管施設、廃棄物処理施設、水路近くの敷地に関わる目標です。

5. 消防隊の安全： 消防活動のための安全なアクセスを確保します。消防用昇降路、湿式・乾式立て管、消防指令センター、十分な水供給を備えます。

仕様規定型アプローチと性能規定型アプローチ

仕様規定型アプローチ：

• 法規の規定（IBC、Approved Document B、NBCなど）に直接従います
• 利点：分かりやすく、広く理解されており、根拠を示しやすい
• 制約：過度に保守的になる場合があり、斬新な建物形状に対応できない場合があり、建物固有の使用パターンが考慮されません

性能規定型アプローチ：

• 防火安全の目標を定め、設計火災シナリオを定義し、エンジニアリング解析によって目標達成を実証します
• 手法：火災の数値シミュレーション（FDS、CFAST）、避難シミュレーション（Pathfinder、STEPS、Simulex）、構造耐火解析（火災曲線を用いた有限要素解析）、排煙制御解析（CFD）
• 利点：設計の最適化、複雑な形状への対応、より正確なリスク評価が可能です
• 制約：専門の防火エンジニア、ピアレビュー、管轄当局（AHJ）の承認が必要です

ハイブリッドアプローチ（最も一般的）：

• ほとんどの規定には仕様規定型の法規を適用します
• 吹き抜けの排煙制御、歩行距離の延長、耐火時間の短縮、代替避難戦略など、個別の課題には性能規定型の解析を用います

防火戦略報告書の内容

防火戦略報告書（防火安全戦略、防火エンジニアリング報告書、防火安全設計の基準書とも呼ばれます）には、次の内容を含めます。

1. 建物の概要：用途、収容人員、構造、形状
2. 適用される法規および規格
3. 設計火災シナリオ（規模、位置、成長率）
4. 防火区画の方針および耐火性能一覧
5. 避難手段：歩行距離、出口幅、避難戦略
6. 火災感知・警報設備の設計
7. スプリンクラー／消火設備の適用範囲
8. 排煙制御戦略
9. 構造体の耐火保護仕様
10. 消防隊のアクセスおよび設備
11. 建物管理における防火安全対策
12. 図面：防火区画図、避難経路図、消防隊進入計画図

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セクション 2：区画化

目的

防火区画化により、建物を個別のゾーンに分け、一定時間、火災と煙を封じ込めます。これにより、居住者の避難を可能にし、財産への損害を抑え、その場にとどまって防御する戦略のための安全区域を確保します。

区画の規模

IBC（米国）：

• ほとんどの用途では、区画の最大面積は明示されていません（建築物の構造種別および各階の面積によって制限されます）
• I-2 の煙区画：IBC 407.5.1 に基づき、煙区画あたり最大 2090 m²（22,500 ft²）
• I-3 の煙区画：IBC 408.6 に基づき、最大 2090 m²（22,500 ft²）

BS 9999（英国）： リスクプロファイル別の区画最大面積：

リスクプロファイル	区画の最大床面積	最大寸法
A1（低リスク）	8,000 m²	制限なし
A2	4,000 m²	制限なし
B1	2,000 m²	制限なし
B2	1,000 m²	制限なし
C1（低リスクの就寝施設）	2,000 m²	制限なし
C2	1,000 m²	制限なし
C3（高度依存）	1,000 m²	制限なし

Approved Document B（イングランドおよびウェールズ）： 用途グループ別の区画最大面積：

用途グループ	高さ < 18 m	高さ >= 18 m
住宅（集合住宅）	制限なし*	制限なし*
オフィス	2,000 m²	2,000 m²
店舗／商業施設	2,000 m²	2,000 m²
集会／娯楽施設	2,000 m²	2,000 m²
工業施設	2,000 m²	2,000 m²
保管施設	1,000 m²	1,000 m²

（*集合住宅：各住戸が区画となり、共用廊下／階段は防火区画化されます）

耐火構造の種類

防火区画壁（IBC 707）：

• 床スラブから、上階の床スラブまたは屋根スラブの下面まで連続します（天井ではなく、デッキまで）
• 用途：用途の分離、出口区画、シャフト区画、水平出口
• 支持構造：同等以上の耐火性能を持つ構造で支持する必要があります
• 連続性：すべての継ぎ目、貫通部、開口部を防護する必要があります

防火間仕切り（IBC 708）：

• 耐火性能を備えた床／天井または屋根／天井のアセンブリの下面で終端できます
• 用途：住戸の分離、就寝ユニットの分離、廊下壁
• 防火区画壁より要件が緩やかです（天井に耐火性能があれば、天井で止めることができます）

防火壁（IBC 706）：

• 構造的に独立しています（片側の構造が崩壊しても自立した状態を保ちます）
• 基礎から屋根まで延びます（屋根に耐火性能がない場合は、屋根を貫通して延びます）
• 規定上、別々の建物を形成します
• 耐火時間：2 時間（A、B、E、F-2、M、R、S-2、U）、3 時間（F-1、H-3/4/5、S-1）、4 時間（H-1、H-2）

煙区画壁（IBC 709）：

• 床から床、外壁から外壁まで連続する膜です
• ダクト貫通部に防煙ダンパーを設けた、気密性の高い構造です
• 最低 1 時間の耐火性能
• 用途：I-2 の煙区画、I-3 の煙区画、外来診療施設の煙区画

防火戸の耐火等級

IBC／UL 方式（米国）：

適用箇所	戸の耐火等級	壁の耐火等級
防火壁の開口部	3 時間	4 時間
防火壁の開口部	1.5 時間	2 時間
防火区画壁 -- 出口区画	1.5 時間	2 時間
防火区画壁 -- 出口区画	1 時間	1 時間
防火区画壁 -- 用途の分離	1.5 時間	2 時間
防火区画壁 -- 用途の分離	0.75 時間	1 時間
防火間仕切り -- 廊下	0.33 時間	0.5 時間
防火間仕切り -- 廊下	0.33 時間	1 時間
煙区画壁	0.33 時間	1 時間

英国規格／欧州方式：

表示	遮炎性能（分）	遮熱性能（分）	代表的な用途
FD30	30	--	廊下の戸、住戸の玄関戸
FD30S	30 + 煙	--	廊下の戸（防煙シール付き）
FD60	60	--	階段室の戸、区画壁
FD60S	60 + 煙	--	防護ロビーの戸
FD90	90	--	高リスク区域
FD120	120	--	特殊用途
FD30/FD60 + 遮熱	30/60	30/60	遮熱基準が必要な場合

防火戸の金物および付属金物

• 自閉装置：オーバーヘッドドアクローザー（EN 1154／UL 228）。すべての防火戸に必須です。アクセシビリティ要件に従った最小閉鎖力が必要です
• 膨張性シール：10 mm x 4 mm または 15 mm x 4 mm のシールを、戸当たり溝またはドア端部に取り付けます。150-200°Cで膨張し、ドアと枠の隙間を塞ぎます
• 煙シール（冷煙用）：上枠および縦枠に柔軟なブレードシールまたはブラシシールを取り付けます。FD__Sの指定およびIBCの防煙戸で必要です
• 蝶番：鋼製の平蝶番をドア1枚につき最低3個使用します。防火戸に軸上がり蝶番は使用できません
• 錠およびラッチ：防火性能を損なってはなりません。通常、防火戸アセンブリの一部として試験されています
• 開放保持装置：電磁式開放保持装置を火災報知設備に接続します。火災報知時または停電時に解除され、その後、ドアクローザーがドアを閉じます
• パニック金物：防火認定済みのパニックバーまたはタッチパッドを使用します（IBCでは、収容人数が50人を超えるアセンブリ施設および教育施設の出口に設置が必要です）

ガラス入り防火区画

防火ガラスの種類：

種類	遮炎性	断熱性	最大耐火時間	用途
網入りガラス（6 mm）	あり	なし	60-90 min	多くの管轄区域で旧式です。小さな視認窓に限られます
ホウケイ酸ガラス	あり	なし	60-120 min	防火視認窓。面積は限定されます
セラミックガラス	あり	なし	60-180 min	防火スクリーン、スパンドレルパネル、大型パネル
膨張性ゲルガラス	あり	あり	30-120 min	完全な防火区画、廊下の壁、ロビースクリーン

• 遮炎性のみのガラスは、炎や高温ガスの通過を防ぎますが、熱を放射します。避難経路での放射熱への曝露を防ぐため、最大面積が制限されます。
• 断熱ガラス（層間に膨張性ゲルを挟んだもの）は、炎と放射熱の両方を遮断します。避難経路を含む完全な防火区画に使用できます。

防火区画貫通部処理（貫通部シール）

防火構造を貫通する箇所はすべて、認定済みの防火区画貫通部処理システムでシールする必要があります。

• 配管貫通部： 膨張性パイプカラー（可燃性配管――PVC、PE、PP）；ミネラルウール＋膨張性シーラント（保温材付き金属配管）
• ケーブル貫通部： 膨張性ブロック、パテ、またはピロー；大規模なケーブル束にはケーブル貫通フレーム
• ダクト貫通部： 防火ダンパー（遮炎性のみ）または防火・防煙ダンパー（遮炎性＋煙シール）。壁の耐火時間と一致する性能が必要です
• 構造目地： ミネラルウールの裏打ち材を使用した耐火目地シーラント（シリコーン系または膨張性）

空洞区画材：

• 火災の見えない広がりを防ぐため、隠蔽空間（天井裏、壁内）に設置が必要です
• 空洞区画材の最大間隔：あらゆる方向で20 m（ADB）。IBC第718節では、可燃性構造の床・天井空間に、最大280 m²（3,000 ft²）間隔でドラフトストップを設けることを規定しています
• 隠蔽空間に延びる防火区画壁・床の接合部

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第3節：避難経路の設計

避難階段の数

IBC（米国）：

• 用途、歩行距離、床面積に基づきます
• 各階に最低2つの出口が必要です（小規模で危険性の低い空間については、表1006.2.1に定める単一出口の例外があります）
• 1フロアあたりの収容人数が501-1,000人の場合は出口3か所、1,000人を超える場合は4か所です

BS 9999／Approved Document B（英国）：

• 特定の用途で、床面積と歩行距離が限られる場合、建物の高さが11 m以下なら単一階段が認められます（ADB）
• 階段の数は、任意の地点から最寄りの階段までの最大歩行距離と、階段の収容能力の計算に基づきます

避難距離――国際比較

IBC（米国）、スプリンクラー設置済み：

用途	一方向	全方向
A	--	76 m (250 ft)
B	--	91 m (300 ft)
R	--	76 m (250 ft)
S-2	--	122 m (400 ft)

BS 9999（英国）、リスクプロファイル B1（オフィス、通常リスク）：

避難経路	一方向のみ	複数方向
スプリンクラー未設置	18 m	45 m
スプリンクラー設置済み	27 m	60 m

承認文書 B（イングランドおよびウェールズ）：

用途グループ	一方向	複数方向
オフィス（2b）	18 m	45 m
店舗（4）	18 m	45 m
集会施設（5）	15 m	32 m
住宅（フラット）	9 m（廊下は7.5 m）	--（フラットの廊下では、階段まで一方向のみ）
工業施設（6）	25 m	45 m
貯蔵施設（7a）	25 m	45 m

**比較に関する注記：**英国の避難距離がIBCより大幅に短いのは、英国ではIBCと同じ方法でスプリンクラーの設置が一般に義務付けられていないためです（スプリンクラーによる緩和は、基本距離に対する特定の延長措置であり、ほぼ普遍的な要件ではありません）。スプリンクラーを設置した場合、英国の距離は延長されますが、それでもIBCより短いままです。

階段幅の計算

IBC方式：

• 階段は在館者1人あたり7.6 mm（0.3 in）
• その他の避難設備は在館者1人あたり5.1 mm（0.2 in）
• 階段の最小幅：在館者50人以上の場合は1118 mm（44 in）、50人未満の場合は914 mm（36 in）

BS 9999／ADB方式：

• 階段幅は、各階の人数と階段が対応する階数に基づいて決定
• ADB 表5：一斉避難の場合、階段幅は地上階を除く全人口を収容
• BS 9999 表13：単位幅あたりの流出率（幅1100 mmの階段では、1分あたり0.6 mあたり1人）

階段の最小幅：

規格	最小幅
IBC（一般）	1118 mm (44 in)
IBC（在館者50人未満）	914 mm (36 in)
ADB／BS 9999	1050 mm（壁間、各階150人まで）
ADB／BS 9999	1100 mm（各階151～200人）
DIN 18065（ドイツ）	1000 mm（住宅）；1200 mm（公共施設）

防護階段

避難中の在館者を保護するため、避難階段は耐火構造で囲む必要があります。

• IBCの避難階段区画（第1023節）：

  • 接続する階が4階以下の場合、1時間耐火の区画
  • 接続する階が4階を超える場合、2時間耐火の区画
  • 開口部の防護設備：2時間耐火区画には1時間耐火ドア、1時間耐火区画には0.75時間または1時間耐火ドア

• ADBの防護階段：

  • 壁：建物の耐火時間と同等の耐火性能（高さに応じて30～120分）
  • ドア：最低 FD30S（自閉式、煙密閉式）
  • 換気：建物高さが18 mを超える場合、階段上部に1.0 m²の自然換気口（または機械加圧）

消防活動用シャフト

高さが18 mを超える建物（英国）、または23 m／75 ftを超える建物（IBCの高層建築物）で必要です。

• **消防用エレベーター（消防用リフト）：**かごの最小寸法は1100 x 1400 mm（英国 BS EN 81-72）。主電源と二次電源（発電機）。防水仕様の昇降路ピットと乗場。操作盤は消防隊による操作に切り替え可能
• **消防活動用ロビー：**最小5 m²（英国）。各階に耐火区画（2時間耐火壁、FD60Sドア）。乾式／湿式立管の放水口を設置
• **乾式立管：**直径100 mmの立管で、地上階に送水口、各階に放水口を設置。建物高さが18～60 mの場合（英国）。消防隊は地上階でポンプ車を接続
• **湿式立管：**常時加圧されたシステム。建物高さが60 mを超える場合（英国）、またはIBCの連結送水管要件に従う場合（高層建築物の避難階段にはクラスI）

はさみ階段

1つの構造シャフト内に設けられ、防火構造によって分離された、互いに組み合う2つの階段です。

• 各階段は、もう一方の階段から独立して防火性能（1時間または2時間）を備えています
• 各階段には、各階に独立した煙前室を設けます
• 敷地の制約により、独立した2つの階段コアを設置できない高層住宅で一般的です
• IBC：はさみ階段が独立した出口として扱われるのは、それぞれに独立した出口放出があり、分離構造が出口区画の要件を満たす場合に限られます
• UK/BS 9999：一方の階段に障害が生じても、もう一方に影響しないことが実証されれば認められます

車椅子使用者用一時避難区画

階段を利用できない人のための一時的な安全区域です。

• 場所：すべての避難階段の各階踊り場（IBC Section 1009.3；ADB Section 4）
• 広さ：車椅子1台につき最低900 x 1400 mm（IBC：有効床面積760 x 1220 mm / 30 x 48 in）。階段からの出口経路を塞がないこと
• 通信：防災指令センター／ビル管理室への双方向インターホン（IBC Section 1009.8）
• 数：各階段につき各階に最低1か所。その階の在館者が200人を超える場合は、各階に2か所
• IBCの例外規定により、全面スプリンクラー設置建築物では不要です（緊急避難計画に基づき、在館者は避難にエレベーターを使用します）
• 標識：国際シンボルマーク（アクセシビリティ）＋「Area of Rescue Assistance」

避難戦略

一斉避難：

• 警報時に、すべての在館者が直ちに避難します
• ほとんどの建物用途（オフィス、小売、教育）で標準的です
• 総避難時間は、利用可能な安全避難時間より短くなければなりません（ASET > RSET）

段階的避難：

• 出火階とその直上階が最初に避難します
• 残りの階は順番に避難します（出火階より上の階、その後、下の階）
• 高層オフィスビルで一般的です。区域別のメッセージ配信が可能な音声／警報通信システムが必要です
• 少なくとも、スプリンクラー、煙感知器、階間の防火区画、音声警報が必要です

水平避難：

• 在館者は、火災／煙の遮断壁を通って、同じ階の隣接する区画へ水平移動します
• I-2（病院）およびI-3（拘置施設）では、現場待機型避難として標準的です
• 各防煙区画には、その区画の在館者に加えて、隣接する1区画からの在館者を収容できる容量が必要です
• IBC 407.5.1に基づく防煙区画の最大面積は2090 m²（22,500 ft²）です

在宅待機（住宅）：

• 英国の住宅避難戦略：火災の影響を受けていない住戸の居住者は、自室にとどまります（各住戸が防火区画です）
• 火災の影響を受けた住戸の居住者は、防護された廊下と階段を経由して避難します
• 必要なもの：防火性能を備えた住戸玄関ドア（FD30S）、防火性能を備えた廊下／ロビーの壁、防火性能を備えた階段区画、共用部の自動火災検知器
• グレンフェル火災後の検証を受け、在宅待機のバックアップとして、一斉避難機能の整備も求められるようになっています（Building Safety Act 2022）

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第4節：構造耐火保護

耐火時間

IBC Table 601（表全体についてはbuilding-codes SKILL.md Section 2を参照）

ADB / BS 9999の最低耐火時間：

建物の高さ	住宅	非住宅
5 m以下	30 min	30 min
11 m以下	30 min	60 min
18 m以下	60 min	60 min
30 m以下	90 min	90 min
30 m超	120 min	120 min

保護方法

鉄筋に対するコンクリートかぶり厚さ：

• 鉄筋の上に最小コンクリートかぶり厚さを確保することで耐火性能を実現します
• かぶり厚さ20 mm：耐火時間約1時間（部材の種類や荷重によって異なります）
• かぶり厚さ25 mm：約1.5時間
• かぶり厚さ35 mm：約2時間
• かぶり厚さ50 mm：約3～4時間
• Eurocode 2-1-2、ACI 216.1、またはBS 8110 Part 2に準拠します

膨張性塗料（構造用鋼材向け薄膜塗料）：

• 塗料のように塗布します（乾燥膜厚0.25-5 mm）
• 200-250°Cで元の厚さの20-50倍に膨張し、断熱性のある炭化層を形成します
• 達成可能な耐火時間：30-120分（一部製品では最大180分）
• 利点：薄い仕上がりのため、露出した鋼材の美観を保てます。工場または現場で塗布できます
• 制約：管理された塗布条件が必要です。一部製品は湿度の影響を受けやすく、再塗装には保守点検のためのアクセスが必要です（一般的な耐用年数は25年）
• 仕様：耐火時間と鋼材部材の断面係数（Hp/A）に応じた乾燥膜厚（DFT）。Hp/Aが大きい（鋼材が薄い）ほど、塗膜を厚くする必要があります

ボードによる被覆：

• ケイ酸カルシウム板（例：Promat）：厚さ15-60 mmで耐火時間30-240分
• バーミキュライト／石膏ボード：厚さ12-50 mmで耐火時間30-180分
• 利点：正確で均一な、工場品質の仕上がりが得られます。どのような天候でも施工できます
• 制約：構造部材の周囲に箱形の輪郭が見えます。複雑な形状では施工に時間がかかります

吹付け耐火被覆（SFRM）：

• セメント系（ポルトランドセメント＋鉱物骨材）：密度240-350 kg/m³
• 鉱物繊維系（スラグウール＋セメント結合材）：密度190-320 kg/m³
• 標準的な厚さ：10-40 mmで1-3時間
• 利点：最も施工が速く、複雑な形状に沿って施工でき、耐火時間あたりのコストが最も低い方法です
• 制約：仕上がりが粗いため、天井裏に隠す必要があります。飛散防止対策が必要で、約4°C未満では施工できません。露出した状態では損傷しやすくなります

コンクリートによる全面被覆：

• 鋼材部材をコンクリートで完全に被覆します
• かぶり厚さに応じて2-4時間の耐火時間が得られます
• 重く、費用がかかるため、現代の建築では耐火保護のみを目的として使用されることはまれです
• 鋼材とコンクリートの合成構造が求められる場合には、現在も一般的に使用されています

大断面木材の耐火設計

炭化法（Eurocode 5-1-2 / NDS/AWC）：

• 標準炭化速度：軟材（スプルース、マツ、モミ）では0.65 mm/min
• 集成材／CLTの炭化速度：0.65-0.70 mm/min
• 強度ゼロ層：炭化線から7 mm下（炭化していないものの加熱された木材は強度が低下します）
• 有効残存断面 ＝ 元の断面 − 炭化深さ − 強度ゼロ層

設計手順：

1. 必要な耐火時間を決定します（例：90分）
2. 炭化深さを計算します：0.65 mm/min × 90 min = 露出面ごとに58.5 mm
3. 強度ゼロ層を加えます：58.5 + 7 = 露出面ごとに65.5 mm
4. 残存断面 ＝ 元の断面 − 露出面ごとに65.5 mm
5. 火災時荷重組み合わせ（一般に固定荷重 + 0.5 × 積載荷重。常温時の設計荷重から低減）に対する残存断面の構造耐力を確認します

Type IV-A（被覆された大断面木材）：

• 大断面木材のすべての表面を不燃材料で保護します
• 通常、Type X石膏ボード16 mm（5/8 in）を2層（合計32 mm）使用します
• 石膏ボードにより、炭化が始まるまで約60分間保護されます
• 耐火時間の合計 ＝ 石膏ボードによる保護時間 + 木材の残存耐力

Type IV-C（露出した大断面木材）：

• 木材を全面的に露出させることができます。耐火性能は、大きめに設計した断面のみによって確保します
• 意匠上の利点：木材を露出させることで、温かみのある美観を実現できます
• 全面炭化を考慮して、より大きな木材断面が必要です

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セクション5：煙制御

目的

建物火災による死亡の主な原因は煙です。煙制御システムは、避難に必要な時間のあいだ、避難経路や居室で安全に過ごせる状態を維持します。

自然排煙（NSHEV — 自然排煙・排熱換気）

寸法設計：

• 一般則：有効換気面積は煙溜まり区画の床面積の5％、または床面積200 m²あたり1.5 m²のいずれか大きい方とします
• 煙溜まり区画の深さ：天井から煙層の下端まで最低3 m（10 ft）とします（煙層の下に避難可能な高さ2.5 mを超える空間を確保します）
• 給気：低位置の開口部の面積は、排気開口部の面積以上とします
• 設置位置：煙溜まり区画の最上部（屋根排煙口、高位置の窓）

自動開放：

• 作動方式：煙感知（最も一般的）、ヒューズリンク（熱作動）、火災報知信号
• 手動操作：地上階および排煙口の隣に手動開放装置を設置します
• フェイルセーフ：停電時に開放します（ただし、風雨への懸念から通常閉鎖が必要な場合を除きます）

機械排煙

• 排気量：設計火災規模と煙発生量に基づき、火災工学解析で決定します
• 一般的な排気量：廊下排煙では毎時4～10回換気、アトリウムや大容積空間ではこれより多くします
• ファン：EN 12101-3に従い、最低300°Cで60分間、または400°Cで120分間（火災への長時間曝露を想定）運転できる定格とします
• ダクト：耐火仕様とするか、耐火シャフト内に設置します。区画境界にはダンパーを設けます
• 補給空気：排煙で排出された煙を補うため、給気が必要です。通常、火災区画内をわずかな負圧に保つため、排気量の75～80％を低位置の給気口から供給します

階段・ロビーの加圧

• 避難階段とロビーを正圧に保ち、煙の侵入を防ぎます
• 差圧：すべてのドアを閉じた状態で50 Pa（0.2 in w.g.）（BS EN 12101-6）、最低12.5 Pa、最大87 Pa（IBC）
• ドア開放時の通過風速：煙流を抑えるため、最低0.75 m/s（一部の規準では1.0 m/s）
• ファンの選定：閉鎖時のドアや壁からの漏気、および火災階でドアが1枚開いた場合を考慮します
• ドアの開放力：加圧システムの作動中、ドアハンドルで133 N（30 lbf）を超えてはなりません（IBC 1010.1.3）
• 圧力調整：可変速ファンまたは圧力逃しダンパーを用いて、ドアの開閉に合わせて調整します

防煙スクリーン・防火シャッター

防煙スクリーン（固定式または自動式）：

• 天井から下降し、煙を定められた煙溜まり区画内に封じ込める布製の障壁です
• 展開方式：重力（フェイルセーフ）、煙感知信号によるモーター駆動
• 降下時間：通常、完全展開まで30～60秒です
• 等級：EN 12101-1に準拠します（周囲温度の煙に対する防煙スクリーンはDクラス、高温煙に対してはDHクラス）

防火シャッター：

• 防火区画を形成する鋼製または複合材製の巻上げ式・スライド式シャッターです
• 等級：1～4時間（遮炎性）。一部は遮熱性の等級も備えています
• 火災報知時に自動で展開します。手動操作も必要です
• 防火ドアの設置が現実的でない場所（幅広の開口部、サービスカウンター、コンベヤー開口部）で使用します
• 作動方式：ヒューズリンク（熱作動）、火災報知信号、またはその両方です

アトリウムの排煙制御

アトリウムは大きく連続した空間のため、個別の排煙制御解析が必要です。

定常プルーム計算（簡易式）：

• 煙の質量流量：M = 0.071 × Qc^(1/3) × Z^(5/3) + 0.0018 × Qc （軸対称プルーム、NFPA 92） ここで、M = 質量流量（kg/s）、Qc = 対流熱放出率（kW）、Z = 火源からの高さ（m）です
• バルコニー越流プルーム（アトリウム下階で発生した火災の煙がバルコニー端から流れ込む場合）：同じ高さの軸対称プルームと比べて質量流量は大幅に増加し、約2～3倍になります

設計上の考慮事項：

• 最上部の煙溜まり区画：深さを最低3 mとします
• 排煙：機械式または自然式（動力式自然換気装置）とします
• 補給空気：煙層より下の低位置から供給します。プルームを乱さないよう、風速は1.0 m/s未満とします
• プラグホーリング：排気口から煙層より下の空気を吸い込まないようにします。NFPA 92の臨界排気量計算に従います
• IBC 404.5：すべてのアトリウムに対し、Section 909に準拠した排煙制御を求めています

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Section 6: アクティブ防火システム

自動スプリンクラー設備

湿式システム（最も一般的）：

• 配管内には常時、加圧された水が充填されています
• 作動条件：周囲温度が定格温度に達すると、個々のスプリンクラーヘッドが作動します（標準型では通常68°C／155°F、住宅用のクイックレスポンス型では57°C）
• 応答：火災区域内のヘッドのみが作動します（すべてのヘッドが作動するわけではありません）
• カバー範囲：軽危険用途ではヘッド1個あたり最大12 m²（130 ft²）、NFPA 13に基づく普通危険用途では9.3 m²（100 ft²）
• 最大間隔：標準的なカバー範囲ではヘッド間4.6 m（15 ft）
• 最低圧力：最も遠いヘッドで0.5 bar（7 psi）
• 散水密度：軽危険用途では4.1 mm/min（0.10 gpm/ft²）から、普通危険用途グループ2では8.1 mm/min（0.20 gpm/ft²）

乾式システム：

• 配管内には加圧された空気または窒素が充填されており、スプリンクラーヘッドが作動して空気圧が低下すると水が放出されます
• 用途：水が凍結するおそれのある暖房のない場所（駐車場、荷さばき場、冷凍庫）
• 遅延時間：ヘッドの作動から放水まで30～60秒
• システムの最大容量：NFPA 13に基づき750ガロン

予作動システム：

• 2つの作動条件が必要です：火災検知とスプリンクラーヘッドの作動
• シングルインターロック：検知器が弁を作動させ、その後ヘッドが開く必要があります
• ダブルインターロック：検知とヘッドの作動が同時に必要です
• 用途：誤放水による水損を許容できないデータセンター、博物館、図書館

開放型システム：

• すべてのヘッドが開放されています（可溶部なし）。検知システムが作動すると、すべてのヘッドから同時に水が放出されます
• 用途：即時の全面消火が必要な高危険区域（航空機格納庫、化学物質保管場所、変圧器室）
• 大容量の給水が必要です

住宅用スプリンクラーシステム（NFPA 13R／13D）：

• NFPA 13R：4階建てまでの住宅用途向け（カバー範囲を縮小。クローゼット、5.1 m²未満の浴室、屋根裏、ガレージにはスプリンクラー不要）
• NFPA 13D：一戸建ておよび二戸建て住宅向け（さらに縮小）
• クイックレスポンスヘッド：定格温度57°C（135°F）で、熱に対する応答が速い
• 最低流量：NFPA 13R／13Dに基づく水力計算によります

火災検知および警報

検知方式：

種類	検知方法	応答時間	最適な用途
イオン化式煙感知器	粒子のイオン化の変化	速い（炎を伴う火災）	オフィス、廊下（一部の管轄区域では段階的に廃止中）
光電式煙感知器	光の散乱／減光	速い（くすぶり火災）	寝室、廊下、共用エリア
定温式熱感知器	設定温度で作動する可溶部	遅い（火災が成長する必要あり）	キッチン、ガレージ、粉じんの多い環境
差動式熱感知器	急激な温度上昇	中程度	倉庫、機械室
吸引式（VESDA）	空気サンプリング＋レーザー検知	非常に速い	データセンター、文化遺産施設、クリーンルーム
炎感知器（IR／UV）	赤外線／紫外線	非常に速い	航空機格納庫、燃料保管場所
線形熱感知器	温度によるケーブルの抵抗変化	中程度	トンネル、ケーブルトレイ、コンベヤーベルト

火災警報のゾーニング（IBC 第907節）：

• 手動発信機：各階の各出口に設置します
• 煙感知器：廊下、エレベーターロビー、HVACダクトに設置します
• 熱感知器：キッチン、機械室、駐車場に設置します
• 音声／警報通信：高層建築物、300人超を収容する集会用途、特定のE用途およびI用途で必要です
• ゾーンの規模：1ゾーンあたり最大1858 m²（20,000 ft²）、ゾーンあたりの長さは最大91 m（300 ft）です。各階は個別のゾーンとします

非常用照明

IBC の要件（第 1008 節）：

• 照度：出口までの経路に沿った床面で最低 10.8 lux（1 fc）、 出口の屋外側でも最低 10.8 lux
• 点灯時間：停電発生から最低 90 分間
• 電源：バッテリーバックアップまたは発電機

英国／EN の要件（BS 5266-1／EN 1838）：

• 避難経路照明：経路の中心線に沿った床面で最低 1 lux、 端部で 0.5 lux、均斉度比は最大 40:1
• パニック防止用（開放エリア）照明：60 m² を超える 開放エリア全体の床面で 0.5 lux
• 高リスク作業エリア：維持照度の 10％または 15 lux のうち、 大きい方を最低値とする
• 点灯時間：最低 1 時間、3 時間を推奨（宿泊施設では多くの 管轄区域で 3 時間が必須）
• 毎月の機能試験（点灯確認）、年 1 回の全時間点灯試験

消火器

• 設置場所：クラス A（普通可燃物）は最寄りの消火器までの 歩行距離が最大 23 m（75 ft）、クラス B（可燃性液体）は 最大 15 m（50 ft）
• 取付高さ：重量が 18 kg（40 lb）を超える消火器は、ハンドルを 床面から最大 1525 mm（60 in）に設置します。解釈によっては、 18 kg を超える消火器の最大高さは 1067 mm（42 in）です。 AHJ に確認してください
• 種類：ABC 粉末（最も一般的）、CO2（電気設備／クリーンエージェント）、 ウォーターミスト（文化財）、湿式化学薬剤（業務用厨房）
• スプリンクラーが必要な建物では、固定式消火設備の代替にはなりません

乾式・湿式立管

乾式立管：

• 垂直配管（直径 100 mm／4 in 以上）。地上階に送水口があり、 各階に放水口があります
• 消防隊が地上階の送水口にポンプ車を接続し、システムを加圧します
• 設置要件：高さ 18～60 m の建物（英国 ADB）。IBC では 第 905 節に従い連結送水管が必要です
• 放水口：消防活動用ロビーまたは階段踊り場に 65 mm（2.5 in）の 送水口を設置します

湿式立管：

• 常時水で加圧され、消防ポンプで圧力を維持します
• 設置要件：高さ 60 m を超える建物（英国）。IBC では 高層建築物の階段室にクラス I の連結送水管が必要です
• 放水口：各階の踊り場に 65 mm（2.5 in）のバルブを設置します
• 圧力：最上階の放水口で最低 7 bar（100 psi）
• 給水：専用の消火用水槽、または十分な流量を確保できる信頼性の高い 公共水道本管への接続（湿式立管では通常 1500 L/min）

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このスキルは、建築設計に関する一般的な防火・生命安全の指針を提供します。 すべての防火計画は、適格な防火技術者と連携して策定し、管轄当局の承認を 得る必要があります。防火規定および基準は管轄区域によって異なるため、 地域で採用されている版に照らして要件を確認してください。