耐火性の格納庫を設計するには？

格納庫特有の火災危険と規制要件の評価

点火源の特定：航空燃料、油圧作動油、電気系統

火災に耐えるハングーの設計は、異なる材料がどのように発火するかという特性を理解することから始まります。Jet AやJP-8といった航空燃料、油圧作動油、そして周囲にあるさまざまな電気部品は、重大なリスクをもたらします。これらの物質がこぼれたり蒸発したりすると、危険な液体のたまりや蒸気雲を形成し、メンテナンス用工具での短絡、高温の金属部品との接触、あるいは静電気の蓄積といったわずかなきっかけで点火される可能性があります。燃料の蒸気は、機体の給油中に排水溝付近にたまりやすいため、効果的な蒸気検知システムを設けることが非常に重要です。考えてみてください。地上にこぼれたジェット燃料わずか1リットルが、瞬時にほとんどのガレージの2倍以上の面積に火災を広げてしまうのです。そのため、ハングーの設計では静電気の蓄積を防ぐための導電性床材の採用、エンジン下部に漏れ対策用のドリップトレイの設置、燃料取扱い区域における特定の等級を持つ電気設備の指定などが行われます。また、溶接作業の手順や定期的な漏れ点検についても忘れてはなりません。こうした安全対策は選択肢ではなく、人々の安全を守るために絶対に必要なものです。

NFPA 409の分類および格納庫のサイズ、航空機の種類、占有状況が耐火要件をどのように規定するか

NFPA 409規格は、航空機格納庫に対してリスクのレベルに応じた安全要件を定めるシステムを設けています。格納庫はその規模、内部の航空機の大きさ、およびそこで行われる作業の種類に応じて4つのグループに分類されます。40,000平方フィートを超える、または高さ28フィート以上の航空機を収容する最大級の格納庫には、2時間耐火性を持つ壁と天井に加え、火災を迅速に消火するための自動泡消火装置が求められます。一方、12,000平方フィート未満の小規模な格納庫では、1時間の耐火保護と手動式の消火設備で十分な場合があります。内部で行われる作業の内容も重要です。大量の燃料を取り扱う整備作業を行う格納庫には、液体漏れ用の特別な排水システム、蒸気を閉じ込めるためのバリア、強化された換気設備が必要です。メンテナンス作業を行わない単なる保管用の格納庫は、全体的に必要な要件が少なめです。この段階的なアプローチにより、貯蔵されている燃料の量、避難が必要な人数、通常の運用中に存在する危険の種類といった現実の要因に基づいて、建物に適切な防火対策が施されるようになっています。

耐火性格納庫構造システムの選定と仕様

膨張性コーティングを施した鉄骨フレーム：ASTM E119暴露条件下的性能

ハangarの建設において、鋼鉄は強度が高く、重量もそれほど重くないため、依然として主要な素材となっています。特殊な膨張性材料でコーティングされた鋼鉄は、耐火性がさらに高まります。これらのコーティングは、温度が約華氏500度に達すると、通常サイズの最大50倍まで膨張することがあります。その後起こる現象は非常に興味深いものです。つまり、熱の伝導を防ぐ断熱層として機能する保護的な炭化層（チャールayer）が形成されるのです。ASTM E119などの基準による試験では、適切に施工されたシステムが華氏1700度を超える極端な高温にさらされても、約2〜3時間の間構造を維持できることが示されています。これにより、鋼材が約華氏1100度という完全に破壊される温度に達するまで、エンジニアが対応するための追加時間を確保できます。新しいタイプのコーティング剤は、膨張時にもより密着し、燃料ガスや湿気といった問題に対しても劣化することなく耐えられます。独立機関による試験結果は、これらのコーティングが大型ハangar構造物に必要なさまざまな接合部や複雑な形状に対して高い性能を発揮することを裏付けています。

耐火性断熱金属パネル（IMPs）とプレキャストコンクリートを壁および屋根に使用する場合の比較

壁および屋根システムを選定する際には、防火性能、施工性、長期的な耐久性のバランスを取る必要があります。

IMPsは設置が速く、エネルギーを節約でき、複雑な屋根形状にも適しているため、迅速な設置作業や温度管理が必要な場所に最適です。長持ちする素材に関しては、プレキャストコンクリートがその堅牢さと内蔵された防火機能により特に優れています。これは、近くで多くの燃料が貯蔵または処理されている現場において特に重要になります。どちらの選択肢も、メーカーの指示に従い、適切な第三者機関の承認を得ていれば、NFPA 409規格の要件を満たします。ただし、これらのシステムに関する意思決定を行う際には、より広範な視点を持つ必要があります。初期費用対ongoingな安全上の懸念、ならびにメンテナンスや修理時のダウンタイムの許容範囲など、すべてが長期的に見た材料選定の優劣に影響します。

大スパン格納庫向けの統合型消火・火災探知システムの設計

ESFRノズルを備えたデルージュシステム：カバー範囲、応答時間、および格納庫のクリアランスに関する考慮事項

大スパン格納庫は天井高さが40フィートを超えることがあり、通常のスプリンクラーシステムでは効果が薄いため、特有の課題を抱えています。このような場合に役立つのが、早期抑制高速応答（ESFR）ノズルを装備したデルージュシステムです。これは特に航空燃料を含む火災のような過酷な状況に対処できるよう設計されており、必要とされる最も重要な場面で信頼性の高い消火機能を提供します。これらの特殊ノズルは、50以下の低応答指数（Response Index）を備えており、素早い作動を実現します。これにより、水の放出開始までの待機時間が短縮され、炎が施設内に広がる前に迅速に制御することが可能になります。ノズル1基あたり1分間に100～250ガロンの水量を放出します。

主な設計上の考慮点には以下の通りです

• カバレッジ ：各ノズルが100～130平方フィートを保護するため、システムの複雑さや構造負荷を低減できます。
• 作動タイミング nFPA 409（2022年版）によると、火災検知後15秒以内にシステムが作動する必要があり、これは急速な炎の拡散に対抗するためである。
• クリアランス ノズルと天井の間は18～24インチ離して設置し、製造元の試験で確認されているように、スプレーの分布が妨げられないようにする必要がある。

給水計算を行う際には、特に高層構造物において高低差による圧力損失を考慮に入れなければならず、これにより地上階のノズルにも十分な圧力が届くようにする。体積式煙探知器を追加することで、システムの連携動作が向上し、従来の方法よりも早期に作動が可能になる。これは重要である。なぜなら温度が約華氏500度に達すると、鋼材が変形し始め、構造的に破損するからである。防火担当者は、業界ガイドライン（2022年）に基づき、標準的な試験シナリオとしてJP-8燃料の漏れを使用した検証試験を頻繁に実施している。これらの実環境シミュレーションにより、すべてが適切に設定されていれば、これらのシステムが約98％の確率で火災を抑制できることが示されている。

運用の回復力の確保：格納庫設計における避難、換気、および火災後の復旧

人々の安全と継続的な運用は、適切な脱出路、換気設備、堅固な復旧計画に大きく依存しています。NFPA 101規格に従って明確に表示された、遮られることのない十分な数の出口があれば、緊急時に視界が悪くても迅速に避難できます。換気システムは、ジェット燃料や火災で燃えた物質から発生する危険な煙を効果的に排出する必要があります。さもなければ煙が層状に蓄積し、避難経路を塞ぎ、感度の高い機器にも悪影響を及ぼします。消火設備からの水に対処するためには、炭化水素で汚染された水を別途収容できる排水設備が必要です。これにより環境規制を遵守でき、早期に通常の運用に戻ることが可能になります。使用する材料の選定も非常に重要です。熱にさらされた後でも形状を保つ耐火性の建設資材を使用すれば、その後の損傷評価や修復作業がはるかに容易になります。建物の配置についても忘れてはなりません。道路を広く確保し、障害物をなくしておくことで、消防隊などが自由に移動でき、また専用の装備展開エリアを設けることで、緊急対応がスムーズになります。これらすべての取り組みにより、事故発生時の対応時間が短縮され、最終的には復旧費用の削減にもつながります。

よくある質問

航空機格納庫における主な火災危険要因は何ですか？

航空機格納庫の主な火災危険要因には、Jet AやJP-8などの航空用燃料、油圧作動油、電気システムが含まれます。これらの物質はこぼれたり蒸発したりした場合に、危険な状態を引き起こす可能性があります。

格納庫のサイズと航空機の種類は耐火性能の要件にどのように影響しますか？

NFPA 409によると、耐火性能の要件は格納庫のサイズ、航空機の種類および占有状況によって異なります。大型の航空機を収容する大きな格納庫では、耐火性の壁や自動泡消火装置などのより強固な防火設備が必要になります。

膨張性塗料を使用した鋼構造の利点は何ですか？

膨張性材料でコーティングされた鋼構造は高い強度を持ち、耐火性能を大幅に向上させます。これらの塗膜は高温にさらされると膨張し、熱に対する重要な断熱層を形成します。

大スパンの格納庫向けの消火設備を選定する際に考慮すべき要因は何ですか？

大スパンの格納庫では、ノズルのカバー範囲、応答時間、作動タイミング、天井からの Clearance などを考慮する必要があります。このような用途には、ESFRノズルを備えたデルージュシステムが特に効果的です。