燃焼と消火の関係

基礎的な物理学および基礎的な化学

消火するには、①可燃物 ②酸素供給源 ③点火源のうち 1つを取り除けばよいのです。

燃焼の三要素 消火の三要素
可燃物   → 除去する →  除去消火
酸素供給源   → 空気(酸素)の
供給を断つ
→  窒息消火
点火源(熱源)   → 温度を下げ熱源
を断つ
→  冷却消火
消火の三要素
① 除去消火(除去効果)

燃焼の一要素である可燃物を取り去って消火する。(点火源や酸素を取るわけではない)
・ガスの元栓を閉める。 ・ローソクの火に息を吹きかけて消す。(ローソクから発生する可燃性蒸気が吹き飛ぶ)

 

② 窒息消火(窒息効果)

燃焼の一要素である酸素の供給を絶つことによって消火する方法
・アルコールランプにふたをして消す。
不燃性の泡、ハロゲン化物の蒸気、二酸化炭素、砂等で燃焼物を覆う
第4類の引火性液体には、最も効果のある方法である
※一般に空気中の酸素濃度が14~15%以下になれば、燃焼は停止する。

 

③ 冷却消火(冷却効果)

・水や強化液 (棒状)消火剤を用いて、燃焼物を冷却して消火する。
第4類の引火性液体には効果がないばかりか、水に危険物が浮いて火面が広がり危険性が増すので使えない

 

④ 抑制作用(負触媒効果)

油火災にハロゲン化物消火剤、粉未消火剤を用い、抑制作用で消火する
抑制作用とは→車の排ガス中の有害物質は、触媒マフラーで燃焼を促進(触媒作用)して無害化しているが、これとは逆でハロゲン化物消火剤は、負触媒作用により燃焼を化学的に抑制(可燃物と酸素が結び付くのを抑える作用)して火災を小さくして消火している。

 
燃焼のしくみを理解することが危険物取扱者試験攻略の第一歩

火災や危険物事故を正しくイメージするには、「燃焼とはどんな現象か」をきちんと押さえておく必要があります。
燃焼とは、物質が酸素と化学反応を起こし、その結果として熱や光を発生する現象のことです。
私たちが「火がついた」「燃えている」と呼んでいる状態は、この化学反応が連続的に進んでいる状態だと捉えられます。

この燃焼が成立するには、次の3つがそろっていなければなりません。
1. 可燃物(燃える材料)
2. 酸素供給源(支燃物:酸素を含む空気や酸化剤など)
3. 点火源(着火源:マッチの火花、静電気、加熱された金属など)

例えば、紙(可燃物)にライター(点火源)で火を近づけると、周囲の空気中にある酸素(支燃物)と反応し、炎を出しながら燃焼が続きます。
逆に言えば、これら三つの条件のうち一つでも欠けると、燃焼は開始できないか、途中で止まってしまいます。
この考え方を「燃焼の三要素」と呼び、危険物取扱者試験でも必ずと言っていいほど出題される重要テーマです。

消火の考え方:燃焼の三要素をどれか一つ断ち切る
消火とは、「燃焼の三要素のつながりをどこかで断ち切ること」と言い換えることができます。
火を消す方法は多種多様に見えますが、原理的には次の3つのどれか、あるいは組み合わせに整理できます。
1. 除去消火(可燃物をなくす)
燃えている材料そのもの、あるいは燃え移る可能性のある可燃物を取り除く消火方法です。
・燃えている木材を安全な場所に移動させて燃え広がりを防ぐ
・ガスの元栓を閉めてガスの供給を止める

といった行為が「除去消火」にあたります。
2. 窒息消火(酸素を断つ)
燃焼に必要な酸素(支燃物)を遮断することで、炎を消す方法です。
・毛布や防炎シートをかぶせて空気を遮る
・泡消火器で燃えている液体の表面を覆い、空気と遮断する
・二酸化炭素消火器を噴射して、燃焼部分周辺の酸素濃度を下げる

などは、典型的な窒息消火の例です。
3. 冷却消火(温度を下げる)
燃焼が続くためには、ある程度以上の温度が維持されている必要があります。
この温度を下げて、燃焼反応を続けられなくするのが「冷却消火」です。
・水をかけて火元の温度を急激に下げる
・ミスト状の水で広い範囲を冷却する

といった方法が代表的です。
多くの消火活動は、冷却消火窒息消火除去消火のいずれか、もしくは複数が同時に作用しています。
例えば、水は主に冷却消火の役割を果たしますが、蒸発する過程で酸素を追い払う作用もあるため、部分的に窒息消火の効果も持っています。

危険物取扱者試験で意識しておきたいチェックポイント
危険物取扱者試験では、理論だけでなく「現場でどう判断するか」という観点からも出題されます。特に次の点はしっかり整理しておきましょう。
・燃焼の三要素の名称と、それぞれが燃焼にどう関わるか
・冷却消火・窒息消火・除去消火の違いと具体例
・危険物の性質に応じて、どの消火方法が適切か/不適切か
・水で冷却消火してよい危険物か
・水と反応して発熱・発火する危険物(ナトリウム、カリウムなど)には水をかけてはいけない
・油火災では、水より泡消火器を優先するべき理由(油が水より軽く、水をかけると飛散して危険)
自然発火、引火点、発火点の意味と違い
・引火点:外部から火を近づけると燃え始める最低温度
・発火点:外部から火を近づけなくても、加熱だけで自然に燃え出す温度
・自然発火:物質自身の反応や蓄熱によって、外部の点火源なしで発火する現象

これらは、単に用語を覚えるだけでなく、「この危険物がこういう性質なら、どの消火方法が安全か」を判断できるかどうかがポイントになります。

暗記に終わらせない:理屈で理解して応用力をつける
燃焼と消火に関する分野は、仕組みを理解してしまえば一気に得点源になります。
・燃焼の三要素のうち、今どれが満たされているのか
・その危険物には、冷却消火・窒息消火・除去消火のどれを優先すべきか
・「やってはいけない消火方法」はなぜ危険なのか

こうした点を常に意識して勉強すると、単なる丸暗記に頼らず、初めて見る問題にも対応できるようになります。
試験対策だけでなく、実際の火災現場や日常生活での火の取り扱いにも役立つ知識なので、「理屈で理解する」ことを目標に学習を進めていきましょう。
 

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