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可燃性物質とは、特定の条件下で空気中で燃焼（すなわち炎を持続）できる物質のことです。物質は、室温で容易に発火するかどうかによって、可燃性または引火性物質と呼ばれます。言い換えれば、可燃性物質は発火に多くの労力を必要とし、引火性物質は炎にさらされるとほぼ瞬時に発火します。
空気中の可燃性は、物質がどれだけ容易に気化するかに大きく左右されます。これは、物質の組成に固有の蒸気圧と関連しており、蒸気圧は温度に依存します。発生する蒸気の量は、物質の表面積を増やして霧や粉塵を形成することで増加させることができます。木材はその一例です。細かく粉砕された木粉は爆発的に燃え上がり、爆風を発生させる可能性があります。紙（パルプから作られたもの）は非常に簡単に燃え上がります。しかし、3つの物質すべてにおいて木材繊維は同じであるにもかかわらず、重いオーク材の机ははるかに燃えにくいのです。
常識、そして1700年代半ばまでの科学的コンセンサスでは、物質は燃焼すると灰だけが残るため消滅すると考えられていました。しかし、その後の科学的研究により、化学反応においては質量保存の法則が成り立つことが明らかになりました。固体物質の燃焼は、燃焼ガス（二酸化炭素や水蒸気など）の質量を考慮しない場合、質量が減少するように見えることがあります。可燃性物質の元の質量と消費された酸素（周囲の空気から）の質量は、燃焼生成物（灰、水、二酸化炭素、その他のガス）の質量に等しくなります。一部の金属は燃焼時に質量が増加し、この考えを裏付けています（これらの化学反応では、酸素原子が気体の水ではなく固体化合物に取り込まれるため）。[ 1 ]
歴史的に、flammable、inflammable、combustible は燃える能力があることを意味していました。[ 2 ]「inflammable」という単語は、フランス語を経てラテン語のinflammāre =「火をつける」から来ており、ラテン語の前置詞「in-」[ 3 ]は、「indoctrinate」のように「in」を意味し、「invisible」や「ineligible」のように「not」を意味するものではありません。
「inflammable」という単語は、「non-flammable」という意味だと誤解されることがあります。[ 4 ]「inflammable」という単語の誤った使用は、重大な安全上の危険となります。そのため、1950年代以降、「inflammable」の代わりに「flammable」を使用する努力が言語学者に受け入れられ、現在ではアメリカ英語とイギリス英語で標準として認められています。[ 5 ] [ 6 ]「flammable 」 または「inflammable」の反意語には、「non-flammable」、 「non-inflammable」 、「incombustible 」 、「non-combustible」、「not flammable」、「fireproof」などがあります。
可燃性とは、容易に発火し、より危険で規制が厳しい可燃性物質を指します。発火しにくく、燃焼が弱い物質は可燃性です。たとえば、米国では、可燃性液体は定義上、引火点が100 °F (38 °C)未満です。可燃性液体は、引火点が100 °F (38 °C)以上です。可燃性固体は、容易に燃焼し、摩擦によって火災を引き起こしたり、火災に寄与したりする可能性のある固体です。容易に燃焼する固体は、燃えているマッチなどの発火源に短時間接触するだけで容易に発火し、炎が急速に広がる粉末状、粒状、またはペースト状の物質です。[ 7 ]技術的な定義は国によって異なるため、国連は化学物質の分類および表示に関する世界調和システムを作成し、可燃性液体の引火点温度を0～140 °F（60 °C）、燃焼性液体を140 °F（60 °C）～200 °F（93 °C）と定義した。[ 7 ]
可燃性とは、可燃性物質が着火して火災、燃焼、または爆発を引き起こす容易さのことです。物質の燃焼を引き起こすのに必要な難易度は、火災試験によって定量化されます。可燃性を定量化するためのさまざまな試験プロトコルが存在します。得られた評価は、建築基準、保険要件、防火基準、および建築材料の使用、ならびに高可燃性物質の保管および取り扱いを規制するその他の規則で使用されます。これには、建物の内外、および地上および航空輸送が含まれます。たとえば、内容物の可燃性を変更することによって用途を変更する場合、建物の所有者は、施設の全体的な防火設計がその変更を考慮に入れるように、建築許可を申請する必要があります。
化学物質の分類および表示に関する世界調和システムでは、引火点と沸点の温度を使用して可燃性液体を分類するために4つのカテゴリーシステムを使用しています。[ 8 ] [ 9 ]このシステムは、産業用途、職場、および消費者に流通する製品における物質を評価および分類するために国際的に使用されています。
2012 年以前は、OSHA の規則 CFR 1910.106 における可燃性および燃焼性液体の分類は、全米防火協会 (NFPA) の可燃性および燃焼性液体コードNFPA 30 とほぼ同じでした。[ a ] [ 10 ] NFPA 30 の定義は、職業規制にはもはや使用されていませんが、防火コードや NFPA コードおよび規格では依然として一般的に使用されています。
可燃性液体の分類には、より専門的な用途向けの他のシステムも存在し、例えばNFPA 704では 5 つのカテゴリーが使用されています。これは、緊急作業員が流出などの緊急事態時に物質がもたらす危険性を理解することを目的としています。 [ 11 ] GHS に加えて、可燃性分類は、職場の物理的および健康上の危険性を伝えるために設計されたさまざまなシステムに組み込まれています。例えば、米国塗料協会の危険物識別システム(HMIS) [ 12 ]などです。
可燃性物質には、以下が含まれますが、これらに限定されません。
家具の可燃性は、タバコやろうそくの事故が家庭火災を引き起こす可能性があるため、懸念事項です。1975年、カリフォルニア州は技術公報117号（TB 117）の施行を開始しました。この公報では、家具の充填に使用されるポリウレタンフォームなどの材料が、ろうそくに相当する小さな裸火に少なくとも12秒間耐えられることが求められました。[ 13 ]ポリウレタンフォームでは、家具メーカーは通常、ハロゲン化有機難燃剤を添加することでTB 117を満たしています。他の米国の州には同様の基準はありませんでした。カリフォルニア州は市場規模が非常に大きいため、メーカーは米国全土に流通する製品でTB 117を満たしています。米国全土の家具における難燃剤、特にハロゲン化有機難燃剤の普及は、TB 117 と密接に関連している。このアプローチのリスクとベネフィットの比率が不利であり、業界が難燃剤の使用に関して偽造文書を使用していたことが明らかになったとき ( David Heimbach を参照)、カリフォルニア州は TB 117 を改正し、布張り家具のカバーが直火試験に代わるくすぶり試験に合格することを義務付けた。[ 14 ]ジェリー・ブラウン 知事は改正された TB117-2013 に署名し、これは 2014 年に発効した。[ 15 ]
多孔質の表面を持つ軽量繊維は、最も燃えやすい生地です。[ 16 ]ウールは、綿、麻、絹、ビスコース（レーヨン）よりも燃えにくいです。[ 16 ] [ 17 ]ポリエステルとナイロンは着火しにくく、燃え上がるのではなく溶けます。[ 16 ] [ 17 ]アクリルは最も燃えやすい合成繊維です。[ 16 ]
燃焼試験を実施することで、可燃性の程度を判定できます。この判定に使用される試験規格には、以下のものが含まれますが、これらに限定されません。
可燃性とは、物質が火や燃焼によってどれだけ容易に発火するかを示す指標です。これは、物質を建築資材として使用したり、保管したりする際に考慮すべき重要な特性です。また、可燃性物質を副産物として生成するプロセスにおいても重要です。可燃性の高い物質には、通常、特別な予防措置が必要です。これらの措置には、消火スプリンクラーの設置や、発火源から離れた場所での保管などが含まれます。
火災リスクを低減する必要がある集合住宅、戸建住宅、オフィスビルなどの建築物には、可燃性の低い物質が選ばれることがあります。可燃性の物質を使用すると、火災事故や死亡事故の発生リスクが高まります。 建築材料や家具には、耐火性のある物質が好まれます。
不燃性物質[ 19 ]とは、火や熱にさらされても、発火、燃焼、燃焼の促進、または可燃性蒸気を放出しない物質のことです。ASTM E 136に規定された手順に従って試験を行った際に、ASTM E 136のセクション8に記載されている2つの合格基準のいずれかを満たす固体物質は、不燃性であるとみなされます。[ 20 ]
多くの工業プロセスでは、副産物として可燃性粉塵が発生します。最も一般的なのは木粉です。可燃性粉塵は、 OSHAによって次のように定義されています。 「大きさ、形状、化学組成に関係なく、空気中またはその他の酸化性媒体中に一定濃度で浮遊すると、火災または爆燃の危険性がある、明確な粒子または破片からなる固体物質」 [ 21 ] 。木材の他に、可燃性粉塵には、マグネシウム、チタン、アルミニウムなどの金属、およびその他の炭素系粉塵が含まれます[ 21 ] 。可燃性粉塵を生成する物質は少なくとも140種類知られています[ 22 ] : 38 [ 23 ]。可燃性粉塵中の粒子はあらゆるサイズである可能性がありますが、通常は直径が420μm未満です[ 21 ]。[ b ] 2012年現在 米国労働安全衛生局は、可燃性粉塵に関する包括的な規則をまだ採択していない。[ 24 ]
空気中（または酸化環境）に浮遊すると、可燃性粉塵の微粒子は爆発の危険性をはらみます。蓄積した粉塵は、空気中に浮遊していなくても、火災の危険性があります。米国防火協会（NFPA）は、NFPAコード第61条[ 25 ]で農業および食品製品施設における火災および粉塵爆発の防止について、NFPAコード第651～664条[ c ] でその他の産業について具体的に規定しています。空気中の粉塵を減らすように設計された集塵機は、粉塵爆発全体の40%以上を占めています。[ 26 ]その他の重要なプロセスには、粉砕および微粉化、粉末の輸送、サイロおよび容器への充填（粉末を生成）、粉末の混合およびブレンドなどがあります。[ 27 ]
1980年から2005年の間に発生した200件の粉塵爆発と火災の調査では、約100人の死亡者と600人の負傷者が出たとされている。[ 22 ]： 105-106 2003年1月、ノースカロライナ州キンストンのウェスト・ファーマシューティカル・サービス工場でポリエチレン粉末の爆発と火災が発生し、6人の作業員が死亡、38人が負傷した。[ 22 ]： 104 2008年2月、ジョージア州ポート・ウェントワースのインペリアル・シュガー・カンパニー工場で砂糖粉塵の爆発が発生し、[ 28 ] 13人が死亡した。[ 29 ]
物質の引火点は、物質の蒸気が大気中に蒸発する際に、その蒸気にどれだけ簡単に引火するかを示す指標です。これは、外部源によって着火されたときに、物質中の燃料油が十分な量の可燃性蒸気を放出し始めるのに必要な最低物質温度として定義されます。[ 30 ]引火点が低いほど、可燃性が高いことを示します。引火点が100 °F （38 °C ）未満の物質は、米国では職場の潜在的な危険物としてOSHAによって規制されています。
物質の燃焼点とは、外部源によって着火された後、その物質上で持続的な炎を維持できる温度値のことである。[ 30 ]物質の燃焼点に達すると、継続的な燃焼を維持するのに十分な燃料蒸気または油が発生する。
下限可燃限界または下限爆発限界（LFL/LEL）は、あらゆる化学物質について、外部源によって着火されたときに燃焼が起こるために必要な最低の空気対燃料蒸気濃度を表します。[ 31 ]これより低い濃度では、炎は発生せず、燃焼も起こりません。上限可燃限界または上限爆発限界（UFL/UEL）は、外部源によって着火されたときに燃焼が起こる可能性のある最高空気対燃料蒸気濃度を表します。[ 31 ]これより高い燃料と空気の混合物は、燃焼を起こすには濃度が高すぎます。これら2つの限界の間に存在する値は、可燃範囲または爆発範囲を表します。この閾値内では、外部着火源があれば、特定の燃料の燃焼が起こる可能性が高いです。
液体の蒸気圧は、液体が蒸発する際に、その液体の蒸気が周囲の大気中にどれだけ集中する傾向があるかを示す尺度です。[ 32 ] 蒸気圧は引火点と燃焼点の主要な決定要因であり、蒸気圧が高いほど引火点は低くなり、可燃性評価が高くなります。
国際建築基準協議会（ICC）は、建物とその居住者を適切に保護するための防火基準要件を策定しました。[ 33 ]これらの基準では、材料の可燃性等級、出入口の要件、能動的な防火要件、その他多くの事項が規定されています。米国では、他の機関も可燃性等級を規定する建築基準を策定しています。これらの防火基準の要件に従うことは、高層建築物にとって非常に重要です。
既存の建物の場合、消防法は建物の用途を当初の目的どおりに維持することに重点を置いています。つまり、建物の一部がアパートとして設計されている場合、そこに可燃性液体を突然充填してガス貯蔵施設にすることはできません。そのアパートにおける火災負荷と煙の発生量は膨大になり、建物の能動的および受動的な防火対策では対応しきれなくなるからです。建物内での可燃性物質の取り扱いと使用は、地域の消防法規の対象となり、地域の消防予防担当官によって執行されます。
可燃性と引火性を理解することは、消防活動にとって重要です。ガソリンなどの可燃性物質は、低温で発火する可能性のある蒸気を発生させます。これは、遠隔地であっても火災の急速な延焼につながる可能性があります。[ 34 ]木材などの可燃性物質は、発火するにはより高い温度が必要ですが、その温度に達するとより長く燃え続けます。[ 35 ]
建物内にどのような材料が存在するかを知ることは、消防士にとって非常に重要です。材料が可燃性か燃焼性かを知ることで、消防士は火災の挙動や火災の延焼速度について予測することができます。可燃性液体やガスがある建物では、初期段階で熱量が多く、火災が急速に拡大するリスクが高くなります。可燃物を保管している建物では延焼速度は遅いかもしれませんが、燃焼が長引く可能性があります。[ 36 ]
物質の燃焼に影響を与える要因は数多くあります。水分、表面積、換気状況などがその要因であり、引火点や発火温度も関係します。引火点や可燃性か燃焼性かといった知識があれば、消防士は火災の挙動を予測し、適切な消火方法を用いることができます。これにより、現場全体の安全性が向上します。[ 37 ]
各国には、材料の不燃性を判定するための試験方法が存在する。ほとんどの場合、一定量の試験片を一定時間加熱する。通常、材料は燃焼を助長せず、規定量以上の質量損失があってはならない。一般的に、コンクリート、鋼鉄、セラミックスといった無機物はこれらの試験に合格する。建築基準法では、これらの材料が適しているとされており、特定の用途での使用が義務付けられている場合もある。例えば、カナダでは、防火壁はコンクリート製でなければならない。
材料の可燃性および燃焼性の程度は、ドイツ規格DIN 4102に従って試験することができます。DIN 4102は、英国規格BS 476と同様に、受動防火システムおよびその構成材料の一部についても試験対象としています。
可燃性および引火性の程度に応じて、以下のカテゴリーに分類します。
より新しい工業規格としては、欧州規格EN 13501-1「建築製品および建築要素の防火分類」があり、これはおおよそA2をA2/B、B1をC、B2をD/E、B3をFに置き換えるものです。
B3またはF等級の材料は、それらの材料の可燃性を低減する別の材料と組み合わせない限り、建築物に使用してはならない。
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