京都アニメーション火災、建物構造から見た避難の課題
https://tech.nikkeibp.co.jp/atcl/nxt/column/18/00154/00610/
とのことで、
京都アニメーション放火事件(Wikipedia)
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%AC%E9%83%BD%E3%82%A2%E3%83%8B%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E6%94%BE%E7%81%AB%E4%BA%8B%E4%BB%B6
らしく、例のごとくどのような状況だったのかを考えてみようと思い立ち、計算してみた。
頑張って計算してみたが、最初の爆発の威力を大きく見積もってしまったように思う、
犯人はどうやらガソリン10リットルを撒いて、5分も待たずにすぐに着火したらしいから、爆発の規模はずっと小さくて、その後の減少のじわじわしたものだった可能性がある。
結局よくわからない。
で、ガソリン 1リットルあたりのエネルギーは下記によると 34.8[MJ] (メガジュール)。
https://en.wikipedia.org/wiki/Gasoline#Comparison_with_other_fuels
なのでガソリン10リットルだと 34.8 × 10 = 348 [MJ]
TNT 1kg は下記によると 4.184 [MJ] だから
https://en.wikipedia.org/wiki/TNT_equivalent
348 ÷ 4.184 = 83.174 [kg]
というわけでガソリン 10リットル(約7.5kg)は TNT 換算で 83 [kg] でした。
結論ガソリンはすごい。
以下は長時間考えた記録だけど、燃焼速度を考えるだけの学力がなかったからゴミ。
下記の熱力学カロリーを用いると、
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%AD%E3%83%AA%E3%83%BC#%E7%86%B1%E5%8A%9B%E5%AD%A6%E3%82%AB%E3%83%AD%E3%83%AA%E3%83%BC
だいたい 1 [g] の水の温度を 1 [℃] 上げるのに必要なエネルギーは 4.184 [J] が必要。
だから、水の温度を20℃から沸点の100℃まで80℃上昇させるには、
80*4.184=334.72 [J] となるが、リットルに直すと、
0.33472*10^6 つまり 0.33 [MJ] となる、
348 × 10^6 [J] で20℃の水を何リットル沸騰させることができるかを計算すると、
348×10^6 / 0.33×10^6 = 1054.545 [リットル]
約1トンの水を蒸発させることができるらしい。
ガソリンの燃焼速度まで計算すればもっと実際の状況を把握できそうだが、そこまで頭良くない。
ガソリンの蒸発に関する下記の研究があるが理解するのが難しくて断念。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/kasai/59/3/59_3_73/_pdf
しかし、5分あれば床からの高さ10㎝付近では燃焼というか爆発可能な混合ガスが生成されるようです。
圧縮比 1 のガソリン空気混合ガスを想定すればいいのかしら
3階建てで、延べ面積は691.02平方メートルだったらしい。
1階で撒いたらしいが、各階の面積は約230平方メートルだから、
10リットルを 1 [mm] の薄さに広げるとしたら、立方ミリメートルに換算するといいから、1 リットルは 10 [cm] × 10 [cm] × 10 [cm] = 1000 [立方cm] ですから
100 mm * 100 mm * 100 mm ということ
だから1mm の厚さで刻んであげれば 100 * 10㎝ * 10cm = 100 * 100 [cm^2] なので 1.0 * 10^4 [cm^2]
これはすなわち 100 * 0.1 m * 0.1 m = 100 * 0.01 [m^2] = 1 [m^2] なのです
だから単純に 10 リットル を 1 [mm] の薄さで撒いたと仮定すると 10 [平方メートル] になります。
だからだいたい直径3.5メートルの円形になります。実際はもっともっと広がることができると思います。
表面積が増えれば増えるほど蒸発しやすくなるので気化したガソリンの割合が増えます。
仮に厚さ 1[mm] のガソリンの層があったとして、
1 [mol] = 0.1 [kg] のガソリンが完全に蒸発した場合体積は 22.4 リットル、つまりガソリン蒸気の 1 リットルは、(/ 0.1 22.4) = 0.004464286 [kg] なので 1 [リットル] のガソリン 0.75 [kg] の場合は (/ 0.75 0.004464286 ) = 168.0 [リットル] に膨らむことになる。つまり、ガソリン蒸気は液体状態のガソリンの体積に対して168倍に膨らむようだ。
下記も参考になる
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1148391336
えーと、下記によるとガソリンの平均分子量は100らしい。
http://www.jalos.jp/jalos/qa/articles/002-350.htm
しかし、サイトによってはガソリンの平均分子量 68 だったりします。
空燃比を調べると下記にたどり着いた
http://park2.wakwak.com/~silvia/md/nensyou/nensyou.htm
つまり、日本で流通しているガソリンの炭化水素の化合物は CH_1.9 として計算すればよいらしく、ガソリン 13.9 [g] に対して 酸素 47.2 [g] が必要ですよと、
だからたとえば C_1 にたいして H_1.9 で分子量を合計すると、炭素の分子量は 12 で水素は 1 だから合計すると 12 + 1.9 = 13.9 [g] になると、
だから、つまりガソリン 1 [mol] の質量は 13.9 [g] ですよと、
えーーー！？
ガソリン蒸気 22.4 リットル つまり 1 [mol] の質量は 13.9 [g] ということですか？
すると、1.475の O_2 が必要で、酸素(O_2)の分子量は16*2=32なので1.475*32=47.2 [g] になるよ。空気の分子量は29ですよと、
すると、うにゃうにゃ計算すると、空気の分子量29に対して、酸素は21%なので 6.72 [g] 含まれている。CH_1.9の 1 [mol] の 13.9 [g] に対して 47.2 [g] の酸素が必要ということなので、47.2 / 6.72 = 7.02381ですから、空気 1 [mol] の 7.02381 倍ということで、29 * 7.02381 = 203.6905 すなわち約 204 [g] となる。
燃料 13.9 [g] に対して 空気 204 [g] だから
204 / 13.9 = 14.67626 すなわち約 14.7 となる。
これがガソリンと空気の理論空燃比となる。
でも実際に流通しているガソリンの分子量は 68 ~ 114 程度と幅があるのではないかしら？
仮にイソオクタンが100%だとしたら分子量は 114.23 となる。
でも平均分子量は 100 で計算すべきではなかろうか？？
分子量 100 だと計算がとても楽になります。
液体のガソリン 1 リットルの質量は、だいたい 750 [g] です。750 / 100 = 7.5 [mol] なので、液体のガソリン 1 リットルは 7.5 [mol] です。気体 1 [mol] の体積は 22.4 リットルですから、7.5 [mol] のガソリン蒸気の体積は 7.5 * 22.4 = 168 [リットル] です。
空気とガソリンの理論空燃比は 14.7 が理想ですが、これを分子量100で計算するとしたら、どうだろうか？？
さっきの計算を CH_1.9 + 1.475O_2 = CO_2＋0.95H_2O＋熱 これを 分子量がだいたい100になるように調節すると、
( 12 + 1.9 = 13.9 ) + ( 1.475 32 = 47.2 ) = (12 + 16 * 2) + ( 0.95 * 1 * 2 + 16)
13.9 + 47.2 = 12 + 32 + (0.95 * ((1 * 2) + 16))
(13.9 + 47.2 = 61.1) = (44 + 0.95 * 18 = 61.1)
100になるようにするには
( 100 / 13.9 = 7.194245 )
(* 7.194245 13.9 )
100.0
つまり 7.194245 倍してあげればよい。だいたい7倍。
分子式的には C7H16 的なものだろうか？？
日本で流通しているガソリンは炭素Cひとつに対して水素1.9個程度とみなすのであれば、
C7H14 的な分子式に該当しそうだが？？
よくわからないが、炭素が多めなのだと思う。
計算上は C7H14 でやってみようか。
(12 * 7 = 84) + 14 = 98 分子量程度かしら？？
1 [mol] の質量が 98 [g] らしい。
必要な酸素量を計算すると、
7CO2 + 7H2O だから酸素の量は 7*O2 + 7*O = 7 * (32 + 16) = 336
酸素原子の原子量16で割ると
(/ 336 16)
21
つまり21個の酸素原子が必要。切りの悪い数字なので偶数にしたいから2倍すると、
98 * 2 = 196 (燃料を2倍用意)
21 * 2 = 42 (21個の酸素分子が必要)
42 個の酸素原子つまり、21個の酸素分子、O2が必要となる。
つまり
2(C7H14) + 21(O2) = 14(CO2) + 7(H2O)
ということかな
この場合の空燃比は体積比で 2 : 21 で 10.5
質量比に直すと、2*98 : 21*32 = 196 : 672 となり 3.428571 となる？？？
おっと、これは酸素だけ、空気に換算すると酸素は 21 % で空気の質量との比率を出すと、
必要な空気の質量は、672 * (100/21=4.761905) = 3200 となるはずで、
空燃比は 3200/196 = 16.32653 となる？
理論空燃比では、14.7 だから 10 % 程度誤差が出るね。
理論空燃比と、分子量を100で計算した場合
1 [リットル] あたりの質量 750 [g] は 7.5 [mol] になるので、
つまり 750 [g] のガソリンに対して 750 * 14.7 = 11025 [g] つまり約 11 [kg] の空気、
つまり約 11 立方メートルの空気が燃料 0.75 [kg] には必要で、
キログラムに直すと、1.333... 倍すればいいので、11 * 1.333 = 14.7
体積比は 22.4 * 7.5 = 168 [リットル] 程度だから、11 : 0.168 となり、
11 / 0.168 = 65.47619 倍、168 [リットル] のガソリン蒸気に対して約66倍の空気が必要になる。
体積でのパーセンテージをみてみると、
(* 100 ( / 0.168 11))
1.527273 %
まぁ、こんなものかな？？
5 分あれば床からの高さ 10 [cm] 付近での空気に対するガソリン蒸気の体積の比率は 3 % 程度になります。これは爆発可能な濃度だそうです。
当然ですが、高さが高いほど濃度が薄く、低いほど濃度が濃いです。
さて、ガソリンを撒いて 5分あれば高さ10 [cm] 付近で着火可能なガソリン空気混合ガスが生成されると考えてよさそうだが、液厚に関わらず高さ 40 [cm] 付近で着火可能になるには 30 [分] 程度必要らしい。なので 30 [分] も気長に待っているとは思えないので 5 [分] と想定する。
それで、液厚が 1 [mm] 程度の場合完全に蒸発した場合、高さ 120 [mm] つまり 12 [cm] に達するが、これは燃料リッチな状態で、せめて 2 ～ 3 [vol%] 程度の体積比になって混合させるとちょうどよく爆発するが、
実際 5 [分] あれば高さ 10 [cm] 付近で 2 [vol%] 程度は見込めるから、これで計算すると、高さによって濃度が異なるので単純に比較できないものの、
ガソリン 10 リットルを10平方メートルの床面積に広げたとしたら、5 ～ 10 [分] 程度で床面からの高さ 10 ～ 20 [cm] あたりで爆発可能な混合ガスが生成されることになり、その体積は、仮に 15 [cm] の高さで計算すると 0.15 * 10 = 1.5 [立方メートル] となるが、これは圧縮比 1.0 の状態の爆発可能な空気ガソリン混合ガスとみなせるはず。
おそらく撒いたガソリンの全部は気化していないようだが、全部気化したら10リットルの168倍、1680リットルのガソリン蒸気が発生するが、これは 1.68 [立方メートル] になる、必要な空気の量は先ほど計算したが、体積比で計算すると 66 * 1.68 = 110.88 [立方メートル] になる。
ガソリン蒸気と空気を合計すると111+1.7=112.7[m^3]程度か、
1階あたりの床面積は 230 [平方メートル] もあるので天井までの高さが2.5 [m] とすれば体積は、230*2.5=575 [立方メートル] も空気があるので、十分な時間を置いて、全てが気化するのを待って着火すれば文字通りTNT換算で 83 [kg] の爆発が起きたのだと思う。しかし、本当にTNTを83[kg]も爆発させたら3階建ての、鉄筋コンクリート造とはいえ、木っ端みじんとは言わないまでも原型を留めているとは思えない。
100kg爆弾を投下したようなものだろうに、
だから、最初は10[リットル] のガソリン全てが蒸発した状態ではなく、せいぜい1000～2000リットル程度の混合ガスを生成する程度だったと思う。空気対ガソリン蒸気の体積比で1.7%とすると 1000(2000) * 0.017 = 17(～34) [リットル] つまり全体の1.4～2.8%程度しか蒸発していないと思われる。
すると、1 [リットル] あたりの0.089 [Wh] だいたい 0.1 [Wh] で計算すれば 1 [ワット時] = 3600 [J] なので、0.1*3600=360 [J] となる、したがって1000～2000リットルのガソリン空気混合ガスの爆発時のエネルギーは、間をとって 360 * 1500 = 0.54 * 10^6 [J] といったところか、だいたい 0.5 [MJ] と出た。
この 0.5 [MJ] を TNT 換算すると、TNT 1kg は 4.184 [MJ] だから、TNT換算で約 0.2 [kg] 程度なので、200 g のTNT火薬を爆発させたようなのが最初の爆発の威力だと思う。つまり手榴弾 1発程度の威力はあったようだ。
その後、発生した熱で気化していなかったガソリンが勢いよく気化したので、これが二次的な、むしろ本格的な燃焼で、爆発ではないが、最初の爆発の勢いでガソリンを部屋中に気化させながら撒き散らす状態になったようだ。勢いよく、残りの97～98%が蒸発しながら燃え広がった、
この最初の爆発で舞い上がった残りのガソリン蒸気のエネルギーがだいたいTNT換算で 83 * 0.97 = 80.51 およそ 80 [kg] 程度。爆発というほどではないが建物内が一瞬でボイラーの中のようになったと思うけど、建物1階の空気の体積が500立方メートル以上あるので、ガソリン10リットルを燃焼させるのに必要な酸素を供給するには70立方メートル程度の空気があればよいので酸欠にはならない。
つまり、ガソリンの燃焼で生じた炎だけでは酸欠にならないので可燃物があるなら火災が継続する。
思うに最初の爆発は手榴弾 1 ～ 2 個程度の威力だったが、その後の燃焼が勢いよく、そしてガソリン10リットル全て燃やすのに必要な酸素は供給可能だったので勢いよく火災が続いたと考えられる。
とりあえず、今は、こんな感じかなぁ。
螺旋階段が煙突の役割をして各階に炎を蔓延させたと考えることもできるかもだが、よくわからないな。
下記で爆風圧の計算がTNT換算でできるようだ、やってみた。
https://keisan.casio.jp/exec/user/1439603753
TNT換算 80 [kg] で 距離10[m] で計算すると
10.6845 [kgf/cm^2] と出た。
「10kgf/cm2 強固な家屋や鉄筋コンクリートなどの構造物が損壊する。」レベル
実際にはこんなに威力はなかったようだ。
今回ここで計算した 0.2 [kg] 程度の距離を仮に 5 [m] で計算すると
2.19883 [kgf/cm^2] と出た。
「1.4～6.0kgf/cm2 家屋倒壊」のレベル
鉄筋コンクリートの建造物だったから倒壊しなかったのだと思う。
人なら、立っている人なら風圧のかかる面積が 165 * 30 = 4950 [cm^2] だとしたら、
2 * 4950 = 10840.5 [kgf]
1 kgf = 9.80665 N （ニュートン）
なので、
9.8 * 10^4 [N] 程度か、
つまり、これを平均体重60[kg]で割ると、
9.8 / 60 * 10^4 = 1.6 * 10^3 [m/s^2]
毎秒 1600 m/s の加速が可能だが、爆発はミリ秒単位で起こると思うからなぁ。
そして音速は超えていないはずなので、仮に音速の約 340 [m/s] で爆風が飛んできた場合、人間の大きさの物体を通過するのに要する時間は、人間は立っていると厚さ 0.2 [m] 程度の物体と思えばいいから、通過時間は、0.2 / 340 = 5.9 * 10^-4 [s] 程度か、これで先程の爆風の圧力を掛け算すると、
1.6 * 10^3 * 5.9 * 10^-4 = 0.94 [m/s] 程度の加速を得るのかな。
爆心地からの距離で 5 [m] 程度、たぶん壁際に人は毎秒 1 [m] 程度の速さで壁に押しつけられるように飛ばされるようだ。
うーん、このあたりは、さすがに計算が合っているとは思えないな。
仮に音速より遥かに遅い、 3 [m/s] とかで燃焼した場合はどうだろうか？
撒いたガソリンが、だいたい直径3.5[m]の円形に広がっているとして、表面に生じた混合ガスの全て爆発燃焼するのに1秒程度ですか、爆風が 3 [m/s] で伝わるとしたら
0.2 / 3 = 0.06666667
0.07 * 1600 = 112.0 [m/s]
うーん、絶対にないな。
30 [m/s] にしてみるか
0.2 / 30 = 0.006666667
0.007 * 1600 = 11.2 [m/s]
もうすこし細かく計算してみるか、30[m/s]の空気が 0.007 [s] の間ぶつかってきたのだから、下記によると人間の空気抵抗を示すCd値は0.88程度らしいが、まぁ、1としておこう、人間みたいなのは圧力抵抗が9割と思えばよさそう。
https://www.cyclesports.jp/articles/detail/115470
で、30[m/s]の風を0.5[m^2]に受けると、空気抵抗の計算が下記にあった。
https://anopara.net/2015/03/31/cd%E5%80%A4%E3%81%AE%E5%84%AA%E5%8A%A3%E3%82%92%E6%AF%94%E8%BC%83%E3%81%97%E3%81%A6%E3%82%82%E3%81%82%E3%81%BE%E3%82%8A%E6%84%8F%E5%91%B3%E3%81%8C%E3%81%AA%E3%81%84/
計算してみると、(1/2) * 0.5 * 1 * 1.3 * 900 = 292.5 [N] なので、体重60[kg]の人に与える加速度は 292.5 / 60 = 4.875 [m/s^2] といったところか？毎秒5メートルで吹き飛ばされる感じかしら？
まぁ、こんなところか、下記によればガソリンの爆発速度は数十メートル程度らしい。
https://www.neospo.com/blog/66356.html
そもそもガソリンをTNT換算するからおかしいんだと思う。本当にTNT 0.2 [kg] の爆発だったら爆風で人が死ぬレベルだろうに。
エネルギーの大きさとしてはTNT換算は悪くないけど、状況を再現するとしたら、TNTは燃焼速度が速すぎると思うから、ガソリンの爆発と比較しても意味がないと思うなぁ。
1500リットル程度の気化ガソリンはエネルギーではTNT換算で0.2[kg]程度なのかもしれないが、熱量は 0.5 [MJ] だったな、
ということで、0.5 [MJ] の熱エネルギーが1500リットルの空気に加わると、どうなるかというと、正確には水蒸気の比熱を加味した方が正確だと思うものの面倒だし大して変わらないに違いないので無視して、だいたい 1500 リットルが 1600 リットルくらいに膨張したところで、たいして変わらないだろうに。
下記によれば空気の比熱がだいたい 1005 [J/kg ℃]らしい。温度が上がるにつれて比熱も高くなるようだが、
https://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/h01040.htm
なので、空気約 1500 リットル(1.5[kg])に 0.5 [MJ] 与えると、
(0.5 * 10^6 [J] ) / ( 1005 * 1.5 [kg] ) = 331.675 [℃]
こんなもんか。
約330℃の熱風が爆発で広がる。
でも、これは最初の爆発のエネルギーですので、残りのガソリン10リットルのうちの 97～98% はこの後燃え広がるので、これが被害を拡大させた主役なので、こちらの熱量を計算すると、だいたい 347.5 [MJ] になる。この熱量は、三階建て全ての体積の約1500立方メートル、つまり1500 [kg] の空気は 1500 * 1005 = 1.5 * 10^6 なので、347.5/1.5=231.6667 なのでだいたい 232 [℃] 程度か。
つまりだ、ガソリン10リットルを燃焼させたら3階建ての全屋内の気温を230℃程度上昇させるだけのエネルギーがあったのだ。気温が20[℃]とすれば 250[℃] になる。
実際はガソリン蒸気の濃度の濃い部分ではもっと温度が高くなって、建物の隅っこの方にまでは熱が伝わらなかっただろうと思うので、もう少し、螺旋階段の部分の空間の直径は 3.5 [m] くらいはあるのだろうか、
ちょうど10平方メートルにあたる広さがあるだろう、
この10平方メートルにガソリンが撒かれるとしたら、風がなければ 5～10 [分] で高さ 10～20 [cm] に爆発可能なガソリン蒸気と空気の混合ガスが生成されるわけで、おそらく1000～2000リットルのガスが生成されたと思われる。
これに火が付くと爆発しておよそ300℃の熱風が四方八方に広がるが、どちらかというと、浮力がつくので上方向にガスが流れることになるのだが、高さ約10[m]としたら、面積10[m^2] に高さ 10[m] ならちょうど 100 [m^3] かな、
この 100 [立方メートル] の空気、つまり約 100 [kg] の空気を加熱するとしたら何℃まで加熱できるだろうか？？
ちなみに爆発のエネルギー 0.5 [MJ] 程度だったが、これを残りの液体ガソリンを気化するのに使用した場合の計算をしていなかった、
ガソリンの比熱は 2220 程度らしい
20℃のガソリンを沸騰させるには30℃～180℃程度の幅があるので、とりいそぎ180℃としようか、
1 [kg] 20 [℃] の液体ガソリンを 180 [℃] まで温度を上昇させるために必要な熱量は
2220 * (180 - 20 = 160) * 1 = 0.355200 [MJ] のようだが、
最初の爆発で生じた熱量は 0.5 [MJ] 程度なので、
ということは、せいぜい 1.4 [kg] 程度のガソリンしか気化させることができないではないか？
でもその 1.4 [kg] の気化したガソリンは空気の流れで上昇し、途中の空気と反応して燃焼するわけだが、
まぁ、たぶん 30 [℃] ～ 沸点なので、実際にはもっと多くのガソリンを気化させることができそうだ、
最初の爆発で、液体のガソリンを 2 ～ 3 リットル程度は瞬時に蒸発させることができるであろう、
すると、2～3 リットルの液体ガソリンは 2(3) * 750 = 1.5(2.25) [kg] 程度なので、熱の伝導速度がわからないのでなんとも言えないが、適当にあいだをとって、2 [kg] を蒸発させたとしようか、
体積は 1 [mol] を 100 [g] と仮定して、2000 [g] / 100 [g] = 200 [mol] ということかな、
200 * 22.4 = 4.48 [m^3] 程度か、必要な空気の量はガソリン 1 [kg] あたりで 14.7 [kg] になるな、
つまり 14.7 [立方メートル] か、今回は 2 [kg] だから 29.4 [m^3] かな、
これが上昇しながら周囲の空気100[m^3]を取り込んで十分な酸素を得ることができるから、
とてもうまく燃えたのだろうな、熱量は 2 [kg] のガソリンで
2 [kg] * 44 [MJ/kg] = 88 [MJ] といったところか、、、。
あー、けっこうな熱量だね、
約8リットルの液体のまま残っていたガソリンはこの熱量を前にすると全てが蒸発するのかな？
1 [kg] のガソリンを蒸発させるのに十分な熱量は 0.36 [MJ] 程度なので、
ガソリン 8 [リットル] は 8 * 0.75 = 6 [kg] なので、全て完全に蒸発させるには、大雑把に
6 * 0.36 [MJ] = 2.16 [MJ] 程度か、先程の 88 [MJ] をもってすればいとも簡単に残り全ての液体ガソリンを完全に気化させることができるに違いない、、、。
つまり、最初の爆発は 0.5 [MJ] 程度、周囲を300℃の爆風で覆う、
次の燃焼は 88 [MJ] 程度、100立方メートルの広い空間内を駆け上りながら
残りのガソリンを全て気化しても余りある熱量で、
つまり、86 * 10^6 [J] / ( 100*1005 = 0.1005 * 10^6 ) = 855.7214
100 [立方メートル] 程度の空間の空気の30%程度に含まれる酸素を消費し、
気温を素早く 900 [℃] 程度まで上昇させることができただろう、
だいたい全てのものを燃やすことができる炎が形成されたことになる。
最後が、6 * 44 = 264 [MJ] か、、、。必要な空気の量は90[m^3]くらい、
もう近くの空気では足りないので、上昇気流に乗って周囲から流れ込んだ空気を使って、
さらに上昇気流の流れが起きれば、全て燃焼可能なはずだが、どちらかというと、
もうこのあたりになると、酸欠が起こって一酸化炭素が大発生してそうな気がする、
不完全燃焼したガス流が各階に流れ込んで酸素を求めて流れ込んで、近くの酸素を取り込んで、
ゆっくりと燃え広がっていったのだと思う、あ、ゆっくりと言っても数 m/s 程度の速さが見込めるから、
20 [m] の距離も 3[m/s] で進めば 6秒ちょっとで全ての廊下を高温にできます、、、。
そういうわけなので、3段階に分かれて火災が進行したのでしょう。
建物内には 1500 [立方メートル] 程度の体積の空気があるので、
ガソリン 10 [リットル] 全てを燃焼させるには酸素は十分に足ります。
実際には建物の体積の半分程度の空間の空気を何℃まで上昇させることができたかを考えると、
第3段階の燃焼エネルギーはたぶん 264 [MJ] ありますから、1500 / 2 = 750 [m^3] ですか、
(264 * 10^6) / (750 * 1005 = 0.75375 10^6) = 264 / 0.75375 = 350.2487 [℃] ですか、
まぁ、ガソリン蒸気の炎が通過した後に
紙とかプラスチックとかいった可燃物を燃やしたり焦がしたりして大量に不完全燃焼を起こしたでしょう、
1500 [m^3] の空気のうち、ガソリン 10 [リットル] つまり 7.5 [kg] によって空気は
7.5 * 14.7 = 110.25 [kg] つまり 110 [m^3] の空気を消費するのですが、
110 立方メートルにガソリン10リットルを燃やした時のエネルギー 348 [MJ] を費やすと、
348 * 10^6 / 0.11055 * 10^6 = 348 / 0.11055 = 3147.897 [℃] 程度か？すごい熱だ。。。
熱はすぐに拡散するので 750 [m^3] 程度の広さまで熱が拡散したと仮定すると、
348 * 10^6 / 750 * 1005 = 348 / 0.75375 = 461.6915 [℃] ですか？
だいたいのものを燃やしたり焦がしたりできますね、
で、これが非常に短い時間で、たぶん、1 [分] かからない程度の速度で燃焼が広がったと
思われますので、最初の爆発とそれに続くガソリン蒸気の炎で、
あっという間に建物中に炎が燃え広がったと考えられるわけですが、
おそらく建物全体の半分くらいを、ものの数分で燃やし尽くして、
残りかすのような、紙類やプラスチック類や木材部分が延々と不完全燃焼を続けていたのでしょう、
大変な火災です
まぁ、こんなもんか。
最初ガソリン40リットルかと思って過大に見積もっていたけど、
実際は10リットルだったので、
残りかすが延々と燃えていたようですね、
もしも、しっかりと 40 リットル もばらまいていたら、
周囲にも被害が出ていたかもしないですね、
いちおう建物内の空気だけでもガソリン40リットルを完全に燃焼させるにに十分な空気はあったので、
外には燃え広がらないで済んだかもしれませんね、
あ、わからないですが、空気中の燃料濃度が濃くなって酸素不足で、
反って燃焼が遅れたかもしれませんね、
爆発の威力が弱まった可能性もありますが、
それはガソリンを撒いてから、着火するまで時間が、大きな要因かなと思いました。
十分に気化した後で着火していれば大爆発、
十分に気化しないうちに着火していれば、大爆発には至らないかと、
うーん、30分以上時間を置いてから着火していたら、
手榴弾1発どころか10発分くらいの威力を生じたかもしれません。
たぶん、さっさと火を着けたと思うので、その分ゆっくり燃え広がったのかもしれません、
ある意味、死なずに済んだ人がいたのは、じっくりと蒸発するのを待たないで、
さっさと火を着けたからかもしれないですね、
でもライターで火を着けたりしていたら、爆発で吹き飛ばされるので、
犯人も爆風で死んでしまうと思いますが、、、。
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