JP2005039967A

JP2005039967A - ケーブル類の耐火防護構造及びその工法

Info

Publication number: JP2005039967A
Application number: JP2003276692A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sekino; 武史関野
Original assignee: Japan Insulation Co Ltd
Current assignee: Japan Insulation Co Ltd
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-02-10

Abstract

【課題】変形等が起こりにくい適度な強度と、安定した耐火性能とを有する耐火防護構造を提供する。
【解決手段】ケーブル類を耐火防護するための構造であって、
（１）ケーブル類が保護管の中に通されており、
（２）当該保護管の外周にケイ酸カルシウム系耐火断熱材層が形成され、
（３）当該ケイ酸カルシウム系耐火断熱材層の外側が外装材で覆われている、
ことを特徴とするケーブル類の耐火防護構造に係る。
【選択図】なし

Description

本発明は、光ファイバーケーブル等の各種ケーブル類を保護するための耐火防護構造及びその工法に関する。

近年、ＩＴＶ（監視カメラ）による道路状況の把握、災害時における情報通信ネットワークの確保等道路管理の高度化を図るため、道路管理用光ファイバーの整備が進められている。この道路管理用光ファイバーを収容するためのケーブル保護管は、道路の地下に設置されることが望ましい。ところが、実際には、コストの関係で地下に埋設せずに、橋では橋梁、高架道路では道路側面に設置される。この場合、橋梁では焚き火等により、高架道路では車両火災等により、光ファイバーが損傷するおそれがある。このため、ケーブル保護管を耐火防護するための対策を講じる必要がある。

従来のケーブル保護管用耐火防護材として、セラミックファイバーブランケット等の無機質繊維等からなる耐火断熱材をアルミガラスクロスシート等の耐火袋で挟包したものをケーブル保護管にステンレス鋼バンドで固定し、その上から外装材を巻き付け、固定する構造がある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この構造は、１）無機質繊維が柔らかいために外力が加わった際に外装材が変形しやすく、変形して耐火断熱材の厚みが減少した場合には耐火性能が低下するおそれがある、２）耐火断熱材を耐火袋で挟包する必要があり、加工に手間がかかる、３）リサイクルする際に耐火断熱材と耐火袋とを分別する必要がある、等の欠点がある。

ケーブル保護管用耐火防護材として、金属板に耐火塗料又は耐火シートを一体化させたものを、ケーブル保護管にスペーサを介して耐火塗料層を外側に巻き付ける構造も知られている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、この構造に使用される耐火塗料及び耐火シートは、発泡して形成された炭化層が消火活動の際の水圧により剥落し、耐火性能が低下するおそれがある。また、耐火塗料及び耐火シートは、有機成分を比較的多量に含むため、加熱発泡時に煙が大量発生し、消火活動の際に視界を妨げる等の問題が起こる。
特開２００３−８７９２２号公報特開平８−５７０７３号公報

従って、本発明の主な目的は、変形等が起こりにくい適度な強度と、安定した耐火性能とを有し、リサイクル性に優れた耐火防護構造を提供することにある。

本発明者は、従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の構成からなる構造を採用することによって上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、下記の通信ケーブルの耐火防護構造に係る。

１．ケーブル類を耐火防護するための構造であって、
（１）ケーブル類が保護管の中に通されており、
（２）当該保護管の外周にケイ酸カルシウム系耐火断熱材層が形成され、
（３）当該ケイ酸カルシウム系耐火断熱材層の外側が外装材で覆われている、
ことを特徴とするケーブル類の耐火防護構造。

２．ケイ酸カルシウム系耐火断熱材が撥水加工されたものである前記項１記載の耐火防護構造。

３．ケーブル類が、光ファイバーケーブルである前記項１又は２に記載の耐火防護構造。

４．橋梁に添架されることを特徴とする前記項１〜３のいずれかに記載の耐火防護構造。

５．ケーブル類を耐火防護する工法であって、
ケーブル類が通されている保護管の外周に、予め作製されたケイ酸カルシウム系成形体を配置することにより、当該外周にケイ酸カルシウム系耐火断熱材層を形成する第１工程、及び
当該ケイ酸カルシウム系耐火断熱材層の外側を外装材で覆う第２工程、
を有するケーブル類の耐火防護工法。

６．ケイ酸カルシウム系成形体が管状であり、その開口面に垂直又は平行に分割された状態で使用する前記項５記載の耐火防護工法。

７．ケーブル類が、光ファイバーケーブルである前記項５又は６に記載の耐火防護工法。

８．さらに、得られた耐火防護構造を橋梁に設置する第３工程を有する前記項５に記載の耐火防護工法。

９．橋梁において行うことを特徴とする前記項５〜７のいずれかに記載の耐火防護工法。

本発明のケーブル類の耐火防護構造は、ケーブル類を耐火防護するための構造であって、
（１）ケーブル類が保護管の中に通されており、
（２）当該保護管の外周にケイ酸カルシウム系耐火断熱材層が形成され、
（３）当該ケイ酸カルシウム系耐火断熱材層の外側が外装材で覆われている、
ことを特徴とする。

本発明で保護対象となるケーブル類は、耐火性等が要求されるものであればその用途、材質等は限定されない。用途としては、例えば通信ケーブル、電線等が挙げられる。また、ケーブル類の材質も、金属、ガラス、セラミックス等のいずれであっても良い。一般的には、これらのケーブル類は、樹脂により被覆されている。

上記ケーブル類は、保護管の中に通されている。例えば、図１に示すように複数のケーブル類を通しても良い。保護管は、公知の耐火防護構造で採用されている保護管と同等の材質、形態等を有するものが使用できる。例えば、ＦＲＰ管、ＶＰ管、ＳＧ管等の保護管を適用できる。その長さ、厚み等は、保護すべきケーブル類の種類、数等に応じて適宜設定すれば良い。

保護管の外周にはケイ酸カルシウム系耐火断熱材層（以下「耐火断熱層」ともいう。）が形成されている。耐火断熱層は、保護管の外周の全体に形成されていることが好ましい。また、耐火断熱層は、保護管の外周に接した状態で形成することが好ましい。すなわち、例えば図１に示すように保護管と実質的に同じ曲率を有する管状の断熱層を有することが好ましい。

耐火断熱層の形成方法は限定されず、例えば管状の耐火断熱材の成形体で保護管の外周を覆うように配置すれば良い。この場合、管状の耐火断熱材は、予め２つ又はそれ以上に分割した状態で使用しても良い。分割の態様は、管状の耐火断熱材の開口面と平行に分割しても良いし（いわゆる輪切り状態）、あるいは開口面と垂直に分割しても良い。図１に示す構造では、管状の耐火断熱材の開口面と垂直に４分割されている。耐火断熱材の固定は、例えば市販の番線、ネジ類等を用いて行えば良い。

耐火断熱層の厚みは、限定的でなく、所望の耐火性能・強度、保護すべきケーブル類の種類等に応じて適宜決定すれば良い。

ケイ酸カルシウム系耐火断熱材は、ケイ酸カルシウムを主成分とするものであれば良い。一般的には、ケイ酸カルシウムは、ケイ酸カルシウム系耐火断熱材中５５〜９５重量％程度、好ましくは６０〜９０重量％程度となるように設定すれば良い。従って、ケイ酸カルシウムに加え、繊維質物質（補強繊維）、難燃剤、粘土、セメント、撥水剤等の公知の添加剤を含む組成であっても良い。

ケイ酸カルシウム自体は、公知のもの又は市販品を使用することができる。また、公知の製法によって得られるケイ酸カルシウムも使用することができる。用いるケイ酸カルシウムの種類は特に限定されず、例えばゾノトライト、トベルモライト、ウォラストナイト等が挙げられる。中でも、強度、耐火性及び断熱性を考慮すれば、ゾノトライトを使用するのが好ましい。

本発明で使用するケイ酸カルシウム系耐火断熱材の密度は限定的でないが、通常は０．０５〜１．０ｇ／ｃｍ³程度、好ましくは０．１〜０．４ｇ／ｃｍ³とすれば良い。この範囲内に設定することによって、より優れた強度、耐火性能及び断熱性能を得ることができる。

本発明で使用するケイ酸カルシウム系耐火断熱材は、表面又は全体が撥水加工されたものが好ましい。撥水加工の方法は特に限定されず、公知のどのような方法により撥水加工されたものでもよい。

例えば、表面に撥水加工する場合には、ケイ酸カルシウム系耐火断熱材を撥水剤中に浸漬する方法、ケイ酸カルシウム系耐火断熱材に撥水剤を噴霧又は塗布する方法等により撥水加工できる。表面に撥水加工したいケイ酸カルシウム系耐火断熱材を施工現場等で寸法調整等のために切断した場合には、切断面に撥水性はないが、その場合には、切断面に撥水剤を噴霧又は塗布して撥水性を付与すればよい。

また、ケイ酸カルシウム系耐火断熱材の全体の撥水性を望む場合には、例えば、特開平２−１５５１１号公報に開示されたような、ケイ酸カルシウムスラリー中に撥水剤を添加し、当該スラリーを成型・乾燥させる方法により、全体が撥水加工されたケイ酸カルシウム系耐火断熱材を作製すればよい。

撥水剤としては特に限定されず、公知のシラン系、シリコーン系等の撥水剤を好適に用いることができる。撥水加工されたケイ酸カルシウム系耐火断熱材は、外装材の隙間から浸入した雨水を吸収しないため、断熱性及び耐凍害性を確保することができる。また、吸水に基くケイ酸カルシウム系耐火断熱材の強度低下も十分に抑制することができるため好ましい。

ケイ酸カルシウム系耐火断熱材は、その外側（保護管に面していない側）が外装材で覆われている。外装材としては、公知の耐火防護構造で採用されている材料を使用することができる。例えば、鉄製、ステンレス鋼製等の板状材料を使用することができる。これらをケイ酸カルシウム系耐火断熱材の上から巻き付けることによって装着することができる。従って、これら板状材料の厚みは、巻き付けが可能な程度であれば良いが、一般的には０．１〜２．０ｍｍ程度、好ましくは０．２〜１．２ｍｍ程度の範囲で適宜決定すれば良い。

外装材の設置方法は限定的でなく、例えば断熱材に外装材を巻き付けた後、外装材をタッピンネジ等のネジ類で断熱材に固定すれば良い。

なお、２つ以上の外装材を使用する場合は、両者を一部重ね合わせて使用しても良いし、あるいは突き合わせても良い。特に突き合わせの場合には、外装材どうしの継ぎ目（隙間）が生じる場合があるが、その継ぎ目は公知の方法によってシーリングすれば良い。例えば、変性シリコン樹脂等のシーリング材で継ぎ目を塞げば良い。

本発明では、外装材の内面の一部又は全部に樹脂層が形成されていても良い。樹脂層としては、例えばシリコン変性ポリエステル樹脂、シリコン変性アクリル樹脂、フッ素樹脂、変性フッ素樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂を用いることができる。かかる樹脂層の形成によって、耐腐食性、耐久性、遮熱性等の効果が得られる。また、樹脂層の厚みは限定的でないが、通常は３〜２００ｍｍ程度、好ましくは５〜５０ｍｍ程度とすれば良い。このような樹脂層は、公知の樹脂塗料を用いて形成することができる。

本発明においては、上記のようにして得られた耐火防護構造を橋梁に設置してもよいし、橋梁において上記のように耐火防護構造を作ることも可能である。

本発明の耐火防護構造によれば、保護層のまわりにケイ酸カルシウム系耐火断熱層が形成されているので、構造自体に必要な強度をもたせることができる結果、外部からの力があっても容易に変形せずに、一定の耐火厚みを維持することができる。そのため、従来の耐火構造に比べて安定した耐火性能を発揮することができる。

また、ケイ酸カルシウム系耐火断熱材は、リサイクルが可能な材料であるため、その取り替え工事においても廃材の発生量を抑えることができる。

本発明の耐火防護工法では、予め作製されたケイ酸カルシウム系成形体を使用するので、加工及び現場での取り付けが容易であり、コスト、工期等の点で従来法よりも有利である。特に、管状成形体を分割した状態で使用すれば、保護管上に比較的容易に耐火断熱層を形成することができる。

以下に実施例を示し、本発明の特徴を一層明確にする。ただし、本発明の範囲は、これら実施例に限定されるものではない。

下記に示す構成材料を用い、図２示すような断面構造を有する耐火防護構造を形成した。

＜構成材料＞
断熱材
ケイ酸カルシウム板（製品名「エックスライトパイプカバー」日本インシュレーション株式会社製）、密度２００ｋｇ／ｍ³
外装材
樹脂塗装ステンレス鋼板（製品名「ナスコート・Ｎ」、日本治金工業株式会社製）、厚さ０．３ｍｍ
外装補助材料
ドリリングタッピンネジ（ＪＩＳＧ４３１５）、ＳＵＳ４１０
シーリング材（ＪＩＳＡ５７５８）
支持部の耐火材及び補助材料
セラミックファイバーブランケット（ＪＩＳＲ３３１１）、厚さ５０ｍｍ
アルミガラスクロス（ＪＩＳＲ３４１４とＪＩＳＨ４１６０の複合品）
粘着アルミガラスクロステープ（ＪＩＳＲ３４１４とＪＩＳＨ４１６０の複合品）
＜施工方法＞
施工は、主として工場内作業と施工現場作業に分けられる。

Ａ．工場内作業
１）外装材切断
外装材を断熱材の外径に合うように切断した。

２）ケイ酸カルシウム成形体（ケイ酸カルシウム板）の作製・加工
本実施例では既製品を使用したが、自給する場合は工場内で予めケイ酸カルシウム成形体を作製・加工すれば良い。

Ｂ．施工現場作業
１）断熱材の取り付け
断熱材を保護管の外周に沿うように設置し、番線で固定した。

２）外装材の取り付け
外装材を断熱材に巻き付け、ドリリングタッピンネジで固定した。

３）シーリング
外装材の継ぎ目等の隙間部の防水処理として変性シリコン樹脂系のシーリング材でシーリングを施した。

試験例１

実施例１で得られた構造（試験体）につき耐火性能を調べた。

１）試験体
試験体は、図２に示すように、光ファイバーケーブル（直径９ｍｍ）が収納されたＦＥＰ管（直径５１ｍｍ）３本を内挿したＦＲＰ製の保護管（直径３００ｍｍ）を開口面に垂直に４分割された管状ケイ酸カルシウム材（厚さ５０ｍｍ）で被覆し、管状ケイ酸カルシウム材の外周面に沿って番線を巻回して緊縛固定し、その上からステンレス鋼板（厚さ０．３ｍｍ）で覆った。

なお、試験体支持部（外装材の継ぎ目に当たる部分）に関しては、支持部とＦＲＰ管との接触箇所が複雑な形状であるため、セラミックファイバーブランケット（厚さ５０ｍｍ）を耐火断熱材として使用した。

２）試験方法
試験は、ＪＩＳＡ１３０１「建築物の木造部分の耐火試験方法」に規定される屋外２級加熱試験に沿って３０分の加熱試験を行い、ＦＥＰ管内面の温度を測定した。

測定位置は、図３に示すように、支持部（Ａ断面）、耐火材の縦目地部（Ｃ断面）及び前記以外の箇所（Ｂ断面）の断面上のＦＲＰ管内面温度を各断面で５点ずつ測定した。

３）試験結果
試験結果を表１に示す。

表１の結果より、Ａ〜Ｃのいずれの断面の測定点においても、橋梁添架区間における通信ケーブル保護管の耐火性能判定基準である８５℃未満を満足した。

本発明の耐火防護構造の模式図である。試験体の断面図である。試験例１で試験体を測定した位置を示す図である。

Claims

ケーブル類を耐火防護するための構造であって、
（１）ケーブル類が保護管の中に通されており、
（２）当該保護管の外周にケイ酸カルシウム系耐火断熱材層が形成され、
（３）当該ケイ酸カルシウム系耐火断熱材層の外側が外装材で覆われている、
ことを特徴とするケーブル類の耐火防護構造。
ケイ酸カルシウム系耐火断熱材が撥水加工されたものである請求項１記載の耐火防護構造。
ケーブル類が、光ファイバーケーブルである請求項１又は２に記載の耐火防護構造。
橋梁に添架されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐火防護構造。
ケーブル類を耐火防護する工法であって、
ケーブル類が通されている保護管の外周に、予め作製されたケイ酸カルシウム系成形体を配置することにより、当該外周にケイ酸カルシウム系耐火断熱材層を形成する第１工程、及び
当該ケイ酸カルシウム系耐火断熱材層の外側を外装材で覆う第２工程、
を有するケーブル類の耐火防護工法。
ケイ酸カルシウム系成形体が管状であり、その開口面に垂直又は平行に分割された状態で使用する請求項５記載の耐火防護工法。
ケーブル類が、光ファイバーケーブルである請求項５又は６に記載の耐火防護工法。
さらに、得られた耐火防護構造を橋梁に設置する第３工程を有する請求項５に記載の耐火防護工法。
橋梁において行うことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の耐火防護工法。