JP2007211501A

JP2007211501A - 断熱扉

Info

Publication number: JP2007211501A
Application number: JP2006033227A
Authority: JP
Inventors: Toru Nomura; 徹野村; Toshiya Suzuki; 稔也鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-08-23

Abstract

【課題】力を受けても、硬質断熱材の割れや亀裂の発生を低減することができる断熱扉を提供する。
【解決手段】表板１と、横枠２と、縦枠３と、裏板６からなる平板形状の外囲体と、前記外囲体に内包される断熱材とを備え、前記断熱材は、複数個に分割された硬質断熱材４と、前記硬質断熱材同士の隙間に埋められた熱膨張性断熱材５とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、硬質断熱材を有する断熱扉に関する。

火事になった場合に発生する炎や燃焼ガスの広がりを防ぐために、大きな建物には、断熱材を例えば金属の外囲体で囲んだ断熱扉が設置されている。断熱扉には、火災に対して発火しないこと（耐火性）、変形しないこと（耐熱性）や、熱を加えられた反対側の温度の上昇量が規定温度以下であること（断熱性）が要求される。

この断熱材を含んだ断熱扉の役割を、建物のスペース節約などの要請からエレベータの乗り場扉に持たせるようになってきている。エレベータの乗り場扉は、本来、エレベータが止まっていないときに閉まり、そこから物などが落下しないようにするために各階に設けられた扉である。特許文献１では、この乗り場扉に、耐火性、断熱性をもつ熱絶縁ハウジングを装着させることで、乗り場扉の耐火性、断熱性の向上を実現する発明が記載されている。この熱絶縁ハウジングは、微小孔を有する無機酸化物からなる硬質断熱材で主に構成されている。

特開２０００−３０２３６１号公報

断熱材には、硬質断熱材（ケイ酸カルシウム、無機酸化物、石膏ボード等）、繊維系断熱材（セラミックファイバー、グラスウール、ロックウール等）、軟質断熱材（発泡ウレタン等）、熱膨張性断熱材（熱膨張性黒鉛等）など様々な種類がある。このうち、硬質断熱材は、耐火性、断熱性の性能面と安価というコスト面に優れるため、乗り場扉に用いられるのが望ましい。しかし、乗り場扉は、台車の衝突や人のもたれ掛かりによる曲げ荷重などの多様な力を受けるが、硬質断熱材は力に弱く、割れやすいという性質がある。例えば、ケイ酸カルシウムでは曲げ強度が約０．３ＭＰａである。また、火災発生時において、乗り場扉の加熱面側（例えば乗り場側）と非加熱面側（例えば昇降路側）には５００〜６００℃の温度差が発生するが、この温度差による熱応力によっても断熱材が破損する。これらによって割れや亀裂が一度生じると、その隙間から熱が伝わり、断熱性能が低下するという問題があった。

そこで、この発明の目的は、硬質断熱材の割れや亀裂の発生を低減できる断熱扉を提供することである。

請求項１に記載の断熱扉は、平板形状の外囲体と、前記外囲体に内包される断熱材とを備え、前記断熱材は、複数個に分割された硬質断熱材と、前記硬質断熱材同士の隙間に埋められた熱膨張性断熱材とを含む。

この発明によれば、断熱扉の硬質断熱材にかかる力を低減できるため、硬質断熱材の割れや亀裂の発生を低減できる。また、火災時には、熱を受けた熱膨張性断熱材が膨張することにより、硬質断熱材と熱膨張性断熱材の隙間をふさぐため、断熱効果を維持することができる。

＜実施の形態１＞
本発明に係る断熱扉は、エレベータの乗り場扉に限ったものではなく、断熱扉全般（防火扉等）に用いることができる。しかし、特許文献１のようにエレベータの乗り場扉に用いられることが好適であると考えられる。そこで、本実施例に係る断熱扉はエレベータの乗り場扉に用いられているものとして以下説明する。

図１は本発明の実施の形態１による乗り場扉の昇降路側から見た図である。図２は乗り場扉の垂直断面図、図３は水平断面図である。図３の上側は昇降路側、下側は乗り場側である。

乗り場扉は、断熱材を、補強する役割を果たす表板１、横枠２、縦枠３の外囲体で囲んだ構造をとる。断熱材は、複数個に分割された硬質断熱材４を平面内に敷き詰め、その隙間に熱膨張性断熱材５を設けることで１層の断熱層を形成している。硬質断熱材４の材質は、ケイ酸カルシウム、無機酸化物、石膏ボードが用いられる。熱膨張性断熱材５は、熱が加えられたときに膨張する断熱材であり、例えば、熱膨張性黒鉛が用いられる。表板１、横枠２、縦枠３には、例えば金属板が用いられる。また、乗り場扉の昇降路側には、硬質断熱材４や熱膨張性断熱材５の落下や粉塵発散の防止を目的に、表板１、横枠２、縦枠３とともに外囲体を構成する裏板６を設けている。裏板６は鋼板でもよいが、表板１から横枠２、縦枠３に伝わる熱流の影響を抑制するため、例えばガラスクロスやセラミックペーパ等、断熱性を有した材料が望ましい。

以下にこの発明の効果を説明する。硬質断熱材を小片に切断した効果を調べるため、例えば、高さ２１００ｍｍ×幅９００ｍｍ×厚さ５４ｍｍの乗り場扉で、表板として鋼板２ｍｍ、硬質断熱材４としてケイ酸カルシウム５０ｍｍ厚を使用し、幅方向、高さ方向に４分し、２２５ｍｍ×５２５ｍｍの長方形に分割した場合を考える。乗り場扉の中央部に外荷重が加わる場合を想定し、これを長さ２１００ｍｍの両端固定梁（厚さ２ｍｍの鋼板と厚さ５０ｍｍのケイ酸カルシウムが互いに剛に接着された幅９００ｍｍの梁）に置き換えて考える。そして、梁中央の鋼板側から５００Ｎの外荷重を加え、鋼板の弾性率を２００ＧＰａ、ケイ酸カルシウムの弾性率を１００ＧＰａと仮定して計算する。ケイ酸カルシウムが分割されていない場合、梁中央のケイ酸カルシウムには約０．３ＭＰａの応力が発生し、破壊と亀裂の発生が予想される。しかし、ケイ酸カルシウムを前記サイズに分割した場合には、応力を約０．２ＭＰａまで低減でき、亀裂発生を防ぐことができる。

同様に火災発生時には加熱面側と非加熱面側に温度差が生じ、乗り場扉に反りが発生する。この反りによっても硬質断熱材の破損が予想されるが、小片に分割することで、上記と同様の効果が期待できるため、亀裂発生を防止することができる。

このように硬質断熱材４にかかる力を低減できるのは、乗り場扉全体として力を受けた場合に、断熱層が硬質断熱材４の分割部分で自由に屈曲することができるためである。これにより、本発明に係る乗り場扉では、硬質断熱材４にかかる力を低減できるため、硬質断熱材４の割れや亀裂を防ぐことができる。さらに、硬質断熱材４と熱膨張性断熱材５の間に隙間が生じても、火災発生時には、熱を受けた熱膨張性断熱材５が膨張することによりその隙間を埋めるため、乗り場扉の断熱効果は損なわれることはない。

なお、図２にみられるように、本実施の形態では硬質断熱材４に四角形の平面板を用いているが、その形状は三角形でもよいし、多角形でもよい。また、分割する数は多ければ多いほど、硬質断熱材４にかかる応力を低減することができるが、熱膨張性断熱材５に対する硬質断熱材４の使用比率が小さくなることや、分割を増やすことにより製造工程面でも手間が増えることになる。このため、例えば高さ２１００ｍｍ×幅９００ｍｍの乗り場扉では、幅方向には４〜８分割、高さ方向には４〜１０分割程度にすることが望ましい。

＜実施の形態２＞
本実施の形態では、図４のように表板１の裏側、すなわち外囲体の内面に補強部材７が設けられている。この補強部材７は、乗り場扉のサイズが大きい場合に用いられる。そこで、硬質断熱材４同士の隙間だけでなく、補強部材７と硬質断熱材４との隙間にも熱膨張性断熱材５を埋めれば、実施の形態１と同じように、乗り場扉の断熱性向上が期待できる。

＜実施の形態３＞
図５に本実施の形態の乗り場扉の断面図を示す。昇降路側の断熱材は、ケイ酸カルシウムからなる硬質断熱材４同士の隙間に熱膨張性断熱材５を埋めた構成をとっている。乗り場側の断熱材は、硬質断熱材４よりもコストは高いが耐熱性の高いセラミックファイバーなどの繊維系断熱材８（非硬質断熱材）を分割しないで用い、昇降路側の断熱材の層と積層配置されている。

このようにすれば、コストは高いが耐熱性の高い断熱材の層と、実施の形態１の断熱材の層とを積層して用いることにより、実施の形態１よりも高い耐熱性を実現しつつ、断熱材全体のコストをあまり上げないで済む。

なお、別の例として、乗り場側の断熱材は実施の形態１と同じ構成にし、昇降路側の断熱材はグラスウールなどの繊維系断熱材８を用い、それらを重ねた構成も考えられる。また、ここでは非硬質断熱材として繊維系断熱材８を用いたが、これに限られず、樹脂系断熱材を用いても良い。

＜実施の形態４＞
実施の形態３では硬質断熱材４と繊維質系断熱材５を積層配置した構成であったが、本実施の形態では、図６、図７のように硬質断熱材同士を積層配置した構成をとる。硬質断熱材同士の隙間には、実施の形態１と同じように熱膨張性断熱材５が埋められている。乗り場側には、昇降路側の硬質断熱材４と異なる耐熱性をもつ硬質断熱材９を用いている。

このように構成すれば、要求されるコストと耐熱性に応じて、異なった種類の硬質断熱材を組み合わせて用いることができる。なお、外荷重に対する強度を重視する場合は、図６のように、上層の硬質断熱材４同士の隙間の位置と下層の硬質断熱材９同士の隙間の位置が、断熱扉の面方向に沿って揃った位置となる構成が望ましい。また、断熱性を重視する場合は、図７のように上層の硬質断熱材４同士の隙間の位置と下層の硬質断熱材９同士の隙間の位置が、断熱扉の面方向に沿ってずらした位置となる構成が望ましい。

実施の形態１に係る乗り場扉の昇降路側から見た図である。実施の形態１に係る乗り場扉の垂直断面図である。実施の形態１に係る乗り場扉の水平断面図である。実施の形態２に係る乗り場扉の水平断面図である。実施の形態３に係る乗り場扉の水平断面図である。実施の形態４に係る乗り場扉の水平断面図である。実施の形態４に係る乗り場扉の水平断面図である。

符号の説明

１表板、２横枠、３縦枠、４硬質断熱材、５熱膨張性断熱材、６裏板、７補強部材、８繊維系断熱材、９硬質断熱材。

Claims

平板形状の外囲体と、
前記外囲体に内包される断熱材とを備え、
前記断熱材は、
複数個に分割された硬質断熱材と、
前記硬質断熱材同士の隙間に埋められた熱膨張性断熱材とを含む、
断熱扉。
前記外囲体の内面に設けられた補強部材をさらに備え、
前記断熱材は、
前記硬質断熱材と前記補強部材との隙間に埋められた熱膨張性断熱材を含む、
請求項１に記載の断熱扉。
前記硬質断熱材は、
前記平板形状の厚さ方向に積層配置され、
上層の前記硬質断熱材同士の隙間と、下層の前記硬質断熱材同士の隙間が、位置を揃えて配置された、
請求項１に記載の断熱扉。
前記硬質断熱材は、
前記平板形状の厚さ方向に積層配置され、
上層の前記硬質断熱材同士の隙間と、下層の前記硬質断熱材同士の隙間が、位置をずらして配置された、
請求項１に記載の断熱扉。
前記断熱材は、
前記複数個に分割された硬質断熱材に積層して配置される非分割の非硬質断熱材を含む、
請求項１に記載の断熱扉。