JP2012052330A

JP2012052330A - 木造耐火構造体

Info

Publication number: JP2012052330A
Application number: JP2010195302A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okiura; 博沖浦
Original assignee: Mitsui Home Co Ltd
Current assignee: Mitsui Home Co Ltd
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-15

Abstract

【課題】木の質感を出しながらＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験に適合可能であるとともに、層構成を簡素にして断面積を抑制することが可能な木造耐火構造体を提供する。
【解決手段】木造耐火構造体である柱１は、木質系材料からなるコア部２と、コア部２の表面を被覆して木造耐火構造体の外表面を構成する被覆部３と、を備え、被覆部３は、発火温度が１０００℃以上のユーカリ材３１で構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、木造耐火建築物において柱、梁、壁などの構造体となる木造耐火構造体に関する。

従来、木造耐火建築物の性能基準を満たしつつ、木の質感を出すことができる木造耐火構造体としては、（１）図４（ａ）に示すように、コア材となるＨ形鋼１０１の周囲を木製の集成材１０２や厚板（図示省略）で被覆した柱１００や、（２）図４（ｂ）に示すように、木製の集成材で形成したコア材２０１の周囲を二枚重ねにした石膏ボードなどの不燃材２０２で被覆し、不燃材２０２の周囲をさらに木製の被覆材２０３及び仕上げ板２０４で被覆した柱２００などがある（例えば非特許文献１参照）。

財団法人日本住宅・木材技術センター、（「木造による耐火建築物」、「主要構造部に木材を使った耐火構造」参照）、［online］、［平成22年7月26日検索］、インターネット＜URL：http://www.howtec.or.jp/kokomademokuzai/fireproof/1-1m.html＞

しかし、（１）コア材となるＨ形鋼１０１の周囲を木製の集成材１０２や板材で被覆する構造では、コア材に鋼材を用いているため、純粋な木造耐火建築物とはいえず、木材だけで耐火構造物を構成するという要望に応えることができない。

また、（２）木製のコア材２０１の周囲を石膏ボードなどの不燃材２０２で被覆し、不燃材２０２の周囲をさらに木製の被覆材２０３及び仕上げ板２０４で被覆した構造では、全体として４層構造となってしまうため、荷重を支持するために必要なコア材２０１の断面寸法に比較して、全体の外形寸法が大きくなってしまうという問題がある。
例えば、上記（２）の構造で、ＪＩＳ−Ａ−１３０４（建築構造部分の耐火試験方法）に定める「１時間加熱試験」に適合するには、コア材の断面寸法を例えば２０ｃｍ×２０ｃｍとすると、全体の外形寸法は３５ｃｍ×３５ｃｍとなってしまう。
なお、ＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める「１時間加熱試験」は、要約すると、木造耐火構造物の試験体を試験炉に設置し、炉内の温度を室温から約９５０℃まで６０分かけて昇温した後、火を止めて約３時間放置する試験である。

本発明は、かかる問題を解決するために成されたものであり、木の質感を出しながらＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験に適合可能であるとともに、層構成を簡素にして断面積を抑制することが可能な木造耐火構造体を提供することを課題とする。

本願の発明者は、鋭意研究の結果、主にオーストラリア南東部とタスマニア島に分布（繁殖）する５００種類以上のユーカリのうち、特定の種類のものは発火温度が１０００℃以上になることを見出し、このような難燃性のユーカリ材を用いて木質のコア材を被覆することで、前記課題を解決する木造耐火構造を発明するに到った。

すなわち、本発明に係る木造耐火構造体は、木造耐火建築物において柱、梁、耐力壁などの構造体となる木造耐火構造体であって、木質系材料からなるコア部と、前記コア部の表面を被覆して前記木造耐火構造体の外表面を構成する被覆部と、を備え、前記被覆部は、発火温度が１０００℃以上のユーカリ材で構成されていることを特徴とする

かかる構成によれば、通常の木材の発火温度が約４４０℃（引火温度が２６０℃）であるのに比べて、ユーカリ材の発火温度が１０００℃以上と高いので、ユーカリ材が従来の不燃材層と仕上げ層とを兼ねることができる。そのため、ユーカリ材の厚さ寸法を適宜調節することによって、木の質感を出しながらＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験に適合可能であるとともに、木材の表面に木材を被覆するという簡素な２層構造となって断面積を抑制することが可能となる。

また、前記ユーカリ材は、厚さ寸法が３ｃｍ以上であるのが好ましい。かかる構成によれば、ＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験に適合することができる。なお、厚さ寸法の上限値は、特に限定されるものではない。

また、前記ユーカリ材は、アイアンバーク又はスポッテッドガムという種類のユーカリ材であるのが好ましい。かかる構成によれば、アイアンバーク又はスポッテッドガムという種類のユーカリ材は、発火温度が１０００℃以上であるので、ユーカリ材の厚さ寸法を適宜調節することによって、木の質感を出しながらＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験に適合可能であるとともに、木材の表面に木材を被覆するという簡素な２層構造となって断面積を抑制することが可能となる。

本発明によれば、木の質感を出しながらＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験に適合可能であるとともに、層構成を簡素にして断面積を抑制することが可能な木造耐火構造体を提供することができる。

第１実施形態に係る木造耐火構造体としての柱の斜視図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。第２実施形態に係る木造耐火構造体としての構造壁の水平断面図である。従来の木造耐火構造体となる柱の斜視図であり、（ａ）はコア材がＨ型鋼のタイプ、（ｂ）はコア材、不燃材、仕上げ板の３層構造のタイプ、をそれぞれ示している。

本発明の実施形態に係る木造耐火構造体について図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、第１実施形態に係る木造耐火構造体としての柱の斜視図である。
柱１は、図１に示すように、木造建築物の荷重を支持する構造材として機能する四角柱状の部材である。柱１は、芯材となるコア部２と、コア部２の表面を被覆して柱１の外表面を構成する被覆部３と、を備えている。

コア部２は、柱１にかかる鉛直方向の荷重を支持する機能を有しており、ＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験の際に、炭化、着火などの損傷を受けないように保護すべき部分である。コア部２は、例えば、杉、ヒノキなどの角材（無垢材）や、断面寸法の小さい木材同士を接着剤で接合した集成材などのいわゆる木質系材料で構成されている。
コア部２は、図２に示すように、断面視で正方形状を呈している。コア部２は、木造建築物の鉛直方向の荷重を支持するのに必要な断面寸法を有しており、例えば第１実施形態では、一辺の幅寸法Ｂ１は、２０ｃｍに構成されている。

被覆部３は、火災の熱や炎を遮断してコア部２を保護する保護層としての機能と、木の質感を出す仕上げ層としての機能を有している。被覆層３は、図１、図２に示すように、４枚のユーカリ材３１を、釘打ち又は接着などの方法で、コア部２の四方の側面に直接取り付けて構成されている。

ユーカリ材３１は、主にオーストラリア南東部とタスマニア島に分布（繁殖）する５００種類以上のユーカリのうち、発火温度が１０００℃以上となる難燃性のユーカリを製材して得られる板状の部材である。発火温度が１０００℃以上となる難燃性のユーカリとしては、例えば、アイアンバーク又はスポッテッドガム等が挙げられる。

図２に示すように、ユーカリ材３１の厚さ寸法Ｔ１は、ＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験の際に、コア部２が損傷を受けないように、例えば３ｃｍに設定されている。これにより、柱１全体の幅寸法Ｂ２は、２６ｃｍ（＝２０ｃｍ＋３ｃｍ×２枚）となる。

一方、例えば図４（ｂ）に示すような従来の柱２００は、ＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験の際にコア部２０１が損傷を受けないようにするためには、不燃材２０２としての石膏ボードの厚さ寸法を１５ｍｍとする必要がある。
よって、コア部２０１の幅寸法を第１実施形態に係る柱１と等しく２０ｃｍとした場合、不燃材２０２の厚さ寸法を１．５ｃｍとし、被覆材２０３の厚さ寸法を６ｃｍとし、仕上げ板２０４の厚さ寸法を１．５ｃｍとすると、柱２００全体の幅寸法は３８ｃｍ（＝２０ｃｍ＋（１．５ｃｍ＋６ｃｍ＋１．５ｃｍ）×２）となる。よって、第１実施形態に係る柱１は、従来の柱２００に比較して断面積を約５３％（＝１００−２６^２／３８^２×１００）減少させることができる。

以上説明したように、第１実施形態に係る柱１は、芯材となるコア部２と、コア部２の表面を被覆して柱１の外表面を構成する被覆部３と、を備え、被覆部３は、発火温度が１０００℃以上となる難燃性のユーカリ材３１で構成されているので、ユーカリ材３１の厚さ寸法を適切に設定することにより、木の質感を出しながらＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験に適合する構造体とすることができるとともに、従来の木造耐火構造体に比較して構造を簡素化して施工の手間や材料費の低減を図ることができ、さらには、断面積を低減（或いは断面積の増大を抑制）して建物の有効空間を増大させることができる。

また、第１実施形態に係る柱１の被覆材３１は、厚さ寸法Ｔ１が３ｃｍとなるように製材されたアイアンバーク又はスポッテッドガムという種類のユーカリ材で構成されているので、ＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験に適合する構造体とすることができる。

また、第１実施形態に係る柱１によれば、薬品による不燃処理などの特別な加工をユーカリ材３１に施す必要がないので、材料の加工コストを低減することができる。また、木材に薬品処理を行うことがないので、使用する薬品量を抑制して環境にやさしい建物を構築することができる。

つぎに、第２実施形態に係る木造耐火構造体としての構造壁１０について、図３を参照して説明する。説明において、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図３は、第２実施形態に係る構造壁の水平断面図である。
構造壁１０は、図３に示すように、壁下地となる木製のコア部２０と、このコア部２０の表面を被覆して室内（又は屋外）に露出する被覆部３０と、を備えている。

コア部２０は、構造壁１０に作用する荷重を支持する部分である。コア部２０は、互いに水平方向に離間して立設された複数のたて枠２１，２１と、このたて枠２１の一方側及び他方側に張着された合板２２，２２と、を備えている。外壁の場合、たて枠２１同士の間には、グラスウールや発泡ウレタンなどで構成された断熱材２３が充填されている。
なお、たて枠２１同士の下端部は、下枠（図示省略）によって連結されており、たて枠２１同士の上端部は、上枠（図示省略）によって連結されている。また、合板２２は、石膏ボードであってもよい。

被覆部３０は、複数の板状のユーカリ材３１で構成されている。ユーカリ材３１は、発火温度が１０００℃以上となる難燃性のユーカリを製材して形成されている。図３に示すように、ユーカリ材３１の厚さ寸法Ｔ２は、ＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験の際に、コア部２が損傷を受けないように、例えば３ｃｍに設定されている。
なお、ユーカリ材３１の張り方は、隣り合うユーカリ材の端部同士を付き合わせるようにして張り付けてもよいし、いわゆる下見板張りのように、上側のユーカリ材３１の下端部が下側のユーカリ材３１の上端部に重なるように張り付けてもよい。

このような構造壁１０によれば、コア部２０と被覆部３０の間に不燃材などを設置する必要がないので、ユーカリ材３１の厚さ寸法を適切に設定することにより、木の質感を出しながらＪＩＳ−Ａ−１３０４に定める１時間加熱試験に適合する構造体とすることができるとともに、従来の木造耐火構造体に比較して構造を簡素化して施工の手間や材料費の低減を図ることができ、さらには、断面積を低減（或いは断面積の増大を抑制）して建物の有効空間を増大させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

例えば、第１及び第２実施形態では、木造耐火構造体として柱１及び構造壁１０を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば梁部材、屋根部材、床部材、階段部材などに適用することも可能である。

１柱（木造耐火構造体）
２コア部
３被覆部
３１ユーカリ材

Claims

木造耐火建築物において柱、梁、耐力壁などの構造体となる木造耐火構造体であって、
木質系材料からなるコア部と、前記コア部の表面を被覆して前記木造耐火構造体の外表面を構成する被覆部と、を備え、
前記被覆部は、発火温度が１０００℃以上のユーカリ材で構成されていることを特徴とする木造耐火構造体。
前記ユーカリ材は、厚さ寸法が３ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の木造耐火構造体。
前記ユーカリ材は、アイアンバーク又はスポッテッドガムという種類のユーカリ材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の木造耐火構造体。