JP2014020051A - 耐火被覆構造及び構造部材の耐火被覆方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造部材に設けられた貫通孔の有効径をより大きく確保するとともに耐火性能をも確保することが可能な耐火被覆構造等を提供する。
【解決手段】所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔を有する構造部材と、前記貫通孔の小口面における被覆厚さが、前記構造部材の他の部位における被覆厚さ未満となるように前記構造部材を被覆する耐火被覆材と、前記一方側の表面と前記他方側の表面との少なくともいずれか一方にて、前記貫通孔の周囲に前記構造部材と熱伝導可能に設けられ前記耐火被覆材より熱容量が大きな高熱容量材と、を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、貫通孔を有する構造部材を被覆する耐火被覆構造及び構造部材の耐火被覆方法に関する。

鉄骨梁などの構造材は、火災等による昇温を避けるために吹付けロックウールなどの耐火被覆材にて規定の厚さ以上に被覆することが義務づけられている。このような耐火被覆は、空調用または換気用のダクトや設備配管等を挿通するための貫通孔が設けられている構造部材に対しても同様であり、貫通孔の小口面においても、他の部位と同様に規定以上の厚さの耐火被覆材により被覆が施されている。

上記のように貫通孔にも他の部位と同等の厚さにて耐火被覆を施すと、小口面を被覆する耐火被覆材により、貫通孔が、直径方向に被覆の厚さの２倍だけ内径が狭められてしまう。このため、貫通孔の実質的な有効径が小さくなってしまい、所望の直径をなすダクトや設備配管等を挿通することができないおそれがあるという課題がある。

本発明はかかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造部材に設けられた貫通孔の有効径をより大きく確保するとともに耐火性能をも確保することが可能な耐火被覆構造及び構造部材の耐火被覆方法を提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明の耐火被覆構造は、所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔を有する構造部材と、
前記貫通孔の小口面における被覆厚さが、前記構造部材の他の部位における被覆厚さ未満となるように前記構造部材を被覆する耐火被覆材と、
前記一方側の表面と前記他方側の表面との少なくともいずれか一方にて、前記貫通孔の周囲に前記構造部材と熱伝導可能に設けられ前記耐火被覆材より熱容量が大きな高熱容量材と、
を有することを特徴とする耐火被覆構造である。
このような耐火被覆構造によれば、所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔の周囲には、一方側の表面と他方側の表面との少なくともいずれか一方に高熱容量材が設けられているので、貫通孔の小口面から伝達される熱が高熱容量材に吸収されるため、構造部材において貫通孔が設けられている部位の昇温が抑制される。このため、貫通孔の小口面における耐火被覆材の被覆厚さを、構造部材の他の部位における被覆厚さ未満としても、他の部位と同様に耐火被覆材にて被覆した場合と同等の耐火性能を小口面に備えることが可能である。すなわち、小口面における被覆厚さを薄くできるので貫通孔の有効径をより大きく確保しつつ耐火性能を確保することが可能である。

かかる耐火被覆構造であって、前記高熱容量材は、前記一方側の表面と前記他方側の表面とにそれぞれ設けられていることが望ましい。
このような耐火被覆構造によれば、一方側の表面と他方側の表面とにそれぞれ高熱容量材が設けられているので、小口面から伝達される熱は、両表面に設けられた高熱容量材に吸収され、構造部材において貫通孔が設けられている部位が昇温することをさらに抑制することが可能である。

かかる耐火被覆構造であって、前記高熱容量材は、前記貫通孔を囲むように設けられていることが望ましい。
このような耐火被覆構造によれば、貫通孔が有する小口面の全周において伝達される熱を高熱容量材にて吸収することが可能なので、貫通孔が設けられている部位が加熱されることをより効果的に抑制することが可能である。

かかる耐火被覆構造であって、前記高熱容量材は、前記小口面に沿って設けられていることが望ましい。
このような耐火被覆構造によれば、高熱容量材が、小口面に沿って設けられているので、貫通孔の小口面から伝達される熱が、構造部材の、貫通孔から離れた位置に伝達される前に、貫通孔の縁に沿って小口面とほぼ面一に設けられた高熱容量材にて吸収され、構造部材が昇温する領域をより小さく抑えることが可能である。

かかる耐火被覆構造であって、前記高熱容量材は、前記貫通孔の縁と間隔を隔てて当該貫通孔の外側に配置されており、前記高熱容量材の前記貫通孔側には当該高熱容量材より熱拡散率が低い低熱拡散率材が設けられていることが望ましい。
このような耐火被覆構造によれば、高熱容量材の貫通孔側には低熱拡散率材が設けられているので、高熱容量材は外部に露出しない。このため、小口面以外から高熱容量材に熱が伝達されることが抑制される。そして、高熱容量材は、外気や火炎等により直接加熱されず、また、小口面以外から伝達される熱により加熱されることが抑制されるので、小口面から伝達される熱を効率良く吸収することが可能である。このため、高熱容量材による熱の吸収効率が向上するので、高熱容量材のサイズを小さくすることが可能である。

かかる耐火被覆構造であって、前記低熱拡散率材は、前記耐火被覆材であることが望ましい。
このような耐火被覆構造によれば、貫通孔の縁と間隔を隔てて当該貫通孔の外側に高熱容量材を配置した構造部材に耐火被覆を施すだけで、高熱容量材の貫通孔側に低熱拡散率材を設けることが可能なので、施工が容易である。

かかる耐火被覆構造であって、前記高熱容量材は前記構造部材から突設された突部が熱伝導可能に接触していることが望ましい。
このような耐火被覆構造によれば、高熱容量材は構造部材から突設された突部が熱伝導可能に接触されているので、突部にて、より広い面積で熱が伝達される。このため、高熱容量材はより効率良く熱を吸収することが可能である。

かかる耐火被覆構造であって、前記小口面は、被覆されていないことが望ましい。
このような耐火被覆構造によれば、小口面が被覆されていないので、貫通孔の有効径を最も大きく確保することが可能である。

かかる耐火被覆構造であって、前記小口面は、当該小口面より反射率が高い高反射率材が設けられているか、または、前記小口面の反射率が高くなるように加工または処理が施されていることが望ましい。
このような耐火被覆構造によれば、小口面に設けられた高反射率材、または、小口面に施された反射率が高くなるような加工または処理により、小口面から進入する熱線は反射されるので、構造部材は小口面からは熱が伝達されにくい。このため、構造部材の温度上昇をより効率良く抑制することが可能である。

また、構造部材を耐火被覆材にて被覆する構造部材の耐火被覆方法であって、
施工現場外の工場にて、所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔を有する前記構造部材の、前記一方側の表面と前記他方側の表面との少なくともいずれか一方にて、前記貫通孔の周囲に前記構造部材と熱伝導可能に設けられ前記耐火被覆材より熱容量が大きな高熱容量材を設ける工程と、
前記高熱容量材が設けられた前記構造部材を前記施工現場に搬入する工程と、
前記構造部材の建て方を行った後に、前記貫通孔の小口面における被覆厚さが、前記構造部材の他の部位における被覆厚さ未満となるように前記構造部材を被覆する工程と、
を有することを特徴とする構造部材の耐火被覆方法である。
このような構造部材の耐火被覆方法の工程によれば、高熱容量材は施工現場外の工場にて構造部材に設けられるので、構造部材への加工や高熱容量材の取り付けが容易であり、高熱容量材の取り付けを、天候に左右されることなく、かつ精度良く行うことが可能である。また、高熱容量材は構造部材に取り付けられて施工現場に搬入されるので、施工現場において高熱容量材を構造部材に取り付ける必要がなく、施工現場における作業を削減することが可能である。

また、構造部材を耐火被覆材にて被覆する構造部材の耐火被覆方法であって、
施工現場に搬入され、所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔を有する前記構造部材の、前記一方側の表面と前記他方側の表面との少なくともいずれか一方にて、前記貫通孔の周囲に前記構造部材と熱伝導可能に設けられ前記耐火被覆材より熱容量が大きな高熱容量材を設ける工程と、
前記構造部材の建て方を行った後に、前記貫通孔の小口面における被覆厚さが、前記構造部材の他の部位における被覆厚さ未満となるように前記構造部材を被覆する工程と、
を有することを特徴とする構造部材の耐火被覆方法である。
このような構造部材の耐火被覆方法の工程によれば、高熱容量材の取り付け作業を鉄骨建て方の前に地上で行うため、作業性が良い。また、高熱容量材は、施工現場にて構造部材に設けられるため、形状が不安定な部材、たとえば流動性を有する部材を固化させて用いるような部材であっても構造部材に設けることが可能である。

また、構造部材を耐火被覆材にて被覆する構造部材の耐火被覆方法であって、
施工現場に搬入され、所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔を有する前記構造部材の建て方を行う工程と、
前記建て方が行われた後の前記構造部材の、前記一方側の表面と前記他方側の表面との少なくともいずれか一方にて、前記貫通孔の周囲に前記構造部材と熱伝導可能に設けられ前記耐火被覆材より熱容量が大きな高熱容量材を設ける工程と、
前記貫通孔の小口面における被覆厚さが、前記構造部材の他の部位における被覆厚さ未満となるように前記構造部材を被覆する工程と、
を有することを特徴とする構造部材の耐火被覆方法である。
このような構造部材の耐火被覆方法の工程によれば、高熱容量材は建て方が行われた後の構造部材に設けられるので、施工現場外の工場から施工現場への鉄骨搬入過程および鉄骨建て方時における高熱容量材の破損や脱落等のおそれがなく、施工現場において高熱容量材の取り付け箇所の確認作業および管理作業を削減できる。また、設備工事等の作業足場を共用でき、設備配管等の仕様の状況に応じた変更への対応等が可能となる。

かかる構造部材の耐火被覆方法であって、
前記高熱容量材は、前記貫通孔内に設置されるスリーブ管に取り付けられて、前記構造部材に設けられることが望ましい。
このような構造部材の耐火被覆方法によれば、高熱容量材が貫通孔内に設置されるスリーブ管に取り付けられて構造部材に設けられるので、施工現場において高熱容量材を構造部材に設ける作業とスリーブ管を構造部材に設ける作業とを１工程にて行うことが可能である。このため、施工現場での工程を削減することが可能である。また、高熱容量材をあらかじめ所定の位置に合わせてスリーブ管に取り付けた状態としたものが構造部材に設けられるので、構造部材への高熱容量材取り付け時の位置合わせが容易である。

本発明によれば、構造部材に設けられた貫通孔の有効径をより大きく確保するとともに耐火性能をも確保することが可能な耐火被覆構造及び構造部材の耐火被覆方法を提供することが可能である。

本実施形態に用いられている鉄骨梁を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 貫通孔が設けられた鉄骨梁に耐火被覆を施した状態を示す縦断面図である。 小口面が耐火被覆された鉄骨梁の熱の伝達を示す図である。 第１実施形態の耐火被覆構造を示す縦断面図である。 第１実施形態の耐火被覆構造の変形例を示す縦断面図である。 第１実施形態の耐火被覆構造の変形例における鉄骨梁の熱の伝達を示す図である。 第１実施形態の耐火被覆構造における施工方法を説明するための図である。 スリーブ管と高熱容量材とが設けられた鉄骨梁を示す図である。 建て方後にスリーブ管とともに高熱容量材を取り付ける例を示す図である。 第２実施形態の耐火被覆構造を示す縦断面図である。 低熱拡散率材としてロックウールを用いた例を示す縦断面図である。 第３実施形態の耐火被覆構造を示す縦断面図である。 第４実施形態の耐火被覆構造を示す縦断面図である。 高熱容量材がウエブの片面側のみに設けられている耐火被覆構造を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
以下の実施形態では、本発明の耐火被覆構造を、鉄骨構造建物の構造部材としての鉄骨梁に適用した例について説明する。

図１は、本実施形態に用いられている鉄骨梁を示す正面図である。図２は、図1のＡ−Ａ断面図である。以下の説明においては、鉄骨梁１０を、図1のように正面から見たときに上下となる方向を上下方向、左右となる方向を左右方向または長手方向、紙面に対し直交しフランジの幅方向となる方向を単に幅方向として示す。

＜鉄骨梁の耐火構造＞
図１、図２に示すように、本実施形態の鉄骨梁１０は、スラブ２０の下に設けられており、上下に間隔を隔てるとともに互いに対向する板状の上フランジ１２及び下フランジ１４と、上フランジ１２と下フランジ１４とを、幅方向の中央にて上下に繋ぐ板状のウエブ１６とが一体をなすＨ型鋼である。ウエブ１６には、空調用または換気用のダクトや配管用のスリーブ管等を挿通するために、幅方向、すなわちウエブ１６の一方側の表面１６ａから他方側の表面１６ａまで貫通する貫通孔１８が設けられている。本実施形態の貫通孔１８の直径は、鉄骨梁１０の高さ、所謂梁せいＨの半分Ｈ／２とした場合の例を示している。

貫通孔を有する鉄骨梁に、耐火被覆を施す際には、貫通孔の小口面にも建築基準法による規定厚さの被覆を施さなければならない。たとえば、耐火被覆材３０が吹付けロックウール（以下、ロックウールという）の場合には、１時間耐火の場合２５ｍｍ、２時間耐火の場合４５ｍｍ、３時間耐火の場合６０ｍｍの厚さにて被覆することが規定されている。

図３は、貫通孔が設けられた鉄骨梁に耐火被覆を施した状態を示す縦断面図である。図４は、小口面が耐火被覆された鉄骨梁の熱の伝達を示す図である。図４では、熱が伝わる方向を矢印にて示し、熱の大きさを矢印の大きさにて示している。

上記鉄骨梁１０に、規定通りの耐火被覆を施すと、図３に示すように、貫通孔１８の小口面１８ａにも他の部位と同じ厚さ（例えばｄ）の耐火被覆が形成される。この場合には、鉄骨梁１０が火炎等に晒されると、貫通孔１８の小口面１８ａにおいて、図４に示すように、熱は耐火被覆材を介してウエブ１６に伝達される。このとき、耐火被覆材３０を介することによりウエブ１６に伝達される熱が低減されウエブ１６の温度上昇が抑制される。しかしながら、貫通孔１８は、全周に渡って小口面１８ａが耐火被覆材３０で被覆されているので、形成されている貫通孔１８の内径より耐火被覆材３０の厚みの約２倍分、有効径Ｄが小さくなってしまう。貫通孔１８の有効径Ｄが小さくなってしまうと、挿通する配管の径を小さくするとともに貫通孔１８の数を増やさなければならず、配管本数が増えてしまう。また、貫通孔１８の小口面１８ａに他の部位と同じ厚さの耐火被覆が形成されている状態で有効径Ｄを大きく確保しようとすると、貫通孔１８の径を大きくする必要があるため、鉄骨梁１０を構造的に補強する必要が生じる。このように、耐火性能を確保しつつ貫通孔１８の有効径Ｄを大きくすることが困難であった。そこで、本発明に係る耐火被覆構造は、貫通孔１８の有効径Ｄをより大きく確保するとともに耐火性能をも確保するものである。

＜第１実施形態＞
図５は、第１実施形態の耐火被覆構造を示す縦断面図である。図６は、第１実施形態の耐火被覆構造の変形例を示す縦断面図である。

図５に示すように、第１実施形態の耐火被覆構造は、スラブ２０の下に設けられた鉄骨梁１０の、貫通孔１８が設けられているウエブ１６の両面、すなわち、一方側の表面１６ａ及び他方側の表面１６ａに、高熱容量材５０が設けられ、スラブ２０の下側から鉄骨梁１０の下フランジ１４の下面までが耐火被覆材としてのロックウール３０にて被覆されている。本実施形態では、例えば、建築基準法における３時間耐火の規格に対応して約６０ｍｍの被覆厚さをなすロックウール３０にて鉄骨梁１０が被覆されている。

高熱容量材５０は、耐火被覆材であるロックウール３０より熱容量が大きい、例えばモルタルが環状に成形されて設けられている。より具体的には、図５に示すように、高熱容量材５０は貫通孔１８の縁に沿って小口面１８ａとほぼ面一に設けられ、当該貫通孔１８を囲むように配置され、鉄骨梁１０のウエブ１６と熱伝導可能に設けられている。

ロックウール３０は、貫通孔１８の小口面１８ａを除いて、鉄骨梁１０の全表面からの被覆厚さが６０ｍｍ以上となるように吹き付けられている。貫通孔１８の小口面１８ａにおいては、規定厚さである６０ｍｍ未満、すなわち、６０ｍｍより薄くロックウール３０が吹き付けられている。

このとき、高熱容量材５０の熱容量が十分に大きく、小口面１８ａをロックウールにて被覆しなくとも、他の部位と同様にロックウール３０にて被覆した状態と同等の耐火性能を備えることが可能であれば、鉄骨梁１０の他の部位のロックウール３０の厚さ未満であって、最もロックウール３０が少ない状態、すなわち、図６に示すように、ロックウール３０にて被覆されずに小口面１８ａが露出された状態であっても構わない。

図７は、第１実施形態の耐火被覆構造の変形例における鉄骨梁の熱の伝達を示す図である。

第１実施形態の変形例では、小口面１８ａは、ロックウール３０にて被覆されていないので、小口面１８ａには他の部位より熱が伝達されやすい。ところが、小口面１８ａを形成するウエブ１６の両側には高熱容量材５０であるモルタルが設けられているので、小口面１８ａからウエブ１６に伝達された熱はモルタルに伝達され、高熱容量材が設けられている位置より貫通孔中心に対して外側のウエブの温度上昇が抑制される。このように、小口面１８ａを形成するウエブ１６の両側に高熱容量材５０を設けることにより、小口面１８ａを被覆しなくとも、また、鉄骨梁１０の他の部位のロックウール３０の被覆厚さ未満としてロックウールの被覆厚さを薄くしても、他の部位と同様にロックウール３０にて被覆した状態と同等の耐火性能を備えることが可能である。すなわち、小口面１８ａにおける被覆厚さを低減し、ウエブ１６の両側に高熱容量材５０を設けることにより、貫通孔１８の有効径をより大きく確保するとともに耐火性能をも確保することが可能である。

表１は、各種材料の一般的な熱物性値（高温時）を示す表である。
本実施形態においては高熱容量材５０をモルタルとしたが、これに限らず表１に示すように、ロックウールより容積比熱が大きい、例えばケイ酸カルシウム板や、ステンレスなどの金属材料であっても構わず、さらに石膏など材料組成に結晶水を多く含み、高温時に気化熱を奪うことで比熱の増大効果が見込める材料を適用することが可能である。

図８は、第１実施形態の耐火被覆構造における施工方法を説明するための図である。図９は、スリーブ管と高熱容量材とが設けられた鉄骨梁を示す図である。図１０は、建て方後にスリーブ管とともに高熱容量材を取り付ける例を示す図である。

第１実施形態の耐火被覆構造の施工方法は、高熱容量材５０を取付ける場所により相違する。

例えば、図８のケース１に示すように、まず貫通孔１８が形成された鉄骨梁１０を工場等で製作し（Ｓ１００）、次に、貫通孔１８のサイズに合わせて、貫通孔１８に沿うように、または、貫通孔１８の縁より内径が大きくなるような、リング状の高熱容量材５０を、ウエブ１６に取付ける（Ｓ１０１）。次に、高熱容量材５０が設けられた鉄骨梁１０を施工現場に搬入する（Ｓ２００）。次に施工現場にて鉄骨梁１０を柱等とともに建て方を行い（Ｓ３００）、最後に、鉄骨梁１０の周りにロックウールを吹き付けて施工が完了する（Ｓ４００）。

ケース１の場合には、高熱容量材５０は施工現場外の工場にて鉄骨梁１０に設けられるので、鉄骨梁１０への加工や高熱容量材５０の取り付けが容易であり、高熱容量材５０の取り付けを、天候に左右されることなく、かつ精度良く行うことが可能である。また、高熱容量材５０は鉄骨梁１０に取り付けられて施工現場に搬入されるので、施工現場において高熱容量材５０を鉄骨梁１０に取り付ける必要がなく、施工現場における作業を削減することが可能である。

一方、図８のケース２に示すように、高熱容量材５０を施工現場にて取付ける場合には、鉄骨梁１０を施工現場に搬入した後（Ｓ２００）、建設ヤードにおいて、鉄骨梁１０の貫通孔１８の周囲に高熱容量材５０を取付ける（Ｓ２０１）。次に、柱等とともに鉄骨梁１０の建て方を行い（Ｓ３００）、最後に、鉄骨梁１０の周りにロックウールを吹き付けて施工が完了する（Ｓ４００）。

ケース２の場合には、高熱容量材５０の取り付け作業を、鉄骨建て方の前に地上で行うため、作業性が良い。また、高熱容量材５０は、施工現場にて鉄骨梁１０に設けられるため、形状が不安定な部材、たとえば流動性を有する部材を固化させて用いるような部材であっても鉄骨梁１０に設けることが可能である。

また、図８のケース３に示すように、鉄骨建て方後（Ｓ３００）、組み上がった鉄骨梁１０の貫通孔１８の周囲に高熱容量材５０を取付けてもよいし（Ｓ３０１）、図８のケース４及び図９、図１０に示すように、高熱容量材５０が取り付いた設備ダクト用のスリーブ管７０を貫通孔１８に設置してもよい（Ｓ３０２）。

ケース３の場合には、高熱容量材５０は、建て方が行われた後の鉄骨梁１０に設けられるので、施工現場外の工場から施工現場への鉄骨梁１０の搬入過程および鉄骨梁１０の建て方時における高熱容量材５０の破損や脱落等のおそれがなく、施工現場において高熱容量材５０の取り付け箇所の確認作業および管理作業を削減できる。また、設備工事等の作業足場を共用でき、設備配管等の仕様の状況に応じた変更への対応等が可能となる。

また、ケース４の場合、貫通孔１８の小口面１８ａを耐火被覆材３０にて被覆する場合には、スリーブ管７０を貫通孔１８の縁との間隔を所望の耐火被覆厚さ分だけ隔てて固定し、小口面１８ａを耐火被覆しない場合には、スリーブ管７０が貫通孔１８の小口面１８ａと接触するように固定しておく。

ケース４の場合には、高熱容量材５０が貫通孔１８内に設置されるスリーブ管７０に取り付けられて鉄骨梁１０に設けられるので、施工現場において高熱容量材５０を鉄骨梁１０に設ける作業とスリーブ管７０を鉄骨梁１０に設ける作業とを１工程にて行うことが可能である。このため、施工現場での工程を削減することが可能である。また、高熱容量材５０をあらかじめ所定の位置に合わせてスリーブ管７０に取り付けた状態としたものが鉄骨梁１０に設けられるので、鉄骨梁１０への高熱容量材５０取り付け時の位置合わせが容易である。

なお、高熱容量材５０をモルタル等の流動性を有する材料とする場合は、高熱容量材は現地成形（型枠作成〜モルタル打設）としてもよい（Ｓ１０１、Ｓ２０１、Ｓ３０１）。この場合、型枠を鋼材等の不燃材料とすれば、型枠脱型することなくロックウールを吹き付けて施工完了とすることもできる。

＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態の耐火被覆構造を示す縦断面図である。図１２は、低熱拡散率材としてロックウールを用いた例を示す縦断面図である。

第１実施形態の変形例として、貫通孔１８の小口面１８ａが被覆されていない例を示したが、図６に示す第１実施形態の変形例の場合には、高熱容量材５０であるモルタルも露出しているため、鉄骨梁１０が火炎等に晒された場合にはモルタルも同様に火炎に晒されることになる。モルタルが直接火炎に晒されると、モルタルは小口面１８ａから伝達される熱ばかりでなく、火炎の熱を直接吸収して、鉄骨梁１０の温度上昇抑制効果が低下する。このため、第２実施形態の耐火被覆構造は、図１１に示すように、高熱容量材５０である環状をなすモルタルを、貫通孔１８の小口面１８ａがなす縁より貫通孔１８の中心に対して外側に配置し、モルタルの貫通孔１８側にはモルタルより熱拡散率が低い低熱拡散率材５２を設けている。

このように、高熱容量材５０であるモルタルの貫通孔１８側に低熱拡散率材５２を設けることにより、鉄骨梁１０が火炎等に晒された場合であっても、モルタルが火炎に晒されることがないように構成されている。ここで、低熱拡散率材５２としては、表１に基づいて、ケイ酸カルシウム板、石膏等を用いることが望ましい。

第２実施形態の耐火被覆構造の場合には、高熱容量材５０の貫通孔１８側に低熱拡散率材５２が設けられており高熱容量材５０が外部に露出しないので、小口面１８ａ以外から熱が高熱容量材５０に伝達されることが抑制される。このため、高熱容量材５０は、外気や火炎等により直接加熱されず、また、小口面１８ａ以外から伝達される熱により加熱されることが抑制されるので、小口面１８ａから伝達される熱をより効率良く吸収させることが可能である。また、高熱容量材５０による熱の吸収効率が向上するので、高熱容量材５０のサイズを小さくすることが可能である。

第２実施形態の耐火被覆構造の施工方法は、上述した第１実施形態の耐火被覆構造の施工方法のケース１〜４のいずれにおいても、鉄骨梁１０に高熱容量材５０を設けたとき（Ｓ１０１、Ｓ２０１、Ｓ３０１、Ｓ３０２）に、低熱拡散率材５２も鉄骨梁１０に設けておく。

また第２実施形態の耐火被覆構造の場合、図１２に示すように、低熱拡散率材５２としてロックウール３０を用いてもよい。この場合には、低熱拡散率材５２が耐火被覆材と同じロックウールなので、貫通孔１８の縁と間隔を隔てて当該貫通孔１８の外側に高熱容量材５０を配置した鉄骨梁１０にロックウール３０を吹き付けるだけで施工を完了することが可能である。このため、高熱容量材５０の貫通孔１８側に低熱拡散率材５２をより簡単に設けることが可能である。

＜第３実施形態＞
図１３は、第３実施形態の耐火被覆構造を示す縦断面図である。
第３実施形態の耐火被覆構造は、図１３に示すように、鉄骨梁１０のウエブ１６の貫通孔１８の周りに環状の鋼材５４ａを溶接して、幅方向に突出する突部としての環状突部５４を設け、環状突部５４は高熱容量材５０であるモルタル内に埋設されている。

環状突部５４は、例えば貫通孔１８と同心をなすように複数設けられ、貫通孔１８の小口面１８ａから伝達される熱は、ウエブ１６から直接、及び、各環状突部５４を介しても高熱容量材５０に吸収される。このように環状突部５４を設けることにより、高熱容量材５０と接触する面積が広がるため、小口面１８ａからウエブ１６に入った熱が高熱容量材５０に伝達されやすくなり、より効率良く熱を吸収することにより耐火性が向上する。ここで、鉄骨梁１０に設ける突部を環状としたが、これに限らず、貫通孔１８の中心から放射状に配置されたリブや、棒状の突起など、熱伝導可能であり高熱容量材５０との接触面積を広げることが可能な形態であれば構わない。

また、第３実施形態では、図１３に示すように、高熱容量材５０を貫通孔１８の縁に沿わせて形成しているが、突部が埋設された高熱容量材５０を貫通孔１８の縁より外側に設け、高熱容量材５０の貫通孔１８側に、ロックウールなどの低熱拡散率材を設けると、高熱容量材５０が直接加熱されないので、より耐火性を向上させることが可能である。

第３実施形態の耐火被覆構造の施工方法は、上述した第１実施形態の耐火被覆構造の施工方法のケース１〜４のいずれにおいても、予め工場等にて、鉄骨梁１０に環状突部５４を溶接しておく（Ｓ１００）だけでよい。

＜第４実施形態＞
図１４は、第４実施形態の耐火被覆構造を示す縦断面図である。
第４実施形態の耐火被覆構造は、図１４に示すように、高熱容量材５０を貫通孔１８の縁に沿わせて形成し、貫通孔１８の小口面１８ａ及び高熱容量材５０の貫通孔１８に臨む面５０ａに当該小口面１８ａより反射率が高い高反射率材５６（例えば、アルミ箔やステンレス箔等）が設けられている。すなわち貫通孔１８が被覆されていない鉄骨梁１０が火炎等に晒されたときに、直接加熱される小口面１８ａ及び高熱容量材５０の貫通孔１８の中央側の面５０ａに高反射率材５６が設けられている。この場合には、高反射率材５６により小口面１８ａ及び高熱容量材５０に入射される熱線が反射されるので小口面１８ａから伝達される熱が低減され、また高熱容量材５０も直接加熱されにくく小口面１８ａから伝達される熱を効率良く吸収するのでウエブ１６の昇温を抑制することが可能である。ここで、第４実施形態の場合には、小口面１８ａの反射率が、単に貫通孔１８を形成した状態の小口面１８ａの反射率より高ければよいので、小口面１８ａに高反射率材５６を貼り付ける方法に限らず、例えば、小口面１８ａを研磨した上に反射率を低下させない防錆処理を施したり、小口面１８ａに反射率が高い塗料を塗布したり、あるいは反射率が高い金属を溶着する処理を施すなどの加工または処理を施して反射率を向上させてもよい。

第４実施形態の耐火被覆構造の施工方法は、貫通孔１８の小口面１８ａに高反射率材５６を設けておく場合や小口面１８ａを加工しておく場合には、上述した第１実施形態の耐火被覆構造の施工方法の図８におけるケース１〜３のいずれにおいても、予め工場等にて、小口面１８ａに高反射率材５６を設けておく、または、小口面１８ａを加工しておく（Ｓ１００）だけでよい。

一方、貫通孔１８の小口面１８ａ及び高熱容量材５０の貫通孔１８の中央側の面５０ａに高反射率材５６を設ける場合には、上述した第１実施形態の耐火被覆構造の施工方法の図８におけるケース１〜４のいずれにおいても、高熱容量材を取付けた際（Ｓ１０１、Ｓ２０１、Ｓ３０１、Ｓ３０２）に、高反射率材５６を設けておけばよい。

＜その他の実施形態＞
図１５は、高熱容量材がウエブの片面側のみに設けられている耐火被覆構造を示す縦断面図である。

上記実施形態においては、いずれも高熱容量材５０がウエブ１６の両表面１６ａに設けられている耐火被覆構造について説明したが、図１５に示すように、高熱容量材５０はウエブ１６の一方の表面１６ａのみに設けられていてもよい。

上記実施形態においては、高熱容量材５０が環状をなしている例について説明したが、外形が矩形状をなし、内側に開口が設けられている形態であっても構わない。また、高熱容量材は、必ずしもひと繋がりになっている必要は無く、複数の断片に分かれていても構わない。この場合には、石膏ボードなどの工場生産品を所定寸法に裁断するだけで使用できるため、容易に高熱容量材を形成することが可能である。

上記実施形態においては構造部材を鉄骨梁１０としたが、これに限らず、表面を耐火被覆しなければならず、且つ、貫通孔を有する構造部材であれば構わない。例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属材料を用いた他の耐火被覆構造部材にも適用可能である。また、上記実施形態においては、構造部材の形状をＨ形としたが、これに限らず、Ｉ形やＴ形であっても良い。

また上記実施形態においては耐火被覆材３０を吹付ロックウールとしたが、これに限らず、セラミック系や石膏系など他の耐火被覆材料や、フェルト状材料の巻付け工法や左官塗り工法など吹付け以外の施工方法による耐火被覆材であっても良い。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１０ 鉄骨梁
１２ 上フランジ
１４ 下フランジ
１６ ウエブ
１６ａ 表面
１８ 貫通孔
１８ａ 小口面
２０ スラブ
３０ 耐火被覆材（ロックウール）
５０ 高熱容量材
５０ａ 貫通孔に臨む面
５２ 低熱拡散部材
５４ 環状突部
５４ａ 鋼材
５６ 高反射率材
７０ スリーブ管

Claims (13)

1. 所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔を有する構造部材と、
   前記貫通孔の小口面における被覆厚さが、前記構造部材の他の部位における被覆厚さ未満となるように前記構造部材を被覆する耐火被覆材と、
   前記一方側の表面と前記他方側の表面との少なくともいずれか一方にて、前記貫通孔の周囲に前記構造部材と熱伝導可能に設けられ前記耐火被覆材より熱容量が大きな高熱容量材と、
   を有することを特徴とする耐火被覆構造。
2. 請求項１に記載の耐火被覆構造であって、
   前記高熱容量材は、前記一方側の表面と前記他方側の表面とにそれぞれ設けられていることを特徴とする耐火被覆構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の耐火被覆構造であって、
   前記高熱容量材は、前記貫通孔を囲むように設けられていることを特徴とする耐火被覆構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の耐火被覆構造であって、
   前記高熱容量材は、前記小口面に沿って設けられていることを特徴とする耐火被覆構造。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の耐火被覆構造であって、
   前記高熱容量材は、前記貫通孔の縁と間隔を隔てて当該貫通孔の外側に配置されており、前記高熱容量材の前記貫通孔側には当該高熱容量材より熱拡散率が低い低熱拡散率材が設けられていることを特徴とする耐火被覆構造。
6. 請求項５に記載の耐火被覆構造であって、
   前記低熱拡散率材は、前記耐火被覆材であることを特徴とする耐火被覆構造。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の耐火被覆構造であって、
   前記高熱容量材は、前記構造部材から突設された突部が熱伝導可能に接触していることを特徴とする耐火被覆構造。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の耐火被覆構造であって、
   前記小口面は、被覆されていないことを特徴とする耐火被覆構造。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の耐火被覆構造であって、
   前記小口面は、当該小口面より反射率が高い高反射率材が設けられているか、または、前記小口面の反射率が高くなるように加工または処理が施されていることを特徴とする耐火被覆構造。
10. 構造部材を耐火被覆材にて被覆する構造部材の耐火被覆方法であって、
    施工現場外の工場にて、所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔を有する前記構造部材の、前記一方側の表面と前記他方側の表面との少なくともいずれか一方にて、前記貫通孔の周囲に前記構造部材と熱伝導可能に設けられ前記耐火被覆材より熱容量が大きな高熱容量材を設ける工程と、
    前記高熱容量材が設けられた前記構造部材を前記施工現場に搬入する工程と、
    前記構造部材の建て方を行った後に、前記貫通孔の小口面における被覆厚さが、前記構造部材の他の部位における被覆厚さ未満となるように前記構造部材を被覆する工程と、
    を有することを特徴とする構造部材の耐火被覆方法。
11. 構造部材を耐火被覆材にて被覆する構造部材の耐火被覆方法であって、
    施工現場に搬入され、所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔を有する前記構造部材の、前記一方側の表面と前記他方側の表面との少なくともいずれか一方にて、前記貫通孔の周囲に前記構造部材と熱伝導可能に設けられ前記耐火被覆材より熱容量が大きな高熱容量材を設ける工程と、
    前記構造部材の建て方を行った後に、前記貫通孔の小口面における被覆厚さが、前記構造部材の他の部位における被覆厚さ未満となるように前記構造部材を被覆する工程と、
    を有することを特徴とする構造部材の耐火被覆方法。
12. 構造部材を耐火被覆材にて被覆する構造部材の耐火被覆方法であって、
    施工現場に搬入され、所定方向の一方側の表面から他方側の表面まで貫通する貫通孔を有する前記構造部材の建て方を行う工程と、
    前記建て方が行われた後の前記構造部材の、前記一方側の表面と前記他方側の表面との少なくともいずれか一方にて、前記貫通孔の周囲に前記構造部材と熱伝導可能に設けられ前記耐火被覆材より熱容量が大きな高熱容量材を設ける工程と、
    前記貫通孔の小口面における被覆厚さが、前記構造部材の他の部位における被覆厚さ未満となるように前記構造部材を被覆する工程と、
    を有することを特徴とする構造部材の耐火被覆方法。
13. 請求項１２に記載の構造部材の耐火被覆方法であって、
    前記高熱容量材は、前記貫通孔内に設置されるスリーブ管に取り付けられて、前記構造部材に設けられることを特徴とする構造部材の耐火被覆方法。