JP2018044361A - 耐火充填構造、及び耐火充填構造の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料コストを安価に抑えつつ、火災の発生時に区画貫通孔を確実に閉塞できる耐火充填構造を提供する。【解決手段】本発明の耐火充填構造は、建築物の床または壁に区画貫通孔を形成するためのスリーブ１を用いて配管又は配線したものである。スリーブ１は、非膨張性を有する非膨張部３０及び固定具４０と、熱膨張性を有する第２筒体２０とを備えており、第２筒体２０の内周面２５を延長した延長面２５０よりも内側に非膨張部３０又は固定具４０が位置している。【選択図】図２

Description

本発明は、建築物の床または壁体に区画貫通孔を形成するためのスリーブを用いて配管又は配線した耐火充填構造や、当該耐火充填構造の施工方法に関する。

建築物の各階のコンクリート打設床において、配管及び／又は配線を階上から階下又はその逆に通すためには区画貫通構造を形成する必要がある。具体的には、配管及び／又は配線を通すための区画貫通孔をコンクリート等の床または壁体に形成するが、従来、例えば特許文献１に記載されているように、コンクリート打設前にボイド又はスリーブと呼ばれる管を床下地に垂直に立てて固定し、スリーブの周囲にコンクリートを流し込んでコンクリート床を造り、養生し、スリーブの中空部を区画貫通孔とし、配管及び／又は配線を通していた。そして、スリーブは一般的に樹脂、紙又は金属で出来ているため、火災時に配管及び／又は配線を通じて火が区画から隣接する区画へ伝播することがあった。

特開平6-257281

ところで、区画から隣接する区画へ火が伝播することを防止するために、スリーブの一部を熱膨張性の耐火樹脂材料から形成して、火災の発生時にスリーブを熱膨張させて、区画貫通孔（スリーブの中空部）を閉塞することが考えられる。

しかしながら、区画貫通孔の閉塞性を高めるために、熱膨張性の耐火樹脂材料の部分を多くすると、スリーブの材料コストが高くなる。また熱膨張性の耐火樹脂材料の部分を多くしたとしても、スリーブの熱膨張がスリーブの軸方向に生じる場合には、スリーブの熱膨張により、区画貫通孔（スリーブの中空部）を閉塞することができない。

本発明の目的は、建築物の床または壁に区画貫通孔を形成するためのスリーブを用いて配管又は配線した耐火充填構造であって、材料コストを安価に抑えつつ、火災の発生時に区画貫通孔を確実に閉塞できる耐火充填構造、及び当該耐火充填構造の施工方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、次の項に記載の主題を包含する。

項１．建築物の床または壁に区画貫通孔を形成するためのスリーブを用いて配管又は配線した耐火充填構造であって、
前記スリーブは、
非膨張性を有する非膨張部又は固定具と、
熱膨張性を有する筒状の膨張部とを備え、
前記膨張部の内周面を延長した延長面と、前記非膨張部又は固定具の内周面とが一致している、或いは、前記膨張部の内周面を延長した延長面よりも内側に前記非膨張部又は固定具が位置している、耐火充填構造。

項２．前記スリーブは、
第１筒体と、
前記膨張部としての第２筒体とを備え、
前記第１筒体と前記第２筒体とは、これらの軸方向に沿って整列され、この状態において、前記第１筒体の内周面が、前記第２筒体の内周面を延長した延長面と一致している、或いは、前記第１筒体の内周面が、前記第２筒体の内周面を延長した延長面よりも内側或いは外側に位置しているとともに、前記第１筒体の内周面と、前記第２筒体の内周面を延長した延長面との間の距離が、前記第２筒体の内径の５％以下となっている、項１に記載される耐火充填構造。

項３．前記第１筒体と前記第２筒体とが、これらの軸方向に沿って整列されることで、前記第１筒体の内部と前記第２筒体の内部とが連なった中空部が構成されて、当該中空部に前記配管又は配線が通されるとともに、前記非膨張部又は固定具が、前記中空部の壁面と前記配管又は配線との間の隙間を塞ぐように前記中空部に配置される、項２に記載される耐火充填構造。

項４．前記第１筒体は、非膨張性を有する、
項３に記載される耐火充填構造。

項５．前記非膨張部又は固定具が、前記第１筒体の内周面と前記配管又は配線との間の隙間を塞ぐように前記第１筒体の内部に配置される、項３又は４に記載される耐火充填構造。

項６．前記非膨張部及び固定具が、前記第１筒体の内周面と前記配管又は配線との間の隙間を塞ぐように前記第１筒体の内部に配置される、項３又は４に記載される耐火充填構造。

項７．前記非膨張部及び固定具が、前記第２筒体と接しないように配置される、項１乃至６のいずれかに記載の耐火充填構造。

項８．前記第１筒体の内部又は／及び前記第２筒体の内部にさらに別の筒体が嵌合することで、前記スリーブが、３つ以上の筒体から構成された項１乃至７のいずれかに記載の耐火充填構造。

項９．前記非膨張部又は固定具は、不燃性材料又は難燃性材料から形成されたものである、項１乃至８のいずれかに記載の耐火充填構造。

項１０．項１〜９のいずれか一項に記載の耐火充填構の施工方法であって、
前記スリーブを床下地または壁下地に設置する工程と、
前記スリーブの外側周囲に充填材を充填する工程と、
を含む耐火充填構造の施工方法。

項１１．前記充填材の充填後に、前記スリーブ内に配管または配線を通す工程をさらに含む項１０に記載の施工方法。

本発明によれば、スリーブの材料コストを安価に抑えつつ、火災の発生時に区画貫通孔を確実に閉塞できる。

本発明の一実施形態のスリーブの分解略斜視図。 スリーブの側断面図。 （Ａ）第１筒体の上面図、（Ｂ）側断面図、（Ｃ）底面図。 （Ａ）第２筒体の上面図、（Ｂ）側断面図、（Ｃ）底面図。 第２筒体を第１筒体に嵌合した状態の略側面図。 図１のスリーブを用いた本発明の区画貫通構造の施工方法の略断面図。 別例のスリーブの略断面図。 別例のスリーブの略断面図。 別例のスリーブの略断面図。 別例のスリーブの略断面図。 別例のスリーブの略断面図。 別例のスリーブの略断面図。 別例のスリーブの略断面図。

本発明の実施形態の耐火充填構造を、図面を参照しながら説明する。

本実施形態に係る耐火充填構造は、建築物の床または壁に区画貫通孔を形成するためのスリーブ１を用いて配管又は配線したものである。上記の「建築物」は、例えば、一戸建住宅、集合住宅、高層住宅、高層ビル、商業施設、公共施設等の建材、客船、輸送船、連絡船等の船舶、車両等の構造物であるが、本発明の耐火充填構造を適用可能な建造物は、上記の例に限定されない。

スリーブ１は、ボイドとも称されるものであって、図１、図２、及び図３に示すように、第１筒体１０と、膨張部としての第２筒体２０と、非膨張部３０（図２）と、固定具４０とを備えている。スリーブ１は、その外側周囲にコンクリート５（図２）が打設されるものであり、第１筒体１０の内部１０ａと第２筒体２０の内部２０ａとが連なることで中空部６が構成される。この中空部６は、床または壁の区画貫通孔７として機能するものであり、火災の際には、第２筒体２０（膨張部）の熱膨張が、スリーブ１の軸方向９（図１，図５）に対して垂直な方向に生じることで、区画貫通孔７（中空部６）が閉塞される（図７）。

第１筒体１０は、非膨張性を有するものであり、略円筒状の本体部１１と、本体部１１と段差部１５を介して連続する略円筒状の拡径部１６とを備えている（図１〜図３）。本実施形態では、本体部１１、段差部１５、及び拡径部１６は同じ非熱膨張性の材料から連続的に形成されており、第１筒体１０は上端１２から下端１８まで連続している。上記の非熱膨張性の材料は、例えば、鋼、銅、ステンレス等の金属や、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル等の非熱膨張性の耐火樹脂材料である。

図１、図２、及び図４に示すように、第２筒体２０は、第１筒体１０の拡径部１６内に嵌合可能な熱膨張性の略円筒状の本体部２１と、本体部２１の周囲に装着された環状部材２６および環状突部２８とを備える。環状部材２６は、本体部２１の側面の一端（図では下端２３）から突出し、環状突部２８は、本体部２１の側面の中間部から突出する。

本体部２１は、熱膨張性の耐火樹脂材料から形成されている。耐火樹脂材料は、樹脂成分に熱膨張性層状無機物を含む樹脂組成物である。本体部２１を含む第２筒体２０の耐火樹脂材料からなる部材は、樹脂組成物の各成分を単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、混練ロール、ライカイ機、遊星式撹拌機等公知の装置を用いて混練し、公知の成形方法で成形することにより得ることができる。

樹脂成分としては、公知の樹脂成分を広く使用でき、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム物質、およびそれらの組み合わせが挙げられる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ（１−）ブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソブチレン等の合成樹脂が挙げられる。

熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリウレタン、ポリイソシアネート、ポリイソシアヌレート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド等の合成樹脂が挙げられる。

ゴム物質としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多加硫ゴム、非加硫ゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴム物質等が挙げられる。

これらの合成樹脂および／またはゴム物質は、一種もしくは二種以上を使用することができる。

これらの合成樹脂および／またはゴム物質の中でも、耐寒性、耐熱性、耐油性等の特性を柔軟に調整できる性質を有しているものが好ましい。より柔軟特性で扱い易い樹脂組成物を得るためには、塩ビ系樹脂に可塑剤を加えたものが好適に用いられる。代わりに、樹脂自体の難燃性を上げて防火性能を向上させるという観点からは、エポキシ樹脂が好ましい。

熱膨張性層状無機物は加熱時に膨張するものである。かかる熱膨張性層状無機物に特に限定はなく、例えば、バーミキュライト、カオリン、マイカ、熱膨張性黒鉛等を挙げることができる。熱膨張性黒鉛とは、従来公知の物質であり、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を、濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と、濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものであり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物の一種である。上記のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、更にアンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等でさらに中和してもよい。熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、東ソー社製「ＧＲＥＰ−ＥＧ」、ＡＤＴ社製「ＡＤＴ−３５１」「ＡＤＴ−５０１」、ＧＲＡＦＴＥＣＨ社製「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ」等が挙げられる。

前記樹脂組成物は、前記熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂成分１００重量部に対し、前記熱膨張性層状無機物を１０〜３５０重量部の範囲で含むことが好ましい。

熱膨張性耐火材を構成する樹脂組成物は、さらに無機充填剤を含んでもよい。無機充填剤は、膨張断熱層が形成される際、熱容量を増大させ伝熱を抑制するとともに、骨材的に働いて膨張断熱層の強度を向上させる。無機充填剤としては特に限定されず、例えば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン、フェライト等の金属酸化物；水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト等の含水無機物；塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム等の金属炭酸塩等が挙げられる。また、無機充填剤としては、これらの他に、硫酸カルシウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム等のカルシウム塩；シリカ、珪藻土、ドーソナイト、硫酸バリウム、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、ホウ酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、フライアッシュ、脱水汚泥等が挙げられる。これらの無機充填剤は単独で用いることができるし、２種以上を併用することもできる。

無機充填剤のうち、水酸化アルミニウムの具体例としては、粒径１８μｍの「ハイジライトＨ−３１」（昭和電工社製）、粒径２５μｍの「Ｂ３２５」（ＡＬＣＯＡ社製）、炭酸カルシウムでは、粒径１．８μｍの「ホワイトンＳＢ赤」（備北粉化工業社製）、粒径８μｍの「ＢＦ３００」（備北粉化工業社製）等が挙げられる。

前記樹脂組成物は、前記熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂成分１００重量部に対し、無機充填材を３０〜４００重量部の範囲で含むものが好ましい。

また、前記熱膨張性層状無機物および前記無機充填材の合計は、樹脂成分１００重量部に対し、５０〜６００重量部の範囲が好ましい。

さらに、熱膨張性耐火材を構成する樹脂組成物は、膨張断熱層の強度を増加させ防火性能を向上させるために、前記の各成分に加えて、さらにリン化合物を含んでもよい。リン化合物としては、特に限定されず、例えば、赤リン；トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート等の各種リン酸エステル；リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム等のリン酸金属塩；ポリリン酸アンモニウム；下記化学式（１）で表される化合物等が挙げられる。これらのうち、防火性能の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム、および、下記化学式（１）で表される化合物が好ましく、性能、安全性、コスト等の点においてポリリン酸アンモニウムがより好ましい。

化学式（１）中、Ｒ¹およびＲ³は、水素、炭素数１〜１６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または、炭素数６〜１６のアリール基を表す。Ｒ²は、水酸基、炭素数１〜１６の直鎖状あるいは分岐状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、炭素数６〜１６のアリール基、または、炭素数６〜１６のアリールオキシ基を表す。

赤リンとしては、市販の赤リンを用いることができるが、耐湿性、混練時に自然発火しない等の安全性の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティングしたもの等が好適に用いられる。ポリリン酸アンモニウムとしては特に限定されず、例えば、ポリリン酸アンモニウム、メラミン変性ポリリン酸アンモニウム等が挙げられるが、取り扱い性等の点からポリリン酸アンモニウムが好適に用いられる。市販品としては、例えば、クラリアント社製「ＡＰ４２２」、「ＡＰ４６２」、Ｂｕｄｅｎｈｅｉｍ Ｉｂｅｒｉｃａ社製「ＦＲ ＣＲＯＳ ４８４」、「ＦＲ ＣＲＯＳ ４８７」等が挙げられる。

化学式（１）で表される化合物としては特に限定されず、例えば、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジエチル、エチルホスホン酸、ｎ−プロピルホスホン酸、ｎ−ブチルホスホン酸、２−メチルプロピルホスホン酸、ｔ−ブチルホスホン酸、２，３−ジメチル−ブチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ジオクチルフェニルホスホネート、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホスフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス（４−メトキシフェニル）ホスフィン酸等が挙げられる。中でも、ｔ−ブチルホスホン酸は、高価ではあるが、高難燃性の点において好ましい。前記のリン化合物は、単独で用いることもできるし、２種以上を併用することもできる。

かかる樹脂組成物は加熱によって膨張し耐火断熱層を形成する。この配合によれば、前記熱膨張性耐火材は火災等の加熱によって膨張し、必要な体積膨張率を得ることができ、膨張後は所定の断熱性能を有すると共に燃焼残渣を形成することもでき、安定した耐火性能を達成することができる。

さらに前記樹脂組成物は、それぞれ本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤の他、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与樹脂、成型補助材等の添加剤、ポリブテン、石油樹脂等の粘着付与剤を含むことができる。

熱膨張性の耐火樹脂材料は市販品として入手可能であり、例えば、住友スリーエム社製のファイアバリア（クロロプレンゴムとバーミキュライトとを含有する樹脂組成物からなる熱膨張性耐火材、膨張率：３倍、熱伝導率：０．２０ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、三井金属塗料社のメジヒカット（ポリウレタン樹脂と熱膨張性黒鉛とを含有する樹脂組成物からなる熱膨張性耐火材、膨張率：４倍、熱伝導率：０．２１ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃）、積水化学工業社製フィブロック等の熱膨張性耐火材等も挙げられる。

前記熱膨張性耐火材は、火災時などの高温にさらされた際にその膨張層により断熱し、かつその膨張層の強度があるものであれば特に限定されない。５０ｋＷ／ｍ²の加熱条件下で３０分間加熱した後の体積膨張率が３〜５０倍のものであれば好ましい。前記体積膨張率が３倍以上であると、膨張体積が前記樹脂成分の焼失部分を十分に埋めることができ、また５０倍以下であると、膨張層の強度が維持され、火炎の貫通を防止する効果が保たれる。

環状部材２６及び環状突部２８は、本体部２１と同じ熱膨張性の耐火樹脂材料から形成されてもよいし、鋼等の金属、硬質塩化ビニル等の非熱膨張性の耐火樹脂材料から形成されてもよい。環状部材２６及び環状突部２８は、好ましくは金属より形成される。環状部材２６は、環状部材２６から第２筒体２０の軸に対し垂直外方に延びる１つ又は複数の取付部２７（図では４つ）を備えている。取付部２７はそれぞれスリーブ１の軸９（図１，図５）に関して約９０°離間した４つの取付部で示され、各取付部２７は床下地１０１に対して第２筒体２０を固定するための孔２７ａを有する。通常有底矩形の型枠１０２は、コンクリート５（図６（Ｂ）参照）を収容するためのものであり、型枠１０２内にはコンクリート５の補強用の鉄筋Ｒが収容される。コンクリート５及び鉄筋Ｒは床下地１０１を構成し、床下地１０１は床を構成する。

孔２７ａには第２筒体２０を型枠１０２、鉄筋Ｒ、またはコンクリート５等に固定するために針金等の金属線、ボルト、ビス、釘等の固定用部材を通すことができ、例えば固定用部材である金属線の両端を鉄筋Ｒに結び付けたり、ボルト、ビス、釘等を孔２７ａに通してその周囲にコンクリート５を流し込むことにより、第２筒体２０が鉄筋Ｒに対して固定される。

図２や図５に示すように、第２筒体２０を第１筒体１０に嵌合させた状態において、第１筒体１０と第２筒体２０とは、これら筒体１０，２０の本体部１１，２１の軸方向（スリーブ１の軸９の方向）に沿って整列される。また、第２筒体２０を第１筒体１０に嵌合させた状態では、第１筒体１０の拡径部１６の内周面１７と第２筒体２０の本体部２１の外周面２４とが接し、本体部２１の外周面２４の一部が拡径部１６の外側に露出している。

第２筒体２０の本体部２１を熱膨張性の耐火樹脂材料から形成することにより、第２筒体２０とコンクリートの密着性が向上し（火災の発生時には第２筒体２０と燃焼残渣のコンクリートとの密着性が向上し）、断熱層が崩壊しにくくなる。また、熱膨張性の耐火樹脂材料の出代が多いとスリーブ１が外部衝撃に対して変形しやすくなるが、第１筒体１０を金属等の非熱膨張性材料で形成することにより、外部衝撃に対する強度を増大させることができる。また膨張材使用量を必要最小限に抑えることができ、適正な価格で貫通スリーブを提供できる。このように、非熱膨張性の第１筒体１０と、熱膨張性の本体部２１を有する第２筒体２０とを組み合わせてスリーブ１を構成することで、耐火充填構造に耐火性を付与し、さらには外部衝撃に対する強度とコンクリートに対する密着性とを兼ね備え、適正な価格で提供することができる。

好ましくは、スリーブ１は、第２筒体２０を第１筒体１０に嵌合した状態で、
０＜（第２筒体２０の外周面２４の露出面積／第１筒体１０の外周面１３の露出面積）×１００≦１００ ・・・ 式（１）
を満たす。「露出」とは第１筒体１０の軸に対して垂直な側面から作業者が観察したときに見える状態にあることを指し、打設した際にコンクリートと接する部分を意味する。図５において、第１筒体１０の露出部はＸの長さに及ぶ外周面１３の部分、第２筒体２０の露出部はＹの長さに及ぶ外周面２４の部分となる。

式（１）を満たすことで、第１筒体１０の外周面１３の露出面積が第２筒体２０の外周面２４の露出面積よりも大きいため、外部衝撃(物理的、化学的)に対する耐性が強くなるという効果を奏する。

また好ましくは、スリーブ１は、
１０≦（第２筒体の本体部の体積Ｖ₂）／（第１筒体の体積と第２のスリーブの体積の和Ｖ₁）×１００（％） ≦８０ ・・・ 式（２）
を満たす。

（第２筒体の本体部の体積）／（第１筒体の体積と第２のスリーブの体積の和）×１００（％）が１０（％）以上であると耐火性能が十分となる。（第２筒体の本体部の体積）／（第１筒体の体積と第２のスリーブの体積の和）×１００（％）が８０（％）以下であると、スリーブの価格が抑えられる。また、火災時の過剰な膨張による、蓋や環状部材の押し上げといった耐火構造の破壊が防止される。

また本実施形態では、第１筒体１０の本体部１１の内径Ａ（図３（Ｂ））は、第２筒体２０の本体部２１の内径Ｂ（図４（Ｂ））と等しい。このことから、図２や図５に示すように、第２筒体２０が第１筒体１０に嵌合して、第１筒体１０と第２筒体２０とがこれらの軸方向９に沿って整列した状態では、第１筒体１０の本体部１１の内周面１４が、第２筒体２０の本体部２１（膨張部）の内周面２５を延長した延長面２５０（図２）と一致している。この構成により、第２筒体２０の第１筒体１０内への移動（図５にて上方向への移動）が、第１筒体１０の本体部１１によって規制される。また、第２筒体２０が火災の熱で膨張する際には、第１筒体１０の本体部１１によって、第２筒体２０の軸方向（上方向）への膨張が規制される。

なお本実施形態では、第２筒体２０を第１筒体１０に嵌合すると、第１筒体１０の下端が第２筒体２０の環状突部２８に接した位置で第２筒体２０の第１筒体１０への嵌入は停止する。第２筒体２０が第２筒体２０を第１筒体１０に嵌合した状態では、第１筒体１０の段差部１５の内周面１５ａ（図５）と第２筒体２０の本体部２１の上端２２との間の隙間Ｌが
０＜Ｌ≦（第１筒体１０の長さ／２） ・・・ 式（３）
である。隙間Ｌが大きいと、第２筒体２０が床上の方向に膨張し、上方への膨張が阻害されるが、上記式（３）を満たすと、第２筒体２０の膨張による区画貫通孔７の閉塞効果がより良好に発揮される。

また好ましくは、第２筒体２０を第１筒体１０に嵌合した状態で、第１筒体１０の拡径部１６の内周面１９と第２筒体２０の本体部２１の外周面２４が接触する。この構成により、火災時の第１筒体１０と第２筒体２０の密着性が高められ、第１筒体１０と第２筒体２０の間の火の侵入が抑制され、耐火性が向上する。

また、第１筒体１０の拡径部１６の内周面１９もしくは第２筒体２０の本体部２１の外周面２４の少なくとも一方に環状突部２８を形成しておくとより好ましい。その結果、第１筒体１０の拡径部１６の内周面１９と第２筒体２０の本体部２１の外周面２４の接触抵抗が上がり、筒体１０，２０の一方が他方に対して脱落することが防止される。

また第２筒体２０が第１筒体１０に嵌合した状態では、第１筒体１０の内部１０ａと第２筒体２０の内部２０ａとが連なることで中空部６（図２、図５）が構成され、この中空部６が床または壁の区画貫通孔７（図２）として機能する。中空部６（区画貫通孔７）の大きさは配管又は配線８の外径よりも大きく、配管又は配線８を挿通できる寸法である。配管には、水道管、冷媒管、熱媒管、ガス管、吸排気管等の各種配管が含まれる。配線８には、電力用ケーブル、通信用ケーブル等の各種ケーブルが含まれる。

図２に示すように、非膨張部３０や固定具４０は、第１筒体１０の内周面１４と配管又は配線８との間の隙間を塞ぐように第１筒体１０の内部１０ａに配置されており、第２筒体２０（膨張部）の内周面２５を延長した延長面２５０よりも内側に位置している。

非張部３０は、不燃性又は難燃性の非膨張性物質から形成される。当該不燃性又は難燃性の非膨張性物質は、例えば、グラスウール、ロックウール、などの無機材料や、不燃性ウレタン、ＰＴＦＥ系、ポリ塩化ビニル系、フェノール樹脂系化合物である。

固定具４０は、第１筒体１０の内部１０ａの上端、すなわち、第２筒体２０と反対側における第１筒体１０の内部１０ａの端に、装着される。固定具４０は、筒状を呈しており、その中央の孔４１に配管又は配線８が挿通される。固定具４０は、金属から形成されてもよいし、或いは、非耐火性又は耐火性の樹脂組成物から形成されてもよい。好ましくは、固定具４０は、不燃性又は難燃性の材料から形成される。当該不燃性又は難燃性の材料は、例えば、鋼、銅、ステンレス等の金属や、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル、ブチルゴム等の非熱膨張性の耐火樹脂材料や、臭素化合物、リン化合物、塩素化合物、アンチモン化合物、金属水酸化物、窒素化合物、ホウ素化合物等の難燃剤を含む非熱膨張性の耐火樹脂材料や、非耐火性の樹脂組成物である。また固定具４０には、美観を与えるようにコーティング等の仕上層、着色がさらに施されてもよい。

次に、図６を参照しながら、スリーブ１を用いた耐火充填構造の施工方法について説明する。

まず図６（Ａ）に示すように、スリーブ１を床下地１０１に固定する。床下地１０１へのスリーブ１の固定は、例えばボルト２９を第２筒体２０の下端２３の取付部２７の孔２７ａを通って床下地１０１の中までねじ込むことによりなされる。型枠１０２の底部のスリーブ１に対応する位置には、配管又は配線８（図６（Ｃ）参照）を挿通するための穴を空けておく。

次に、図６（Ｂ）に示すように、コンクリート５を床下地１０１へ流し込む。図６（Ｂ）の例では、コンクリート５の厚みすなわち高さＨは、第１筒体１０の上端１２から第２筒体２０の下端２３までの距離に等しい。このようにして、スリーブ１の内側の中空部６を残し、スリーブ１の外側周囲にコンクリート５が打設され、スリーブ１の中空部６は区画貫通孔７として作用する。

次に、図６（Ｃ）に示すように、コンクリート５を貫通するように、区画貫通孔７を通って１または複数の配管又は配線８を施すとともに、非膨張部３０を中空部６に配置する（具体的には非膨張部３０を第１筒体１０の内部１０ａに配置する）。なお、スリーブ１とコンクリート５との間の隙間を埋めること等を目的として、スリーブ１の外側周囲に充填材を充填し、この後、スリーブ１内（中空部６）に配管又は配線８を通すようにしてもよい。

次に、図６（Ｄ）に示すように、第１筒体１０の内部１０ａの上端に、配管又は配線８の周囲を覆い、かつ区画貫通孔７を塞ぐように、固定具４０を装着する。なお固定具４０は区画貫通孔７のより多くの隙間を塞いでいることが好ましい。以上により、耐火充填構造５０が完成する。

耐火充填構造５０の階下において図６（Ｄ）の矢印の方向から火災が発生した場合には、図７に示すように、第２筒体２０の本体部２１が熱膨張する。この際には、図２に示すように、第１筒体１０の本体部１１（非膨張部）の内周面１４が、第２筒体２０の内周面２５を延長した延長面２５０に一致していたことや、非膨張部３０や固定具４０が延長面２５０よりも内側に位置していたことで、第２筒体２０の上方向への膨張が規制される。このため、第２筒体２０の軸方向に対して垂直な方向、特に軸方向に対して垂直かつ第２筒体２０の内方への第２筒体２０の膨張が促進される。したがって、スリーブ１を構成する熱膨張性部分（第２筒体２０の本体部２１）の耐火樹脂材料を多くすることを要せず、熱膨張性部分（第２筒体２０の本体部２１）の熱膨張で、区画貫通孔７を確実に閉塞できる。よって、スリーブ１の材料コストを安価に抑えつつ、区画貫通孔７を確実に閉塞できる。

また非膨張部３０や固定具４０によってスリーブ１と配管又は配線８との間の隙間が埋められることで、火災の非発生時では、ユーザの心理面に不安を与えることがなく、区画貫通孔７（中空部６）を通じた音漏れや水漏れや煙漏れを防止できる。

また、非膨張部３０や固定具４０が第１筒体１０の内部１０ａのみに位置することで、非膨張部３０や固定具４０は、第２筒体２０と接しないように配置されたものとなる。これにより火災の発生時には、非膨張部３０や固定具４０が、第２筒体２０の膨張の妨げにならないので、第２筒体２０の膨張によって、区画貫通孔７を確実に閉塞できる。また、非膨張部３０が第１筒体１０の内部１０ａに配置されることで、火災の発生時に、第２筒体２０の上端２２が膨張して非膨張部３０に当接して、第１筒体１０内への第２筒体２０の上方膨張、特に段差部１５内側への第２筒体２０の上方膨張が規制される。その結果、第２筒体２０の軸方向に対して垂直な方向、特に軸方向に対して垂直かつ第２筒体２０の内方への第２筒体２０の膨張が確実に促進され、区画貫通孔７をより効果的に閉塞できる。なお、区画貫通孔７の閉塞をより確実なものとするために、第１筒体１０の内部１０ａの２０％〜１００％の範囲に非膨張部３０を配置することが好ましい。

さらに固定具４０が、スリーブ１と配管又は配線８との間の隙間の間を閉塞しているため、区画貫通構造５０を上から見たときに、区画貫通孔７の中が見えず、視覚的な美観も保たれる。

なお本発明は上記実施形態に限定されず、以下のように変更可能である。

例えば、環状突部２８は省略されてもよい。この場合も、第１筒体１０の本体部１１の内径Ａが第２筒体２０の本体部２１の内径Ｂと等しいかそれより小さければ、第２筒体２０を第１筒体１０に嵌入した際に、第２筒体２０の上端２２が第１筒体１０の段差部１５の内周面１５ａに当接するので、第１筒体１０内への第２筒体２０の移動を規制できる。

また第１筒体１０の本体部１１、段差部１５、及び拡径部１６のうちの少なくとも一つは、熱膨張性の材料から形成されてもよい。特に、第１筒体１０の本体部１１は、第２筒体２０の本体部２１よりも加熱時の膨張倍率が低い材料から形成されてもよい。つまり、以下の式（４）に示すように、第１筒体の本体部１１と第２筒体２０の本体部２１の膨張倍率の比が０以上１未満とされてもよい。
０≦（第１筒体の膨張倍率／第２筒体の膨張倍率）＜１ ・・・ 式（４）

また、本発明の耐火充填構造では、スリーブ１および固定具４０以外にも、耐火性を向上させるために、任意の公知の耐火性充填材、耐火性樹脂組成物、耐火性シート、または耐火性金属板等がさらに用いられてもよい。

また上記実施形態では、図６（Ｂ）でコンクリート５を打設する時にスリーブ１の高さと同程度までコンクリート５を流し込んでいるが、スリーブ１の上端部が視認できるように、スリーブ１の高さが床厚よりも高くなる第１筒体１０を使用しても良く、或いは、コンクリート５の高さがスリーブ１の高さよりも低くされてもよい。

また、スリーブ１の高さ調整等を目的として、第１筒体１０の内部１０ａ又は／及び第２筒体２０の内部２０ａにさらに別の筒体を嵌合させることで、スリーブ１を、３つ以上の筒体から構成してもよい。

また上記実施形態では、区画貫通孔７の断面が円形である場合を想定し、スリーブ１が断面略円形の環状突部とされる例を示しているが、スリーブ１の形状は区画貫通孔７の形状に適合させればよく、区画貫通孔７が断面略楕円形の場合、スリーブ１は、断面略楕円形の環状突部としてもよいし、区画貫通孔７が断面略矩形の場合、スリーブ１は断面矩形の環状突部となるよう形成してもよい。

また、耐火性能をはじめ、遮音性、漏水等実用耐久性に問題がないことが確認できれば、図２に示す非膨張部３０及び固定具４０のいずれか一方を省略して、非膨張部３０及び固定具４０の他方のみを第１筒体１０の内周面１４と配管又は配線８との間の隙間を塞ぐように第１筒体１０の内部に配置してもよい。また或いは、非膨張部３０及び／又は固定具４０を、第２筒体２０の内周面２５と配管又は配線８との間の隙間を塞ぐように第２筒体２０の内部２０ａに配置してもよい。また、固定具４０以外の蓋部材、カバー部材、またはキャップを用いてもよい 。

また本発明のスリーブは、図８に示すように変更され得る。図８に示すスリーブ２は、図２に示す非膨張部３０や固定具４０の代わりに、筒状の固定具４２を使用するものである（固定具４２は、図２に示す固定具４０よりも、高さが大きなものである）。固定具４２は、図２に示す固定具４０と同様、不燃性或いは難燃性の非膨張性物質から形成されており、第１筒体１０の内周面１４と配管又は配線８との間の隙間を塞ぐように、第１筒体１０の内部１０ａに配置されている。図８に示すスリーブ２では、第２筒体２０の内周面２５を延長した延長面２５０よりも内側に固定枠４２が位置していることや、第１筒体１０の内周面１４が、延長面２５０と一致していることによって、火災の発生時には、第２筒体２０の上方向への膨張が規制されて、第２筒体２０の軸方向に対して垂直な方向への第２筒体２０の膨張が促進される。また固定具４２がスリーブ２と配管又は配線８との間の隙間を塞ぐことで、火災の非発生時では、ユーザの心理面に不安を与えることがなく、区画貫通孔７を通じた音漏れや水漏れや煙漏れを防止できる。

また本発明のスリーブは、図９に示すように変更され得る。図９に示すスリーブ３は、図２に示す非膨張部３０や固定具４０の代わりに、固定具４３を使用するものである。固定具４３は、図２に示す固定具４０と同様、不燃性或いは難燃性の非膨張性物質から形成されるものであり、略円筒状の本体部４４と、本体部よりも外径が小さい略円筒状の脚部４５とを有し、本体部４４や脚部４５の中央に孔４６が貫通形成されている。固定具４３は、孔４６に配管又は配線８が通され、且つ、脚部４５が中空部６に挿入されるように、スリーブ３の上端に装着されて、脚部４５がスリーブ１と配管又は配線８との間の隙間を塞ぐ。図９のスリーブ３では、第２筒体２０の内周面２５を延長した延長面２５０よりも内側に固定具４３の脚部４５が位置していることや、第１筒体１０の内周面１４が、延長面２５０と一致していることによって、火災の発生時に、第２筒体２０の上方向への膨張が規制されて、第２筒体２０の軸方向に対して垂直な方向への第２筒体２０の膨張が促進される。また火災の非発生時では、脚部４５がスリーブ２と配管又は配線８との間の隙間を塞いでいることで、ユーザの心理面に不安を与えることがなく、区画貫通孔７を通じた音漏れや水漏れや煙漏れを防止できる。

なお図８や図９に示すスリーブ２，３では、第２筒体２０の膨張で区画貫通孔７を確実に閉塞すべく、固定具４２や、固定具４３の脚部４５は、第１筒体１０の内部１０ａの２０％〜１００％の範囲に配置されることが好ましい。また上述のように固定具４２や、固定具４３の脚部４５を第１筒体１０の内部１０ａに配置すれば、固定具４２や固定具４３は、第２筒体２０と接しないものとなるため、第２筒体２０の膨張の妨げにならない。したがって、第２筒体２０の膨張で、区画貫通孔７を確実に閉塞できる。

また図２、図８、図９に示すスリーブ１，２，３では、第２筒体２０（膨張部）の内周面２５を延長した延長面２５０と、非膨張部３０又は固定具４０，４２，４３の内周面とを一致させてもよい（図１０は、図２に示すスリーブ１で、延長面２５０と、非膨張部３０や固定具４０の内周面とを一致させる変更を行った例を示している）。また図２、図８、図９に示すスリーブ１，２，３では、第１筒体１０の内周面１４を、第２筒体２１の内周面２５を延長した延長面２５０よりも内側或いは外側に位置させてもよい。この場合には、第１筒体１０の内周面１４と、第２筒体２０の内周面２５を延長した延長面２５０との間の距離ｄが、第２筒体２５の内径Ｂの５％以下とされる（図１１は、図２に示すスリーブ１において、第１筒体１０の内周面１４を延長面２５０よりも外側に位置させ、且つ、内周面１４と延長面２５０との間の距離ｄを第２筒体２５の内径Ｂの５％以下にする変更を行った例を示している）。以上のように図２、図８、図９に示すスリーブ１，２，３が変更されても、上方向への第２筒体２０の膨張を規制して、第２筒体２０の軸方向に対して垂直な方向への第２筒体２０の膨張を促進することができる。

また本発明のスリーブは、図１２に示すようにも変更され得る。図１２に示すスリーブ４は、図２に示すスリーブ１から非膨張部３０や固定具４０を省略したものである。このスリーブ４では、第１筒体１０の内周面１４が、第２筒体２０の内周面２５を延長した延長面２５０と一致していることによって、火災の際に、上方向への第２筒体２０の膨張が規制されて、第２筒体２０の軸方向に対して垂直な方向への第２筒体２０の膨張が促進される。

また本発明のスリーブは、図１３に示すようにも変更され得る。図１３に示すスリーブ１００は、筒体７０と、筒状の固定具８０とを備える。

筒体７０は、略円筒状の本体部７１と、本体部７１の側面の下端から突出する環状部材７２と、環状部材７２から筒体７０の軸に対し垂直外方に延びる１つ又は複数の取付部７３とを備えている。

筒体７０の本体部７１は、火災の熱で熱膨張する膨張部として機能するものであり、上記実施形態に示した第２筒体２０の本体部２１と同様、熱膨張性の耐火樹脂材料から形成される。本体部７１の中空部７４は、区画貫通孔として作用するものであり、当該中空部７４（区画貫通孔孔）に、配管又は配線８が通される。

環状部材７２や取付部７３は、上記実施形態に示した環状部材２６や取付部２７と同様の構造を有するものであり、取付部７３が使用されて筒体７０が床下地に固定される。

固定具８０は、筒状を呈するものであり、筒体７０の本体部７１の内周面７５と配管又は配線８との間の隙間を塞ぐように中空部７４に挿入される。固定具８０は、図２に示す固定具４０と同様、不燃性或いは難燃性の非膨張性物質から形成される。

図１３に示すスリーブ１００によれば、筒体７０の本体部７１（膨張部）の内周面７５よりも内側に固定具８０が位置することで、火災の際には、筒体７０の本体部７１の上方向への膨張が規制されて、筒体７０の軸方向に対して垂直な方向への本体部７１の膨張が促進される。これにより、中空部７４（区画貫通孔）が閉塞される。また火災の非発生時では、固定具８０が筒体７０の内周面７５と配管又は配線８との間の隙間を塞ぐことで、ユーザの心理面に不安を与えず、中空部７４（区画貫通孔孔）を通じた音漏れや水漏れや煙漏れを防止できる。

また上記実施形態では、スリーブ１を床上から施工する例を説明したが、図２、図８〜図１３に示したスリーブ１，２，３，４，１００は、床下から施工することも可能である 。また図２、図８〜図１３に示したスリーブ１，２，３，４，１００では、第２筒体２０の上側に第１筒体１０が配置されているが、これとは逆に、第２筒体２０の下側に第１筒体１０を配置してもよい。

また本発明のスリーブ１，２，３，４，１００は、床（相対的にコンクリート打設の床材となる階下の床のみならず、天井床も含む）のみならず、側壁などの壁体にも適用可能である。

１，２，３，４，１００ スリーブ、
６，７４ 中空部、
７ 区画貫通孔、
８ 配線、
１０ 第１筒体、
１０ａ 第１筒体の内部、
１１ 第１筒体の本体部、
１４ 第１筒体の内周面、
２０ 第２筒体、
２０ａ 第２筒体の内部、
２１ 第２筒体の本体部、
２５ 第２筒体の内周面、
３０ 非膨張部、
４０，４２，４３，８０ 固定具、
５０ 耐火充填構造、
７０ 筒体、
７１ 筒体の本体部、
７５ 筒体の内周面、
８２ 固定具の内周面、
２５０ 第２筒体の内周面を延長した延長面

Claims (11)

1. 建築物の床または壁に区画貫通孔を形成するためのスリーブを用いて配管又は配線した耐火充填構造であって、
   前記スリーブは、
   非膨張性を有する非膨張部又は固定具と、
   熱膨張性を有する筒状の膨張部とを備え、
   前記膨張部の内周面を延長した延長面と、前記非膨張部又は固定具の内周面とが一致している、或いは、前記膨張部の内周面を延長した延長面よりも内側に前記非膨張部又は固定具が位置している、耐火充填構造。
2. 前記スリーブは、
   第１筒体と、
   前記膨張部としての第２筒体とを備え、
   前記第１筒体と前記第２筒体とは、これらの軸方向に沿って整列され、この状態において、前記第１筒体の内周面が、前記第２筒体の内周面を延長した延長面と一致している、或いは、前記第１筒体の内周面が、前記第２筒体の内周面を延長した延長面よりも内側或いは外側に位置しているとともに、前記第１筒体の内周面と、前記第２筒体の内周面を延長した延長面との間の距離が、前記第２筒体の内径の５％以下となっている、、請求項１に記載される耐火充填構造。
3. 前記第１筒体と前記第２筒体とが、これらの軸方向に沿って整列されることで、前記第１筒体の内部と前記第２筒体の内部とが連なった中空部が構成されて、当該中空部に前記配管又は配線が通されるとともに、前記非膨張部又は固定具が、前記中空部の壁面と前記配管又は配線との間の隙間を塞ぐように前記中空部に配置される、請求項２に記載される耐火充填構造。
4. 前記第１筒体は、非膨張性を有する、
   請求項３に記載される耐火充填構造。
5. 前記非膨張部又は固定具が、前記第１筒体の内周面と前記配管又は配線との間の隙間を塞ぐように前記第１筒体の内部に配置される、請求項３又は４に記載される耐火充填構造。
6. 前記非膨張部及び固定具が、前記第１筒体の内周面と前記配管又は配線との間の隙間を塞ぐように前記第１筒体の内部に配置される、請求項３又は４に記載される耐火充填構造。
7. 前記非膨張部及び固定具が、前記第２筒体と接しないように配置される、請求項１乃至６のいずれかに記載の耐火充填構造。
8. 前記第１筒体の内部又は／及び前記第２筒体の内部にさらに別の筒体が嵌合することで、前記スリーブが、３つ以上の筒体から構成された請求項１乃至７のいずれかに記載の耐火充填構造。
9. 前記非膨張部又は固定具は、不燃性材料又は難燃性材料から形成されたものである、請求項１乃至８のいずれかに記載の耐火充填構造。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の耐火充填構の施工方法であって、
    前記スリーブを床下地または壁下地に設置する工程と、
    前記スリーブの外側周囲に充填材を充填する工程と、
    を含む耐火充填構造の施工方法。
11. 前記充填材の充填後に、前記スリーブ内に配管または配線を通す工程をさらに含む請求項１０に記載の施工方法。