JP2021533837A - 建設物貫通部火災拡散防止用の耐火構造物 - Google Patents

Abstract

本発明は、パイプ等の貫通部材が建築物の隔壁を貫通する貫通部で火災が拡散することを防止するために設置される耐火構造物に関するものである。本発明は下記のような効果を発揮する。つまり、従来の火災露出区域の隔壁に、別途に設置される断熱材の施工を必要としないため、資材費および人件費が削減される上で、耐火充填材が適当な温度で貫通部材の内部へ隙間なく膨張し、隔壁の貫通部を効果的に遮断できるという長所がある。また、従来の方式は、耐火充填構造を現場で直接に施工する必要があるため、作業の条件などで様々な制約事項が伴い、施工者の熟練度によって品質の偏差が大きく出るなどの短所もあるが、本発明は、すべての耐火装置を専門工場で製作可能にすることで、品質の均一性を高め、現場の条件による工事の遅延などの問題も解決できるようになったと言える。【選択図】 図３

Description

本発明は、パイプ等の貫通部材が建設物の隔壁を貫通する貫通部で、火災が広がるのを防止するために設置される耐火構造物に関するものである。

建設物に火災が発生する場合、煙や火炎が隣接室へ急速に広がるのを防止し、被害を最小限にするための措置として、パイプや電線等が建物の床または壁の放火区画を貫通するときには、これらの貫通部に耐火充填構造物を設置することになる。
つまり、貫通部を耐火構造の性能に合わせて密閉させる工事を行うことになり、これを耐火充填工事という。

図１は、一般的なプラスチックパイプおよび電線など、熱に脆弱な特性を持つ材質が含まれるか、全体を構成するパイプ、ダクト、チューブ、棒類、電線類（これを通称して「貫通部材」という。）等が、隔壁（鉄板など）を貫通する部分にスリーブが設置される構成を図示するものであり、図２は、図１のＡ−Ａ’の断面を図示するものである。このように、従来の方式は、スチールをはじめ、その自体で十分な断熱効果を持たない隔壁、またはスチールデッキ（これを通称して「隔壁」という。）の貫通部（１１ａ）には、耐火充填材（２２）が内部に充填されたスリーブ（２１）を設置し、その中心を貫通部材（１３）が貫通することになり、その両端を密閉部（２３）が覆ってスリーブの内部を密封する構成である。

このような従来の方式は、耐火充填材（２２）及び貫通部材（１３）が過度な高熱に露出されないようにするためには、隔壁（１１）を通る熱の伝導を防がなければならないため、火災発生区域（Ｆ）の隔壁（１１）を断熱材（１２）で覆う施工を行うことが不可欠である。従って、断熱材（１２）の追加施工による資材費や人件費の上昇という問題点がある。

また、隔壁（１１）を基準に分かれる両方の空間が、すべて火災の発生が可能な防火区画に該当する場合、断熱材（１２）を隔壁（１１）の両方にすべて施工しなければならない場合もあるため、経済的な側面の短所は、さらに克明に現れる。

その他、従来の方式は、耐火充填構造を現場で直接に施工しなければならないため、労働条件などで様々な制約事項が伴い、施工者の熟練度によって品質の偏差が大きく出るなどの短所も同時に持っている。

本発明で解決しようとする課題は、以下の通りである。

つまり、従来の火災露出区域の隔壁に、別途に設置される断熱材の施工を必要としないながらも、耐火充填材が適当な温度で貫通部材の内部に隙間なく膨張し、隔壁の貫通部を効果的に遮断できる構成を提示しようとする。

本発明は、上記の課題を解決するために、
貫通部材（１３）が通る隔壁（１１）の貫通部（１１ａ）を中心とし、隔壁（１１）に垂直方向の所定の長さの区間に渡って形成され、貫通部材（１３）を包む断熱材（１４０）；内側面は断熱材（１４０）を包み、外側面は隔壁（１１）と結合される外部スリーブ（１２０）；断熱材（１４０）の一端の一部区間、または両端の一部区間、または全体の区間で断熱材（１４０）と貫通部材（１３）との間に形成され、一定温度以上の熱によって膨張する耐火充填材（１３０）；を含むことを特徴とし、
上記の外部スリーブ（１２０）は、外部スリーブ（１２０）の両端で外部スリーブ（１２０）の内部空間を密閉させて中心に貫通部材（１３）が通る貫通口（１２１ａ）が形成される外部密閉カーバー（１２１）を含み、上記の外部密閉カバー（１２１）は、外部密閉カバー（１２１）から貫通口（１２１ａ）の周囲および耐火充填材（１３０）と引接した領域が、一定温度以上の熱によって消失される材料の臨時カバー（１２１ｄ）を含むことを特徴とし、
臨時カバー（１２１ｄ）と耐火充填材（１３０）との間に、空き空間である膨張誘導空間（１２１ｂ）が形成されることを特徴とする建築物貫通部火災拡散防止用の耐火構造物を提示する。

本発明は、以下のような効果を発揮する。
つまり、従来の火災露出区域の隔壁に別途設置される断熱材の施工を必要としないため、資材費および人件費が削減され、耐火充填材が適当な温度で貫通部材の内部に隙間なく膨張して隔壁の貫通部を効果的に遮断することができる長所がある。

また、従来の方式は、耐火充填構造を現場で直接に施工する必要があるため、作業の条件などで様々な制約事項が伴い、施工者の熟練度によって品質の偏差が大きく出るなどの短所もあるが、本発明は、すべての耐火装置を専門工場で製作可能にすることで品質の均一性を高め、現場の条件による工事の遅延等に対する問題も解決できる。

一般的な貫通部材が隔壁を貫通するとき、貫通部に設置されるスリーブの構成を示した側断面図である。 図１でＡ−Ａ’部分の断面図である。 本発明の第１実施例による構成を示した側断面図である。 図３でＡ−Ａ’部分の断面図である。 内部スリーブが形成される耐火構造物の透視図である。 本発明の他の実施例による構成を示した側断面図である。 本発明の他の実施例による構成を示した側断面図である。 本発明の他の実施例による構成を示した側断面図である。 本発明の他の実施例による構成を示した側断面図である。 火災発生時、耐火充填材が膨張する過程を示した図面である。 火災発生時、耐火充填材が膨張する過程を示した図面である。

発明の実施のための最善の形態は、以下の通りである。
つまり、貫通部材（１３）が通る隔壁（１１）の貫通部（１１ａ）を中心とし、隔壁（１１）に垂直方向の所定の長さの区間に渡って形成され、貫通部材（１３）を包む断熱材（１４０）；内側面は断熱材（１４０）を包み、外側面は隔壁（１１）と結合される外部スリーブ（１２０）；断熱材（１４０）の一端の一部区間、または両端の一部区間、または全体の区間で断熱材（１４０）と貫通部材（１３）との間に形成され、一定の温度以上の熱によって膨張する耐火充填材（１３０）；を含むことを特徴とし、

上記の外部スリーブ（１２０）は、外部スリーブ（１２０）の両端で外部スリーブ（１２０）の内部空間を密閉させて中心に貫通部材（１３）が通る貫通口（１２１ａ）が形成される外部密閉カバー（１２１）を含み、上記の外部密閉カバー（１２１）は、外部密閉カバー（１２１）から貫通口（１２１ａ）の周囲および耐火充填材（１３０）と引接した領域が、一定温度以上の熱によって消失される材料の臨時カバー（１２１ｄ）を含むことを特徴とし、

臨時カバー（１２１ｄ）と耐火充填材（１３０）との間に、空き空間である膨張誘導空間（１２１ｂ）が形成されることを特徴とする。

以下に添付された図面をもとに、本発明の望ましい実施例について説明する。但し、本発明の権利範囲は、特許請求範囲の記載によって把握されるべきである。尚、本発明の要旨を曖昧にする公知技術の説明は省略する。

本発明で使用される用語のうち「貫通部材」は、建築物の隔壁を貫通する一般的なプラスチックパイプ及び電線など、熱に脆弱な特徴を持つ材質が含まれるか、全体を構成するパイプ、ダクト、チューブ、棒類、電線類などを通称する言葉であり、「隔壁」は，空間を分けるスチールなど、その自体で十分な断熱効果を持たない隔壁、またはデッキなどの壁面体を通称する言葉である。

本発明の建築物貫通部火災拡散防止用の耐火構造物（１００）は、図３および図４のように、外部スリーブ（１２０）、耐火充填材（１３０）、断熱材（１４０）を基本構成とし、図５のように内部スリーブ（１１０）が追加で構成できる。

断熱材（１４０）は、貫通部材（１３）が通る隔壁（１１）の貫通部（１１ａ）を中心とし、隔壁（１１）に垂直方向の所定の長さの区間に渡って形成され、貫通部材（１３）を包むようになる。つまり、貫通部材（１３）が貫通部（１１ａ）を通る部分の一定区間を包むものである。

このとき、断熱材（１４０）と耐火充填材（１３０）との間には、一部の区間、または全部の区間に渡って耐火充填材（１３０）が形成され、耐火充填材（１３０）が高熱に直接露出されるのを防止する役割をする。これによって、図１および図２の従来の方式のような、別途の断熱材（１２）は必要なくなる。

断熱材（１４０）では、セメント、気泡セメント、石膏、ミネラルウール、ＣＥＲＡＫＷＯＯＬ等を例に挙げることができるが、これに限らない。但し、内部スリーブ（１１０）が省略された構造では、断熱材（１４０）の形態を維持するために、固形の断熱材を選択するのが望ましい。特に、固形の断熱材を使用する場合は、耐火充填材（１３０）が膨張するときにも、貫通部材（１３）の内側に詰めていけるように形を取る効果がある。

外部スリーブ（１２０）は、内側面は断熱材（１４０）を包み、外側面は隔壁（１１）と結合されるハウジングとして、隔壁（１１）の貫通部（１１ａ）と外部スリーブ（１２０）の断面が対応するように形成され、貫通部（１１ａ）に外部スリーブ（１２０）が挿入されるものである。

外部スリーブ（１２０）の両端には、外部スリーブ（１２０）の内部空間を密閉させる外部密閉カバー（１２１）がそれぞれ形成され、外部密閉カバー（１２１）の中心には、貫通部材（１３）が通る貫通口（１２１ａ）が形成される。

外部スリーブ（１２０）と外部密閉カバー（１２１）は、火災発生時にも断熱材（１４０）が本来の機能を果たせるように、これを保護する役割をするので、そのためには熱によって変形されないスチールのような材質でなければならない。

外部密閉カバー（１２１）の一部は、臨時カバー（１２１ｄ）で形成されることがあるが、臨時カバー（１２１ｄ）は、外部密閉カバー（１２１）から貫通口（１２１ａ）の周囲及び耐火充填材（１３０）と引接した領域が、一定温度以上の熱によって消失される材質で構成される。臨時カバー（１２１ｄ）が形成される場合、火災発生時に、臨時カバー（１２１ｄ）が熱によって消失され、耐火充填材（１３０）へ熱が急速に伝わるようになる。また、臨時カバー（１２１ｄ）は、スチール材質の外部密閉カバー（１２１）を通って貫通部材（１３）へ熱が直接伝わることを防ぐ役割もする。

一方、臨時カバー（１２１ｄ）と耐火充填材（１３０）との間に、空き空間として形成される膨張誘導空間（１２１ｂ）を置くことができる。これは火災発生時に、臨時カバー（１２１ｄ）が消失され、耐火充填材（１３０）へ熱が伝わることによって耐火充填材（１３０）が膨張しようとするとき、膨張誘導空間（１２１ｂ）へ耐火充填材（１３０）が先に膨張し、耐火充填材（１３０）の膨張方向を誘導する役割をする。

図１０および図１１を参考にして、もっと詳しく説明すると、隔壁（１１）を基準にして分かれる二つの空間をＧとＦとし、Ｆの空間で火災が発生した場合、Ｆの空間で発生した火災によって、Ｆの空間へ突出した貫通部材（１３）が熔けることで断熱材（１４０）の外郭にあるＰの部分が軟化し消失され、同じく臨時カバー（１２１ｄ）も熱によって消失され、火災の熱気が耐火充填材（１３０）へ伝わる。このとき、耐火充填材（１３０）が熱により膨張するが、図１０のように、膨張誘導空間（１２１ｂ）へ膨張し、その膨張の結果物が熱によってＰの部分の貫通部材（１３）に生じる隙間を直ちに埋めるようになり、このような作用が貫通部材（１３）の周りに沿って貫通口（１２１ａ）の付近で連続的に発生し、結果的に図１１のように、貫通口（１２１ａ）を膨張した耐火充填材（１３０）が埋めて、火災による熱および火炎が広がる経路を遮断することになる。

膨張誘導空間（１２１ｂ）がない場合には、膨張された耐火充填材（１３０）の結果物が、熱によって発生されるＰの部分の貫通部材（１３）の隙間を埋められず、外部密閉カバー（１２１）の外部へ抜けて脱落する可能性があるので、膨張誘導空間（１２１ｂ）を置くことにより、膨張の結果物が脱落するのを防止し、同時に貫通部材に生じる隙間を効果的に遮断することができ、機能の信頼性を高めることが可能になる。

また、膨張誘導空間（１２１ｂ）には、臨時断熱材（１２１ｃ）が充填されることがあるが、臨時断熱材（１２１ｃ）は、一定温度以上の熱によって消失される材質の断熱材として、一定温度以内の範囲では耐火充填材（１３０）と臨時カバー（１２１ｄ）との間で耐火充填材（１３０）を保温させる役割をするが、火災発生時には、膨張誘導空間（１２１ｂ）が本来の役割を果たせるよう、熱によって消失されるものである。臨時断熱材（１２１ｃ）は、架橋発砲ポリエチレンを例として挙げることができるが、これに限らず、断熱（保温）機能を持っており、融点が比較的に低い物質であれば、多様に選択することができる。

耐火充填材（１３０）は、断熱材（１４０）の一端の一部区間、または両端の一部区間、または全体区間で断熱材（１４０）と貫通部材（１３）との間に形成され、一定温度以上の熱により膨張する熱膨張の耐火材として、放火シーラントで構成することができる。これは、図１１を参照すると、火災が発生した空間（Ｆ）から貫通部材（１３）が消失されることによって、貫通部（１１ａ）を通って、隔壁（１１）で分離された別の空間（Ｇ）に火災が広がるのを遮断するために、特定の高温で数倍以上に膨張し、貫通部（１１ａ）を防ぐ役割をする。

内部スリーブ（１１０）は、図５のように、断熱材（１４０）と耐火充填材（１３０）との間に、耐火充填材（１３０）を包むように形成されるハウジングとして、外部スリーブ（１２０）との二重隔壁を形成することになる。断面が内部スリーブ（１１０）の断面と対応する形で、その立体的な形態が円筒形、または長方の四角柱形のスチール材質のスリーブで構成されることができる。

一方、一つの貫通部材（１３）を内部スリーブ（１１０）と外部スリーブ（１２０）とが、同心円を形成し円筒の形態で包む場合がほとんどであるが、図５のように、二つ以上のパイプ、または電線で構成する場合もある。

本発明の多様な実施例は、図６ないし図９に図示されている。
まず、図３のように、耐火充填材（１３０）が、断熱材（１４０）が形成される全区間に渡って断熱材（１４０）と貫通部材（１３）との間を包むように形成されることを、第１の実施例とすると、第２の実施例は、図６のように、耐火充填材（１３０）が、断熱材（１４０）が包む区間の両端の一部のみ形成されることを提示する。つまり、隔壁（１１）が位置する外部スリーブ（１２０）の中央部は、貫通部材（１３）の表面まで断熱材（１４０）が包むようになり、貫通口（１２１ａ）と隣接する部分の貫通部材（１３）の表面は、耐火充填材（１３０）が包むようになる。したがって、隔壁（１１）で区分される、ある一つの空間で火災が発生する場合、その空間に位置する耐火充填材（１３０）だけが膨張し、貫通部材（１３）による通路を遮断することになる。

第３の実施例は、図７のように、膨張誘導空間（１２１ｂ）が形成されるのを提示し、これも第２の実施例のように、隔壁（１１）が位置する外部スリーブ（１２０）の中央部は貫通部材（１３）の表面まで断熱材（１４０）が包むようになり、貫通口（１２１ａ）と隣接する部分の貫通部材（１３）の表面は耐火充填材（１３０）が包むように構成することができる。

第４の実施例は、図８のように、膨張誘導空間（１２１ｂ）に臨時断熱材（１２１ｃ）が形成されることを提示する。

第５の実施例は、耐火構造物（１００）が、以前の実施例のように垂直隔壁に設置される場合とは違って、床などの上下に空間を分ける水平隔壁に設置される場合には、火災の炎が下へ拡散される可能性が低く、ほとんど上へ拡散されるため、隔壁（１１）を基準に、下部のみに耐火充填材（１３０）が形成され、上部の貫通部材（１３）の表面は断熱材（１４０）がすべて包むように形成されることを提示する。このとき、膨張誘導空間（１２１ｂ）および臨時断熱材（１２１ｃ）も、すべて隔壁（１１）を基準に下部のみに形成されることになる。

但し、上部にも外部密閉カバー（１２１）と臨時カバー（１２１ｄ）が形成されるが、これは下の空間での熱気が外部スリーブ（１２０）に乗って上昇し、外部密閉カバー（１２１）を通って貫通部材（１３）に熱が直接に伝わるのを臨時カバー（１２１ｄ）が遮断するようにするためである。

以上で説明した本発明は、前述した実施例および添付された図面によって限定されたものではなく、本発明の技術的思想を脱しない範囲内で、様々な置換、変形および変更が可能であることは、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者にとっては、明白であろう。

本発明は、パイプ等の貫通部材が建築物の隔壁を貫通する貫通部で火災が拡散することを防止するために設置される耐火構造物に関するもので、従来の火災露出区域の隔壁に、別途に設置される断熱材の施工を必要としない上で、耐火充填材が適当な温度で貫通部材の内部に隙間なく膨張し、隔壁の貫通部を効果的に遮断することができる。

Claims (3)

1. 貫通部材（１３）が通る隔壁（１１）の貫通部（１１ａ）を中心とし、隔壁（１１）に垂直方向の所定の長さの区間に渡って形成され、貫通部材（１３）を包む断熱材（１４０）；
   内側面は断熱材（１４０）を包み、外側面は隔壁（１１）と結合される外部スリーブ（１２０）；
   断熱材（１４０）の一端の一部区間、または両端の一部区間、または全体の区間で断熱材（１４０）と貫通部材（１３）との間に形成され、一定温度以上の熱によって膨張する耐火充填材（１３０）；
   を含むことを特徴とする建築物貫通部火災拡散防止用の耐火構造物。
2. 上記外部スリーブ（１２０）は、
   外部スリーブ（１２０）の両端で外部スリーブ（１２０）の内部空間を密閉させて中心に貫通部材（１３）が通る貫通口（１２１ａ）が形成される外部密閉カバー（１２１）を含み、
   上記の外部密閉カバー（１２１）は、
   外部密閉カバー（１２１）から貫通口（１２１ａ）の周囲および耐火充填材（１３０）と引接した領域が、一定温度以上の熱によって消失される材質の臨時カバー（１２１ｄ）を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の建築物貫通部火災防止用の耐火構造物。
3. 臨時カバー（１２１ｄ）と耐火充填材（１３０）との間に、空き空間である膨張誘導空間（１２１ｂ）が形成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の建築物貫通部火災拡散防止用の耐火構造物。
   

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