JP3213597B2 - 防火ｆｒｐサッシ用サッシバー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、框、押縁、枠等の
サッシバー、特に、ガラス板の上下左右に嵌め込まれ
て、建築基準法及び同施行令により規定された乙種防火
戸の防火試験をした際に、火炎による熱衝撃を直接受け
ると共にガラス板を介して砂袋の衝撃を受ける部分に用
いられる防火ＦＲＰサッシ用サッシバーに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】サッシバーには、ガラス板の上下左右に
嵌め込まれる框、押縁、枠等がある。このサッシバーの
材質には、アルミニウム材が多く適用されているが、高
熱伝導率による熱放出が省エネルギー面での難点となる
ため、木、塩化ビニル等も用いられる。しかし、高層建
築の場合、風圧等による強度面が危惧されるため、アル
ミニウム材が適用されているのが現状である。ところ
で、サッシの建築物への適用に当たっては、建築基準法
及び同施行令等によって火災に対しての防火性能が要求
されており、防火安全上、準防火地域内では、所定の場
所に「甲種または乙種防火戸」の使用が義務づけられて
いる。乙種防火戸の防火試験では、図４に示すように、
高温炉の壁面開口部１００に供試体Ａ’（サッシ）を固
定し、火炎１０１を放射して２０分間で８００°Ｃに達
するように加熱し（図４（ａ）参照）、加熱終了後に反
対側に３ｋｇの砂袋１０２により落下高さ５０ｃｍの衝
撃を加えたとき（図４（ｂ）参照）に有害な変形などが
ないこと等が規定されており、同一構成の供試体Ａ’を
二個用意して、一方の供試体Ａ’についてクリアーし、
更に、他方の供試体Ａ’についても加熱面と衝撃面とを
入れ換えた状態でクリアーする必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、アルミニウム製
サッシバーにおける熱放出の問題と、木製及び塩化ビニ
ル製サッシバーにおける強度面の問題との双方を解決す
るために、高強度且つ高断熱性であるＦＲＰ材をサッシ
バーに適用する試みがなされている。しかしながら、Ｆ
ＲＰ材からなるサッシバーは、上記防火試験をした際、
火炎放射を受けると、火炎を受けた面の表層部側が炭化
劣化する。その炭化劣化した範囲では、樹脂成分が炭化
すると共に、成型時の引抜き方向に略平行する多数の繊
維成分が燃えずに残る。この状態で、サッシが加熱面の
反対側から砂袋の衝撃を受けると、燃えずに残った繊維
成分が脱落して、サッシバーは破壊されてしまう。そこ
で、サーフェイスマットやコティニアスマット等の不織
布からなる繊維層を主に耐候性向上の目的で表面に一体
形成したＦＲＰ部材が一般に知られており、この部材で
サッシバーを形成することが提案できるが、このＦＲＰ
部材からなるサッシバーでは、上記防火試験をした際、
上記サッシバーと同様に内部のＦＲＰが炭化劣化し、砂
袋の衝撃により不織布からなる前記繊維層が分裂してし
まって内部のＦＲＰの繊維成分もろとも破壊されてしま
う。

【０００４】本発明は上記従来事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とする処は、軽量であり断熱性に秀
でている上、乙種防火戸の防火試験をした際に破壊する
ことがない防火安全性に優れた防火ＦＲＰサッシを提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の技術的手段は、ガラス板の上下左右に嵌め込
む框、押縁、枠等のサッシバーであって、ＦＲＰの引抜
き成型時にガラス繊維の織布からなる第一補強繊維層と
その第一補強繊維層に連続状に設ける第二補強繊維層と
を表面に一体形成してなり、第一補強繊維層は、建物の
開口部に設置した状態で、室内側、室外側の各々から正
面視される表面全面及び正面視野外の表面の所要な域ま
での範囲に一枚をもって施層され、第二補強繊維層は、
前記第一補強繊維層の端部の内、ガラス板側の端部に一
端を重ね合せ前記所要な域から連続させて正面視野外の
表面に施層され、その施層域は、建築基準法及び同施行
令により規定された乙種防火戸の防火試験をした際に、
炭化劣化する範囲以上にあることを要旨とする。

【０００６】ここで、第一補強繊維層及び第二補強繊維
層をＦＲＰと一体形成する手段については、ＦＲＰの引
抜き成型時に、ＦＲＰ原材料と同時にガラス繊維の織布
を成型金型に導入することにより達成でき、この手段
は、ＦＲＰの表面に不織布からなる繊維層を一体形成す
る従来から行われている手段と同様である。また、室内
側、室外側の各々から正面視される表面全面とは、サッ
シを建物の開口部に設置した状態で、建物開口部等のサ
ッシ以外の部材により遮られることなく室内側から正面
視される表面の全面と、同様にして室外側から正面視さ
れる表面の全面との各々を意味し、これらの面は、上記
防火試験をした際に、火炎の熱衝撃を最も強く受ける面
である。また、所要な域とは、一枚の第一補強繊維層を
もって施層可能な最大限の域のことを意味し、即ち、強
度的には一枚の第一補強繊維層をサッシバーの全周に施
層するのが好ましいが、上記した第一補強繊維層をＦＲ
Ｐと一体形成する手段において、第一補強繊維層により
サッシバーを一枚でもって包み込める範囲は、成型上サ
ッシバーの縦断面形状により制限され、本発明では、そ
の最大限の域迄を一枚の第一補強繊維層をもって施層し
てある。従って、第一補強繊維層は、少なくともサッシ
バーの正面視される表面全面を縦断面キャップ状に覆っ
て施層され、その両端部を、サッシバーの縦断面形状に
よって異なる施層可能な域に位置させる。また、防火試
験をした際に炭化劣化する範囲とは、防火試験によりＦ
ＲＰの樹脂成分が炭化すると共に繊維成分が燃えずに残
った範囲を意味する。通常、前記正面視野内の面は直接
火炎の熱衝撃を受けるので最初に炭化劣化し、加熱時間
の経過と共にＦＲＰが炭化劣化する範囲はサッシバーの
内部及び内側部分にもに浸透して行く。上記手段では、
最も炭化劣化の著しい正面視野内の面を一枚の第一補強
繊維層が包み込むように施層し、更に、ガラス板側の面
においては、第一補強繊維層のガラス板側の端部に一端
を重ね合わせた第二補強繊維層が、前記防火試験の際に
炭化劣化する範囲から炭化劣化しない範囲に跨って施層
してある。尚、第二補強繊維層は、直接火炎の熱衝撃を
受けない正面視野外の表面に施層されるので、複数枚の
織布を一端同士を重ね合せることで連結したものでも構
わない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１乃至２は、本発明に係わる防
火ＦＲＰサッシ用サッシバーの一例を示す。また、図３
は、本発明に係わる防火ＦＲＰサッシ用サッシバーの他
例を示す。サッシＡは、上下左右の枠１１、上下左右の
框２１、押縁３１等のサッシバー１と、外側ガラス板２
及び内側ガラス板３とを備える二重ガラス構造の開き戸
式開閉窓であり、建物の開口部１０に固定される。

【０００８】サッシバー１は、ＦＲＰ材をガラス繊維ま
たは炭素繊維等で強化した引抜き成型部材であり、枠１
１、框２１、押縁３１の各々について所定の断面形状を
呈する長尺状に形成してある。これらサッシバー１の材
質は、不飽和ポリエステル樹脂をマトリックスにしたＦ
ＲＰで、難燃助剤を添加したものである。難燃助剤に
は、種種のものがあるが、本実施の形態では、燃焼時に
有毒ガスを発生しない水酸化アルミニウムを添加してあ
る。そして、これらのサッシバー１の内、ガラス板２，
３に嵌め込まれる框２１と押縁３１については、表面
に、第一補強繊維層４とその第一補強繊維層４に連続状
に設けた第二補強繊維層５とを一体形成してある。

【０００９】第一補強繊維層４及び第二補強繊維層５
は、ＦＲＰの引抜き成型時にガラス繊維からなる織布を
ＦＲＰ原材料と同時に成型金型に導入することにより施
層してあり、織布にはロービングクロスを用いている。
織布は、繊維が織られていることにより、同材質の不織
布と比較して引っ張り強度を有し、その織り方によっ
て、平織り、綾織、朱子織、三方向ガラスクロス等があ
るが、何れのタイプを用いてもよい。

【００１０】第一補強繊維層４は、建物の開口部１０に
設置した状態で、正面視される表面全面及び正面視野外
の表面の所要な域までの範囲を一枚をもって施層してあ
り、前記所要な域とは、成型上サッシバーの縦断面形状
によって制限される施層可能な最大限の域である。図２
に示す框２１の場合、第一補強繊維層４は、室外Ｙ側か
ら正面視される表面２１ａと表面２１ａに連接する上面
２１ｂ及び下面２１ｃとを縦断面キャップ状に覆って施
層してある。また、同図における押縁３１の場合、室外
Ｘ側から正面視される表面３１ａ、表面３１ａと連続す
る上面３１ｂ、ガラス板２，３側の面３１ｃ、表面３１
ａ下側の框２１に接触している面３１ｄとの各々を覆っ
て施層してある。尚、この第一補強繊維層４は、防火試
験時に直接火炎を受ける表面２１ａを覆うため、継ぎ合
せのない一枚をもって施層することにより火炎の熱衝撃
および砂袋による衝撃により分裂しないようにしてあ
る。

【００１１】第二補強繊維層５は、第一補強繊維層４の
両端部の内、ガラス板２，３側の端部に一端を重ね合せ
前記所要な域から連続させて正面視野外の表面に施層し
てあり、その施層域は、乙種防火戸の防火試験をした際
に、炭化劣化する範囲以上にある。この炭化劣化する範
囲は、サッシバーの形状、肉厚等により異なるが、実際
に乙種防火戸の防火試験を行うことにより確認すること
ができ、本実施の形態では、図２に示すクロス状ハッチ
ング部分の範囲Ｒが前記防火試験により確認された炭化
劣化する範囲である。図２に示す框２１の場合、第二補
強繊維層５は、第一補強繊維層４のガラス板２，３側の
端部４ａに一端部５ａを重ね合せ前記所要な域から連続
させて、ガラス板２，３側の面を覆うと共に、他端部５
ｂ側が炭化劣化する範囲Ｒを跨がるよに施層してあり、
また、押縁３１の場合も同様にして、第一補強繊維層４
のガラス板２，３側の端部４ａに一端部５ａを重ね合せ
前記所要な域から連続させて、ガラス板２，３側の面を
覆うと共に他端部５ｂ側が炭化劣化する範囲Ｒを跨がる
ように施層してある。尚、この第二補強繊維層５は、防
火試験における熱衝撃が比較的少ない面を覆うため、複
数枚の織布を一端同士を重ね合せることで連結したもの
であっても構わない。

【００１２】枠１１は、図２に示すように、炭化劣化す
る範囲Ｒを包み込んで第一補強繊維層４のみを施層して
ある。この枠１１については、前記防火試験による砂袋
の衝撃が框２１，押縁３１，気密材９，９を介すること
で緩和されて破壊に至ることがないため、第一補強繊維
層４及び第二補強繊維層５を施層しなくても構わない
が、本実施の形態では、安全性を更に向上するために、
上記のように第一補強繊維層４を施層してある。

【００１３】また、外側ガラス板２は、内部に金属製の
網２ａを有する防火ガラス（網入りガラス）であり、内
側ガラス板３は、網２ａを有さない一般的な板ガラス
（フロートガラス）である。これら二枚のガラス板２，
３は、間にスペーサ６を介することにより所定の間隔を
設けた状態で上下左右の框２１内に挿入され、下側の框
２１内における両端側に設けたセッティングブロック
（図示せず）上に載置されて、室内側から上下辺部を押
縁３１で押圧すことにより固定してあり、この際、これ
ら二枚のガラス板２，３の外側面と框２１との間及び内
側面と押縁３１との間に、難燃性のクロロプレンゴムか
らなるビード７を介することで、隙間なく弾性的に押さ
えられている。

【００１４】これら二枚のガラス板２，３の周端部と上
下左右の框２１の内面との間には、セラミックファイバ
ーからなる耐火部材８が設けてあり、火災時にビード７
が炭化劣化して脱落したとしても火炎が通り抜けないよ
うにしてある。

【００１５】また、上下左右の框２１と上下左右の枠１
１との間における室内側と室外側との各々には、難燃性
のシリコーンゴムからなる気密材９，９を設けてあり、
これらの気密材９，９が框２１と枠１１の間を二重に気
密している。

【００１６】次に、上記構成のサッシＡを供試体Ａ’と
して、先に述べた乙種防火戸の防火試験を行った場合の
作用を説明する。図４（ａ）に示すように、高温炉の壁
面開口部１００に供試体Ａ’（サッシＡ）を固定し、室
内側から火炎１０１を放射すると、サッシバー１を構成
するＦＲＰが、図２に示す室内Ｘ側の範囲Ｒにおいて炭
化劣化する。この炭化劣化した範囲Ｒでは、樹脂成分が
炭化すると共に、成型時の引抜き方向に略平行する多数
の繊維成分が燃えずに残り、この燃えずに残った繊維成
分を第一補強繊維層４及び第二補強繊維層５が包んでい
る状態となる。そして、この状態で、図４（ｂ）に示す
ように、加熱面の反対側から砂袋１０２の衝撃を与えて
も、サッシバー１が破壊されないことが知見された。ま
た、同一構成の他の供試体について、加熱面と衝撃面を
逆にして同防火試験を行った場合にも、サッシバー１が
破壊されないことが知見された。このことは、第一補強
繊維層４及び第二補強繊維層５が、燃えずに残ったＦＲ
Ｐの繊維成分を包むことで、サッシバー１の断面形状を
維持すると共に、第二補強繊維層５が、その端部５ｂ側
を炭化劣化しない範囲に跨らせていることで、第一補強
繊維層４及び第二補強繊維層５が包んだＦＲＰの繊維分
を脱落しないように保持するためと考察される。

【００１７】尚、上記実施の形態では、上下左右の枠１
１、上下左右の框２１、押縁３１より構成されるサッシ
バー１を例示したが、図３（ａ）に示すように、框と押
縁が一体となった形状のサッシバー１’や、図3（ｂ）
に示すように、框と枠が一体となった形状のサッシバー
１”を、上記形態のサッシバー１と同様にして、第一補
強繊維層４及び第二補強繊維層５を施層することにより
構成することができる。これらサッシバー１’及びサッ
シバー１”の構成については、基本的に上述したサッシ
バー１と同様にしてあるため異なる部分のみを説明し、
重複する説明を省略する。

【００１８】サッシバー１'では、室外Ｙ側の第二補強
繊維層5と室内Ｘ側の第二補強繊維層５とを端部５ｂ同
士で継ぎ合せ、更に、下面側にも第一補強繊維層４に継
ぎ合せた第二補強繊維層５’を施層することで、サッシ
バー１’における室内Ｘ側と室外Ｙ側の連結部１ａを強
化するようにしてある。この際、前記各々の継ぎ合せ部
分は、前記連結部１ａ上で端部同士を水平状に重ね合せ
ることにより、水平方向の引っ張りに対して強化される
ようにしてあり、本実施の形態では、５ｍｍ以上重ね合
せてある。

【００１９】また、サッシバー１”では、室外Ｙ側の面
に、上記サッシバー１と同様にして第一補強繊維層４及
び第二補強繊維層５を施層し、室内Ｘ側の面には、第一
補強繊維層４のみを施層してある。この室内Ｘ側の面で
は、建物の開口部１０に覆われて火炎の熱衝撃が少な
く、且つ、前記防火試験における砂袋の衝撃が押縁３１
を介することで緩和されるので、第一補強繊維層４及び
第二補強繊維層５がなくてもよいが、安全性向上のため
に第一補強繊維層４のみを施層してある。

【００２０】これらサッシバー１’及びサッシバー１”
では、上述したサッシバー１と断面形状が異なるため炭
化劣化する範囲Ｒも異なり、各々について、乙種防火戸
の防火試験を行って炭化劣化する範囲Ｒを予め確認し、
第二補強繊維層５は、その端部５ｂ側が試験確認した炭
化劣化する範囲Ｒを跨るように施層してある。また、こ
れらサッシバー１’及びサッシバー１”についても、乙
種防火戸の防火試験を行った場合、火炎放射により範囲
ＲのＦＲＰが炭化劣化するが、加熱面の反対側から砂袋
の衝撃を与えても、破壊されないことが知見された。

【００２１】尚、上記形態のサッシＡでは、網入りガラ
スとフロートガラスからなる二重ガラス構造としたが、
この構造に限るものではなく、二枚のガラス板を両方共
網入りガラスとした二重ガラス構造、又は、一枚の網入
りガラス若しくは一枚の耐熱ガラスからなるシングルガ
ラス構造のサッシを構成しても構わない。即ち、少なく
とも一枚のガラス板が網入りガラス又は耐熱ガラスであ
れば、この一枚のガラス板によって火炎の熱衝撃及び砂
袋の衝撃に耐えることができ、例えば、本実施の形態の
サッシＡのように、二枚のガラス板の一方がフロートガ
ラスであった場合、そのフロートガラスが熱衝撃で破損
したとしても、他方の網入りガラス又は耐熱ガラスが、
ガラス面における火炎の熱衝撃及び砂袋の衝撃に耐え
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、乙種防火戸の防火試験をした際に、第一補強繊維
層及び第二補強繊維層が協働してＦＲＰの炭化劣化によ
る破壊を防止する。しかも、ＦＲＰを素材にしているた
め、室温の放出が少なく冷暖房機器のエネルギー消費を
軽減できる。よって、省エネ効果が高い上、乙種防火戸
の防火試験をした際に破壊することがない防火安全性に
優れた防火ＦＲＰサッシを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる防火ＦＲＰサッシ用サッシバー
が適用されたサッシの一例を示す縦断面図。

【図２】本発明に係わる防火ＦＲＰサッシ用サッシバー
を示す拡大縦断面図。

【図３】本発明に係わる防火ＦＲＰサッシ用サッシバー
の他例を示す縦断面図。

【図４】サッシの防火試験を示す縦断面図で、（ａ）は
サッシが火炎放射を受けている状態、（ｂ）はサッシが
ガラス面に砂袋の衝撃を受けている状態を示す。

【符号の説明】

１，１’，１”：サッシバー ４：第一補強繊維層 ５：第二補強繊維層 １１：枠 ２１：框 ３１：押縁 Ａ：サッシ Ｒ：ＦＲＰが劣化する範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 裕人 北海道江別市対雁２−１ 北海道電力株 式会社 総合研究所内 (72)発明者 西田 和宏 北海道江別市対雁２−１ 北海道電力株 式会社 総合研究所内 (72)発明者 百島 祐忠 神奈川県茅ヶ崎市東海岸南２−13−15 (72)発明者 松木 一浩 東京都港区虎ノ門２−５−４ 株式会社 ドット・コーポレーション内 (72)発明者 小倉 冬彦 東京都新宿区神楽坂３−６−202 株式 会社システム＆デザイン内 (56)参考文献 特開 昭63−272879（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E06B 5/16 E06B 3/20 - 3/22 E06B 1/26 - 1/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス板の上下左右に嵌め込む框、押
   縁、枠等のサッシバーであって、ＦＲＰの引抜き成型時
   にガラス繊維の織布からなる第一補強繊維層とその第一
   補強繊維層に連続状に設ける第二補強繊維層とを表面に
   一体形成してなり、第一補強繊維層は、建物の開口部に
   設置した状態で、室内側、室外側の各々から正面視され
   る表面全面及び正面視野外の表面の所要な域までの範囲
   に一枚をもって施層され、第二補強繊維層は、前記第一
   補強繊維層の端部の内、ガラス板側の端部に一端を重ね
   合せ前記所要な域から連続させて正面視野外の表面に施
   層され、その施層域は、建築基準法及び同施行令により
   規定された乙種防火戸の防火試験をした際に、炭化劣化
   する範囲以上にあることを特徴とする防火ＦＲＰサッシ
   用サッシバー。