JP4065634B2

JP4065634B2 - 建築物の耐火構造

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Publication number: JP4065634B2
Application number: JP28027899A
Authority: JP
Inventors: 憲男沼田; 文治山口
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: JP2001098659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の鉄骨構造体を構成する鉄骨梁や鉄骨柱の耐火構造に関し、特に、壁内の結露や、結露に伴うカビの発生を防止するため、換気を可能とした建築物の耐火構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、３階建て以上の集合住宅や、病院などの特殊建築物は、建築基準法に基づいて所定の耐火性能を有する耐火構造でなければならない。例えば、鉄骨構造体を主要構造部とする建築物に耐火性能を付与するため、図８に示すように、鉄骨構造体の鉄骨柱Ｃや鉄骨梁Ｇを耐火被覆材Ｆによって被覆することにより、耐火被覆構造に形成している。
【０００３】
また、鉄骨構造体の鉄骨柱Ｃや鉄骨梁Ｇに耐火性能を確保する必要がある建築物においては、厚みが１００ｍｍの軽量気泡コンクリート板などの耐火性の高い外壁材や床材が使用されている。このような外壁材や床材が接する鉄骨柱Ｃや鉄骨梁Ｇの少なくとも一面は、耐火性の高い外壁材Ｗや床材Ｂ（図９および図１０参照）によって保護されているので、外壁材Ｗや床材Ｂを一つの耐火被覆材と見做して他の耐火被覆材Ｆとの合成耐火被覆構造とすることが認められている。このような合成耐火被覆構造を採用すると、鉄骨柱Ｃや鉄骨梁Ｇの一面乃至三面を被覆する必要がなくなるので、大きな経済的効果が得られるばかりでなく、作業性が大きく改善されるという利点がある。
【０００４】
一方、外壁材の内面側には、断熱材層、防湿層および内装下地材からなる内壁が外壁材との間に一定の空間を形成して建て込まれており、この空間を通して空気が流通することで内壁内部に結露することによるカビの発生や腐食を防止し、建築物の耐久性を高めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した外壁材と耐火被覆材からなる鉄骨柱や鉄骨梁の合成耐火被覆構造では、外壁材と耐火被覆材は、鉄骨柱や鉄骨梁の内部に火炎が侵入しないように隙間なく取り付ける必要があるため、外壁材と内壁間に形成される換気通路が遮断され、十分な換気を確保することができないという問題があった。
【０００６】
なお、特開平６−３２６６４号公報に記載されるように、水ガラスや水硬性セメントにバーミキュライト、ロックウールなどの無機成分を混合した耐火被覆材料を鉄骨構造体の鉄骨梁や鉄骨柱に吹き付けて、あるいは、塗布して鉄骨梁や鉄骨柱の耐火性能を確保するものが知られているが、このような耐火被覆材料は、施工時に現場で吹き付け、あるいは、塗布する必要があることから、作業環境が悪化するとともに、ムラが発生しやすく、ある程度熟練した技能が必要となるため、施工性が低下するという問題がある。また、建築物の外周部に設けられた鉄骨柱や鉄骨梁を被覆する場合、高所作業となり、安全性に難がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、簡単に施工することができ、優れた耐火性能を備えるとともに、換気を確保することのできる建築物の耐火構造を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鉄骨構造体を構成する鉄骨柱および鉄骨梁と、鉄骨柱または鉄骨梁と設定間隔をおいて取り付けられた耐火性外壁材と、鉄骨柱または鉄骨梁を被覆する耐火被覆材と、耐火性外壁材と耐火被覆材との突き合わせ部に配設された耐火性通気部材と、から構成され、前記耐火性通気部材は、通気路が形成された金属板製通気部材および該通気部材の、耐火性外壁材に面する一面に積層された熱膨張性シートからなり、耐火性通気部材の通気路を通して耐火被覆材の表面側と裏面側が連通されるとともに、熱膨張性シートが加熱により耐火性断熱層を形成して通気路を遮断することを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、鉄骨柱または鉄骨梁は、耐火性外壁材と、耐火被覆材と、耐火性外壁材と耐火被覆材との突き合わせ部に配設された耐火性通気部材とによって被覆され、合成耐火被覆構造に形成されている。そして、耐火性通気部材の通気路を通して耐火被覆材の表面側と裏面側、すなわち、鉄骨柱または鉄骨梁の一方と他方とが換気される。また、耐火性通気部材の熱膨張シートが加熱により耐火性断熱層を形成することで通気路が遮断される。
【００１０】
この結果、鉄骨柱または鉄骨梁は、耐火性外壁材と耐火被覆材と耐火性通気部材によって被覆されているため、鉄骨柱または鉄骨梁に火災による熱が伝わることを確実に防止することができ、また、耐火被覆材および耐火性通気部材によって鉄骨柱または鉄骨梁を被覆するだけの簡単な作業で施工することができる。一方、耐火性通気部材の通気路を通して鉄骨柱または鉄骨梁の一方と他方との換気が可能となり、内壁の内部に結露することによるカビの発生や腐食を防止することが可能となり、建築物の耐久性を高めることができる。
【００１１】
本発明の鉄骨柱または鉄骨梁としては、特に限定されず、Ｈ形鋼、角鋼管、丸鋼管などが挙げられる。
【００１２】
また、耐火性外壁材としては、軽量気泡コンクリート板（ＡＬＣ板）、プレキャストコンクリート板（ＰＣ板）など、従来より用いられているものを採用することができる。
【００１３】
一方、耐火被覆材としては、ケイ酸カルシウム板、繊維強化石膏ボード、軽量気泡コンクリート板（ＡＬＣ板）または押出成型セメント板、セラミック繊維やロックウールなどの耐熱性の高い繊維からなる不織布、金属板に熱膨張性シートが積層されたものなどが挙げられる。
【００１４】
ケイ酸カルシウム板の材料としては、通常、ケイ酸カルシウム板として用いられているものであれば限定されず、例えば、ケイ酸カルシウム以外に、無機質繊維、有機質などを含有するものであってもよい。特に、ケイ酸カルシウム７５〜８９重量％、無機質繊維１１重量％以下、有機質６重量％以下を含有するケイ酸カルシウム板が好ましい。
【００１５】
ケイ酸カルシウム板の厚みは、２５〜５０ｍｍが好ましい。２５ｍｍ未満では、耐火効果を十分に得ることができず、５０ｍｍを超えても耐火効果は変わらず、経済的に不利である。
【００１６】
繊維強化石膏ボード、軽量気泡コンクリート板または押出成型セメント板は、従来より用いられているものを採用することができる。
【００１７】
これらの繊維強化石膏ボード、軽量気泡コンクリート板または押出成型セメント板の厚みは、１０〜５０ｍｍが好ましい。１０ｍｍ未満では、耐火効果を十分に得ることができず、５０ｍｍを超えても耐火効果は変わらず、経済的に不利である。
【００１８】
また、耐火被覆材として、亜鉛めっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板などの金属板に熱膨張性シートを積層したものを鉄骨柱または鉄骨梁の少なくとも一面に用いてもよい。
【００１９】
金属板の厚みは、０．２〜０．６ｍｍが好ましい。０．２ｍｍ未満では、耐火効果を十分に得ることができず、０．６ｍｍを超えても耐火効果は変わらず、経済的に不利である。
【００２０】
熱膨張性シートは、例えば、火災の際に熱を受けて膨張することにより断熱層を形成し、この断熱層によって鉄骨柱または鉄骨梁に熱が伝わるのを防止する。この熱膨張性シートは金属板の内面に積層されるが、必ずしも金属板の内面全体にわたって配置される必要はない。
【００２１】
熱膨張性シートは、加熱により膨張して断熱性能を発揮するものであり、５０ｋＷ／ｍ²の加熱条件下で３０分間体積膨張させた場合の厚み方向の膨張倍率が１．１〜３０倍であることが好ましい。特に、２〜２０倍が好ましい。
【００２２】
熱膨張性シートの厚みは、０．３〜５．０ｍｍが好ましい。０．３ｍｍ未満では、膨張しても十分な断熱性を発揮することができず、５．０ｍｍを超えると、重くなって取り扱いが困難になる。
【００２３】
熱膨張性シートは、熱可塑性樹脂および／またはゴム物質、リン化合物および無機充填材を含有する樹脂組成物からなり、膨張により十分な断熱性能を発揮し、シート状に成形でき、取扱性に優れている。
【００２４】
熱可塑性樹脂および／またはゴム物質としては、特に限定されず、例えば、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリペンテン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリブテン、ポリクロロプレン、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ニトリルゴムなどが挙げられる。
【００２５】
特に、ポリクロロプレン、塩素化ブチルゴムなどのハロゲン化された樹脂は、それ自体難燃性が高く、熱による脱ハロゲン化反応により架橋が起こり、加熱後の残渣の強度が向上する点において好ましい。
【００２６】
これらの熱可塑性樹脂および／またはゴム物質として例示したものは、非常に柔軟でゴム的性質を持っていることから、無機充填材を高充填することが可能であり、得られる樹脂組成物が柔軟でフレキシブルなものとなる。より柔軟でフレキシブルな樹脂組成物を得るためには、非加硫ゴムやポリエチレン系樹脂が好適に用いられる。
【００２７】
熱可塑性機脂および／またはゴム物質は、単独で用いても、２種以上を併用してもよい。樹脂の溶融粘度、柔軟性、粘着性などの調整のため、２種以上の樹脂をブレンドしたものをベース樹脂として用いてもよい。
【００２８】
熱可塑性樹脂および／またはゴム物質には、熱膨張性シートの耐火性能を阻害しない範囲で、架橋や変性が施されてもよい。このような架橋や変性を行う時期については特に限定されず、予め架橋、変性した熱可塑性樹脂および／またはゴム物質に後述のリン化合物や無機充填材などの他の成分を配合してもよく、他の成分を配合する際同時に、または、配合した後に架橋や変性を施してもよい。また、架橋方法については特に限定されず、熱可塑性樹脂またはゴム物質について通常行われる架橋方法、例えば、各種架橋剤、過酸化物などを使用する方法、電子線照射による方法などが挙げられる。
【００２９】
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など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などのリン酸金属塩；ポリリン酸アンモニウム類：一般式Ｒ３（Ｒ２）ＰＯ（ＯＲ１）で表される化合物などが挙げられる。
【００３０】
式中、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の直鎖状もしく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。
【００３１】
これらのうち、耐火性の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム類および前記一般式で表される化合物が好ましく、性能、安全性、費用などの点においてポリリン酸アンモニウム類がより好ましい。
【００３２】
赤リンは、少量の添加で難燃効果が向上する。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などの安全性の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティングしたものなどが好適に用いられる。
【００３３】
ポリリン酸アンモニウム類としては、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などが挙げられるが、取扱性など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」、住友化学工業社製「スミセーフＰ」、チッソ社製「テラージユＣ６０」などが挙げられる。
【００３４】
一般式Ｒ３（Ｒ２）ＰＯ（ＯＲ１）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、プロピルホスホン酸、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−ジメチルーブチルホスホン酸、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）ホスフィン酸などが挙げられる。なかでも、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は好ましい。
【００３５】
リン化合物は、単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
無機充填材としては、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、フェライト類などの金属酸化物; 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などの含水無機物；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、炭酸バリウムなどの金属炭酸塩；硫酸カルシウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウムなどのカルシウム塩；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、窒化けい素、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、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化けい素、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、脱水汚泥などが挙げられる。なかでも、含水無機物および金属炭酸塩が好ましい。
【００３６】
水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの含水無機物は、加熱時の脱水反応によって生成した水のために吸熱が起こり、温度上昇が低減されて高い耐熱性が得られる点および加熱残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働くことで残渣強度が向上する点で特に好ましい。水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムは、脱水効果を発揮する温度領域が異なるため、併用すると脱水効果を発揮する温度領域が広がり、より効果的な温度上昇抑制効果が得られることから、併用することが好ましい。
【００３７】
炭酸カルシウム、炭酸亜鉛などの金属炭酸塩は、リン化合物との反応で膨張を促すと考えられ、特に、リン化合物として、ポリリン酸アンモニウムを使用した場合に、高い膨張効果が得られる。また、有効な骨材として働き、燃焼後に形状保持性の高い残渣を形成する。
【００３８】
金属炭酸塩の中でも、さらに、炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸塩；炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩；炭酸亜鉛などの周期律表IIｂ族金属の炭酸塩が好ましい。
【００３９】
一般的に、無機充填材は、骨材的な働きをすることから、残渣強度の向上や熱容量の増大に寄与すると考えられる。
【００４０】
無機充填材は、単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
無機充填材の粒径としては、０．５〜１００μｍのものが使用でき、より好ましくは、約１〜５０μｍである。また、粒径の大きい無機充填材と粒径の小さい無機充填材を組み合わせて使用することがより好ましく、組み合わせて用いることによって、熱膨張性シートの力学的性能を維持したまま、高充填化することが可能となる。
【００４１】
樹脂組成物には、熱可塑性樹脂および／またはゴム物質、リン化合物および無機充填材の他に、中和処理された熱膨張性黒鉛、多価アルコールなどが添加されていてもよい。
【００４２】
中和処理された熱膨張性黒鉛とは、従来公知の物質である熱膨張性黒鉛を中和処理したものである。熱膨張性黒鉛は、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などの粉末を、濃硫酸、硝酸、セレン酸などの無機酸と濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素などの強酸化剤とで処理することにより生成するグラファイト層間化合物であり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物である。
【００４３】
このように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、さらにアンモニア、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などで中和することにより、中和処理された熱膨張性黒鉛とする。
【００４４】
脂肪族低級アミンとしては、特に限定されず、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンなどが挙げられる。
【００４５】
アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物としては、特に限定されず、例えば、カリウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウムなどの水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩などが挙げられる。
【００４６】
中和処理された熱膨張性黒鉛の市販品としては、例えば、日本化成社製「ＣＡ−６０Ｓ」などが挙げられる。
【００４７】
中和処理された熱膨張性黒鉛の粒度は、２０〜２００メッシュが好ましい。粒度が２００メッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さく、所定の耐火断熱層が得られず、粒度が２０メッシュより大きくなると、黒鉛の膨張度が大きいという利点はあるが、熱可塑性樹脂および／またはゴム物質と混練する際に分散性が悪くなり、物性の低下が避けられない。
【００４８】
多価アルコールは、分子中に水酸基を２つ以上有する炭化水素化合物であるが、その炭素数は１〜５０が好ましい。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−へキサンジオール、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ネオペンタエリスリトール、ソルビトール、イノシトール、マンニトール、グルコース、フルクトース、デンプン、セルロースなどが挙げられる。
【００４９】
多価アルコールは、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
多価アルコールとしては、分子中の水酸基数と炭素数との比〔（水酸基数）／（炭素数）〕が、０．２〜２．０であるものが好ましく、より好ましくは、ペンタエリスリトール類、ソルビトール、マンニトールなどに代表されるような、〔（水酸基数）／（炭素数）〕が、０．７〜１．５のものである。中でも、ペンタエリスリトール類は、水酸基含有率が高いため炭化促進効果が高く、最も好ましいものである。
【００５０】
分子中の水酸基数と炭素数との比〔（水酸基数）／（炭素数）〕が０．２〜２．０の範囲にある多価アルコールは、燃焼時に脱水縮合して効果的に炭化層を形成する。上記比〔（水酸基数）／（炭素数）〕が０．２未満であると、燃焼時には脱水縮合よりも炭素鎖の分解が起こり易くなるため、十分な炭化層を形成することができず、２．０を超えると、炭化層の形成には差し支えないが、耐水性が大幅に低下する。耐水性が低下すると、成形直後の樹脂組成物を水冷する際に、多価アルコールが溶出したり、成形体の保管中の湿度によって、多価アルコールがブリードアウトするなどの問題点がある。
【００５１】
熱膨張性シートは、２５℃での初期のかさ密度が０．８〜２．０ｇ／ｃｍ³であるものが好ましく、より好ましくは、１．０〜１．８ｇ／ｃｍ³である。２５℃での初期のかさ密度を０．８〜２．０ｇ／ｃｍ³の範囲内とすることによって熱膨張性シートに要求される断熱性、耐火性などの物性を損なわず、しかも、作業性に優れたものとすることができる。
【００５２】
２５℃における初期のかさ密度が０．８ｇ／ｃｍ³未満であると、樹脂組成物中に十分な量の膨張剤、炭化剤、不燃性充填剤などを添加することができず、加熱後の膨張倍率、残渣量が不十分となり、耐火断熱層を形成することができなくなる。また、２５℃における初期のかさ密度が２．０ｇ／ｃｍ³を超えると、樹脂組成物の重量が大きくなりすぎるために、取扱性が低下する。
【００５３】
熱膨張性シートは、５００℃で１時間加熱したときのかさ密度が、０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ³であるものが好ましく、より好ましくは、０．１〜０．３ｇ／ｃｍ³である。５００℃で１時間加熱したときのかさ密度が、０．０５ｇ／ｃｍ³未満であると、隙間が多すぎるため、膨張時の崩れにより耐火断熱層がその形状を保持することができず、０．５ｇ／ｃｍ³を超えると、膨張倍率が不十分となり、耐火性能を十分に発揮することができず、いずれの場合も耐火断熱層を形成することができなくなる。
【００５４】
熱膨張性シートは、５０ｋＷ／ｍ²の加熱条件下で３０分間体積膨張させた後の熱伝導率が、０．０１〜０．３ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃であることが好ましい。５０ｋＷ／ｍ²の加熱条件下で３０分間体積膨張させた後の熱伝導率が、０．３ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃を超えると、断熱性能が不十分であるため、十分な耐火性能を発揮することができず、０．０１ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃未満であるものは、有機物および無機物の混合物では作ることができない。
【００５５】
熱膨張性シートは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により、１０℃／分の昇温速度で６００℃まで昇温した場合の総吸熱量が、１００Ｊ／ｇ以上であることが好ましい。１００Ｊ／ｇ以上であると、温度上昇が遅くなり、断熱性能がより良好となる。
【００５６】
熱膨張性シートを構成する樹脂組成物に、樹脂組成物の物性を損なわない範囲で、難然剤、酸化防止剤、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料、粘着付与樹脂などが添加されてもよい。
【００５７】
樹脂組成物は、前述した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、二本ロールなど公知の混練装置を用いて溶融混練することにより得ることができる。得られた樹脂組成物は、例えば、プレス成型、押出成型、カレンダー成型などの従来公知の方法により、熱膨張性シートに成型することができる。
【００５８】
なお、熱膨張性シートの片面には、施工性や燃焼残渣強度を改善する目的で基材層が積層されていてもよい。この基材層に用いられる材料としては、例えば、布、不織布、プラスチックフィルム、割布、ラスクロス、アルミ箔、アルミガラスクロスなどが挙げられる。好ましくは、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルムなどのプラスチックフィルムである。基材層の厚みは、０．２５ｍｍ以下が好ましい。
【００５９】
基材層が積層された熱膨張性シートは、基材層が積層された面に、ロックウール保温板などの断熱材を積層して用いることができる。
【００６０】
熱膨張性シートとして粘着性を有する材料からなるものを用いると、通気部材に装着する際の作業性が向上する。粘着性を有するとは、金属板に仮止め固定が可能となるような性質を有することを意味し、広く粘着性および／または接着性を有することをいう。
【００６１】
熱膨張性シートへの粘着性の付与は、例えば、熱可塑性樹脂および／またはゴム物質に粘着付与剤を添加することにより行うことができる。粘着付与剤としては特に限定されず、例えば、粘着付与樹脂、可塑剤、油脂類、高分子低重合物などが挙げられる。
【００６２】
ロックウール保温板としては、特に限定されず、従来ロックウール保温材として用いられるものをシート状に加工して使用することができ、例えば、ニチアス社製「ＭＧフェルト１号」（密度８０ｋｇ／ｍ³）などが挙げられる。
【００６３】
ロックウール保温板の厚みは、２５〜１５０ｍｍが好ましい。２５ｍｍ未満では、耐火効果を十分に得ることができず、１５０ｍｍを超えても耐火効果は変わらず、経済的に不利である。
【００６４】
ロックウール保温板の密度は、２０〜２５０ｋｇ／ｍ³が好ましく、３０〜８０ｋｇ／ｍ³がさらに好ましい。
【００６５】
耐火性通気部材の通気部材を形成する金属板としては、耐火性の高い鋼板、ステンレス鋼板などが好ましい。また、１種以上の金属板を複数枚積層してもよい。
【００６６】
通気部材の金属板の厚みは、０．１〜１．０ｍｍが好ましい。０．１ｍｍ未満では、防炎材料として機能しにくく、１．０ｍｍを超えると、重くて取扱性が悪くなる。
【００６７】
耐火性通気部材の熱膨張性シートは、前述した熱膨張性シートと同一のものである。
【００６８】
ただし、熱膨張性シートは、５０ｋＷ／ｍ²の加熱条件下で３０分間体積膨張させた後の厚み変化が１．１〜３０倍であることが好ましい。１．１倍未満では火災時に断熱性を発揮しにくく、通気路を遮断することが困難になり易い。３０倍を超えると、膨張残渣がもろく、通気路を遮断したとしても、長時間維持することが困難になり易い。
【００６９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１乃至図３に本発明の建築物の耐火構造の実施例１を示す。
【００７０】
この実施例１の耐火構造は、鉄骨構造体を構成するＨ形鋼からなる鉄骨柱Ｃと、該鉄骨柱ＣにＣ型チャンネル材（図示せず）を介して５０ｍｍの間隔をおいて固定された外壁材Ｗ（厚み１００ｍｍのＡＬＣ板）と、鉄骨柱Ｃを被覆する耐火被覆材Ｆ１（厚み２５ｍｍのケイ酸カルシウム板；小野田化学社製）と、外壁材Ｗと耐火被覆材Ｆ１との突き合わせ部に配設された耐火性通気部材１と、から構成されている（図１参照）。
【００７１】
耐火性通気部材１は、図２および図３に示すように、断面Ｈ字状に形成した通気部材２と、該通気部材２のウエブ２１の一面に貼着された熱膨張性シート３とから構成されている。
【００７２】
通気部材２は、厚み０．３ｍｍの着色メッキ鋼板を断面コ字状に折曲した単位部材２Ａ，２Ｂと、これらの単位部材２Ａ，２Ｂを連結する連結部材２Ｃとによって構成され、単位部材２Ａ，２Ｂのウエブ２１，２１同士を接合させるとともに、各単位部材２Ａ，２Ｂのフランジ２２，２２にわたって連結部材２Ｃを巻き付け、一体に連結することで形成されている。そして、通気部材２を構成する単位部材２Ａ，２Ｂのうち、一方の単位部材２Ａの両フランジ２２，２２に長手方向に設定間隔をおいて複数個の換気口２２ｘが形成され、該一方の単位部材２Ａのウエブ２１の内面に熱膨張性シート３が貼着されている。
【００７３】
なお、通気部材２の他方の単位部材２Ｂのウエブ２１および上下のフランジ２２，２２で形成される空間２ｂに耐火被覆材Ｆ１の端縁部が嵌挿されるように設定されている。
【００７４】
また、通気部材２の換気口２２ｘに代えて切欠部を形成してもよい。
熱膨張性シート３は、下記の表１に示す組成を表１に示す配合（重量部）で厚み２ｍｍに形成したものであって、その一面が通気部材２の一方の単位部材２Ａのウエブ２１の内面に貼着されている。また、熱膨張性シート３の他面には、厚み０．２５ｍｍのポリエチレンフィルム（図示せず）が貼着されている。
【００７５】
【表１】

そして、鉄骨柱Ｃの耐火性外壁材Ｗに面する一面を除く三面に対応して、耐火被覆材Ｆ１を耐火接着剤（アスク社製「キルボンド」）と釘を用いてコ字状に形成し、耐火性外壁材Ｗと突き合わされる耐火被覆材Ｆ１の端縁部に耐火性通気部材１を構成する通気部材２の他方の単位部材２Ｂの中空部２ｂを嵌挿し、耐火性通気部材１から耐火被覆材Ｆ１に釘を打ち込んで固定した。そして、耐火性通気部材１を取り付けた耐火被覆材Ｆ１を鉄骨柱Ｃに被せるとともに、耐火性通気部材１の通気部材２の一方の単位部材２Ａのフランジ２２の端縁を耐火性外壁材Ｗに当接させ、鉄骨柱Ｃに取り付けた。ここで、耐火性通気部材１の通気部材２の一方の単位部材２Ａのウエブ２１の内面に貼着された熱膨張性シート３が耐火性外壁材Ｗと対面している他、耐火性通気部材１の通気部材２の一方の単位部材２Ａのフランジ２２に形成された換気口２２ｘを通して空気が流通し、鉄骨柱Ｃを被覆する耐火被覆材Ｆ１の内外が換気される。
【００７６】
なお、表１における厚みの膨張倍率は、Ｗ１００×Ｌ１００×ｔｍｍのシート状の熱膨張性シートサンプルを、中規模火災時の燃焼条件に相当する５０ｋＷ／ｍ²に設定したＡＴＬＡＳ製コーンカロリーメーターを用いて３０分間加熱し、燃焼させて膨張後の耐火性断熱材を得た後、得られた耐火性断熱材の厚みｔ’ｍｍを測定し、ｔ’／ｔによって算出したものである。
（実施例２）
図４乃至図６に本発明の建築物の耐火構造の実施例２を示す。
【００７７】
この実施例２の耐火構造は、実施例１と同様に、鉄骨構造体を構成するＨ形鋼からなる鉄骨柱Ｃと、該鉄骨柱ＣにＣ型チャンネル材（図示せず）を介して５０ｍｍの間隔をおいて固定された外壁材Ｗ（厚み１００ｍｍのＡＬＣ板）と、鉄骨柱Ｃを被覆する耐火被覆材Ｆ１（厚み２５ｍｍのケイ酸カルシウム板；小野田化学社製）と、外壁材Ｗと耐火被覆材Ｆ１との突き合わせ部に配設された耐火性通気部材４と、から構成されている（図４参照）。
【００７８】
耐火性通気部材４は、図５および図６に示すように、断面略Ｃ字状に形成した通気部材５と、該通気部材５のウエブ５１の内面略中間部に貼着された熱膨張性シート３とから構成されている。
【００７９】
通気部材５は、厚み０．４ｍｍの着色メッキ鋼板を断面略Ｃ字状に折曲したもので、ウエブ５１、該ウエブ５１の両端から同方向に直角に折曲されたフランジ５２，５２および該フランジ５２の先端から内方に直角に折曲されたリップ５３を有し、ウエブ５１の略中間部には内方に向かって凹状の陥没部５１ａが形成されている。このウエブ５１の陥没部５１ａは、耐火被覆材Ｆ１の木口と対向するように設定されている。そして、通気部材５のウエブ５１には、陥没部５１ａを挟んで長手方向に設定間隔をおいて複数個の換気口５１ｘが形成され、該ウエブ５１の陥没部５１ａの内面に熱膨張性シート３が貼着されている。
【００８０】
熱膨張性シート３は、前記の表１に示す組成を表１に示す配合で厚み２ｍｍに形成したものであって、その一面が通気部材５のウエブ５１の陥没部５１ａの内面に貼着されている。また、熱膨張性シート３の他面には、厚み０．２５ｍｍのポリエチレンフィルム（図示せず）が貼着されている。
【００８１】
そして、実施例１の場合と同様に、耐火被覆材Ｆ１を耐火接着剤（アスク社製「キルボンド」）と釘を用いてコ字状に形成し、耐火性外壁材Ｗと突き合わされる耐火被覆材Ｆ１の木口に耐火性通気部材４を構成する通気部材５のウエブ５１の陥没部５１ａの外面を突き合わせ、耐火性通気部材４から耐火被覆材Ｆ１に釘を打ち込んで固定した。そして、耐火性通気部材４を取り付けた耐火被覆材Ｆ１を鉄骨柱Ｃに被せるとともに、耐火性通気部材４の通気部材５のリップ５３の外面を耐火性外壁材Ｗに当接させ、鉄骨柱Ｃに取り付けた。ここで、耐火性通気部材４の通気部材５のウエブ５１の陥没部５１ａの内面に貼着された熱膨張性シート３が耐火性外壁材Ｗと対面している他、耐火性通気部材４の通気部材５のウエブ５１に形成された換気口５１ｘを通して空気が流通し、鉄骨柱Ｃを被覆する耐火被覆材Ｆ１の内外が換気される。
（実施例３）
図７に本発明の建築物の耐火構造の実施例３を示す。
【００８２】
この実施例３の耐火構造は、鉄骨構造体を構成するＨ形鋼からなる鉄骨柱Ｃと、該鉄骨柱ＣにＣ型チャンネル材（図示せず）を介して５０ｍｍの間隔をおいて固定された外壁材Ｗ（厚み１００ｍｍのＡＬＣ板）と、鉄骨柱Ｃを被覆する耐火被覆材Ｆ２と、外壁材Ｗと耐火被覆材Ｆ２との突き合わせ部に配設された前述した耐火性通気部材１と、から構成されている。この耐火被覆材Ｆ２は、厚み０．３ｍｍの亜鉛メッキ鋼板ｆ２１の内面側に熱膨張性シートｆ２２を貼着するとともに、熱膨張性シートｆ２２の他面に断熱材ｆ２３を積層して形成され、鉄骨柱Ｃの外壁材Ｗに面する一面を除く三面に沿うように、略コ字状に形成されている。この熱膨張性シートｆ２２は、前記表１に示す組成を表１に示す配合で厚み２ｍｍに形成したものである。また、断熱材ｆ２３は、密度８０ｋｇ／ｍ³のロックウールを厚み２５ｍｍに形成したものである。
【００８３】
そして、耐火性外壁材Ｗと突き合わされる耐火被覆材Ｆ２の端縁部に前述した実施例１の耐火性通気部材１を構成する通気部材２の他方の単位部材２Ｂの中空部２ｂを嵌挿して固定した。そして、耐火性通気部材１を取り付けた耐火被覆材Ｆ２を鉄骨柱Ｃに被せるとともに、耐火性通気部材１の通気部材２の一方の単位部材２Ａのフランジ２２の端縁を耐火性外壁材Ｗに当接させ、鉄骨柱Ｃに取り付けた。ここで、耐火性通気部材１の通気部材２の一方の単位部材２Ａのウエブ２１の内面に貼着された熱膨張性シート３が耐火性外壁材Ｗと対面している他、耐火性通気部材１の通気部材２の一方の単位部材２Ａのフランジ２２に形成された換気口２２ｘを通して空気が流通し、鉄骨柱Ｃを被覆する耐火被覆材Ｆ１の内外が換気される。
【００８４】
これらの実施例１乃至実施例３について、ＪＩＳＡ１３０４に準じて耐火加熱試験を行い、１時間後の鉄骨柱Ｃの表面温度を測定した。その結果、実施例１は３２５℃、実施例２は３３０℃、実施例３は３３５℃であり、評価はいずれも○であった。
【００８５】
なお、前述した実施例においては、鉄骨柱Ｃの耐火構造を説明したが、鉄骨梁Ｇについても同様に対応することができる。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、鉄骨柱または鉄骨梁は、耐火性外壁材と耐火被覆材と耐火性通気部材によって被覆されているため、鉄骨柱または鉄骨梁に火災による熱が伝わることを確実に防止することができ、また、耐火被覆材および耐火性通気部材によって鉄骨柱または鉄骨梁を被覆するだけの簡単な作業で施工することができる。一方、耐火性通気部材の通気路を通して鉄骨柱または鉄骨梁の一方と他方との換気が可能となり、内壁の内部に結露することによるカビの発生や腐食を防止することが可能となり、建築物の耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建築物の耐火構造の実施例１を示す横断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図１の耐火構造を構成する耐火性通気部材の斜視図である。
【図４】本発明の建築物の耐火構造の実施例２を示す横断面図である。
【図５】図４のＢ部拡大図である。
【図６】図４の耐火構造を構成する耐火性通気部材の斜視図である。
【図７】本発明の建築物の耐火構造の実施例３を示す横断面図である。
【図８】鉄骨柱や鉄骨梁の耐火被覆構造の一例を示す縦断面図である。
【図９】鉄骨梁の合成耐火被覆構造の一例を示す縦断面図である。
【図１０】鉄骨柱の合成耐火被覆構造の一例を一部破断して示す斜視図およびその横断面図である。
【符号の説明】
１，４耐火性通気部材
２通気部材
２１ウエブ
２２フランジ
２２ｘ換気口（通気路）
３熱膨張性シート
５通気部材
５１ウエブ
５１ｘ換気口（通気路）
Ｃ鉄骨柱
Ｗ耐火性外壁材
Ｆ１耐火被覆材（ケイ酸カルシウム板）
Ｆ２耐火被覆材
ｆ２１金属板（亜鉛メッキ鋼板）
ｆ２２熱膨張性シート
ｆ２３断熱材

Claims

鉄骨構造体を構成する鉄骨柱および鉄骨梁と、鉄骨柱または鉄骨梁と設定間隔をおいて取り付けられた耐火性外壁材と、鉄骨柱または鉄骨梁を被覆する耐火被覆材と、耐火性外壁材と耐火被覆材との突き合わせ部に配設された耐火性通気部材と、から構成され、前記耐火性通気部材は、通気路が形成された金属板製通気部材および該通気部材の、耐火性外壁材に面する一面に積層された熱膨張性シートからなり、耐火性通気部材の通気路を通して耐火被覆材の表面側と裏面側が連通されるとともに、熱膨張性シートが加熱により耐火性断熱層を形成して通気路を遮断することを特徴とする建築物の耐火構造。
前記鉄骨柱の少なくとも一面が、金属板および該金属板に積層された熱膨張性シートからなる耐火被覆材によって被覆されていることを特徴とする請求項１記載の建築物の耐火構造。
前記耐火性通気部材は、ウエブおよび上下一対のフランジを有して断面Ｈ字状またはエ字状に形成され、ウエブの一面に面するフランジに複数個の換気口または切欠部からなる通気路が形成された金属板製通気部材と、該通気部材の通気路が形成された側のウエブの一面に貼着され、熱可塑性樹脂および／またはゴム物質、リン化合物および無機充填材を含有する樹脂組成物からなる熱膨張性シートと、からなり、通気部材の、熱膨張性シートが貼着されていない側のウエブの他面および該ウエブの他面に面する上下一対のフランジで形成される空間に耐火被覆材の端縁部が嵌挿されていることを特徴とする請求項１記載の建築物の耐火構造。
前記耐火性通気部材は、ウエブと、該ウエブの両端から同方向に折曲された上下一対のフランジと、該上下一対のフランジの先端から内方に折曲されたリップとを有して断面略Ｃ字状に形成され、耐火被覆材の木口と対向する部位を挟むウエブのフランジ側の両側に複数個の換気口からなる通気路がそれぞれ形成された金属板製通気部材と、該通気部材のウエブに形成される通気路間であって、ウエブのフランジの突き出し側の面に貼着され、熱可塑性樹脂および／またはゴム物質、リン化合物および無機充填材を含有する樹脂組成物からなる熱膨張性シートと、からなり、通気部材のウエブに形成される通気路間であって、ウエブのフランジの突き出し側の面と反対側の面に耐火被覆材の木口が突き合わされて固定されていることを特徴とする請求項１記載の建築物の耐火構造。
前記熱膨張性シートは、５０ｋＷ／ｍ²の熱量で３０分間加熱された時の厚み変化が１．１〜３０倍であることを特徴とする請求項２、請求項３または請求項４記載の建築物の耐火構造。
前記熱膨張性シートは、熱膨張性無機物を含有することを特徴とする請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記載の建築物の耐火構造。