JP4700215B2 - 防火区画壁 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、乾式工法の防火区画壁に関するものであり、より詳細には、室と室、または室と設備空間とを仕切る屋内非耐力壁として施工される防火区画壁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の壁体は、建築物の用途及び規模等の建築物単体又は固有の条件、建築物の敷地及び配置等の集団的又は都市計画的な条件に基づき、強度、防耐火性能、耐震性能等の諸性能に関し、建築基準法の下で各種規制を受ける。また、国土交通省、住宅金融公庫、住宅・都市整備公団等の各公的機関は、標準仕様書又は特記仕様書等により、壁体の諸性能に関する基準を独自に定めており、このような機関の建築物では、壁体の性質及び種別等に応じて、更に詳細な断熱基準、遮音基準、防耐火基準、耐震基準等が適用される場合がある。
【０００３】
特に、建築物壁体の防耐火性能については、内装制限及び防耐火性能が建築基準法に厳格に規定されているので、壁体の構造及び構成材料は、建築基準法に規定された内装制限及び防耐火性能を遵守しなければならない。例えば、建築基準法は、建築物の用途、規模及び地域指定等に基づき、耐火建築物又は準耐火建築物として建築物全体の構造を規定するばかりでなく、建築物の用途、規模、延焼防止、避難、排煙、消火等の観点より、内装材料、内壁構造、建具構造、配管貫通部等の建築物内部の各部構成に関し、防耐火性能を規制している。ここに、現行の建築基準法の下では、建築物の内装材料は、不燃性能に関し、所定の不燃等級（不燃材、準不燃材及び難燃材）に分類され、建築物の壁体は、防耐火性能に関し、所定の構造種別（耐火構造、準耐火構造、防火構造、準防火構造等）に分類されている。
【０００４】
他方、建築物の軽量化の観点より、軽量鉄骨製スタッドの両面に石膏ボード又は珪酸カルシウム板等の耐火性ボード材料を取付けた構造を有する乾式工法の耐火間仕切壁が、防火区画、排煙区画又は竪穴区画等の防火区画壁として使用されている。
【０００５】
図４は、エレベータシャフト、階段室、ダクトシャフト（ＤＳ）又は配管シャフト（ＰＳ）等の竪穴Ａを区画する防火区画壁として施工された従来構造の耐火間仕切壁Ｗを示す縦断面図である。図４に示す間仕切壁Ｗの施工は、軽量鉄骨製スタッドＳを上下の床スラブ又は梁Ｆ１：Ｆ２の間に垂直に建込み、スタッドＳの両面に石膏ボード等のボード材料Ｂを二重張りした構造のものである。この構成の耐火間仕切壁は、乾式工法の防火区画壁として長年に亘って広く使用されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような両面施工型の耐火間仕切壁では、竪穴側のボード材料は、シャフト内から施工しなければならず、このため、極めて施工性又は施工効率が悪い作業環境の下でボード張り工程を実施せざるを得ない。殊に、ダクトシャフト又は配管シャフト等では、十分な作業スペースを確保し難く、竪穴側からのボード張り作業は、極めて作業性が悪い。また、比較的作業スペースが広いエレベータシャフト等であっても、仮設の作業足場をシャフト内に構築しなければならず、付加的且つ一時的な仮設足場の設置が必要となり、これは、特に中高層建築物の建築工事にあっては、作業上且つ工期的に非常に不利である。
【０００７】
このため、多くの場合、コンクリートブロック等を用いた湿式工法の組積造によって耐火間仕切壁をシャフト外から構築したり、あるいは、配管又はダクト等の床貫通部に防火ダンパーを設置し且つ貫通部に耐火処理材を充填することなどにより、床レベルに水平な防火区画を形成し、これにより、竪穴区画の法的規制を受けないように設計変更するなどの対策が採られている。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エレベータシャフト、ダクトシャフト、配管シャフト等の竪穴の如く、一方の側からは極端に施工困難な条件に設置される乾式工法の防火区画壁に関し、その施工性を大幅に改善することができる防火区画壁を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記目的を達成するために、本発明は、室と室、または室と設備空間とを仕切る屋内非耐力壁であって、軽量鉄骨製スタッド及び不燃性ボード材料により形成される乾式工法の防火区画壁において、
壁芯に沿って配置された上下の溝型ランナと、
上端部及び下端部を上下の前記溝型ランナの溝内に挿入されて垂直に立設され、壁芯に沿って所定間隔を隔てて整列配置された軽量鉄骨製スタッドと、
該スタッドの片面にのみ取付けられ、２層構造に積層された不燃性ボード材料とからなり、
前記ボード材料は、９．５〜２５mmの範囲内の板厚を有する石膏ボード又は石膏板であり、
前記スタッド及びボード材料の各着火温度は、１０００℃以上の温度であり、
防火区画壁の任意の側の雰囲気温度が９５０℃の高温に達したときに、防火区画壁の他方の側における前記ボード材料の表面温度は、最高２００℃以下、平均１６０℃以下の範囲内の温度を維持し、
前記ボード材料は、不燃性且つ耐熱性を有する係止具によって前記スタッドに固定され、該係止具は、前記スタッドに沿って３００mm以下の間隔に配置され、耐火構造壁の片側領域の雰囲気温度が９００℃以上の高温に達したときに、前記ボード材料及びスタッドの一体性を保持するとともに、前記スタッドの熱変形を抑制することを特徴とする防火区画壁を提供する。
【００１０】
乾式工法の防火区画壁に対する従来の概念は、スタッドの熱変形により壁体が異常に変形し、ボードが崩落し、更には、壁体が崩壊する事態を懸念し、壁体の両面に不燃性ボード材料を取付ける両面施工形態の構造にしなければならないというものであったが、本発明者の研究によれば、高温加熱時には、スタッドは、主として面外方向の応力を負担し、ボード材料は、主として面内方向の応力を負担し、スタッド及びボード材料を相互連結する係止具は、スタッドの過剰な熱変形を制限し、スタッドを所定位置に保持する作用を発揮する。このため、上記構成の防火区画壁は、高温加熱時にスタッド及びボード材料の一体性を保持する。従って、片面施工型の壁体であっても、これらの壁体構成要素の協動作用により、防火区画壁として十分な耐火性能が得られる。
【００１１】
本発明の上記構成によれば、防火区画壁は、片面施工可能な乾式構造の壁体であり、床版がない竪穴内に仮設足場を設置することなく、また、狭小なシャフト内スペースからボード張り作業を行うこともなく、竪穴の外側からスタッド及びボード材料を施工し、防火区画壁を施工することができる。本発明の構成は又、内装工事が実質的に不要な倉庫等の室と、内装工事を必要とする室とを仕切る防火区画壁として、有利に使用することができる。この場合、内装工事が不要な倉庫等の室の壁面には、内装工事を施すことなく防火区画壁を形成することができるので、工事費低減及び工期短縮の観点より、極めて有益である。
【００１２】
好ましくは、各ボード材料は、加熱時におけるボード素材の結晶水の蒸発気化熱によりボード自体の温度上昇を抑制する性質を有する。ボードは、例えば、９．５mm、１２．５mm、１５mm、１８mm、２１mm又は２５mmの板厚（JIS規格)を有する。更に好ましくは、ボードは、板厚２１mmの石膏ボード又は石膏板である。好適には、係止具は、スタッドに沿って３００mm以下の間隔に配置され且つスタッドの過剰な熱変形を制限するスクリュービスからなる。
【００１３】
一般に、石膏ボード等の建築内装工事用ボードには、内部結晶水の蒸発気化により生じるボード自体の吸熱反応により、火災時におけるボードの温度上昇を抑制するという性質がある。しかし、このような結晶水の蒸発気化は、同時に、ボード材料の体積収縮を生じさせるので、ボード材料同士の継目には、体積収縮に伴う隙間が生じ易い。殊に、本発明に係る片面施工型の防火区画壁では、この種の隙間の発生により、壁体の耐火性能が低下する事態が懸念される。しかしながら、ボード材料を２層以上に積層した場合、各層のボード材料の目地又は継目を壁芯方向に互いにずれた位置に配置したり、或いは、目地又は継目を縦横に交差させることができる。即ち、上記ボード材料を少なくとも２層構造に積層することにより、上述の隙間発生に伴う耐火性能の劣化を未然に防止すべく、各層のボード継目の隙間が壁体を貫通しないように予め対策することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る防火区画壁の実施形態について、詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明に係る防火区画壁の実施形態を示す縦断面図及び平面図であり、図３は、図１及び図２に示す防火区画壁の部分破断斜視図である。
【００１５】
本実施形態の防火区画壁１は、図１及び図２に示す如く、竪穴５０の縁に隣接して鉄筋コンクリート床スラブＦ１上に配置され、竪穴５０を防火上区画する竪穴区画を構成する。防火区画壁１の下端部は、床スラブＦ１に支持され、防火区画壁１の上端部は、上階の鉄筋コンクリート床スラブＦ２に固定される。防火区画壁１の軸組は、鋼製スタッド１０、床ランナ１１及び天井ランナ１２により構成される。スタッド１０は、軽量鉄骨製のチャンネル型部材からなり、床ランナ１１及び天井ランナ１２は、軽量溝型鋼からなる。ランナ１１、１２は、アンカーボルト等の係止具１３によって床スラブＦ１、Ｆ２に夫々固定され、スタッド１０の下端部及び上端部は、床ランナ１１及び天井ランナ１２に夫々係止する。スタッド１０の間隔は、３００〜６００mm程度の寸法に設定された所定間隔（例えば、４５５mm間隔）を隔てて竪穴５０の縁に整列し、床スラブＦ１、Ｆ２の間に垂直に立設する。
【００１６】
下貼ボード２が、室内側からスクリュービス８及び接着剤によってスタッド１０の片面に取付けられる。ボード２は、横張り方向に配置され、ボード２の突付け目地２０が、水平に延びる。スクリュービス８は、スタッド１０に沿って高さ方向に１５０〜２５０mmの間隔、例えば、２００mm間隔に配置される。上貼ボード３が、ビス９又はステープル（図示せず）によって下地ボード２の表面に室内側から固定される。ボード２は、縦張り方向に配置され、突付け目地３０が、垂直方向に延び、かくして、ボード２、３の各目地は、互いに交差する。本実施形態では、ボード２、３として、板厚２１mmの石膏ボード又は石膏板が使用される。上貼ボード３の室内側壁面には、クロス又は塗装等の内装仕上が施され、内装仕上面４が室内側に露出する。なお、ボード２、３として、上記石膏ボードと同等の板厚を有する硬質石膏板（比重約１．２５）又はガラス繊維補強石膏板（比重約１．０）を使用しても良い。
【００１７】
図１に示す如く、床仕上材６が、床スラブＦ１上に施工され、巾木７が、防火区画壁１の下端縁に取付けられる。巾木７は、仕上ボード３の下端部に配置されたビス９のビス頭を室内側から被覆し、下端部のビス頭は、巾木７によって隠蔽される。巾木７として、汎用の既製巾木、例えば、ビニール巾木等を使用し得る。
【００１８】
天井軽鉄下地Ｃが、上階床スラブＦ２に懸吊され、天井仕上材５が、天井軽鉄下地Ｃに取付けられる。天井仕上材５は、天井廻り縁等の見切り縁（図示せず）を介して仕上ボード３の室内側壁面に接合する。廻り縁として、樹脂又は金属製の既製見切り縁又はジョイナーや、木材の加工品を使用し得る。所望により、天井廻り縁部分に目透かし目地を形成し、或いは、コーキング材又はシーリング材を充填したシール材充填目地を形成しても良い。
【００１９】
本発明者は、このような防火区画壁の耐火試験を実施したところ、上記構成の耐火構造１は、所期の耐火性能を発揮した。この耐火試験においては、厚さ２１mmの石膏ボードをボード２、３として軽量鉄骨製スタッド１０に片面張りしてなる防火区画壁１が、供試体として使用され、防火区画壁１の片面が、ガス燃焼式加熱炉の炉内に面するように配置された。耐火試験では、加熱炉の炉温は、実際の火災発生時の状況を再現すべく、約１時間の時間で室温（初期温度）から約９５０℃に上昇するように制御された。
【００２０】
スタッド１０を炉内に向けた第１耐火試験と、石膏ボード２、３を炉内に向けた第２耐火試験とを個別に実施し、各試験において、炉と反対側に位置する壁面の温度を測定した結果、防火区画壁１の裏面温度（室内側表面温度）は、いずれの試験においても、最高温度約２００℃（室温＋１８０℃）及び平均温度約１６０℃（室温＋１４０℃）を超えることはなく、防火区画壁としての性能を十分に発揮すると判明した。
【００２１】
このような構成の片面施工型間仕切壁が防火区画壁としての性能を発揮した原因を考察すると、当業者が過去に認識していなかった以下の要因又は現象が挙げられる。
(1) 結晶水の蒸発気化熱により温度上昇しない性質が備えた石膏ボードは、このような高温雰囲気においても面内方向の外力に耐える面内剛性を発揮し、
(2) 面外方向の外力に対しては、このような高温雰囲気においても軽量鉄骨製スタッドが面外剛性を発揮し、
(3) 炉内に面する軽量鉄骨製スタッドは、炉温上昇時に変形するが、石膏ボードのスクリュービスは、スタッドの過剰な変形を制限し、
(4) 壁体は、スタッド、スクリュービス及び石膏ボードの協働作用により、全体的な一体性を高温時に保持し、
(5) ボード自体及びボードの継目には、炎及び熱風が壁体を貫通するような孔又は亀裂等が生じない。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能であり、該変形例又は変更例も又、本発明の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。
例えば、上記実施形態では、不燃性ボードとして石膏ボードを使用したが、不燃性ボードとして、珪酸カルシウム板を使用しても良い。
【００２２】
また、上記実施形態では、ボード２、３は、互いに直交する方向（縦横方向）に配置されているが、ボード２、３は、同一方向（縦方向）に配置しても良い。この場合、ボード２、３の縦目地位置は、好ましくは、壁芯方向に互いにずれた位置に配置される。所望により、ボード３の目地に金属板、ハット型金属ジョイナー等を介挿し、あるいは、石膏ボード、石膏板又は珪酸カルシウム板等の耐火材を充填しても良い。
【００２３】
更に、上記実施形態では、竪穴区画を構成する防火区画壁について説明したが、いわゆる面積区画のための防火区画壁、排煙又は避難の観点より設けられる性質の防火区画壁等関して、本発明の構成を適用しても良い。この場合、本発明の防火区画壁は、内装仕上を要しない倉庫等の室と、内装仕上を要する一般的な居室とを仕切る耐火構造の間仕切壁として効率的に使用することができる。これは、この種の隔壁であっても不燃性ボードを両面施工していた従来の防火区画壁と対比すると、大幅な工事費低減及び工期短縮等を可能にするので、実務的には極めて有利である。
【００２４】
また、本発明の防火区画壁を耐火構造の間仕切壁のみならず、準耐火構造の間仕切壁として採用しても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明の上記構成によれば、エレベータシャフト、設備シャフト等の竪穴の如く、一方の側からは極端に施工困難な条件に設置される乾式工法の防火区画壁に関し、その施工性を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る防火区画壁の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す防火区画壁の平面図である。
【図３】図１及び図２に示す防火区画壁の部分破断斜視図である。
【図４】従来の防火区画壁の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 防火区画壁
２ 下貼ボード
３ 上貼ボード
１０ 鋼製スタッド
５０ 竪穴

Claims (4)

1. 室と室、または室と設備空間とを仕切る屋内非耐力壁であって、軽量鉄骨製スタッド及び不燃性ボード材料により形成される乾式工法の防火区画壁において、
   壁芯に沿って配置された上下の溝型ランナと、
   上端部及び下端部を上下の前記溝型ランナの溝内に挿入されて垂直に立設され、壁芯に沿って所定間隔を隔てて整列配置された軽量鉄骨製スタッドと、
   該スタッドの片面にのみ取付けられ、２層構造に積層された不燃性ボード材料とからなり、
   前記ボード材料は、９．５〜２５mmの範囲内の板厚を有する石膏ボード又は石膏板であり、
   前記スタッド及びボード材料の各着火温度は、１０００℃以上の温度であり、
   防火区画壁の任意の側の雰囲気温度が９５０℃の高温に達したときに、防火区画壁の他方の側における前記ボード材料の表面温度は、最高２００℃以下、平均１６０℃以下の範囲内の温度を維持し、
   前記ボード材料は、不燃性且つ耐熱性を有する係止具によって前記スタッドに固定され、該係止具は、前記スタッドに沿って３００mm以下の間隔に配置され、耐火構造壁の片側領域の雰囲気温度が９００℃以上の高温に達したときに、前記ボード材料及びスタッドの一体性を保持するとともに、前記スタッドの熱変形を抑制することを特徴とする防火区画壁。
2. 前記ボード材料は、加熱時におけるボード素材の結晶水の蒸発気化熱によりボード自体の温度上昇を抑制する性質を有することを特徴とする請求項１に記載の防火区画壁。
3. 前記ボード材料は、２１mmの板厚を有する石膏ボードからなることを特徴とする請求項１に記載の防火区画壁。
4. 前記係止具は、前記スタッドに沿って３００mm以下の間隔に配置され且つ前記スタッドの過剰な熱変形を制限するスクリュービスからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の防火区画壁。

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