JP4942964B2 - 排水配管構造 - Google Patents

Description

本発明は、排水管システムを構築するうえで好適に使用できる排水管を有する配管構造に関するものである。

集合住宅やビルなどの建築物では、その最下階から最上階にわたって各階を貫く状態で排水管システムが設けられている（例えば、特許文献１等参照）。この種の排水管システムは、各階を仕切る床スラブに対し、排水集合管やストレート管継ぎ手などの立管継ぎ手部材を貫通状態に配置し、これら各階の立管継ぎ手部材相互をストレート管などの立管で接続するという排水配管構造になっている。

立管継ぎ手部材には鋳鉄などを素材とする金属製のものや硬質塩化ビニルなどを素材とする樹脂製のものが知られており、また立管も、鋳鉄管や鋼管等の金属製のもの、或いは硬質塩化ビニルなどを素材とする樹脂管、更には樹脂管をセラミックや（耐火）モルタルなどで被覆した耐火二層管などが知られている。
特開平１０−１９５９４７号公報

排水管システムが備え付けられた建築物において、階下にて火災等が発生した場合に火炎や煤煙、有毒ガスが排水管システムの焼損乃至溶損部位を通じて上層階へ流出するのを防止するには、従来、排水管システム全体に耐火性を持たせる必要があると考えられていた。
しかし、排水管システム全体に耐火性を持たせようとすれば、立管継ぎ手部材や立管を全て金属製などの不燃材料製のものとする必要があり、高コストになるということがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、建築物での火災発生時に火災発生階より上層階へ火炎、煤煙、有毒ガス等の流出通路とはならないようにした排水管システムを、低コストで構築できるようにする排水管を有する配管構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係る排水配管構造は、管状の管本体および前記管本体の端部に設けられた継ぎ手部からなる排水管と、建築物内において床スラブを貫通し前記排水管に接続された耐火性の配管部材と、からなり、前記継ぎ手部は、前記配管部材における下部継ぎ手部が有する接続用の受け口に挿入される挿口部としてのストレート管端部であり、所定の温度で膨張し前記配管部材の前記受け口内を閉塞する熱膨張性耐火材が、前記継ぎ手部の挿口部の外周に設けられる。

前記継ぎ手部は、その外径が前記管本体よりも小さく、前記熱膨張性耐火材が前記継ぎ手部の外周を１周して設けられる。
好ましくは、前記継ぎ手部における前記熱膨張性耐火材の外周面と前記管本体の外周面とが面一に揃えられる。
ここで「熱膨張性耐火材」とは、その体積や形状的な特性として、所定の温度以下では立管継ぎ手部材と排水管との接続を阻害するものとはならず、また立管継ぎ手部材や排水管の内部を排水が流れるのに邪魔とならないものであって、火災時などに所定の温度を超えたときには膨張して、排水管においてこの熱膨張性耐火材が設けられた箇所の内部、又はそこから近い立管継ぎ手部材内へと膨出してゆきその内部を閉塞（充満）させるものを言う。また一旦、所定の膨張を起こした後は、その後の加熱で焼損も溶損もしないものである。

またここで「所定の温度」とは、特定の材質の熱膨張性耐火材が有する固有の熱膨張をする温度のことであり、熱膨張性耐火材の材質によって変化する温度である。どの温度で熱膨張をする熱膨張性耐火材を選択するかは、建物の立管部材、排水集合管等の排水配管を構成する部材の材質や、建物の耐火設計の考え方等により定まってくるものである。
このような構成であれば、建築物で火災等が発生した場合にあって、最終的に排水管が焼損乃至溶損するとしても、火災熱によって熱膨張性耐火材が所定の温度を超えて加熱された時点で（排水管が完全に焼損乃至溶損してしまう前に）当該熱膨張性耐火材が膨張し、立管継ぎ手部材内を閉塞させることになる。

従って、この立管継ぎ手部材が焼損も溶損もしない耐火性のもの（例えば金属製）であれば、この立管継ぎ手部材を配設するために床スラブに設けられた貫通部分はこの立管継ぎ手部材によって閉塞された状態を維持するから、これら立管継ぎ手部材及び排水管を有した排水管システムの焼損乃至溶損が原因で、火災発生階より上層階へ火炎、煤煙、有毒ガスなどが流出するといったことは防止される。

すなわち、排水管が焼損乃至溶損しても火災への対応が図られることになるため、この排水管として、耐火性のものを採用する必要がなく、非耐火性のもの（樹脂管等）を採用できる。従ってこの排水管を有する配管構造を使って構築する排水管システム全体として低コスト化が図れる。

本発明に係る排水配管構造であれば、建築物での火災発生時に火災発生階より上層階へ火炎、煤煙、有毒ガス等の流出通路とはならないようにした排水管システムを、低コストで構築できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図３（Ａ）（Ｂ）は、排水管１の参考例を示している。この排水管１は非耐火性材料（例えば硬質塩化ビニル等の樹脂材）を素材として形成されたものである。すなわち、材料コストは低廉で、且つ軽量であるという利点を有する反面、火災現場等において所定条件下に所定時間曝されると、焼損乃至溶損するおそれのあるものである。

この排水管１は、挿口部（ストレート管端部）として形成された継ぎ手部２と、この継ぎ手部２から延びる管本体３と、この管本体３の他端部側で受口部として形成された継ぎ手部４とを有している。そして挿口部として形成された方の継ぎ手部２に対して熱膨張性耐火材５が設けられている。
継ぎ手部２が上記のような挿口部として形成されている場合、排水管１をそれ単独で見た場合には、継ぎ手部２と管本体３とを明確に区別できないこともあるが、この排水管１を後述する立管継ぎ手部材１７と接続することによって、この立管継ぎ手部材１７の受口部とされた継ぎ手部に内嵌される部分（排水管１と立管継ぎ手部材１７とがオーバーラップする領域ＯＬ）を、排水管１の継ぎ手部２に相当するものとする。排水管１では、この継ぎ手部２との嵌合によってできるオーバーラップ領域ＯＬに対応する範囲内（全部である必要はない）に、熱膨張性耐火材５が設けられていればよいものとする。

熱膨張性耐火材５は、図３（Ａ）に示すように継ぎ手部２の外周面を一周する状態で設けられる場合と、図３（Ｂ）に示すように継ぎ手部２の内周面を一周する状態で設けられている場合とに大別される。
熱膨張性耐火材３０は、例えば黒鉛を含有させたブチルゴム等によって形成されたもので、火災時などに所定の温度（例えば２００℃）を超えると膨張し、膨張後の体積が膨張前に比べて５〜４０倍に達するといった特性を有している。例えば、積水化学工業株式会社の商品名「フィブロック」を使用することができる。また、この他に、因幡電機産業株式会社製の商品名「熱膨張性耐熱シール材ＩＰ」（１２０℃から膨張を開始し、体積が４倍以上に膨張する）や、ニチアス株式会社製の商品名「パーモフレックス（熱膨張性シート）」（８５０℃、３０分加熱後に発泡して４倍以上に膨張する）や、株式会社古河テクノマテリアル製の商品名「ヒートメル」（膨張開始温度１２０℃、顕著な膨張温度２６０℃、４〜８倍に膨張する）等を熱膨張耐火材９として使用できる。なお、熱膨張性耐火材９は、上記したものに限らず、他の種々のものを使用できる。

このように、熱膨張性耐火材９は、反応温度、膨張率の異なる多種多様のものを使用でき、したがって建築物内の施工場所に応じて要求される反応温度、管径等の諸条件を満たす最適なものを選択して使用できる。
図３（Ａ）に示すように、熱膨張性耐火材５が継ぎ手部２の外周面に設けられるものとする場合、継ぎ手部２には、熱膨張性耐火材５の装着位置に相当させて外径が一回り細い部分を予め設けておき、この細い部分に熱膨張性耐火材５を設けることで、この熱膨張性耐火材５の外周面と管本体３の外周面とを面一に揃えさせるのが好適である。

この場合、熱膨張性耐火材５は、所定の温度以下にあるときに止水性（適度な弾性）を生じるパッキン素材と混練一体化した混練材料で、テープ状に成形したものを準備しておき、これを継ぎ手部２の細くした部分に巻き付けるようにすればよい。
また図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、排水管用パッキン７と熱膨張性耐火材５とを別々に形成したうえで、これら排水管用パッキン７と熱膨張性耐火材５とを継ぎ手部２の長手方向に沿って並設させてもよい。

また図３（Ｂ）に示すように、熱膨張性耐火材５が継ぎ手部２の内周面に設けられるものとする場合、継ぎ手部２には、熱膨張性耐火材５の装着位置に相当させて内径が一回り径大な部分を予め設けておき、この径大部分内に熱膨張性耐火材５を設けることで、この熱膨張性耐火材５の内周面と管本体３の内周面とを面一に揃えさせるのが好適である。
この場合、熱膨張性耐火材５は、所定の温度以下にあるときに止水性（適度な弾性）を生じるパッキン素材と混練一体化した混練材料で、排水管用パッキンのようなリング状乃至筒状に成形したものを準備しておき、これを継ぎ手部２の径大部分内へ内嵌させるようにすればよい。

なお、熱膨張性耐火材５を設けるための上記の各方法は参考例を示しただけであって限定されるものではなく、例えば継ぎ手部２の細くした部分にリング状乃至筒状に成形したものを外嵌させるといった方法や、装着後に加硫工程を行って継ぎ手部２に熱膨張性耐火材５を一体化させる方法等も有効である。
また、熱膨張性耐火材５は、排水管１の外周面や内周面を一周させず、周方向に点在するように設けてもよい。また排水管１の外周面や内周面に対して、その長手方向全長にわたって設けてもよい。

このような構成を具備した排水管１は、図１及び図２に示すような排水管システム１０において用いられる。
すなわち、排水管システム１０は、集合住宅やビルなどの建築物に備え付けられるもので、建築物の各階層ごとに割り振られる排水配管構造１１を、建築物全体にわたって連結させ、更に頂上部では建築物屋上へと繋がる伸頂通気管１２を接続したり、また最下部ではベンド１３を介して床下配管または地下埋設の横主管を接続したりすることにより、その全体として構成される。

各排水配管構造１１は、建築物の床スラブ１４に上下貫通して設けられた貫通孔１５に対して立管継ぎ手部材１７が貫通状態で設けられ、この立管継ぎ手部材１７の上部及び下部に立管１８が接続される。立管継ぎ手部材１７の外周部と貫通孔１５の内周面との間にはモルタル１９が詰められ、立管継ぎ手部材１７は床スラブ１４に固定された状態とされる。

立管継ぎ手部材１７は例えば排水集合管２０であって、耐火性材料（例えば鋳鉄等の金属）を素材として形成されたものである。すなわち、火災現場等において所定条件下に所定時間曝されても、焼損乃至溶損することはない。
この排水集合管２０は、上部継ぎ手部２１と下部継ぎ手部２２とを有し、またこれら上下の継ぎ手部２１，２２の間を繋ぐ管本体２３から横向きに突出する横継ぎ手部２４を有している。この横継ぎ手部２４には、便器等の排水設備とを繋ぐ横枝管２５が接続される。

排水管１は、熱膨張性耐火材５の設けられた方の継ぎ手部２を立管継ぎ手部材１７との接続に用いる状態として、上記立管１８や横枝管２５、或いはベンド１３等に使用される。
すなわち、排水管１は、図３（Ａ）（Ｂ）に示したように挿口部とされた継ぎ手部２に熱膨張性耐火材５が設けられているのに対して、図１に例示した立管継ぎ手部材１７としての排水集合管２０は、上部継ぎ手部２１及び横継ぎ手部２４が受口部とされ、下部継ぎ手部２２が挿口部とされているので、排水管１の上記継ぎ手部２を上部継ぎ手部２１へ接続する立管１８として使用したり横継ぎ手部２４へ接続する横枝管２５として使用したりする。

なお、図１の排水配管構造１１で使用した排水管１は、熱膨張性耐火材５が継ぎ手部２の外周面に設けられたタイプ（図３（Ａ）に示したもの）である。そのため熱膨張性耐火材５は、立管継ぎ手部材１７における上部継ぎ手部２１の内周面（受口部内周面）と上部側の排水管１における継ぎ手部２の外周面（挿口部外周面）との嵌合によってできる周間に介設される状態となる。

言うまでもなく、この熱膨張性耐火材５は、所定の温度以下のときには立管継ぎ手部材１７と排水管１との接続を阻害しないことに主眼をおいてその体積及び形状が設定されるが、加えて、熱膨張性耐火材５の体積及び形状は、膨張後に立管継ぎ手部材１７（上部継ぎ手部２１）内を閉塞させるに十分となることを想定した設定とされている。
また排水管１として、熱膨張性耐火材５が継ぎ手部２の内周面に設けられたタイプ（図３（Ｂ）に示したもの）を使用すると、図５に示す排水配管構造１１のようになる。

この場合の熱膨張耐火材５は、排水管１内において排水流の流れに悪影響を及ぼさないことに主眼をおいてその体積及び形状が設定される。膨張後に立管継ぎ手部材１７（上部継ぎ手部２１）内を閉塞させるに十分となる体積及び形状に想定した設定とするのは同じである。
このように排水管１を具備した排水管システム１０であれば、集合住宅やビルなどの建築物で火災等が発生した場合でも、排水管システム１の焼損乃至溶損が原因になって火災発生階より上層階へ火炎、煤煙、有毒ガスなどが流出するといったことは防止される。

すなわち、床スラブ１４の下方で火災が起こったと仮定して、立管継ぎ手部材１７より下部側の立管１８が焼損乃至溶損したり、この立管１８と立管継ぎ手部材１７の下部継ぎ手部２２との接続部分に設けられる通常の排水管用パッキン（ゴム製等であって焼損乃至溶損するおそれのあるもの）が焼損乃至溶損したりして、立管継ぎ手部材１７の内部に火炎、煤煙、有毒ガス等が入り込んだとする。場合によっては、立管継ぎ手部材１７自体が火災熱を受けて高温になることがあるかもしれない。

これらが原因となって立管継ぎ手部材１７の上部側の立管１８（排水管１）が焼損乃至溶損し始めると、この立管１８（排水管１）に設けられた熱膨張性耐火材５が同様に加熱されることになり、この熱膨張性耐火材５は所定の温度を超えた時点で膨張して上部継ぎ手部２１内を閉塞することになる。
また、床スラブ１４の上方で火災が起こったと仮定して、この火災熱により、立管継ぎ手部材１７の上部側の立管１８（排水管１）が直接的に焼損乃至溶損し始めたときも、上記と同様に熱膨張性耐火材５は所定の温度を超えた時点で膨張して上部継ぎ手部２１内を閉塞することになる。

要するに、立管継ぎ手部材１７の上部側の立管１８（排水管１）が焼損乃至溶損する段階では、立管継ぎ手部材１７の上部継ぎ手部２１内は既に膨張した熱膨張性耐火材５によって閉塞されており、火炎、煤煙、有毒ガス等の通路が遮断されていることになる。
立管継ぎ手部材１７自体は耐火性を有しているため、火災が床スラブ１４の下方で起ころうが上方で起ころうが焼損も溶損もしないから、結果として、床スラブ１４に形成された貫通孔１５はこの立管継ぎ手部材１７及びモルタル１９によって閉塞状態を維持されることになる。

このようなことから排水管システム１１の焼損乃至溶損が原因になって火災発生階より上層階へ火炎、煤煙、有毒ガスなどが流出するといったことは防止されるのである。また、床スラブ１４上で起きた火災に対し、床スラブ１４の下方から新鮮な空気を吸い上げるのを防止できるから、火災の拡大を最小限に抑制できるという効果もある。
立管継ぎ手部材１７の横継ぎ手部２４に接続された排水管１でも、上記と同様に熱膨張性耐火材５によって横継ぎ手部２４内が閉鎖される作用が得られるので、ここでも火炎、煤煙、有毒ガスなどの流出、新鮮空気の吸い込み等が防止されることになる。

なお、立管継ぎ手部材１７として、図６に示す排水集合管２０のように下部継ぎ手部２２が受口部とされている場合であれば、排水管１の継ぎ手部２（熱膨張性耐火材５が設けられた方）を下部継ぎ手部２２へ接続させるようにすればよい。
このような図６に示した熱膨張性耐火材５の介設位置は、必然的に床スラブ１４より下方の配置となるため、階下で起こった火災からいち早く火災熱を感じ取り、熱膨張性耐火材５を膨張させる迅速性（応答性）が得られる点で有益と言える。

排水管１は、図７（Ａ）に示すように、継ぎ手部２が挿口部とされたものである。
図９に示す排水管１は、素管部４０とこの素管部４０まわりを被覆する耐火被覆層４１とを有した、いわゆる耐火二層管として形成された参考例である。
素管部４０は、継ぎ手部２，４及び管本体３の原形を成す部分であって、樹脂等の非耐火性材料によって形成されている。また、耐火被覆層４１は素管部４０の全長に及んで設けられており、セラミックや（耐火）モルタル、金属板などの耐火性材料によって形成されている。

図例では、熱膨張性耐火材５の設けられる側の継ぎ手部２が挿口部とされ、この外周面に熱膨張性耐火材５が設けられており、これとは反対側の継ぎ手部４は受口部とされたものを示している。
この場合、継ぎ手部２では、耐火被覆層４１に熱膨張性耐火材５を装着すべき箇所（排水管１と立管継ぎ手部材１７とを接続するうえで両者がオーバーラップする領域ＯＬ）に相当させて外径が一回り細い部分を予め設けておき、この細い部分に熱膨張性耐火材５を設けることで、この熱膨張性耐火材５の外周面と管本体３の外周面とを面一に揃えさせてある。

図１０に示す排水管１は、管本体３側に熱膨張性耐火材５が設けられた参考例である。すなわち、立管継ぎ手部材１７と接続する方の継ぎ手部２のまわりを避けるようにしつつ、管本体３においてこの継ぎ手部２に近接した箇所のまわりへ熱膨張性耐火材５を保持させてある。継ぎ手部２は受口部として形成されている場合を例示している。
熱膨張性耐火材５を管本体３に対する上記の配置で保持させるために、耐火性付属部材５０が設けられている。この耐火性付属部材５０は、管本体３の外周部を全周的に取り囲むように形成された管外装部５１を有している。またこの耐火性付属部材５０は、継ぎ手部２の外周部を全周的に取り囲むように形成された継ぎ手外装部５２を有している。これら管外装部５１及び継ぎ手外装部５２は、いずれも耐火性材料（鉄などの金属）によって形成されている。

そして管外装部５１と管本体３との周間に、筒形を呈する状態で熱膨張性耐火材５が設けられている。従って熱膨張性耐火材５は、継ぎ手部２を立管継ぎ手部材１７の挿口部としての継ぎ手部（排水集合管２０の下部継ぎ手部２２等）へ外嵌させたときに、これら両者がオーバーラップする領域から外れる位置付けとなる。
このような排水管１では、建築物で火災等が発生した場合にあって、最終的に排水管１（管本体３）が焼損乃至溶損してしまうとしても、完全に焼損乃至溶損する前に、熱膨張性耐火材５は所定の温度を超えて加熱された時点で膨張し、耐火性付属部材５０内を閉塞させ、或いは耐火性付属部材５０内から立管継ぎ手部材１７内へ向けて膨出したうえで、この立管継ぎ手部材１７内を閉塞させることになる。

なお、継ぎ手外装部５２は、継ぎ手部２の外周面を取り囲む円筒形に形成されたものとするのが好適ではあるが、複数本又は１本の脚として形成することも可能である。
図１１に示す排水管１も、管本体３側に熱膨張性耐火材５が設けられた参考例である。図１０に示した排水管１との違いは、継ぎ手部２が挿口部として形成されている点にあり、これに伴い、熱膨張性耐火材５を保持する耐火性付属部材５０は、継ぎ手外装部５２を有さず、代わりに、管外装部５１を管本体３側に固定するための連結部５４を有したものとなっている。この耐火性付属部材５０の上部は、ボルト等の固定手段５５によって、排水集合管２０の下部継ぎ手部２２に固定されている。なお、この固定手段５５はボルトに限らず、粘着テープ、接着剤その他の種々のものを採用できる。

その他の構成や作用効果は、図１０に示した排水管１と略同様である。
ところで、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、排水管１において管本体３が長管であるか短管であるか、太管であるか細管であるかといった違いは何ら限定されない。また本発明に係る排水管１は、ベンド１３を含む旨説明したことからも明らかなように、Ｔ字管（図示略）など形状の異なる各種タイプとしても実施できる。

図３（Ａ）の排水管を用いた排水配管構造の側面図である。 図１の排水配管構造によって構築される排水管システムを示した側面図である。 排水管の形態を示しており（Ａ）は熱膨張性耐火材が外周面側に設けられたタイプの側面図であり（Ｂ）は内周面側に設けられたタイプの側面図である。 熱膨張性耐火材と排水管用パッキンとの組み合わせ例を示しており（Ａ）は排水管用パッキンの方が管端寄りとなった側断面図であり（Ｂ）は熱膨張性耐火材の方が管端寄りとなった側断面図である。 図３（Ｂ）の排水管を用いた排水配管構造の側面図である。 立管継ぎ手部材（排水集合管）を図１とは別のものにした場合の排水配管構造の側面図である。 他の排水管の形態を示した側面図である。 他の排水管の形態を示した側面図である。 他の排水管の形態を示した側面図である。 他の排水管の形態を示した側面図である。 他の排水管の形態とそれを用いた排水配管構造の側面図である。

１ 排水管
２ 継ぎ手部
３ 管本体
５ 熱膨張性耐火材
１４ 床スラブ
１７ 立管継ぎ手部材
２２ 下部継ぎ手部
４０ 素管部
４１ 耐火被覆層
５１ 管外装部
５０ 耐火性付属部材
５２ 継ぎ手外装部

Claims (3)

1. 管状の管本体および前記管本体の端部に設けられた継ぎ手部からなる排水管と、
   建築物内において床スラブを貫通し前記排水管に接続された耐火性の配管部材と、からなり、
   前記継ぎ手部は、前記配管部材における下部継ぎ手部が有する接続用の受け口に挿入される挿口部としてのストレート管端部であり、
   所定の温度で膨張し前記配管部材の前記受け口内を閉塞する熱膨張性耐火材が、前記継ぎ手部の挿口部の外周に設けられた
   ことを特徴とする排水配管構造。
2. 前記継ぎ手部は、その外径が前記管本体よりも小さく、
   前記熱膨張性耐火材が前記継ぎ手部の外周を１周して設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載の排水配管構造。
3. 前記継ぎ手部における前記熱膨張性耐火材の外周面と前記管本体の外周面とが面一に揃えられた
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水配管構造。

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