JP5311686B2 - 壁／天井貫通孔に対する換気ダクトの絶縁材 - Google Patents

Description

本発明は、ダクト、特に請求項１の包括的な用語に係る空調または換気ダクトの絶縁材に関する。

換気ダクトは、部屋に新鮮な空気を供給し、かつ部屋を中央空調システムに接続するために、建造物において必要とされる。ダクトは、部屋の壁および／または天井の貫通孔に通される。関連する防火基準は、火災の場合、火災またはその煙があるビル領域から別のビル領域に広がってはならない、またはそうであっても遅延させた後と規定している。この理由から、火災が広がるのを防ぐために壁または天井の貫通孔を封止しなければならない。この点に関し、火災およびその煙は換気ダクト自身を介して、またはダクトの外側と壁貫通孔の開口部との間にある建物の間隙を介して広がり得ることに留意しなければならない。

これらの理由から、一例を挙げると、ダクトの外側は、すべての側面において、たとえば岩綿である絶縁材料の連続的な層で被覆され、火災の影響を受けないダクトの絶縁部分の表面温度が上昇するのを遅延させる。

さらに、壁貫通孔が封止される。これは、壁とダクトの間の間隙を充填し、ダクト周囲の絶縁材料に可能な限り接近して進入する充填材料によって行なわれる。この構造では絶縁をもたらすには不十分であるため、上記の絶縁材の外側にあって壁／天井と直接接する絶縁材料のカラーを設けることが一般的である。試験によれば、このカラーは壁貫通孔を封止するには良好であるものの、ダクトの温度グラフは、カラーから上記のダクト絶縁材への移行部において温度上昇が生じ得るような形で影響を受けることが分かっている。さらに、カラーの嵌合は、費用がかかる余分な作業工程を伴う。

本発明の目的は、関連する防火基準の条件が満たされるように、構造的に簡単かつ信頼性が高い形で、壁貫通孔の領域にあるダクトを温度上昇から絶縁することである。同時に、高い耐火期間が実現されるべきであり、ガス漏れに対して封止が設けられる。さらに、この解決法は安価であり処理しやすい。

当該目的は、請求項１の発明の特徴に従って実現される。

本発明によれば、壁もしくは天井などの貫通孔を通るダクト、特に空調もしくは換気ダクトが、設計つまり火災等級３０ｍｉｎ、６０ｍｉｎ、９０ｍｉｎ、または１２０ｍｉｎに依存して、耐火基準ＤＩＮ４１０２−６、特にＬ３０〜Ｌ１２０の規定などの対応する耐火基準に準拠するように絶縁される。これに関連し、少なくとも部分的に貫通孔の方向を向いており、かつ耐熱接着材料が設けられている端面を有する絶縁材料が、ダクトの外側の周囲全体に巻付けられる。絶縁材料は、好ましくは鉱物綿からなる。

絶縁材は、第１の部屋で発生した火災が第２の隣接する部屋に広がるのを妨げる、または遅延させるために必要である。２つの部屋の間には壁貫通孔が設けられており、上記のダクトがそこを通る。同様に、貫通孔は天井または屋根などに存在し得るが、簡潔にするために、以後は主に壁貫通孔について言及する。他の種類を含むとも解釈されるべきである。耐火基準は、ＤＩＮ４１０２−６および同等のＥＮ１３６６Ｔ１である。

好適な絶縁材料の一例は、鉱物綿、特にＥＰ１５２２８００Ａ１から公知の種類の鉱物綿である。これらの絶縁材料を発明の絶縁装置に使用することは特に有利であり、さらなる発明の局面である。鉱物綿は、耐熱材料からなる複数の細長い繊維を典型的に含み、ＤＩＮ４１０２ Ｐａｒｔ１７にしたがって決定される少なくとも１０００℃の融点を有することが好ましい。しかし、これらの絶縁材料に加え、岩綿などの従来の鉱物綿、または必要であればガラス綿も望ましい。一般に、適切な耐熱性を有し繊維質の材料であれば望ましいと考えられる。

本発明によれば、壁貫通孔の方に向いている端面には接着材料が設けられ、ここで個々の繊維が接合される。換言すれば、接着材料は、端面において個々の繊維同士の間に位置する。絶縁材料の端面が壁に接触しており、壁貫通孔、すなわちダクトと隣接する部屋への壁との間の間隙を介して、燃えている部屋からガスが来る恐れがある場合、接着材料による端面の高密度化によって、隣接する部屋への侵入が確実に妨げられる。唯一の可能性は、ダクトと絶縁材料との間の領域にガスが入り込むことである。しかし、一つにはこの間隙は存在したとしてもごく狭いことから侵入が妨げられ、またさらに、この移行領域は隣接する部屋に到達する前に絶縁材料を通らなければならないことから、この移行領域における支障は限定されている。その結果、これに対応してガスの侵入が時間遅延され、量を減少させることができ、対応する防火基準が遵守される。

有利な実施例において、絶縁材料は壁に接合され、その結果、絶縁材料の端面は壁に固定して接続される。ＥＮ１３６６Ｔ１にしたがった６０〜９０ｍｉｎという火災等級は、たとえばダクト周囲の絶縁材料の厚さが９０ｍｍまでであることを必要とする。壁貫通孔とダクトとの間の間隙の寸法は、すべての側面において通常は５０ｍｍであり、この間隙の幅は、付属の接続要素をダクトに設置するための組立時に必要である。両者の差は４０ｍｍの重複幅であり、この幅において絶縁材料が壁に接合される。したがって、浸透するガスは、隣接する部屋に侵入することができない。この接合は、温度が上昇しても長い耐用年数を有するように設計される。

絶縁材の組立て中には、絶縁材料がすべての側面において壁を弾性的に押圧することを確実にするように留意すべきである。しかし、絶縁材料が熱いガスまたは火災によって加熱された場合にはその特性が変化し、軟化および変形し得る。従来はこれによって壁と絶縁材料との間に間隙が生じる場合があったが、接合によって、高温であっても壁と絶縁材との間の接続が確実に永続する。

ダクトと壁との間の間隙は、通常は充填材料で充填される。この充填材料は、高温でも良好な絶縁特性をもたらし、ダクトを包囲する絶縁材料と同じ材料であり得る。充填材料は、間隙に設置または充填される１つ以上の絶縁材料の帯またはパネルを含むことができる、または組織化されていない羊毛状の物質を使用してもよい。絶縁材料の端面はこの充填材料に接合されることが有利である。その結果、ダクトの周囲が絶縁材料で連続的に被覆され、室内への火災および煙の広がりが妨げられる。

絶縁材料は壁に直接接合される必要はなく、絶縁材料が接合された形材、パネルなどのさらなる構造的要素を壁に永続的に取付けることも考えられる。

充填材料の絶縁特性は、発泡性物質(Schaumbildner)を有利に供給することによって強化される。発泡性物質は、加熱されると火災を阻止する泡を放出する物質を含み、したがって火炎の広がりを抑えるかまたは遅延させる。

第１の作業工程において充填材料を上記の間隙に充填し、次いで壁の方向に向いている２つの端面に発泡性物質を供給することが有利である。発泡性物質を硬化／乾燥させた後、表面が改質された充填材料が絶縁材料を接合するために使用される。発泡性物質は、火災の広がりを効果的に制限および遅延させる。

上記の接着材料は、好ましくはケイ酸塩系の接着剤である。このような接着材料は、絶縁材料に対して、処理しやすい、つまりブラッシングなどの手間がないという利点を有する。まず壁または充填材料に接着剤を供給し、次いで絶縁材料に接続することも可能であり、場合によっては絶縁材料にも接着剤が供給される。

上記の絶縁材は、長方形、特に正方形の断面を有するダクトにおいて使用されることが有利である。ダクトは絶縁材料のパネルによって包囲されていることから、寸法に合せて適宜切断されたパネルをその上に容易に配置し、ピンまたはボルトによってダクトに取付けることができる。

貫通孔の領域において、形材要素をダクトに取付けることができる。火災では高温が生じることから、薄い板金で構成され得るダクト自身においても熱膨張および応力が生じる。上記のように、充填材料は壁貫通孔においてダクトの外側に位置し、その結果ダクトは外側に膨らむことができない。その代わり、これらの点において内側に膨らみ得る。これによって、軸方向に貫通孔を見ると、間隙が拡張されることになり、火災またはガスがそこを通って侵入することができる。これらの悪影響を抑えるまたは避けるには、アングル形材などの形材要素を、場合によってはリベット締めによってダクトに装着すればよい。有利に、アングル形材は、３ｍｍ±１ｍｍ厚さの形材であり、２０ｍｍ〜４０ｍｍ長さのフランクを有することができる。Ｕ型の形材または長方形の形材も考えられる。

１つのアングル形材が、そのフランクのうちの１つによってダクトの各側面に取付けられることが有利である。この形材の長手方向は壁面内にある。形材のうち少なくとも１つを壁貫通孔の寸法よりも長くすることによって、壁に対する形材の重複が実現される。したがって、形材をたとえばボルトによって壁に装着することができる。これらの装着によって、貫通孔に対してダクトを調整することが可能となる。したがってダクトは、貫通孔全体にわたる封止効果を損なうような間隙幅の変化が生じ得ないように、所定位置に安定して保持される。

本発明の好ましい実施例について、図面を参照して以下に説明する。

先行技術に係る壁貫通孔を有する換気ダクトを示す図である。 絶縁材料を組立てる前のダクトおよび壁貫通孔の図である。 ダクトと貫通孔との間の間隙が絶縁材料の厚さよりも小さい、発明の絶縁材である。 ダクトと貫通孔との間の間隙が絶縁材料の厚さよりも大きい、発明の絶縁材である。

図１は、先行技術の実施例における、壁１を通るダクト２の経路を示す。ダクトは、４つのすべての側面において、絶縁材料３で包囲される。絶縁材料３から壁１への移行部にはカラーチャック（４）が配置され、これは絶縁材料からなり、壁貫通孔を火炎／ガスから封止する。カラーは特殊な爪または合釘（図示せず）によって壁１に取付けられ、絶縁材料３を押圧する。絶縁材料は、主に岩綿である。カラー４は、ＥＮ１３６６ Ｐａｒｔ１にしたがった測定点における温度に影響する可能性があり、このことは耐火期間に影響を及ぼす可能性がある。

図３および図４は、発明の絶縁材の２つの実施例の壁１を通る断面図である。
図３は、絶縁材料３が９０ｍｍの厚さである実施例を示す。ＥＮ１３６６ Ｐａｒｔ１にしたがった６０〜１２０ｍｉｎの火災等級については、３０〜９０ｍｍの厚さが使用される。充填材料１２が位置するダクトと壁貫通孔との間の間隙は、たとえば５０ｍｍの厚さを有する。たとえばダクトの高さが３００ｍｍであれば、壁貫通孔の高さは、（図示しない端面フランジなどの）装着要素が上に設けられたダクトを容易に設置することができるように、顧客によって４００ｍｍに選択される。ダクトの設置後、ダクトと壁貫通孔との間には全体的におよそ５０ｍｍの間隙が存在する。この間隙は、従来は鉱物綿からなる充填材料１２によって塞がれ、火災の場合にガスおよび火災に対する良好な封止を実現するために、高密度の充填が優先される。難燃材料、特に発泡性物質１３の層が、充填材料の両方の端面に設けられる。このような難燃性の発泡性物質は市販されている。これらに隣接してアングル形材１０が配置され、ダクト２に接触し、従来の方法でリベット８（図２）によってダクト２に取付けられる。

図３の断面図に示すように、鉱物綿３からなる絶縁材料がダクト２を被覆する。接着材料の層１１が、壁１の方に向いている絶縁材料の端面に設けられている。この層１１は３つの部分に分けられる。外側部分（すなわちダクトの中心から離れた側）において、絶縁材料３が壁１に接合される。中央部分において、接着材料１１は、発泡性物質１３でコーティングされた充填材料１２に絶縁材料３を接合する。内側部分において、絶縁材料がアングル形材１０に接合される。

図３および図４の例示において、発泡性物質１３および接着材料１１の層は、明確にするために不均衡に大きく示されている。

絶縁効果は次のように機能する。まず、火災および／または熱いガスがダクト２内部に広がる火災が想定される。この場合、ダクト２の周囲に配置された絶縁材料３が、室内への熱伝達を遅延させることによって機能する。基準に規定されている絶縁材料の最大許容表面温度はたとえば１８０℃であり、その厚さは、適宜に、かつ必要とされる耐火期間にも関連して選択しなければならない。

ダクトの外側、すなわちダクトと壁貫通孔との間の間隙を介して火災が広がる可能性もある。火災が図３に示されている壁１の右側で発生したと想定すると、壁の右側に位置する絶縁材料３は相対的に急速に破壊されると想定することができる。その後、壁の右側に示されている発泡性物質１３が、左側に示されている部屋に火炎が広がるのを遅延させる。さらに、火災および煙は充填材料１２に浸透し、発泡性物質１３の第２の層に当る。火災の強度に応じた範囲内で、これらの手段は当然ながら絶対的な障壁を構成するのではなく、延焼に対して所望の時間遅延を生じさせるように機能する。火災が発泡性物質１３のこの第２の層を貫通した場合、絶縁材料３上に設けられた接着材料１１に当る。この接着材料１１の２つの主な機能は次のとおりである。第１に、接着材料１１は絶縁材料１３の繊維を接合し、それにより材料の端面を高密度化させる。その結果、火炎および／または煙が絶縁材料を貫通することが妨げられる。接着材料１１は上述のようにケイ酸塩接着剤などの耐熱材料を含むため、耐熱性が高く、したがって火炎の広がりも妨げる。さらに、接着材料１１は絶縁材料３を壁１に接続する。この接合がなければ、火災は間隙に入り込み、室内に侵入することになる。このような可能性は接合のおかげで存在しないため、火災はダクトと絶縁材料との間の領域にしか侵入することができない。火災は、室内に達する前に、この例では９０ｍｍである絶縁材料の厚さを越えなければならないため、火炎の広がりが効果的に妨げられ、このことは、広範な火災等級に繋がる。したがって、対応する耐火基準、特にＥＩ６０、ＥＩ９０およびＥＩ１２０を簡単に満たすことができる。

図４は代替的な実施例を示し、ダクト２がはるかに薄い絶縁材料３′の層で被覆されている。この３０〜３５ｍｍ厚さの薄い絶縁層は、１５〜３０ｍｉｎの火災等級が必要とされる利用領域において使用される。この場合、ダクト２が変形しても絶縁の欠陥に大きく影響しないため、形材要素１０は必要ではない。図３の場合のように、ここでも壁とダクト２との間の間隙が鉱物綿の充填材料１２で充填され、その端面には、対応する発泡性物質１３も設けられる。絶縁材料２は、接着材料１１によって発泡性物質が設けられた充填材料１２に接合される。

図４に示される適用例は図３と類似している。しかし絶縁材料２の端面は、発泡性物質１３でコーティングされた充填材料１２に排他的に接合される。火災の場合に、ダクト２と充填材料１２との間の壁貫通孔を火災が克服したとしても、隣接する部屋の内部に即座に侵入できるのではなく、絶縁材料３′とダクトとの間にさらに広がることになる。これによって、適宜火炎の広がりも妨げられる。

火災等級ＥＩ１５またはＥＩ３の取得には必要とされていないが、図４の実施例の場合には、剛性を高め、組立てを容易にするためのアングル形材を設けることができる。

図２は、ダクトの寸法剛性を向上させるためのアングル形材１０および１０′を示す。したがって、図２は、３つの装着点８によってダクト２に装着される２つのアングル形材１０を示す。同様に、アングル材１０′がダクトの側面に装着される。これらのアングル材がなければ、ダクトの金属がねじれるかまたは内側に膨らみ、充填材料１２と絶縁材料３との間からダクトの金属に間隙が生じ、そこから火災および煙が広がり得る。これを避けるため、アングル材によってこの領域におけるダクトの剛性が高められる。リベット締めおよびボルト締めは、装着点８における装着の理想的な手段である。さらに、アングル形材１０は、ボルト締め接続などの壁装着材７によって、壁１に取付けられる。その結果、壁貫通孔に対するダクト自身の位置が固定される。ダクト２の長手側面において２つの形材１０が示され、より短くかつ壁１に装着されていない横方向の側面において２つのさらなるアングル形材１０′も示される。図２の設備が絶縁材料３で被覆され、かつ充填材料１２が設けられれば、図３に示す実施例となる。

ダクトに好適な材料は、板金、特に鋼板であり、腐食に対して亜鉛めっきすることができる。厚さは０．５ｍｍ以上または２ｍｍ以下でなければならず、０．７〜１．２ｍｍの厚さが有利である。上記のアングル形材は３ｍｍ厚さの鋼形材であり、フランクの長さは２０または３０ｍｍである。

Claims (15)

1. ダクト（２）を絶縁するための装置であって、前記ダクトが壁または天井（１）の貫通孔を通り、前記ダクト（２）と前記貫通孔との間の間隙が充填材料（１２）で充填され、前記ダクト（２）の外側の周囲に絶縁材料（３）が設けられ、
   前記絶縁材料（３）は、その端面によって少なくとも部分的に前記貫通孔と接触し、耐熱接着材料（１１）が前記絶縁材料の端面の部分、またはその端面の全表面にわたって設けられ、
   前記充填材料（１２）は、前記接着材料（１１）の方を向いている端部において、火災を抑制する発泡性物質（１３）でコーティングされ、前記耐熱接着材料（１１）は、前記発泡性物質でコーティングされた前記充填材料に、前記絶縁材料（３）の表面の少なくとも一部分を接合することを特徴とする、装置。
2. 前記ダクト（２）が空調または換気用のダクトである、請求項１に記載の装置。
3. 前記耐熱接着材料（１１）は、前記貫通孔の近傍において、前記ダクト（２）および／または前記貫通孔を包囲する壁もしくは天井（１）に装着されるアングル材要素（１０または１０′）に、前記絶縁材料（３）の前記端面の表面の一部または全表面を、前記耐熱接着材料（１１）を介して接合することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 前記アングル材要素が、Ｌ字形断面を有する、請求項３に記載の装置。
5. 前記耐熱接着材料（１１）は、前記絶縁材料（３）の表面の一部または全表面を壁または天井（１）に接合することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
6. 前記耐熱接着材料（１１）は、ケイ酸塩接着剤であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記耐熱接着材料（１１）は、水ガラスベースの接着剤であることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記ダクト（２）は長方形であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記絶縁材料（３）の厚さは前記間隙よりも大きく、前記接着材料（１１）は、充填材料（１２）と壁または天井（１）との両方に前記絶縁材料（３）を接合することを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記絶縁材料（３）および前記充填材料（１２）は鉱物綿によって形成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記絶縁材料（３）および前記充填材料（１２）は岩綿によって形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 前記発泡性物質（１３）は、前記ダクト（２）と直接接触している、請求項１に記載の装置。
13. 前記充填材料（１２）の端面の全表面が、前記発泡性物質（１３）でコーティングされている、請求項１に記載の装置。
14. 前記耐熱接着材料（１１）は、前記ダクト（２）と直接接触している、請求項１に記載の装置。
15. 前記耐熱接着材料（１１）は、前記絶縁材料（３）の端面全体にわたって設けられている、請求項１に記載の装置。

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