JP5405349B2 - 耐火被覆構造体 - Google Patents
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上記課題を解決するための第1発明の構成は、建築物の木質構造材の表面を耐火材層で被覆し、更にこの耐火材層を燃え代用板材で被覆した、耐火被覆構造体である。
上記課題を解決するための第2発明の構成は、第1発明に係る耐火被覆構造体における前記耐火材層が発泡耐火材からなり、又は不燃性材料からなる、耐火被覆構造体である。
上記課題を解決するための第3発明の構成は、第2発明に係る耐火被覆構造体における前記発泡耐火材が、発泡耐火塗料を塗布・乾燥させたものであり、又は発泡耐火材の薄い成形体を用いたものである、耐火被覆構造体である。
上記課題を解決するための第4発明の構成は、第2発明又は第3発明に係る耐火被覆構造体における前記発泡耐火材が水溶性アルカリ珪酸塩を含有するものであり、あるいは炭化剤、熱発泡性の発泡剤及び合成樹脂を含有するものである、耐火被覆構造体である。
上記課題を解決するための第5発明の構成は、第1発明〜第4発明のいずれかに係る耐火被覆構造体における前記耐火材層が発泡耐火材からなると共に、燃え代用板材の目地部には耐火材層側へ開口する溝状スペースを当該目地部に沿って形成した、耐火被覆構造体である。
上記課題を解決するための第6発明の構成は、第1発明〜第4発明のいずれかに係る耐火被覆構造体における前記耐火材層が発泡耐火材又は不燃性材料からなると共に、燃え代用板材の目地部には耐火材層側へ開口する溝状スペースを当該目地部に沿って形成し、かつ、この溝状スペースの一部又は全部に発泡耐火材を充填した、耐火被覆構造体である。
上記課題を解決するための第7発明の構成は、第1発明〜第4発明のいずれかに係る耐火被覆構造体における前記耐火材層が発泡耐火材からなると共に、当該耐火材層の裏面側では燃え代用板材の目地部に沿って木質構造材に切欠き状スペースを設け、この切欠き状スペースに発泡耐火材を充填した、耐火被覆構造体である。
本発明に係る耐火被覆構造体は、基本的な実施形態として、建築物の木質構造材の表面を耐火材層で被覆し、更にこの耐火材層を燃え代用板材で被覆したものである。木質構造材の表面と耐火材層との間、耐火材層と燃え代用板材との間は、それぞれ接着剤による接着、あるいは釘、ビス、ネジ等の留め具による固定等の適宜な接合手段を用いて接合することができる。
本発明に係る耐火被覆構造体における木質構造材とは、木造住宅その他の建築物における各種の木質構造材を言う。代表的な木質構造材として柱が例示される。柱としては、周面が全て露出した状態の柱の他に、建築物の壁部等に一部が埋設されると共に一部が露出した状態の柱もその露出部分が耐火被覆の対象となる。又、いわゆる「梁」等の構造材も対象となる。更に、これらの柱状(棒状)の構造材に加えて、壁面、床面、天井面等を構成する板状ないし平面状や曲面状の構造材も耐火被覆の対象となる。
耐火材層は、耐火被覆構造体における芯材である木質構造材の表面を被覆するものである。耐火材層の外側は、更に燃え代用板材によって被覆される。耐火材層は少なくとも1層に構成されるが、薄板材等を挟んだ複層構造とすることもできる。
発泡耐火材(発泡耐火塗料や発泡耐火材の成形体)は、常温時にはその形態が変化しないが、火災時等の加熱により発泡し断熱層を形成する材料であって、この発泡断熱層が火炎を遮断すると共に、発泡断熱層の断熱効果によって木質構造材の温度上昇を抑え、防火性能を発揮する。
上記(1)の水溶性アルカリ珪酸塩を含む発泡耐火材は、加熱されることによって発泡して断熱層を形成する。即ち、水溶性アルカリ珪酸塩は熱発泡性を持ち、火災時の受熱によって溶融状態となり、かつ気化した含有水分を気泡化させて層内に留まらせ、発泡断熱層を形成する。
上記(2)の炭化剤、熱発泡性の発泡剤及び合成樹脂を含有する発泡耐火材においては、加熱によって炭化剤が炭化層を形成すると共に、熱発泡性の発泡剤がその炭化層を発泡させる。合成樹脂は結合材(バインダー)である。
前記した(1)水溶性アルカリ珪酸塩を含む発泡耐火材、あるいは(2)炭化剤と発泡剤と合成樹脂とを含む発泡耐火材には、前記した成分以外の、従来の耐火塗料や耐火シート材に用いられる公知の各種添加材や添加剤を添加することもできる。これらの添加材や添加剤は、発泡耐火材が発泡して発泡断熱層を形成するという機能を阻害しない範囲において添加すればよい。
上記の発泡耐火塗料や成形体である発泡耐火材における各成分の好ましい配合割合の一例として、多価アルコールの配合量を100質量部としたときに、合成樹脂が固形分換算で200〜500質量部、有機発泡剤が80〜150質量部、リン酸アンモニウム及び/又はポリリン酸アンモニウムの合計量が280〜450質量部である場合を挙げることができる。各成分の配合割合が上記の範囲内であると、耐火性能に特に優れた発泡耐火材を得ることができる。
耐火材層の構成材料としては、上記の発泡耐火材以外にも、火災時の火炎にさらされても燃焼、分解、又は溶融されない不燃性材料を用いることができる。耐火材層に不燃性材料を用いると、燃え代用板材が燃えても柱本体に火炎は及ばないし、燃え代用板材が燃焼した断熱性の炭化層に加えて不燃性材料による耐火材層が断熱するので、木質構造材に対する耐火・耐熱シーリングが十分に堅牢である。
燃え代用板材は上記耐火材層の表面を被覆し、耐火被覆構造体の最外層を構成する木質の板材である。燃え代用板材の厚さを決めるための設計指針は特に限定されないが、例えば、火災時における燃え代用板材の燃焼に要する時間を考慮して厚さを設計することができる。
木質構造材が4角形の柱である場合の耐火被覆構造体の基本的な構成を、水平方向の断面図によって図1に示す。耐火被覆構造体1の木質構造材2の表面が耐火材層3で被覆され、更にこの耐火材層3が燃え代用板材4で被覆されている。この場合、木質構造材2が4角形の柱であるため、4枚の燃え代用板材4を貼合わせる形態となる。従って、耐火被覆構造体1の4隅の角部にそれぞれ、燃え代用板材4の目地部5ができる。
本発明に係る耐火被覆構造体は、前記の基本的な実施形態に加え、発展的な実施形態として、火災時における燃え代用板材の目地部に発生する開き部を耐火性の発泡物でより十分に閉塞するための特別の構成が付加される。
燃え代用板材の目地部に、耐火材層側へ開口する溝状スペースを当該目地部に沿って形成しておくと、耐火材層が発泡して発泡物の一部が溝状スペース内へ誘導的に導入されるので、目地部の開き部分での火炎、熱の遮断効果が更に向上する。
更には、図2(a)〜(f)に示す種々の実施形態に係る目地部5の溝状スペース6の一部又は全部に、予め発泡耐火材を充填しておくこともできる(図示省略)。この場合には、火災時に生じる燃え代用板材の目地部の開きは、溝状スペースの一部又は全部に予め充填した発泡耐火塗料又は発泡耐火材によって閉塞される。
耐火材層に発泡耐火材を用い、当該耐火材層の裏面側では燃え代用板材の目地部に沿って木質構造材に切欠き状スペースを設けて、この切欠き状スペースに発泡耐火材を充填しておくと、第7発明の効果の欄で前記したように、火災時において発泡耐火材の発泡物が燃え代用板材の目地部の開き部分に押し出されるようにして、目地部の開き部分を閉塞する。従って、木質構造材に対して極めて強力な耐火・耐熱シーリングが確保される。
本実施例においては、前記図1に示す耐火被覆構造体を構成した。この耐火被覆構造体の木質構造材は断面が105mm×105mmの寸法の角柱形の木柱である。木質構造材の表面である4面の周面は、不燃性材料である厚さ5mmのスレート板からなる耐火材層で被覆されている。更に耐火材層は厚さ12mmの杉材からなる4枚の燃え代用板材で被覆されている。これらの燃え代用板材は耐火被覆構造体の角部で互いに付け合せただけの状態で、目地部を形成している。
本実施例の耐火被覆構造体は、耐火材層として厚さ3mmのシート状の発泡耐火材を用いた点以外は実施例1の耐火被覆構造体と同様に構成した。このシート状の発泡耐火材として、以下の配合からなる発泡耐火塗料を塗布・乾燥させたものである。
ペンタエリスリトール:100重量部
メラミン:100重量部
酢酸ビニル/アクリルエマルション(固形分):350重量部
ポリリン酸アンモニウム:450重量部
二酸化チタン:200重量部。
本実施例の耐火被覆構造体は、上記の実施例2に係る耐火被覆構造体において、前記した図2(a)に示すように、燃え代用板材の目地部に耐火材層側へ開口する幅5mm、深さ6mmの溝状スペースを当該目地部に沿って形成し、この溝状スペースに、実施例2に示す配合の発泡耐火材をスペース一杯に充填したものである。
本実施例の耐火被覆構造体は、上記の実施例2に係る耐火被覆構造体において、前記した図3(a)に示すように、耐火材層の裏面側で、燃え代用板材の目地部に沿って、木質構造材の角部に、断面が二等辺三角形(二つの等辺の長さが各8mm)となる切欠き状スペースを設け、この切欠き状スペースに、実施例2に示す配合の発泡耐火材をスペース一杯に充填したものである。
本比較例の耐火被覆構造体は、上記実施例1の場合と同様の木柱の表面である4面の周面を、厚さ12mmの杉材からなる4枚の燃え代用板材で被覆したものである。即ち、実施例1や実施例2と対比すると、耐火材層を備えていない点で異なる。
上記した実施例1〜実施例4及び比較例1に係る耐火被覆構造体であって、それぞれ軸方向の長さが1mであるように切断したものを試験体とした。
2 木質構造材
3 耐火材層
4 燃え代用板材
5 目地部
6 溝状スペース
7 切欠き状スペース
8 発泡耐火材
Claims (5)
- 建築物の木質構造材の表面を耐火材層で被覆し、更にこの耐火材層を燃え代用板材で被覆した耐火被覆構造体であって、前記耐火材層が発泡耐火材からなると共に、燃え代用板材の目地部には耐火材層側へ開口する溝状スペースを当該目地部に沿って形成したことを特徴とする耐火被覆構造体。
- 前記発泡耐火材が発泡耐火塗料を塗布・乾燥させたものであり、又は発泡耐火材の薄い成形体を用いたものであることを特徴とする請求項1に記載の耐火被覆構造体。
- 前記発泡耐火材が水溶性アルカリ珪酸塩を含有するものであり、あるいは炭化剤、熱発泡性の発泡剤及び合成樹脂を含有するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の耐火被覆構造体。
- 前記溝状スペースの一部又は全部に発泡耐火材を充填したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の耐火被覆構造体。
- 前記耐火材層の裏面側では燃え代用板材の目地部に沿って木質構造材に切欠き状スペースを設け、この切欠き状スペースに発泡耐火材を充填したことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の耐火被覆構造体。
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