JP5937903B2 - 耐火処理具及び貫通部の耐火構造 - Google Patents

Description

本発明は、建築物の防火区画体を厚み方向に貫通して形成された貫通部に挿入されるとともに、配線・配管材が挿通される耐火処理具及び貫通部の耐火構造に関する。

従来より、建築物における防火区画壁（防火区画体）に配線・配管材を貫通させる場合、この防火区画壁の貫通部には耐火構造が設けられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の防火処理構造（耐火構造）において、防火区画壁を厚み方向に貫通する貫通孔（貫通部）内には、防火処理具が設置されている。この防火処理具は、熱膨張性ゴムから円筒状に形成された処理具本体と、この処理具本体の内側に設けられる熱膨張パテと、からなる。そして、火災等が発生すると、処理具本体及び熱膨張パテは火災等の熱によって膨張し、配線・配管材が焼失することで形成された空隙を閉塞する。

特開２０１１−１１７５７４号公報

ところが、特許文献１に開示のように、防火処理具においては、貫通孔に配線・配管材が挿通された状態で、この配線・配管材の外周面と貫通孔の内周面との間隙に処理具本体が挿入される。このため、処理具本体が挿入できるように、貫通孔は十分余裕を持って形成されている。したがって、処理具本体は、貫通孔を配線・配管材とともに閉塞する大きさに形成する必要があり、製造コストが嵩んでしまっている。また、防火処理具は、処理具本体及び熱膨張パテ共に熱膨張性材料からなるため、防火処理具のコストが嵩んでしまっていた。

本発明は、熱膨張性材料の使用量を減らして製造コストを抑えることができる耐火処理具及び貫通部の耐火構造を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、建築物の防火区画体を厚み方向に貫通して形成された貫通部に挿入されるとともに、配線・配管材が挿通される耐火処理具であって、自身で形状を維持可能な熱膨張性材料によって前記配線・配管材が貫通可能な筒状に形成されるとともに、前記貫通部に挿入される耐火具本体と、前記配線・配管材の外周面と前記耐火具本体の内周面との間に充填される、難燃性又は不燃性を有する非熱膨張性材料の耐火パテよりなる充填材と、からなり、前記充填材は、火災時の熱によって膨張する前記耐火具本体によって前記配線・配管材に向けて圧縮されて、前記配線・配管材の焼失によって形成される空隙を閉塞することを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、建築物の防火区画体を厚み方向に貫通して形成された貫通部に配線・配管材が挿入され、該貫通部の内周面と前記配線・配管材の外周面との間に耐火処理具が挿通されてなる貫通部の耐火構造であって、前記貫通部には、自身で形状を維持可能な熱膨張性材料によって前記配線・配管材が貫通可能な筒状に形成された耐火処理具の耐火具本体が挿入されるとともに、前記配線・配管材の外周面と前記耐火具本体の内周面との間には難燃性又は不燃性を有する非熱膨張性材料の耐火パテよりなる充填材が充填されており、火災時には熱によって膨張する前記耐火具本体によって前記充填材が前記配線・配管材に向けて圧縮されて、該充填材により前記配線・配管材の焼失によって形成される空隙が閉塞されるように構成されていることを要旨とする。

本発明によれば、熱膨張性材料の使用量を減らして製造コストを抑えることができる。

実施形態の貫通部の耐火構造を示す断面図。 実施形態の耐火処理具を示す斜視図。 （ａ）は耐火処理具を示す正面図、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 耐火処理具と電線管との間隙を示す図。 貫通部の耐火構造の作用を示す断面図。 貫通部の耐火構造の別例を示す断面図。 別例の耐火構造の作用を示す断面図。 貫通部の耐火構造の別例を示す断面図。

以下、本発明を具体化した耐火処理具の一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
まず、防火区画体としての防火区画壁Ｗについて説明する。

図１に示すように、防火区画壁Ｗはコンクリート壁であるとともに、防火区画壁Ｗには、配線・配管材としての電線管Ｐを防火区画壁Ｗの厚み方向に貫通させるための円孔状の貫通孔Ｗａが形成されている。そして、本実施形態では、貫通孔Ｗａそのものによって貫通部が形成されている。

次に、防火区画壁Ｗにおける貫通部の耐火構造を形成するため、貫通孔Ｗａに装着されるとともに防火区画壁Ｗに固定される耐火処理具１１について説明する。図２に示すように、耐火処理具１１は、熱膨張性材料としての熱膨張性ゴムによって有底円筒状に形成されている。耐火処理具１１は、円筒状をなす耐火具本体１２と、この耐火具本体１２の軸方向一端に形成されたフランジ部１３とを有する。

図３（ｂ）に示すように、耐火具本体１２の外径は、耐火具本体１２の軸方向に一定で、かつ貫通孔Ｗａの直径より僅かに大きく形成されている。また、熱膨張性ゴムは、３００℃以上の熱を受けると体積が加熱前の２倍以上に膨張する膨張材（膨張黒鉛）をゴムに混入し、このゴムを所定形状に成形した（成形工程を経た）ものに加硫工程を経てなるものである。なお、加硫工程とは、成形工程を経たゴムに熱を加え、加硫（架橋）反応や接着反応を起こさせ、ゴム弾性を有する製品を得る工程である。そして、耐火処理具１１は、熱膨張性ゴム自身により円筒状（形状）を維持している。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、耐火具本体１２の軸方向一端には、フランジ部１３が耐火具本体１２の周方向の全周に亘って外方へ突出するように形成されている。また、耐火具本体１２の軸方向他端（底側）側には受け部１６が形成されている。そして、耐火具本体１２内には充填空間Ｋが形成されるとともに、この充填空間Ｋは耐火具本体１２の軸方向一端で開口するとともに軸方向他端で受け部１６によって閉鎖されている。充填空間Ｋは、円穴状に形成されるとともに、耐火具本体１２の軸方向一端から他端に向かうに従い徐々に先細となるように縮径して形成されている。そして、耐火具本体１２の外径は軸方向に沿って一定であるため、耐火具本体１２における周壁部１２ａの厚みは、耐火具本体１２の軸方向一端から他端に向かうに従い徐々に厚くなるように形成されており、受け部１６側ほど厚くなっている。

受け部１６は、耐火具本体１２の内周面に一体形成された薄板状をなす。受け部１６には、複数の分割溝１６ａが受け部１６の周方向へ等間隔おきに形成されるとともに、受け部１６の径方向へ延びるように形成されている。受け部１６において、分割溝１６ａが形成された部位は、その他の部位より薄くなっている。受け部１６の中央部で全ての分割溝１６ａが交わる位置には挿通孔１６ｂが受け部１６を厚み方向に貫通して形成されている。また、各分割溝１６ａは、受け部１６の中央部寄りが挿通孔１６ｂに連通するように受け部１６の厚み全体に切断されている。

図１に示すように、受け部１６における挿通孔１６ｂに電線管Ｐが差し込まれると、受け部１６は、分割溝１６ａの挿通孔１６ｂ側から分断される。その結果、受け部１６は、複数の分割溝１６ａによって扇形状に分割されて複数の舌片１６ｃが形成されるようになっている。各舌片１６ｃはゴム弾性を有しているとともに、舌片１６ｃの基端側を基点として充填空間Ｋ内又は耐火具本体１２から離間する側へ向けて変形可能になっている。図１では、電線管Ｐが受け部１６を貫通した状態で、耐火処理具１１を電線管Ｐに沿って移動させたため、舌片１６ｃが基端側を基点として充填空間Ｋ内へ向けて変形するとともに、舌片１６ｃが電線管Ｐの外周面に密接している。

また、図２及び図３（ａ）に示すように、耐火具本体１２及びフランジ部１３には、耐火具本体１２の軸方向全体に亘って延びるスリット１４が形成されている。スリット１４は、耐火具本体１２の外面側及びフランジ部１３の外周端と、充填空間Ｋとを連通するように繋ぎ、充填空間Ｋを耐火具本体１２の外側へ開口可能としている。スリット１４は、複数の分割溝１６ａのうちの一つであり、舌片１６ｃの形成に利用されている。

図１に示すように、耐火処理具１１は、耐火具本体１２の充填空間Ｋに充填される充填材２１を備えている。充填材２１は、耐火パテからなる。充填材２１は、耐火具本体１２と異なり非熱膨張性材料（熱によって膨張しない材料）によって形成されている。

次に、貫通部の耐火構造について説明する。
図１に示すように、防火区画壁Ｗには耐火処理具１１が固定されている。具体的には、防火区画壁Ｗの貫通孔Ｗａには、耐火処理具１１の耐火具本体１２が挿入されるとともに、貫通孔Ｗａの開口縁部にフランジ部１３が当接した状態で係止している。そして、フランジ部１３と防火区画壁Ｗの開口縁部とは、粘着テープ又は接着剤によって固着され、耐火処理具１１は防火区画壁Ｗに対して移動不能に固定されている。なお、耐火処理具１１の防火区画壁Ｗへの設置は、フランジ部１３の表面から防火区画壁Ｗの表面にかけて難燃性のパテを塗り、このパテ内にフランジ部１３を埋め込んで耐火処理具１１を防火区画壁Ｗに固定することで行ってもよい。

耐火具本体１２の外周面は、貫通孔Ｗａ内周面に圧接している。よって、耐火具本体１２の外周面が貫通孔Ｗａの内周面に圧接することにより、耐火具本体１２の外周面と貫通孔Ｗａの内周面との間に隙間が無くなり、耐火具本体１２がシール部材として機能している。

図１及び図４に示すように、耐火具本体１２内には電線管Ｐが挿通されるとともに、電線管Ｐは防火区画壁Ｗを厚み方向に貫通している。そして、耐火具本体１２は、電線管Ｐの外周面との間に間隙Ｋａを空けて周方向の全体に亘って取り囲んでいる。また、耐火処理具１１の複数の舌片１６ｃは電線管Ｐに沿って充填空間Ｋ（間隙Ｋａ）内へ向けて突出するように変形している。貫通孔Ｗａの奥方では、複数の舌片１６ｃよりなる受け部１６により充填空間Ｋが閉鎖されている。

図１に示すように、間隙Ｋａには耐火パテからなる充填材２１が充填されるとともに、充填材２１によって間隙Ｋａが閉塞されている。充填材２１は、内周面が電線管Ｐの外周面に密着するとともに、外周面が耐火具本体１２の内周面に密着している。なお、充填材２１は、舌片１６ｃを押し退けて貫通孔Ｗａの奥に到達するまで充填空間Ｋには充填されず、舌片１６ｃによって耐火具本体１２から飛び出ることが防止されている。また、充填材２１によって、耐火具本体１２のスリット１４も耐火具本体１２の内周面側から閉じられている。したがって、電線管Ｐの外周面と耐火処理具１１の内周面との間隙Ｋａは充填材２１によって閉塞されている。

次に、耐火処理具１１及び耐火構造の作用について記載する。
防火区画壁Ｗの一方の壁面側（フランジ部１３が露出する側）で火災等が発生すると、電線管Ｐやその他のものの燃焼により煙が発生する。このとき、貫通孔Ｗａは、耐火具本体１２の貫通孔Ｗａ内面への圧接（耐火具本体１２のシール機能）及び間隙Ｋａに充填された充填材２１により閉塞されている。このため、耐火処理具１１（耐火具本体１２及び充填材２１）によって貫通孔Ｗａが煙の経路となることが防止され、防火区画壁Ｗの他方の壁面側へ煙が伝わる不都合がなくなる。

さらに、電線管Ｐが燃焼し、火災等や燃焼により発生した熱によりフランジ部１３、充填材２１及び耐火具本体１２の露出面側が加熱される。すると、フランジ部１３及び耐火具本体１２が膨張する。さらに、電線管Ｐが燃え進むと、耐火具本体１２が内周面から加熱されるとともに、耐火具本体１２を伝播した熱により耐火具本体１２が内周面から加熱される。すると、耐火具本体１２が内周面側から膨張する。

図５に示すように、加熱された耐火具本体１２は貫通孔Ｗａの径方向及び軸方向に向けて膨張し、充填材２１を電線管Ｐに向けて押圧する。そして、電線管Ｐが焼失すると、その焼失によって形成された空隙に充填材２１が押し込まれ、充填材２１によって空隙が閉塞される。また、膨張した耐火具本体１２は、電線管Ｐを押し潰しながら貫通孔Ｗａを密封閉鎖する。その結果、電線管Ｐの外周面と貫通孔Ｗａの内周面との間の隙間が熱、煙の経路となり、防火区画壁Ｗの他方の壁面側へ熱、煙が伝わる不都合がなくなる。

一方、防火区画壁Ｗの他方の壁面側（貫通孔Ｗａが開放された側）で火災等が発生すると、電線管Ｐやその他のものの燃焼により煙が発生する。このとき、貫通孔Ｗａは、耐火処理具１１により閉鎖されているため、貫通孔Ｗａが煙の経路となることが防止され、防火区画壁Ｗの他方の壁面側へ煙が伝わる不都合がなくなる。

さらに、電線管Ｐが燃焼するとともに、火炎や煙が貫通孔Ｗａ内に侵入する。すると、火災等や燃焼により発生した熱により、耐火具本体１２の受け部１６側が加熱される。燃え進んだ電線管Ｐからの熱により耐火具本体１２が内周面側から加熱される。

すると、加熱された耐火具本体１２の受け部１６側は貫通孔Ｗａの径方向及び軸方向に向けて膨張し、充填材２１を電線管Ｐに向けて押し潰す。このため、充填材２１は電線管Ｐに向けて圧縮される。そして、電線管Ｐが焼失すると、その焼失によって形成された空隙に充填材２１が押し込まれ、圧縮された充填材２１によって空隙が閉塞される。また、膨張した耐火処理具１１は、電線管Ｐを押し潰しながら貫通孔Ｗａを密封閉鎖する。その結果、電線管Ｐの外周面と貫通孔Ｗａの内面との間の隙間が熱、煙の経路となり、防火区画壁Ｗの他方の壁面側へ熱、煙が伝わる不都合がなくなる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）貫通部の耐火構造を形成する耐火処理具１１を、耐火処理具１１と充填材２１とで形成した。そして、充填材２１を非熱膨張性材料で形成した。このため、耐火処理具１１と充填材２１の両方を熱膨張性材料で形成する場合と比べると、耐火処理具１１に用いられる熱膨張性材料を減らして製造コストを抑えることができる。

（２）火災時には、耐火具本体１２が熱膨張すると、充填材２１が電線管Ｐに向けて押される。このため、電線管Ｐが焼失することで、耐火具本体１２内で電線管Ｐが配置されていた部位に空隙が形成されても、膨張する耐火具本体１２によって充填材２１を空隙に押し込むことができる。その結果、耐火具本体１２の内側に空隙が形成されることを防止して、貫通孔Ｗａが煙や火炎の経路になることを防止することができる。

（３）耐火具本体１２の内周面と電線管Ｐの外周面との間隙Ｋａに充填材２１を充填したため、間隙Ｋａを充填材２１で閉塞して貫通孔Ｗａが煙の経路になることを防止することができる。

（４）耐火具本体１２は熱膨張性ゴムよりなり、ゴム弾性を有する。また、耐火具本体１２の外径は貫通孔Ｗａの直径より僅かに大きく形成されている。このため、耐火具本体１２を貫通孔Ｗａ内に挿入すると、耐火具本体１２が貫通孔Ｗａの内周面によって僅かに圧縮変形するとともに、原形状への復帰により貫通孔Ｗａの内周面に耐火具本体１２の外周面が圧接し、耐火具本体１２そのもので貫通孔Ｗａの内周面との間をシールすることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、充填材として耐火パテを用いたが、充填材を発泡性材料（例えば、スポンジ）で形成してもよい。図６に示すように、充填材３１は、内径及び外径を縮径させた状態、すなわち圧縮させた状態で間隙Ｋａに押し込まれている。そして、充填材３１は、圧縮状態から原形状へ復帰しようとする弾性力によって、内周面が電線管Ｐの外周面に密接するとともに、外周面が耐火具本体１２の内周面に密接している。なお、充填材３１は、舌片１６ｃを押し退けて貫通孔Ｗａの奥に到達するまで間隙Ｋａには充填されず、舌片１６ｃによって耐火具本体１２から飛び出ることが防止されている。また、充填材３１によって、耐火具本体１２のスリット１４も耐火具本体１２の内周面側から閉じられている。したがって、電線管Ｐの外周面と耐火処理具１１の内周面との間隙Ｋａは充填材２１によって閉塞されている。

そして、防火区画壁Ｗの一方の壁面側（フランジ部１３が露出する側）で火災等が発生し、フランジ部１３及び耐火具本体１２が膨張する。このとき、図７に示すように、充填材３１は火炎や熱によって焼失する。すると、充填材３１の焼失によって空隙が形成され、この空隙が熱の伝播空間となり、空隙を取り囲む耐火具本体１２がその内周面側（電線管Ｐ側）から膨張される。その結果、膨張した耐火具本体１２が空隙に入り込み、空隙が閉塞されるとともに、貫通孔Ｗａが閉塞される。

充填材３１として発泡性材料を用い、充填材３１を圧縮状態で間隙Ｋａに充填した。このため、充填材３１の圧縮状態から原形状への復帰力により、充填材３１を電線管Ｐの外周面及び耐火具本体１２の内周面に面接触させることができる。よって、電線管Ｐの外周面と耐火処理具１１の内周面との間を充填材３１によって好適に閉塞することができる。

○ 実施形態では、充填材２１を耐火パテで形成したが、火炎や熱が充填材２１に及ぶ前に間隙Ｋａからの煙の漏れを防止することができるのであれば、充填材２１はパテ状のものではない難燃性材料や不燃性材料あってもよい。また、別の実施形態では充填材３１を発泡性材料（スポンジ）で形成したが、火炎や熱が充填材３１に及ぶ前に間隙Ｋａからの煙の漏れを防止することができるのであれば、発泡性材料の代わりに布等を使用してもよい。

○ 図８に示すように、防火区画体として、一対の壁材７０の間に中空部７１が区画された中空状の中空壁７２において、いずれか一方の壁材７０に貫通孔７０ａを形成し、その貫通孔７０ａ内に耐火処理具１１を装着して耐火構造を形成してもよい。又は、両壁材７０に貫通孔７０ａを形成し、両貫通孔７０ａに耐火処理具１１を装着して耐火構造を形成してもよい。

○ 防火区画体として、一対の壁材の間に中空部が区画された中空状の中空壁に貫通孔を形成し、その貫通孔内にスリーブを配設するとともに、スリーブによって貫通部を形成してもよい。そして、スリーブ内に耐火処理具１１及び充填材２１を装着して耐火構造を形成してもよい。

○ 実施形態の防火区画壁Ｗにおいて、貫通孔Ｗａにスリーブを配設するとともに、そのスリーブによって貫通部を形成してもよい。そして、スリーブ内に耐火処理具１１及び充填材２１，３１を設けてもよい。

○ 中実状をなす防火区画体として、コンクリート壁以外の土壁等に耐火構造を形成する場合、本発明の耐火構造を用いてもよい。
○ 実施形態において、貫通孔Ｗａの両開口側に耐火処理具１１を装着してもよい。

○ 実施形態では、貫通孔Ｗａを円孔状としたが四角孔状や六角孔状の多角孔状に形成してもよく、楕円孔状であってもよい。
○ 防火区画体としての床を厚み方向に貫通する貫通孔内に耐火処理具１１及び充填材２１，３１を設け、床に耐火構造を設けてもよい。

○ 実施形態では、耐火具本体１２を熱膨張性ゴムより形成するとともに、耐火具本体１２の外径を貫通孔Ｗａの直径より僅かに大きくしたが、耐火具本体１２の外径は貫通孔Ｗａの直径より僅かに小さく形成されていてもよい。この場合、耐火具本体１２は、フランジ部１３を貫通したビスやボルト等で防火区画壁Ｗに固定されていてもよいし、フランジ部１３に接合した粘着テープを防火区画壁Ｗに接合して防火区画壁Ｗに固定されていてもよい。

○ 配線・配管材として、配線や、電線管Ｐ以外の管材であってもよく、配線及び配管材の両方でもよい。さらに、配線・配管材として、配線や配管材を複数本纏めたものであってもよい。

Ｐ…配管材としての電線管、Ｗ…防火区画体としての防火区画壁、Ｗａ…貫通部としての貫通孔、１１…耐火処理具、１２…耐火具本体、２１，３１…充填材。

Claims (2)

1. 建築物の防火区画体を厚み方向に貫通して形成された貫通部に挿入されるとともに、配線・配管材が挿通される耐火処理具であって、
   自身で形状を維持可能な熱膨張性材料によって前記配線・配管材が貫通可能な筒状に形成されるとともに、前記貫通部に挿入される耐火具本体と、
   前記配線・配管材の外周面と前記耐火具本体の内周面との間に充填される、難燃性又は不燃性を有する非熱膨張性材料の耐火パテよりなる充填材と、からなり、
   前記充填材は、火災時の熱によって膨張する前記耐火具本体によって前記配線・配管材に向けて圧縮されて、前記配線・配管材の焼失によって形成される空隙を閉塞する耐火処理具。
2. 建築物の防火区画体を厚み方向に貫通して形成された貫通部に配線・配管材が挿入され、該貫通部の内周面と前記配線・配管材の外周面との間に耐火処理具が挿通されてなる貫通部の耐火構造であって、
   前記貫通部には、自身で形状を維持可能な熱膨張性材料によって前記配線・配管材が貫通可能な筒状に形成された耐火処理具の耐火具本体が挿入されるとともに、前記配線・配管材の外周面と前記耐火具本体の内周面との間には難燃性又は不燃性を有する非熱膨張性材料の耐火パテよりなる充填材が充填されており、火災時には熱によって膨張する前記耐火具本体によって前記充填材が前記配線・配管材に向けて圧縮されて、該充填材により前記配線・配管材の焼失によって形成される空隙が閉塞されるように構成されている貫通部の耐火構造。