JP6046551B2 - 配管の防火構造 - Google Patents

Description

この発明は、集合住宅等の建築物において排水用や換気用として用いられる配管の防火構造および防火装置に関し、さらにそのうような配管において出火時に管路を閉塞するための出火時の管路閉塞方法に関する。

集合住宅やオフィスビル等の多人数が生活する建築物において、火災時の出火に際して延焼を起こしてはならない防火区画として、床壁や天井壁の上下仕切（コンクリートスラブ）等が挙げられる。

一方、排水用配管や換気用配管は、防火区画を貫通して配置されるため、その貫通部を貫通する配管には、防火区画を越えて隣接する区域に火炎や煙が伝わらないように防火構造が採用されている。

例えば下記特許文献１に示す配管の防火構造は、防火区画としてのコンクリートスラブの貫通部に、硬質合成樹脂製の配管が貫通した状態に配置されるとともに、その配管の貫通部近傍における外周面に布製スリーブを介して熱膨張部材が装着されている。そして万が一、火災が発生したような場合、火災の熱によって熱膨張部材が膨張して、その熱膨張部材によって布製スリーブと共に配管が縮径方向に押し潰されて、管路が閉塞される。これにより、火災や煙が防火区画を越えて隣接区間に伝達するのが防止されるようになっている。

この配管の防火構造においては、膨張した熱膨張部材によって構成される管路閉塞壁内に布製スリーブの繊維が混入しているため、その繊維が熱膨張部材の補強部材として機能する。従って熱膨張部材による管路閉塞壁が容易に崩壊してしまうのを防止でき、良好な防火性能を得ることができる。

特表平１０−５０９６３１号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す従来の配管の防火構造では、火災発生時における火炎の状況等によって、布製スリーブの繊維が、膨張した熱膨張部材（管路閉塞壁）の全域に十分に行き渡らず、管路閉塞壁に、補強部材としての繊維が欠落する部分が生じてしまう場合がある。そうすると、その繊維欠落部が容易に崩壊してしまい、十分な防火性能を確実に得ることができないという課題があった。

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、出火時に十分な防火性能を確実に得ることができる配管の防火構造およびその関連技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。

［１］熱融解性の配管と、その配管の外周に配置された断熱性の熱膨張部材とを備え、出火時の熱によって膨張した前記熱膨張部材によって、前記配管が押し潰されて管路が閉塞されるようにした配管の防火構造において、
前記熱膨張部材の内周面と配管の外周面との間に、内巻シートが配置されるとともに、
前記内巻シートは、融点が前記熱膨張部材の熱膨張開始温度以上の繊維を主原料とする不織布によって構成されていることを特徴とする配管の防火構造。

［２］前記内巻シートの主原料は、ポリエステル繊維、ポリアミド系繊維、グラスウール、ロックウールの中から選択された１種以上の繊維である前項１に記載の配管の防火構造。

［３］前記内巻シートは、面質量が１０ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２に調整されている前項１または２に記載の配管の防火構造。

［４］前記内巻シートにおける主原料の融点が２００℃以上である前項１〜３のいずれか１項に記載の配管の防火構造。

［５］前記内巻シートは、厚さが１ｍｍ〜２０ｍｍに調整されている前項１〜４のいずれか１項に記載の配管の防火構造。

［６］前記配管を構成する合成樹脂製の内管と、その内管の一部を除いて前記内管の外周に設けられ、かつ耐火層を含む被覆管とを備えた耐火二層管が設けられ、
前記耐火二層管における前記内管の一部に、前記内巻シートおよび前記熱膨張部材が配置されている前項１〜５のいずれか１項に記載の配管の防火構造。

［７］熱融解性の芯管と、その芯管の端部を除いて前記芯管の外周に設けられた耐火層とを備えた接続継手が設けられ、
前記接続継手における芯管の端部が、前記配管の端部に外嵌されて固定されるとともに、前記接続継手における芯管の端部外周に、前記内巻シートおよび前記熱膨張部材が配置されている前項１〜６のいずれか１項に記載の配管の防火構造。

［８］熱融解性の配管に設置される配管の防火装置であって、
配管の外周に配置され、かつ出火時の熱によって膨張して配管を押し潰して管路を閉塞する断熱性の熱膨張部材と、
前記熱膨張部材および配管間に配置されるように前記熱膨張部材の内周面に取り付けられる内巻シートとを備え、
前記内巻シートは、融点が前記熱膨張部材の熱膨張開始温度以上の繊維を主原料とする不織布によって構成されていることを特徴とする配管の防火装置。

［９］前記内巻シートは、熱融着によって前記熱膨張部材の内周面に固定されている前項８に記載の配管の防火装置。

［１０］熱融解性の配管の外周に配置した断熱性の熱膨張部材を、出火時の熱によって膨張させて配管を押し潰して管路を閉塞するようにした出火時の管路閉塞方法であって、
前記熱膨張部材の内周面と配管の外周面との間に、融点が前記熱膨張部材の熱膨張開始温度以上の繊維を主原料とする不織布によって構成された内巻シートを配置しておき、
出火時において、膨張する熱膨張部材が前記内巻シートの不織布を浸透するように繊維間の隙間に入り込みつつ、熱膨張部材と繊維とが一体となって膨張するようにしたことを特徴とする出火時の管路閉塞方法。

発明［１］の配管の防火構造によれば、熱膨張部材の内周面に、厚み方向に繊維が結合された不織布製の内巻シートが配置されているため、出火時において膨張する熱膨張部材が内巻シートの不織布を浸透するように繊維間の隙間に入り込みつつ、熱膨張部材と繊維とが一体となって膨張していくことによって、配管が押し潰されて管路が閉塞される。内巻シートの繊維は、補強部材として機能するため、膨張後の熱膨張部材が容易に脱落してしまう等の不具合を確実に防止でき、良好な防火性能を得ることができる。さらに内巻シートの繊維の融点が熱膨張部材の熱膨張開始温度以上であるため、熱膨張部材の膨張開始直前まで内巻シートの形状が確実に維持されている。このため、熱膨張部材の膨張に伴って内巻シートの繊維がバランス良く拡散していき、繊維が熱膨張部材内の全域に分布する。従って膨張後の熱膨張部材の強度を十分に確保できて、防火性能を一層向上させることができる。

発明［２］〜［５］の配管の防火構造によれば、防火性能をより一層確実に向上させることができる。

発明［６］の配管の防火構造によれば、耐火二層管に確実に採用できて、上記と同様の効果を得ることができる。

発明［７］の配管の防火構造によれば、接続継手との接続部において、延焼を遮断することができる。

発明［８］の配管の防火装置によれば、上記と同様に、出火時に配管の管路を確実に閉塞できて、優れた防火性能を得ることができる。

発明［９］の配管の防火装置によれば、内巻シートを熱膨張部材に確実に固定することができる。

発明［１０］の出火時の管路閉塞方法によれば、上記と同様に、出火時に配管の管路を確実に閉塞できて、優れた防火性能を確実に得ることができる。

図１はこの発明の実施形態である耐火二層管の防火構造が適用された配管接続構造を示す断面図である。 図２は実施形態の配管接続構造に適用された防火装置を示す斜視図である。 図３はこの発明の第１変形例である耐火二層管の防火装置を示す斜視図である。 図４は第１変形例の防火装置を示す断面図である。 図５はこの発明の第２変形例である耐火二層管の防火装置が適用された配管接続構造を示す断面図である。 図６はこの発明の第３変形例である耐火二層管の防火装置が適用された配管接続構造における針金周辺部を拡大して示す断面図である。

図１はこの発明の実施形態である耐火二層管の防火構造が適用された配管接続構造を示す断面図である。同図に示すように、この配管接続構造においては、防火区画としてのコンクリートスラブの配管用貫通孔周辺に配置される集合管継手７と、その集合管継手７に接続される耐火二層管１と、耐火二層管１における集合管継手７の近傍に設けられる防火装置５とを基本的な構成要素として備えている。

耐火二層管１は、内管２と、内管２の外周面に積層された被覆管３とを備えている。被覆管３は、内周側に配置される吸音層３１と、外周側に配置される耐火層３２との２つの層を備えている。後に詳述するが、耐火層３２は、耐火性材料が含浸した耐火層用多孔質シート４２によって構成されるとともに、吸音層３１は、耐火性材料が含浸していない（耐火性材料が非含浸の）吸音層用多孔質シート４１によって構成されている。

内管２は、合成樹脂製管によって構成されている。合成樹脂製管としては、硬質ポリ塩化ビニル管（ＰＶＣ管）、ポリエチレンテレフタレート管（ＰＥＴ管）、ポリプロピレン管（ＰＰ管）等の熱可塑性樹脂製管を好適なものとして例示することができる。なお、本発明においては、内管２の寸法や、管形状が限定されるものではなく、例えば直管形状、曲がり管形状、分岐管形状のもの等も支障なく使用することができる。

本実施形態においては、内管２である合成樹脂製管が、熱融解性の配管を構成するものであり、火災時等の過熱によって融解するものである。なお本発明においては、熱により軟化する場合も、熱融解に含まれる。

被覆管３の外周側に配置される耐火層用多孔質シート４２は、耐火性材料を含浸させた際にその耐火性材料を保持する基材となり、耐火性材料を養生させた後は耐火層３２の補強材として機能するものであるから、十分な耐火性材料を含浸させるために、多数の気孔が立体的（三次元的）に存在して所要の厚みを有していることが求められる。具体的には、繊維を結合または絡ませて形成した不織布（フェルトを含む）、連続気泡フォームを推奨できる。なお本発明において、多孔質シート４２としては、所要の厚みを有し耐火性材料を保持できるものであれば織物や編み物も使用することができる。

本発明において不織布とは、繊維シート、ウェブ又はバットで、繊維方向が一方向又はランダムに配向しており、交絡、及び／又は溶着、及び／又は接着によって繊維間が結合されたものを言う。

この不織布は、繊維がランダムに配向しているため、耐火性材料をムラなく均一に含浸させることができ、引っ張りや曲げに対する強度が三次元的に均等であるため、耐衝撃性に優れ、割れにくい耐火層３２を形成することができる。不織布の材料となる繊維の材質は、有機系、無機系のいずれであっても良い。有機系繊維としては、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート系（ＰＥＴ系ポリエステル）、ポリアミド系（６−ナイロン、６，６ナイロン等）、アクリル系、ポリビニルアルコール系（ビニロン等）、ポリオレフィン系、木綿、羊毛等を例示できる。無機系繊維としては、ガラス繊維、ロックウール、セラミック繊維を例示することができる。これらのうち、耐火性向上の観点からは無機系繊維が好ましいが、価格、取り扱いの容易性の観点からはポリエステルやポリプロピレン等の合成繊維製の不織布を用いることが好ましい。耐火層３２の耐火性能は不織布に含浸させた耐火性材料によって十分に得られるので、合成繊維製不織布を用いても何ら不都合はない。

不織布はそのままの状態で使用することもできるが、圧縮した不織布、ニードルパンチした不織布を用いるが好ましい。不織布は、圧縮したり、ニードルパンチすることによって保形性が高まるので、耐火性材料含浸後の保形性も高まり、ひいては耐火二層管１の真円度を高めることができる。

連続気泡フォームとしては、発泡ウレタンフォーム等を例示でき、不織布と同様に気泡内に耐火性材料を含浸させることによって高強度の耐火層３２を形成することができる。

上記の耐火層用多孔質シート４２のなかでも、補強効果が最も優れているのは不織布である。

一方、被覆管３における内側の吸音層３１を構成する吸音層用多孔質シート４１としては、その素材が、耐火層３２を構成する上記耐火層用多孔質シート４２と同種のものを、好適に用いることができる。

本実施形態において、被覆管３の厚さ（耐火層３２の厚さと吸音層３１の厚さとの合計）は、求められる耐火性能に応じて調整される。通常、この厚さの合計は、３〜３０ｍｍが好ましい。

本実施形態において、耐火層３２は、耐火層用多孔質シート４２に耐火性材料を含浸させることによって形成するものである。

耐火性材料の含浸方法として、例えば吹き付けによる方法を好適例として挙げることができる。すなわち内管２に多孔質シート４１，４２を巻き付けた管状複合部材４に、外側から耐火性材料を吹き付けて、耐火層用多孔質シート４２に耐火性材料を含浸させる方法を好適に採用することができる。

具体的には、管状複合部材４を、軸心回りに回転駆動する一方、耐火性材料噴射装置の噴射ノズルからモルタル等の耐火性材料を管状複合部材４の外周面に吹き付けつつ、噴射ノズルを管状複合部材４の軸方向に沿って移動させる。これにより、管状複合部材４の外周面全域に均等に耐火性材料が吹き付けられて、その耐火性材料が耐火層用多孔質シート４２に含浸して、耐火層３２が形成される。

本実施形態においては、耐火性材料の含浸方法は特に限定されず、上記の吹き付けによる方法以外にも、塗布、注入、浸漬等の方法を用いることができる。

耐火性材料としては、モルタル、特に、硬化後の強度や密度、耐火性等の観点からセメント系モルタルを採用するのが好ましい。セメント系モルタルに用いられるセメントとしては、例えば普通、早強、中庸熱および超早強の各種ポルトランドセメント、またはこれらのポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグを混合した高炉セメントを例示することができる。またこれらに適宜骨材や各種添加剤を混合することもできる。これらの固体材料に水を混合し、湿式材料として、耐火層用多孔質シート４２に含浸させる。湿式状態の耐火性材料の粘度は固体材料と水との混合比によって調整し、多孔質シート４１，４２の材質、面密度、厚さ、浸透速度、硬化時間等に応じて適宜設定する。なお、一般的には強度向上を目的としてセメントに繊維を混合した繊維モルタルが使用されるが、本発明の耐火層３２は、耐火層用多孔質シート４２が補強材として機能するため、繊維を混合する必要はない。繊維モルタルは耐火層用多孔質シート４２への浸透を妨げることがあるので、むしろ繊維を混合しないことが好ましい。

耐火層３２は、耐火性材料中に耐火層用多孔質シート４２を構成する繊維や樹脂を均一に含んでおり、繊維や樹脂が補強材として機能する。このため、耐火層３２は強度が高く、耐衝撃性に優れ、割れにくいという特性を有している。

耐火層３２の厚みは、被覆管３の厚み（吸音層３１および耐火層３２の総厚み）、使用目的、施工場所等に応じて、適宜設定すれば良い。耐火層３２は、厚いほど耐火性が向上するが、重量の問題もあり、少なくとも３ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍ程度に設定するのが良い。耐火層３２を厚くし過ぎると、耐火二層管１全体の重量が増加してしまい、輸送や施工が困難になるおそれがある。

なお本実施形態においては、耐火層３２の型崩れを防止するためや、耐火性材料の脱落を防止するため等に、管状複合部材４の外周に、伸縮性のある筒状メッシュシート等を被せておくようにしても良い。

また本実施形態において、吸音層３１は、耐火性材料が含浸していない吸音層用多孔質シート４１によって構成されるものである。この吸音層３１は、良好な吸音性を確保するため、厚みを少なくとも１ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ〜１５ｍｍ程度に設定するのが良い。

本実施形態においては、耐火層用多孔質シート４２の密度を、吸音層用多孔質シート４１の密度よりも低く設定するのが好ましい。すなわち、耐火層用多孔質シート４２は、耐火性材料を含浸させて耐火層３２を形成するものであるため、耐火性材料を含浸させたい耐火層用多孔質シート４２を、密度の低い不織布等の低密度層によって構成し、耐火性材料を含浸させたくない吸音層用多孔質シート４１を、密度の高い不織布等の高密度層によって構成する。低密度層は高密度層に比べて耐火性材料が含浸し易いため、低密度の耐火層用多孔質シート４２のみに、耐火性材料を確実に含浸させることができる。このように低密度層および高密度層の多孔質シート４１，４２を用いることによって、耐火性材料の含浸度合を正確に制御することができ、所望の部分に的確に耐火層３２および吸音層３１を形成することができる。

また本実施形態においては、後に詳述するように、吸音層用多孔質シート４１と、耐火層用多孔質シート４２とを、物理的に繋がっている１枚の多孔質シートによって構成するようにしても良い。

以上の構成の本実施形態の耐火二層管１は、例えばマンション等の集合住宅における排水管として使用する。この場合、内部を流れる水によって発生する音（水流音）は、吸音層３１で吸音されるとともに、吸音層３１を透過した水流音は、耐火層３２で遮音反射される。従って水流音が管外に漏れることはない。さらに吸音層３１の外周面に設けられた耐火層３２によって所定の耐火性能を確実に得ることができる。

なお、耐火二層管１における上端部は、つまり後述の集合管継手７との接続端部２５は、被覆管３が存在せず内管２が露出した状態となっている。本実施形態においては、耐火二層管１の接続端部２５によって、耐火二層管１の一部が構成されている。

上記耐火二層管１が接続される集合管継手７は、コンクリートスラブの貫通孔内に取り付けられている。この集合管継手７は、下端部に上記耐火二層管１が接続される管接続部７１が設けられるとともに、図示しない上側部には、複数の管接続部が設けられ、各管接続部にそれぞれ上記と同様な耐火二層管等の配管を接続できるようになっている。

管接続部７１は、下向きに開放されており、内径寸法が耐火二層管１における内管２の外径寸法に対応して形成されており、この管接続部７１の内部に、内管２の接続端部２５を挿入できるようになっている。また、管接続部７１の開口端部（下端）外周には、外方に突出するようにフランジ部７２が一体に形成されている。

この集合管継手７に耐火二層管１を接続するには、耐火二層管１における内管２の接続端部２５の外側に金属製の押し輪７５を嵌め込む一方、集合管継手７における管接続部７１の開口縁部内周にリング状のゴムパッキン７６を配置しておく。そして、耐火二層管１における接続端部２５の先端を集合管継手７の管接続部７１に挿入して、ゴムパッキン７６を耐火二層管１の接続端部２５の外周面と、集合管継手７における管接続部７１の開口縁部内周面との間に配置する。その状態で、ボルトおよびナットからなる締結手段７７によって、押し輪７５をフランジ部７２側に圧締し、ゴムパッキン７６を管接続部７１の開口縁部内周と内管２の外周面との間に圧入する。これにより、耐火二層管１が集合管継手７に接続固定される。

こうして集合管継手７に連結固定された耐火二層管１においては、内管２の露出された部分である接続端部２５が、集合管継手７の下方に配置されている。

なお本実施形態においては、押し輪７５は、集合管継手７を構成する部材の一つとして取り扱っている。

図２は本実施形態の配管接続構造に採用された防火装置５を示す斜視図である。図１および図２に示すように耐火二層管１の接続端部２５に設置けられる防火装置５は、熱膨張部材５０と、その熱膨張部材５０の内側に配置され、かつ筒状に成形された内巻シート５１と、熱膨張部材５０および内巻シート５１を保持する保持枠６とを備えている。

保持枠６は、円環状の金属製枠本体６１と、枠本体６１を集合管継手７に支持するためのフック６５とを備えている。なお本実施形態においては、保持枠６によって保持部材が構成されている。

枠本体６１は、その内側の上下両端の全周に内方に向けて突出するリブ６２，６２が形成されている。さらに上下のリブ６２，６２間には周方向に連続し、かつ内側に向けて開放する周溝状の熱膨張部材収容凹部６３が形成されている。

そしてこの凹部６３内に、円筒状に成形された熱膨張部材５０が収容されて保持されている。

本実施形態において、熱膨張部材５０は、火災時の熱によって加熱されると、発泡して３〜５０倍に膨張し、かつ膨張した状態で耐火性を保有するものである。

本実施形態において、このような熱膨張部材５０としては、エポキシ樹脂やポリエチレン樹脂等の合成樹脂に熱膨張性カーボン（熱膨張性黒鉛）が含有された合成樹脂系のものや、ＥＰＤＭ等の合成ゴムに熱膨張性カーボン（熱膨張性黒鉛）が含有された合成ゴム系のものを好適に用いることができる。

これらの熱膨張部材５０のうち、エポキシ樹脂系の熱膨張部材５０の熱膨張開始温度は１８０℃〜２００℃近傍であり、ポリエチレン樹脂系や合成ゴム系の熱膨張部材５０の熱膨張開始温度は１８０℃〜２００℃近傍である。

なお言うまでもなく、本発明においては、熱膨張部材５０には必要に応じて充填材等の添加剤を適宜配合するようにしても良い。

熱膨張部材５０の内周面に設けられる内巻シート５１は、不織布によって構成する必要がある。内巻シート５１用の不織布とは、上記被覆管３の多孔質シート４１，４２として用いることが可能な不織布と同様であるため、重複説明は省略する。

本実施形態において、内巻シート５１を構成する不織布の主原料は、融点が熱膨張部材５０の膨張開始温度以上の繊維である。従ってこの内巻シート５１は、熱膨張部材５０の熱膨張開始温度未満では溶融せずに形状が保持されるようになっている。

本発明において、内巻シート５１の主原料として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維（ポリアミド系繊維）等の合成樹脂からなる繊維や、グラスウール、ロックウール等の無機系材料からなる繊維等の融点が２００℃以上の繊維を好適に用いることができる。

中でも本実施形態では、内巻シート５１として用いられる不織布を、ポリエステル繊維製のフェルトによって構成している。

なお、本発明においては、１種類の繊維だけで内巻シート５１の主原料を構成しても良いし、２種以上の繊維を総括したものを内巻シート５１の主原料として構成するようにしても良い。

本実施形態において、内巻シート５１の厚さは１ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍに調整するのが好ましい。さらに内巻シート５１の面質量（面積当たりの質量）は１０ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２、好ましくは５０ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２に調整するのが好ましい。すなわちこれらの値が上記の所定範囲に含まれる内巻シート５１においては、後述する内巻シート５１による機能、例えば遮音性能、断熱性能、膨張後の熱膨張部材５０における補強性能等を、より確実に得ることができる。

この内巻シート５１が、既述したように熱膨張部材５０の内周面に取り付けられる。内巻シート５１の熱膨張部材５０への固定手段としては、熱融着処理を好適に用いることができる。例えば熱膨張部材５０の内周面に沿って配置した内巻シート５１を部分的に溶融固化することによって熱膨張部材５０に固定する。

なお言うまでもなく、本発明においては、内巻シート５１の熱膨張部材５０への固定手段が限定されるものではない。

フック６５は、枠本体６１の外周面に周方向に間隔をおいて複数、本実施形態では３つ設けられている。各フック６５は、その下端が枠本体６１の外周面にそれぞれ固定されて、斜め上方に突出するように、つまり外側に開きつつ上方に延びるように配置されている。さらに各フック６５の上端には、その上端が内側に折り曲げられることによって爪６６が形成されている。各フック６５は、弾力性を備えており、下端を支点にして、上部側が外側に開くように弾性変形可能に構成されている。

この防火装置５を、上記の配管接続構造に取り付けるに際しては、耐火二層管１を集合管継手７に接続する前に予め、耐火二層管１の接続側端部の外周に防火装置５を嵌め込んでおく。この場合、フック６５が突出している側を上側、つまり集合管継手７との接続側として配置する。その状態で既述したように、耐火二層管１を集合管継手７に接続する。

その後、防火装置５の各フック６５を弾性力に抗して外側に押し開きつつ、爪６６を集合管継手７のフランジ部７２および押し輪７５間に対応する位置まで、防火装置５を持ち上げて、各フック６５の押し開きを解除し、各フック６５の弾性復元力によって、各爪６６を集合管継手７のフランジ部７２および押し輪７５間に挿入して引っ掛ける。これにより、防火装置５を、その熱膨張部材５０を耐火二層管１における被覆管３が除去された接続端部２５の外周面に配置した状態に配管接続構造に組み付ける。

なお上記の説明では、耐火二層管１を集合管継手７に連結する前に予め、防火装置５を耐火二層管１に外嵌しておくようにしているが、本発明においては、耐火二層管１や防火装置５の組付手順は限定されるものではない。例えば耐火二層管１を集合管継手７に連結した後、防火装置５を組み付けるようにしても良い。すなわち上端部（一端部）が集合管継手７に連結された耐火二層管１の下端部（他端部）から、防火装置５を外嵌して耐火二層管１の上端部までスライド移動させてから、その防火装置５を耐火二層管１の上端部に上記と同様に組み付けるようにしても良い。

こうして防火装置５が耐火二層管１に組み付けられた状態では、耐火二層管１における被覆管３が存在しない内管２の接続端部２５の外周に、内巻シート５１を介して熱膨張部材５０が配置されている。

以上のように、本実施形態の配管接続構造によれば、熱膨張部材５０の内周面にポリエステル繊維製のフェルトからなる内巻シート５１が配置された防火装置５が、耐火二層管１における内管２の外周に取り付けられている。この構造においては、火災の発生により熱膨張部材５０が内側に向けて膨張する際には、熱膨張部材５０が内巻シート５１の不織布を浸透するように繊維間の隙間に入り込みつつ、熱膨張部材５０と繊維とが一体となって膨張していくことによって、内管２が押し潰されて管路が閉塞される。このように内巻シート５１の繊維が内部に拡散した熱膨張部材５０によって管路が閉塞されるため、内巻シート５１の繊維が膨張後の熱膨張部材５０の補強部材として機能し、膨張後の熱膨張部材５０による管路閉塞壁が容易に脱落してしまう等の不具合を確実に防止でき、良好な防火性能を確実に得ることができる。

さらに本実施形態においては、内巻シート５１として、その主原料である不織布繊維（フェルト繊維）の融点が熱膨張部材５０の熱膨張開始温度以上のものを採用しているため、熱膨張部材５０が膨張を開始する前に、内巻シート５１が熱溶融することがなく、熱膨張部材５０による熱膨張が開始される直前まで内巻シート５１の形状が確実に維持される。このため、熱膨張部材５０の熱膨張に伴って内巻シート５１の繊維がスムーズに拡散・膨張していき、膨張後の熱膨張部材５０の内部全域に、内巻シート５１の繊維が均等に分布することとなる。つまり、熱膨張部材５０による管路閉塞壁内に、補強部材としての繊維が欠落している部分が存在しない。このため、熱膨張部材５０による管路閉塞壁は十分な強度を得ることができ、長時間、管路を確実に閉塞した状態に保持され、防火性能を一層向上させることができる。

その上さらに、本実施形態において、内巻シート５１はポリエステル繊維製のフェルトによって構成されているため、断熱性を備えている。このため以下に詳述するように、出火時に熱膨張部材５０をその全周わたって瞬間的に膨張させることができ、管路を全周から均等に瞬時に閉塞することができる。

すなわち仮に、熱膨張部材５０の内側に断熱性部材が配置されていない場合、出火時に熱が熱膨張部材５０の周方向の一部から内側（内管２）に瞬間的に伝わってしまい、熱膨張部材５０の周方向の一部が熱量不足となって十分に膨張しないことがある。そうすると、管路の周方向の一部を閉塞できない場合があり、良好な防火性能を得ることができないおそれがある。

これに対し、本実施形態においては、内巻シート５１が断熱性を備えているため、内巻シート５１の外側の熱が、部分的に内側に伝わって熱膨張部材５０が部分的に熱量不足となってしまうのを防止することができる。このため、出火時には内巻シート５１の外周面全域において瞬間的に温度が上昇し、熱膨張部材５０が周方向の全域で急速に膨張するため、管路を全周から均等に瞬時に閉塞することができる。従って出火直後に所望の管路閉塞壁を形成でき、延焼による被害を最小限で食い止めることができ、より一層良好な防火性能を得ることができる。

また本実施形態において、熱膨張部材５０は、保持枠６の枠本体６１によって外側から拘束されているため、外側に膨張することなく、確実に内側に膨張して管路を確実に閉塞でき、防火性を一層向上させることができる。

また本実施形態の防火装置５において、内巻シート５１を構成するポリエステル繊維製のフェルトは、吸音性能も備えている。このため、耐火二層管１の内部を流れる水等によって発生する水流音は、内巻シート５１で吸音され、水流音が外部に漏れるような不具合を有効に防止することができる。

さらに本実施形態において内巻シート５１を構成するポリエステル繊維のフェルトは、厚さ方向に弾力性を有しているため、内管２を水が流れた際に騒音が発生するのを、より確実に防止することができる。すなわち内管２内を水が流れた際に発生する水流音（騒音）は、主として内管２の周壁が振動しその振動が外部に伝達することが原因となっている。そこで、本実施形態において、内巻シート５１はその弾力性によって、内管２の振動を確実に抑制できるため、騒音が発生するのを確実に防止することができる。

特に配管の防火構造５における熱膨張部材５０として、合成樹脂系のものを使用している場合には、熱膨張部材５０が硬質となるため、熱膨張部材５０の内側に内巻シート５１等の弾力性（制振性）のある部材が存在しない場合には、水流による内管２の振動が熱膨張部材５０に不用意に伝達されてしまい、騒音が発生し易くなってしまう。

これに対し、本実施形態の配管の防火構造においては、既述したように水流による内管２の振動を内巻シート５１によって吸収できるため、たとえ熱膨張部材５０が硬質の合成樹脂系のものであっても、内管２の振動が熱膨張部材５０に伝達するのを防止でき、騒音の発生を確実に防止することができる。

また本実施形態の防火装置５は、そのフック６５を集合管継手７に引っ掛けるだけで簡単に取り付けることができ、ひいては配管接続構造全体の組付作業を簡単に行うことができる。

なお、上記実施形態においては、内巻シート６１としてフェルト製のものを使用しているが、フェルト以外の不織布を用いる場合であっても、上記と同様に、同様の作用効果を得るこができる。

また上記実施形態においては、防火装置５の保持枠６として、上下にリブ６２，６２が形成されたものを用いているが、それだけに限られず、本発明においては、上下のリブ６２，６２のうち少なくとも一方のリブが形成されない保持枠６を採用するようにしても良い。

例えば図３および図４に示すように、下側にのみリブ６２が形成されて上側にリブが形成されない保持枠６を有する防火装置５を採用するようにしても良い。この変形例の防火装置５においては、例えば上記実施形態のように、防火装置５の上端に対向して、集合管継手７のフランジ部７２が配置されているような場合には、熱膨張部材５０が膨張する際に、フランジ部７２によって拘束されることにより、上方への膨張が抑制されて、膨張部材５０を確実に内側に膨張させることができる。なおフランジ部７２によって熱膨張部材５０の膨張を確実に抑制できるようにするには、熱膨張部材５０の上端面とフランジ部７２との隙間を１０ｍｍ以下に設定しておくのが良い。

また逆に、防火装置５の下側に熱膨張部材５０の下方への膨張を抑制するような適当な部材が存在するような場合には、防火装置５の保持枠６として、下側にリブを有しないものを採用することもできる。

換言すれば、フランジ部７２等の熱膨張部材５０を拘束する部材が存在しないような場合には、リブ６２，６２が形成された保持枠６を採用するのが良い。

また上記実施形態においては、防火装置５のフック６５を集合管継手７のフランジ部７２と押し輪７５との間に差し込むようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、防火装置５のフック６５を、集合管継手７のフランジ部の上面に引っ掛けるように構成しても良い。

さらに上記実施形態においては、防火装置５をフック掛けにより配管に取り付けるようにしているが、本発明において、防火装置５の配管への取付手段は特に限定されるものではない。例えば防火装置５を集合管継手７または耐火二層管１に針金等の線材によって巻き付けるようにして取り付けても良い。

すなわち図５はこの発明の第２変形例である配管接続構造を示す断面図である。同図に示すように、この配管接続構造においては、防火装置５の取付手段として針金６７が用いられるとともに、集合管継手７としてフランジ部が形成されないものが採用されている。

詳細に説明すると、防火装置５は、上記第１変形例（図３および図４参照）と同様に上側にリブのない保持枠６と、熱膨張部材５０と、内巻シート６１とを備えている。なお、この第２変形例では、保持枠６にフック６５は設けられていない。

一方、耐火二層管１の接続端部２５には、接続継手８の下端が連結固定されている。この接続継手８は、芯管８１と、芯管８１の外側に設けられた耐火層８２とを備えている。芯管８１は、熱融解性の素材例えば、耐火二層管１の内管２と同様な素材、具体的には硬質ポリ塩化ビニル管（ＰＶＣ管）、ポリエチレンテレフタレート管（ＰＥＴ管）、ポリプロピレン管（ＰＰ管）等の硬質合成樹脂によって構成されている。

耐火層８２は、芯管８１の外周面における下端部を除く領域に積層状に形成されている。この耐火層８２は、耐火二層管１の耐火層３２と同様な素材、例えばモルタル等の耐火性材料によって構成されており、型注入成形によって形成されている。なおこの変形例では、耐火層８２の型注入成形において、耐火性材料を注入する空間部に予め、防火装置５を吊持するための針金８７の中間部が配置された状態で、耐火性材料を注入するようにしている。これにより、耐火層８２の内部に針金６７の中間部が埋設され、さらに耐火層８２の上端部から針金８７の上部が引き出されるとともに、耐火層８２の下端部から針金８７の下部が引き出された状態に配置される。

この接続継手８における芯管８１の上端部に集合管継手７の下端部が連結固定されるとともに、下端部に耐火二層管１の上端部、つまり被覆管３が形成されていない接続端部２５が連結固定されている。

また上記防火装置５は、接続継手８の外周面における下端部、つまり耐火層８２が形成されていない芯管８１の外周面に配置されている。さらに防火装置５は、熱膨張部材５０および内巻シート５１の上端面が接続継手８の耐火層８２の下端面に隙間なく接触した状態に配置されている。

そして防火装置６の保持枠６における枠本体６１の外周面に、上記接続継手８における各針金６７の下端が、タッピングビス６８によってそれぞれねじ止め固定されている。

なおこの変形例においては、接続継手８の芯管８１における耐火層８２が形成されていない部分（下端部）によって、芯管８１の端部が構成されている。

一方、集合管継手７における接続継手８の近傍には、バンド部材９が取り付けられている。このバンド部材９は、集合管継手７の外周面に沿って配置される合成ゴム製の吸音部材９１と、その吸音部材９１を集合管継手７に圧接固定するための金属製の締付バンド９２とを備えている。

締付バンド９２の下端縁には、上記針金６７にそれぞれ対応して、針金取付孔９３が形成されている。そして各針金６７の上端部が、対応する各針金取付孔９３にそれぞれ挿通されて、ねじり合わされることによって、各針金取付孔９３に取り付けられている。これにより、防火装置５が針金６７を介して集合管継手７に吊持（支持）されている。

この第２変形例の配管接続構造において、出火により熱膨張部材５０が膨張すると、上記実施形態と同様に、熱膨張部材５０と内巻シート５１の繊維とが一体となって内側に膨張していき、芯管８１および内管２が押し潰されて、管路が閉塞される。

従ってこの第２変形例の配管接続構造においても、上記と同様に同様の効果を得ることができる。

このように本発明の防火装置５は、フランジのない集合管継手７を採用した配管接続構造においても、確実に採用することができる。

また上記第２変形例においては、針金６７を接続継手８の耐火層８２内に埋設するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、針金６７を接続継手８の耐火層８２の外側に配置するようにしても良い。

すなわち図６に示すように、下端がタッピングビス６８によって防火装置５の保持枠６に固定された針金６７を、接続継手８の耐火層８２の外側に配置し、その針金６７の上端を、集合管継手７に巻回されたバンド部材９の針金取付孔９３にそれぞれ取り付けられる。この構造においては、針金６７のたるみ等を防止するために、針金６７の中間部に引張コイルバネ８５が設けられている。

このように防火装置５を針金６７で吊持する場合、針金６７を外側に露出した状態に配置するようにしても良い。

また上記実施形態においては、本発明の防火構造を、吸音層３１および耐火層３２を有する耐火二層管１に採用する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、耐火層のみを有する耐火二層管や、吸音層および耐火層等の被覆管が設けられない配管（内管のみの構造）に適用することができる。

また上記実施形態においては、吸音層用多孔質シート４１と、耐火層用多孔質シート４２とを物理的に繋がっていない別部材によって構成しているが、それだけに限られず、本発明においては、吸音層用多孔質シート４１と、耐火層用多孔質シート４２とを物理的に繋がっている同一の多孔質シート（一枚の多孔質シート）によって構成することもできる。すなわち、内管２の外周に、厚みのある多孔質シートを巻回し、その多孔質シートの外周側半分の領域にのみ耐火性材料を含浸させる。そして、厚みのある多孔質シートのうち耐火性材料が含浸した外周部分を耐火層として構成するとともに、耐火性材料が含浸していない内周部分を吸音層として構成することもできる。

また上記実施形態においては、耐火二層管を、３本以上の耐火二層管等の配管が接続される集合管継手に連結する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、２本の配管を繋ぎ合わせるだけの直線状やエルボー型の管継手にも適用することができる。

また上記実施形態においては、防火装置５を耐火二層管１における管継手の近傍に配置する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、防火装置を耐火二層管における管継手から離間した位置に配置するようにしても良い。

さらに上記実施形態においては、防火装置５を耐火二層管１の端部（上端部）に設置するようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、防火装置５を耐火二層管１の中間部に設けるようにしても良い。例えば耐火二層管１の一部の被覆管３を除去し、その被覆管３の設けられていない部分（内管２の一部）に防火装置５を設置するようにすれば良い。

この発明の配管の防火構造は、排水管や換気管の防火用として、集合住宅等の建造物に適用することができる。

１：耐火二層管
２：内管（配管）
２５：接続端部（端部）
３：被覆管
３２：耐火層
５：防火装置
５０：熱膨張部材
５１：内巻シート
８：接続継手
８１：芯管
８２：耐火層

Claims (11)

1. 熱融解性の配管と、その配管の外周に配置された断熱性の熱膨張部材とを備え、出火時の熱によって膨張した前記熱膨張部材によって、前記配管が押し潰されて管路が閉塞されるようにした配管の防火構造において、
   前記熱膨張部材の内周面と配管の外周面との間に、内巻シートが配置されるとともに、
   前記内巻シートは、融点が前記熱膨張部材の熱膨張開始温度以上の繊維を主原料とし、かつ膨張する熱膨張部材が繊維間の隙間に入り込むように繊維間が結合された不織布によって構成されていることを特徴とする配管の防火構造。
2. 前記内巻シートは厚さ方向に弾力性を有し、
   前記熱膨張部材は合成樹脂系の硬質材である請求項１に記載の配管の防火構造。
3. 前記内巻シートの主原料は、ポリエステル繊維、ポリアミド系繊維、グラスウール、ロックウールの中から選択された１種以上の繊維である請求項１または２に記載の配管の防火構造。
4. 前記内巻シートは、面質量が１０ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２に調整されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の配管の防火構造。
5. 前記内巻シートにおける主原料の融点が２００℃以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の配管の防火構造。
6. 前記内巻シートは、厚さが１ｍｍ〜２０ｍｍに調整されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の配管の防火構造。
7. 前記配管を構成する合成樹脂製の内管と、その内管の一部を除いて前記内管の外周に設けられ、かつ耐火層を含む被覆管とを備えた耐火二層管が設けられ、
   前記耐火二層管における前記内管の一部に、前記内巻シートおよび前記熱膨張部材が配置されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の配管の防火構造。
8. 熱融解性の芯管と、その芯管の端部を除いて前記芯管の外周に設けられた耐火層とを備えた接続継手が設けられ、
   前記接続継手における芯管の端部が、前記配管の端部に外嵌されて固定されるとともに、
   前記接続継手における芯管の端部外周に、前記内巻シートおよび前記熱膨張部材が配置されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の配管の防火構造。
9. 熱融解性の配管に設置される配管の防火装置であって、
   配管の外周に配置され、かつ出火時の熱によって膨張して配管を押し潰して管路を閉塞する断熱性の熱膨張部材と、
   前記熱膨張部材および配管間に配置されるように前記熱膨張部材の内周面に取り付けられる内巻シートとを備え、
   前記内巻シートは、融点が前記熱膨張部材の熱膨張開始温度以上の繊維を主原料とし、かつ膨張する熱膨張部材が繊維間の隙間に入り込むように繊維間が結合された不織布によって構成されていることを特徴とする配管の防火装置。
10. 前記内巻シートは、熱融着によって前記熱膨張部材の内周面に固定されている請求項９に記載の配管の防火装置。
11. 熱融解性の配管の外周に配置した断熱性の熱膨張部材を、出火時の熱によって膨張させて配管を押し潰して管路を閉塞するようにした出火時の管路閉塞方法であって、
    前記熱膨張部材の内周面と配管の外周面との間に、融点が前記熱膨張部材の熱膨張開始温度以上の繊維を主原料とし、かつ繊維間が結合された不織布によって構成された内巻シートを配置しておき、
    出火時において、膨張する熱膨張部材が前記内巻シートの不織布を浸透するように繊維間の隙間に入り込みつつ、熱膨張部材と繊維とが一体となって膨張するようにしたことを特徴とする出火時の管路閉塞方法。

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